Nghiên cứu khả năng xử lý khí độc hại bằng hệ quang xúc tác TiO2 phần II: Xử lý formaldehyde

Tình hình phát thải các khí hữu cơ độc hại ở các khu công nghiệp nước ta hiện nay đang ngày càng phức tạp, một trong những khí độc hại cần quan tâm là formaldehyde.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu khả năng xử lý khí độc hại bằng hệ quang xúc tác TiO2 phần II: Xử lý formaldehydeTAÏP CHÍ KHOA HOÏC ÑAÏI HOÏC SAØI GOØN Soá 25 - Thaùng 12/2014 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ KHÍ ĐỘC HẠI BẰNG HỆ QUANG XÚC TÁC TiO2. PHẦN II: XỬ LÝ FORMALDEHYDE PHẠM NGUYỄN KIM TUYẾN(*)TÓM TẮT Tình hình phát thải các khí hữu cơ độc hại ở các khu công nghiệp nước ta hiện nayđang ngày càng phức tạp, một trong những khí độc hại cần quan tâm là formaldehyde.Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thiết kế mô hình thí nghiệm bằng phương pháp quangxúc tác TiO2/UV, từ đó đánh giá khả năng xử lý hơi formaldehyde của vật liệu xúc tác TiO2dưới tác dụng của tia UV. Khả năng chuyển hóa HCHO trên hệ liên tục với xúc tác cố định(continuous fixed bed reactor) cho hiệu suất thấp do hạn chế về yếu tố thời gian lưu củaformaldehyde trên bề mặt xúc tác. Khả năng chuyển hóa formaldehyde trên hệ gián đoạnvới xúc tác cố định (continuous fixed bed reactor) cho hiệu suất rất cao và đạt đến hơn90% sau 3 giờ xử lý, cho thấy tiềm năng ứng dụng của loại vật liệu này trong tương lai.Các khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác, nồng độ chất ô nhiễm, độ ẩm, lưu lượngdòng khí, lên hiệu suất của quá trình cũng đã được thực hiện trong nghiên cứu này. Từ khóa: TiO2, formaldehyde, xúc tác quang hóa, hệ liên tục với xúc tác cố định, hệgián đoạn với xúc tác cố địnhABSTRACT The emission of toxic organic vapor pollutants from industrial parks in our country isincreasingly becoming a complicated issue, one of concerned component is formaldehyde.By photocatalytic oxidation system based on lab-scale model, this study aimed to estimateability of formaldehyde vapor treatment by using titanium dioxide in the presence ofultraviolet light. The formaldehyde conversion of the continuous fixed bed reactor gave alow efficiency due to the limitation of the contact time of formaldehyde on the catalystsurface. The formaldehyde conversion of the discontinuous fixed bed reactor obtained avery high efficiency, which could reach 90% after 3 hours of treatment that showed thevery promising application. The study of the influence of catalyst weight, concentration ofpollution, humidity and air flow rate to the performance of the process have also beenstudied. Keywords: TiO2, formaldehyde, Photocatalytic, continuous fixed bed reactor,discontinuous fixed bed reactor1. PHẦN MỞ ĐẦU (*) dệt, nhựa, chất dẻo (chiếm tới một nửa Formaldehyde là một hóa chất quan tổng số formaldehyde tiêu thụ), giấy, sơn,trọng cho nền kinh tế toàn cầu, được sử xây dựng, mỹ phẩm, thuốc nhuộm tóc, keodụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp dán, thuốc nổ, các sản phẩm làm sạch, trong thuốc và sản phẩm nha, giấy than,(*) mực máy photocopy, làm chất khử trùng TS, Trường Đại học Sài Gòn 28trong nông nghiệp và thủy sản [1,2]. Tổ PA từ hãng Merck - Đức.chức Y tế thế giới đã đưa formaldehyde Dung dịch chuẩn HCHO 1000 mg/Lvào danh sách nhóm các hợp chất có khả được chuẩn bị bằng cách dùng pipet lấynăng gây ung thư và cấm sử dụng [8-6]. Do chính xác 3 mL dung dịch HCHO 37% chođó, việc xử lý formaldehyde trong môi vào bình định mức 1000 mL, định mứctrường không khí luôn là một nhiệm vụ bằng nước cất. Sau đó, pha loãng 1mLquan trọng trong việc bảo vệ môi trường dung dịch HCHO 1000 mg/L đến 100 mLsống. Có nhiều phương pháp xử lý hơi bằng nước cất thì được dung dịch HCHOfomaldehyde như phương pháp đốt, ngưng chuẩn 10 mg/L cho nghiên cứu.tụ, hấp thụ và hấp phụ [1,7]. Tuy nhiên, xử Impinger thu mẫu khí, cột hút ẩm silicalý hơi fomaldehyde bằng phương pháp gel và máy đo quang Jasco V-650 được sửquang xúc tác TiO2/UV thu hút được nhiều dụng trong quá trình rút mẫu khí HCHOsự quan tâm của các nhà khoa học vì sản đem phân tích để xác định hiệu suất xử lýphẩm của quá trình oxy hóa nâng cao là khí của hệ quang xúc tác TiO2.CO2 và hơi H2O rất thân thiện với môi 2.2. Thí nghiệm xử lý hơi HCHO trêntrường cũng như tính đơn giản, rẻ tiền của mô hình hệ liên tụcphương pháp quang xúc tác [4,9]. Trong Tác chất HCHO được đưa liên tục vàonghiên cứu này, khả năng xử lý hơi HCHO mô hình còn xúc tác TiO2 ở tầng cố địnhbằng hệ quang xúc tác TiO2 được khảo sát (fixed bed reactor) và cho ra sản phẩm liêntrên hai mô hình là hệ liên tục và hệ gián tục. Mô hình xử lý HCHO bằng hệ quangđoạn với xúc tác cố định. xúc ...