Phân hủy phenol trong môi trường nước bằng quá trình nội điện phân trên vật liệu Fe-C

Để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải cốc hóa có chứa phenol bài viết đã nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố như pH, thời gian xử lý, khối lượng vật liệu Fe-C, tốc độ lắc, nồng độ đến hiệu suất phân hủy phenol của vật liệu Fe-C trong môi trường nước.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân hủy phenol trong môi trường nước bằng quá trình nội điện phân trên vật liệu Fe-C Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 25, Số 1/2020 PHÂN HỦY PHENOL TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BẰNG QUÁ TRÌNH NỘI ĐIỆN PHÂN TRÊN VẬT LIỆU Fe-C Đến tòa soạn 20-11-2019 Đỗ Trà Hương, Đinh Thị Minh Hằng Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên Nguyễn Văn Tú Viện Hóa học - Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự Nguyễn Anh Tiến Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên SUMMARY REMOVAL OF PHENOL FROM AQUEOUS SOLUTIONS BY INTERNAL MICROELECTROLYSIS ON THE Fe-C MATERIALSFe-C materials are made from powder Fe and graphite carbon powder, then determine thecharacteristics of surface morphology, structure, composition by Scanning electron microscopy (SEM),X-ray diffraction (XRD), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX). Materials Fe-C is usedremoval of phenol from aqueous solution by internal microelectrolysis. The results show that withoptimal conditions for phenol decomposition is pH of 4, contact time of 12 hourss, material weight of2,5 g, shaking rate of 200 revolutions per minute (rpm), phenol removal efficiency is 91,54%, with theinitial concentration is 102,90 mg/L. The results show that materials Fe-C can be applied to removephenol from aqueous solution by internal microelectrolysis.Keywords. Internal microelectrolysis, Fe-C, Removel, phenol, Aqueous solution.1. MỞ ĐẦU khi tiếp xúc tạo thành cặp vi điện cực, đối với hệTrong những năm gần đây, trên thế giới đã có Fe-C, Fe-Cu sắt đóng vai trò anot, đồng haynhiều nghiên cứu và ứng dụng phương pháp nội cacbon là catot, tương tự như cặp vi pin trong ănđiện phân vào quá trình tiền xử lý nước thải, đặc mòn kim loại. Với cặp vi pin có điện thế khoảngbiệt là nước thải công nghiệp. Phương pháp này 1,2 V, dòng điện nhỏ cỡ µA xuất hiện, đóng vaiđược ứng dụng để xử lý các loại nước thải công trò tác nhân oxy hóa khử trong phản ứng phânnghiệp chứa các chất hữu cơ khó phân hủy sinh hủy các hợp chất hữu cơ hấp phụ trên bề mặt điệnhọc, có nồng độ chất ô nhiễm cao. Đối tượng cực. Do có nguyên lý như vậy, quá trình vi điệnnước thải có thể sử dụng phương pháp này là: phân Fe-C, Fe-Cu còn gọi là quá trình nội điệnnước thải dệt nhuộm, dược phẩm, công nghiệp phân (internal microelectrolysis). Từ đó cho thấy,giấy, công nghiệp sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, có thể hòa tan sắt không cần sử dụng dòng điệncông nghiệp sản xuất thuốc nổ, công nghiệp sơn ngoài, bằng cách thiết lập các cặp vi pin dướimạ, công nghiệp lọc hóa dầu, công nghiệp sản dạng vật liệu tổ hợp Fe-C hay Fe-Cu, đây là ưuxuất phân đạm và nước thải sinh hoạt, nước thải thế quan trọng trong kỹ thuật nội điện phân tiềncốc hóa [1-10]. Nguyên lý của phương pháp nội xử lý nước thải [1-10]. Các phản ứng xảy ra trongđiện phân: Hai vật liệu có thế điện cực khác nhau, quá trình nội điện phân như sau: 143Phản ứng tại anot (Fe)： 2.3. Nghiên cứu phân hủy phenol Fe  Fe2+ + 2e E0(Fe2+/Fe) = - 0,44V Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủyPhản ứng tại catot (C): phenol được tiến hành khảo sát là: pH dung2H+ + 2e  2[H] = H2 E0(H+/H2) = 0,0V dịch, thời gian, khối lượng Fe-C, nồng độNếu trong dung dịch có mặt các chất hữu cơ: phenol ban đầu ở nhiệt độ phòng, tốc độ lắc.RX (hợp chất clo hữu cơ), RNO2 (hợp chất Ảnh hưởng của pH được thực hiện bằng cáchnitro vòng thơm), đây là các thành phần có khả cho 2,5 g vật liệu nội điện phân Fe-C vào bìnhnăng nhận electron từ trên bề mặt anot (Fe kim tam giác chứa 100 mL dung dịch phenol cóloại), chúng bị khử theo phản ứng loại clo và nồng độ ban đầu 100 mg/L, pH thay đổi từ 3-8,amin hóa. Khi đó chất ô nhiễm sẽ chuyển Tiến hành rung siêu âm 10 phút, lắc trên máythành các sản phẩm không độc hoặc ít độc hơn, lắc với thời gian 12h, tốc độ lắc 200 vòng/phút.dễ phân hủy bằng sinh học hơn Dung dịch pH được điều chỉnh bằng các dungĐể nâng cao hiệu quả xử lý nước thải cốc hóa dịch HNO3 và NaOH 0,1M.có chứa phenol trong bài báo này chúng tôi đã Ảnh hưởng của thời gian phân hủy phenolnghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố như pH, được thực hiện bằng cách cho 2,5 g vật liệu nộithời gian xử lý, khối lượng vật liệu Fe-C, tốc điện phân Fe-C vào bình tam giác chứa 100độ lắc, nồng độ đến hiệu suất phân hủy phenol mL dung dịch phenol có nồng độ đầu 100của vật liệu Fe-C trong môi trường nước. mg/L, ở pH bằng 4. Tiến hành rung siêu âm 102. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP phút sau đó lắc trong thời gian 2, 4, 6, 8, 10, 122.1. Chế tạo vật liệu giờ, tốc độ lắc 200 vòng/phút.Hóa chất: Bột Fe kích thước nhỏ hơn 50µm, Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu Fe-C đượctinh khiết 99,9 % (PA, Trung Quốc), Bột thực hiện bằng cách cho vào mỗi bình tam giácgraphit, kích thước hạt nhỏ 50µm, tinh khiết có dung tích 250 mL các khối lượng khác nhau99,95 % (PA, Trung Quốc), (NH4)2CO3 (PA, của vật liệu lần lươt là: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5;Trung Quố ...