Phân hủy chất màu hữu cơ bằng quá trình fenton dị thể với xúc tác chứa sắt tẩm trên chất mang carbon ứng dụng xử lý nước thải dệt nhuộm

Mục tiêu của nghiên cứu này là ứng dụng kỹ thuật fenton dị thể một cách hiệu quả trong phân hủy chất màu hữu cơ (methylen blue) và màu trong nước thải dệt nhuộm tạo tiền đề và cơ sở khoa học cho các nghiên cứu khác trên cơ sở kỹ thuật fenton dị thể. Thông qua các quá trình tổng hợp tài liệu, điều chế xúc tác sắt trên chất mang than hoạt tính, nghiên cứu đặc trưng của xúc tác và bố trí thực nghiệm, nghiên cứu đã (1) - Điều chế thành công xúc tác với hàm lượng Fe bổ sung từ 5 đến 25% mang trên chất mang than hoạt tính từ than tre bằng phương pháp tẩm ướt; (2) - Phân tích các đặc trưng lý hóa của xúc tác như: BET, TEM, SEM, IR... Kết quả cho thấy xúc tác điều chế có cấu trúc xốp, pha hoạt động của sắt mang trên than là Fe2O3, pha hoạt động này phân tán khá đồng đều trên bề mặt than; (3) - Các yếu tối ưu ảnh hương đến quả trình hấp phụ như sau: pH = 3; hàm lượng H2O2 = 2 mL; nhiệt độ phản ứng = 60oC; thời gian xử lý = 15 phút; nồng độ methylen blue = 50 ppm; hàm lượng xúc tác = 0,2 g; dung lượng hấp phụ cục đại: Amax = 312,5 mg/g; quá trình hấp phụ methylen blue tuân theo đường đẳng nhiệt Langmuir với hệ số R2 = 99,71%; (4) -Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng tiến hành thử nghiệm khả năng xử lý của xúc tác trên 02 mẫu nước thải dệt nhuộm thực tế tại Công ty TNHH Dệt Liên Châu và Công ty TNHH Dệt Tường Long. Kết quả thử nghiệm cho thấy xúc tác có khả năng xử lý khá triệt để một số các chỉ số ô nhiễm của nước thải dệt như mùi, COD, TOC và nồng độ methylen blue giảm trên 60%.

NỘI DUNG:

MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................... 1

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU................................................................................ 3

2.1. Mục tiêu tổng quát ....................................................................................... 3

2.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................................. 3

3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................... 4

4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .................................................... 5

4.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 5

4.2. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 5

5. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI ..................................................................................... 5

5.1. Ý nghĩa khoa học ......................................................................................... 5

5.2. Ý nghĩa thực tiễn .......................................................................................... 6

6. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI ................................................................................... 6

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 7

1.1. Quá trình Fenton .......................................................................................... 7

1.1.1. Cơ sở lý thuyết ...................................................................................... 7

1.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Fenton ....................................... 12

vi

1.1.3. Ứng dụng của quá trình Fenton trong xử lý nước thải dệt nhuộm [12]

....................................................................................................................... 14

1.2. Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm ............................................ 15

1.2.1. Phương pháp trung hòa, điều chỉnh pH .............................................. 15

1.2.2. Phương pháp hấp phụ .......................................................................... 15

1.2.3. Phương pháp màng .............................................................................. 16

1.2.4. Phương pháp sinh học ......................................................................... 16

1.2.5. Phương pháp đông keo tụ.................................................................... 16

1.2.6. Phương pháp dùng các chất oxy hoá mạnh ......................................... 17

1.2.7. Phương pháp oxy hoá nâng cao - hệ Fenton ....................................... 19

1.3. Giới thiệu về thuốc nhuộm (chất màu hữu cơ) và các hệ xúc tác trong xử lý

chất màu hữu cơ ................................................................................................ 22

1.3.1. Giới thiệu về ô nhiễm chất màu hữu cơ .............................................. 22

1.3.2. Các hệ xúc tác trong xử lý chất màu hữu cơ ....................................... 26

1.4. Các nghiên cứu liên quan ........................................................................... 33

1.4.1. Tình hình nghiên cứu và áp dụng các quá trình Fenton trên thế giới . 33

1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ........................................................ 35

1.5. Tổng quan về xúc tác ................................................................................. 37

1.5.1. Xúc tác trên chất mang ........................................................................ 37

1.5.2. Phương pháp điều chế xúc tác trên chất mang .................................... 38

CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..... 40

2.1. Nguyên nhiên liệu và dụng cụ, thiết bị thí nghiệm .................................... 40

2.1.1. Nguyên, nhiên liệu .............................................................................. 40

2.1.2. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm ............................................................ 40

2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 41

2.2.1. Sơ đồ phương pháp nghiên cứu .......................................................... 41

2.2.2. Điều chế xúc tác .................................................................................. 43

2.2.3. Các phương pháp hoá lý nghiên cứu đặc trưng của xúc tác ............... 45

vii

2.2.4. Phương pháp đánh giá hiệu quả phân hủy Methylen blue của vật liệu

....................................................................................................................... 47

2.2.5. Khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến khả năng phân hủy Methylen

blue của vật liệu xúc tác ................................................................................ 48

2.2.6. Phương pháp thử nghiệm khả năng phân hủy MB trên một số mẫu nước

thải thực tế ..................................................................................................... 50

2.2.7. Các phương pháp nghiên cứu phân tích và đánh giá hiệu quả xử lý .. 50

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 53

3.1. Điều chế xúc tác bằng phương pháp tẩm ướt ............................................. 53

3.2. Khảo sát cấu trúc và đặc trưng lý hóa của vật liệu .................................... 53

3.2.1. Khảo sát diện tích bề mặt (BET) của than hoạt tính ........................... 53

3.2.2. Ảnh SEM của than hoạt tính và hệ vật liệu xúc tác Fe/Than .............. 54

3.2.3. Ảnh TEM của than hoạt tính và hệ vật liệu xúc tác Fe/Than ............. 56

3.2.4. Phổ hồng ngoại (FT-IR) của than hoạt tính và hệ vật liệu xúc tác

Fe/Than ......................................................................................................... 57

3.2.5. Giản đồ XRD của hệ vật liệu xúc tác Fe/Than ................................... 60

3.3. Đánh giá hiệu quả xử lý Methylen blue của xúc tác .................................. 62

3.4. Các điều kiện ảnh hưởng đến sự suy thoái của MB ................................... 64

3.4.1. Ảnh hưởng của pH .............................................................................. 64

3.4.2. Ảnh hưởng của liều lượng H2O2 ......................................................... 66

3.4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ ...................................................................... 68

3.4.4. Ảnh hưởng của lượng xúc tác trong phân hủy Methylene Blue ......... 70

3.4.5. Ảnh hưởng của nồng độ Methylene Blue ban đầu .............................. 72

3.4.6. Động học của quá trình xúc tác quang hóa trong phản ứng phân hủy

thuốc nhuộm .................................................................................................. 74

3.5. Nhận xét chung .......................................................................................... 78

3.6. Thử nghiệm khả năng phân hủy Methylen blue trên một số mẫu nước thải

thực tế ................................................................................................................ 80

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

LINK DOWNLOAD

NỘI DUNG: