So sánh khả năng phân hủy thuốc nhuộm remazol ultra carmine RGB bằng phương pháp fenton với fenton cải tiến

LỜI MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế, khoa học kĩ thuật và công nghệ, đời sống vật chất của con người ngày càng được nâng cao. Các công ty, xí nghiệp công nghiệp mọc lên ngày càng nhiều. Song song với lợi ích kinh tế mà chúng mang lại thì vấn đề về ô nhiễm cũng đang là mối đe dọa lớn, trong đó ô nhiễm môi trường nước là một trong những khía cạnh điển hình. Nước thải từ các nhà máy công nghiệp đa số là chứa đựng các chất, các hợp chất khó tan, có độc tính hoặc khó phân hủy sinh học. Tuy nhiên việc xử lý triệt để các chất này đối với doanh nghiệp đòi hỏi một lượng kinh phí đầu tư quá lớn. Vấn đề này đặt ra cho các nhà nghiên cứu là làm sao nghiên cứu và khảo sát ra nhưng quy trình phù hợp với từng loại và tốn kém chi phí ít nhất. Đối với lọai hình dệt nhuộm, một loại hình mà mang lại một nguồn nước thải lớn, có độ màu và độ ô nhiễm cao. Nhiều mô hình nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm đã ra đời, có hiệu quả và cũng đang được áp dụng: sinh học, hóa lý, hóa học... Tuy nhiên chi phí đầu tư cũng còn cao. Trong phương pháp hoá học, phương pháp oxi hóa nâng cao đã được ứng dụng khá rộng rãi và cho thấy mang lại hiệu quả khá cao. Trong đó các phương pháp Fenton được biết đến như một phương pháp hiệu quả với một chi phí khá thấp. Hiện nay, phương pháp Fenton cải tiến với việc sử dụng nguồn năng lượng mặt trời đang được nghiên cứu và ứng dụng. Riêng Việt Nam, một đất nước có thể nói là dồi dào về nguồn năng lượng mặt trời do vậy việc áp dụng Fenton cải tiến là rất phù hợp, mang lại hiệu quả cao về cả chất lượng và kinh tế.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Trường Đại Học Sư Phạm Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Khoa Hóa NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: TRƯƠNG THỊ LỆ HOẰN Khoa : HÓA Lớp : 08CHP Chuyên ngành : Cử nhân Hóa Phân Tích – Môi Trường 1. Tên đề tài: “ So sánh khả năng phân hủy thuốc nhuộm Remazol Ultra Carmine RGB bằng phương pháp Fenton ( Fe 2+ /H 2 O 2 ) và Fenton cải tiến (Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis( mặt trời) ” 2. Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ và thiết bị: 2.1. Nguyên liệu , hóa chất: - Remazol Ultra Carmine RGB - H 2 O 2 30%, KOH 6N - Muối FeSO 4 .7H 2 O ; Fe 2 (SO 4 ) 3 - Ag 2 SO 4 , Hg 2 SO 4 - Axit H 2 SO 4 đ , axit H 2 C 2 O 4 - MnO 2 - K 2 Cr 2 O 7 2.2. Dụng cụ: - Bình tam giác 250ml - Bình định mức 1000ml, 100ml, 50ml, 10ml - Pipet, buret, cốc thủy tinh các loại - Ống thủy tinh có nút vặn 10ml - Phểu lọc, giấy lọc - Bếp cách cát, bếp từ 2.3. Máy móc, thiết bị: - Các loại máy: đo quang UV-VIS, máy li tâm, máy đo pH, máy khấy từ - Nguồn sáng: Đèn UV KHSC1/2(Canada), công suất 10w - Cân phân tích Precisa chính xác 0.0001g 3.Nội dung nghiên cứu: - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy thuốc nhuộm Remazol Ultra Carmine RGB - Xác định độ chuyển hóa Remazol Ultra Carmine RGB bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. - Xác định chỉ số COD của dung dịch bằng phương pháp Bicrommat Cr 2 O 7 2- /Cr 3+ 4.Giáo viên hướng dẫn: TS.Bùi Xuân Vững. 5.Ngày giao đề tài: 6.Ngày hoàn thành: Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên ) PGS.TS.Lê Tự Hải TS.Bùi Xuân Vững Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa vào ngày / / Kết quả điểm đánh giá: Đà nẵng, Ngày tháng năm 2012 Chủ tịch hội đồng (Ký và ghi rõ họ tên) LỜI MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Ngày nay cùng vi s phát trin mnh m ca kinh t, khoa ht và công nghi sng vt cht cc nâng cao. Các công ty, xí nghip công nghip mc lên ngày càng nhiu. Song song vi li ích kinh t mà chúng mang li thì v v ô nhi  a l  nhic là mt trong nhng khía cn hình. c thi t các nhà máy công nghi là chng các cht, các hp chc tính hoc khó phân hy sinh hc. Tuy nhiên vic x lý tri các chi vi doanh nghii mn. Vn  t ra cho các nhà nghiên cu là làm sao nghiên cu và kh quy trình phù hp vi tng loi và tn kém chi phí ít nht. i vi lai hình dt nhum, mt loi hình mà mang li mt nguc thi l  ô nhim cao. Nhiu mô hình nghiên cu x c thi dt nhui, có hiu qu c áp dng: sinh hc, hóa lý, hóa h c ng dng khá rng rãi và cho thy mang li hiu qu khá cao. Tron pháp Fenton c bi mu qu vi mt chi phí khá thp. Hii tin vi vic s dng ngung mt tri c nghiên cu và ng dng. Riêng Vit Nam, mc có th nói là di dào v ngung mt tri do vy vic áp dng Fenton ci tin là rt phù hp, mang li hiu qu cao v c chng và kinh t.  góp phn nho nh cho vic x c thi dt nhum, tôi ch  So sánh khả năng phân hủy thuốc nhuộm Remazol Ultra Carmine RGB bằng phương pháp Fenton ( hệ tác nhân Fe 2+ /H 2 O 2 ) với Fenton cải tiến (hệ tác nhân Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis)” 2.Mục tiêu nghiên cứu - Tìm ra các thông s t quá trình phân hy thuc nhum Remazol     t hiu qu cao nht bi các tác nhân Fe 2+ /H 2 O 2 ; Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis. - So sánh hai hiu sut phân hy Remazol Ultra Carmine RGB khi dùng hai tác nhân Fe 2+ /H 2 O 2 và Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis. 3.Đối tƣợng và phạm vi, phƣơng pháp nghiên cứu 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu - c thi dt nhum tng hp cha Remazol Ultra Carmine 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cu mu thuc nhum t to ti phòng thí nghim 3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 3.3.1. Nghiên cứu lý thuyết - Thu thp, phân tích, tng hp lý thuy c tài - Tham kho nghiên cu các giáo trình và tài li tài và các v t ra. - Hc h  i ý kin t   ng dn và các anh ch cán b chuyên môn khác. - Dùng toán thng kê tính toán và x lý kt qu 3.3.2. Nghiên cứu thực nghiệm - Kho sát các yu t   n quá trình phân hy Remazol Ultra Carmine RGB bng các h tác nhân Fe 2+ /H 2 O 2 ; Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis -  phân hy Remazol Ultra Carmine RGB khi dùng các h tác nhân bc hp th phân t UV-Vis. - nh  chuyn hóa COD thông qua ch s COD bp Bicrommat Cr 2 O 7 2- /Cr 3+ hoc quan phân t UV-Vis - Kho sát 2 h  u kin tu kin 4. Nội dung nghiên cứu 4.1. Nghiên cứu lý thuyết 4.1.1. Lý thuyt v phm nhum 4.1.2. Remazol Ultra carmine 4.1.3.  pháp x c thi dt nhum 4.1.4. Thit b phn ng 4.2. Nghiên cứu thực nghiệm 4.2.1. Phn 1: Phân hy Remazol Ultra Carmine RGB bng tác nhân Fe 2+ /H 2 O 2 - Pha ch dung dc thi cha cht nghiên cu theo yêu cu nghiên cu. - Các yu t ng cn kho sát + ng ca n H 2 O 2 + ng ca n Fe 2+ + ng ca pH + ng ca nhi 4.2.2. Phn 2: Phân hy Remazol Ultra Carmine RGB bng tác nhân Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis - Pha ch dung dc thi cha cht nghiên cu theo yêu cu nghiên cu. - Các yu t ng cn kho sát + ng ca n Fe 3+ + ng ca n H 2 C 2 O 4 + ng ca pH. 4.2.3. Phu kin ta m 5. Đóng góp của đề tài -  tài là kt qu cu tìm hiu nghiên c phn ng phân hy phm màu bng các tác nhân Fenton, hi vng nó s  cho nhng nghiên c v phân hy các cht hc hi khác vi xúc tác Fenton. -  tài s là tài liu tham kho nho nh cho các sinh viên khóa sau hay nhng mu tip xúc vi xúc tác Fenton. CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Lý thuyết về phẩm nhuộm m, phân loi Thuc nhum là mt trong nhng nhân t u quynh chng màu ca sn phm. Thuc nhum là các hp cht mang màu có th là dng h hoc là các phc ca các kim lon nay các thuc nhum dng phc kim loc s dng nhiu na bi to ra hàm ng ln các kim loi nng trong thành phc thi. Thuc nhum là các hp cht ht ph bin trên th p cht khó phân hu sinh hc thi là tác nhân gây c ti và h c. Tu theo cu to, tính cht và phm vi s dng ci ta chia thuc nhum thành các nhóm, loi khác nhau  c ta hin nay, thuc nhum m vc sn xut, tt c các loi thuc nhuu phi nhp ca các hãng sn xut thuc nhum trên th gii.  phân loi thuc nhum: [5] - Phân loi thuc nhum theo cu trúc hoá hc: thuc nhum trong cu trúc hoá h - Phân loi theo lp k thut hay phm vi s dm ca phân loi này là thun tin cho vic tra cu và s dng T n Thuc nhum (Color Index). T n Thuc nhuc s dng rng rãi trên th gii i loi thuc nhum có chung tính cht k thuc xp trong cùng lp c trc tip, thuc axit, thuc hoi lp li xp theo th t gam màu lt t , tím, xanh lam, xanh l t s nhóm loi thuc nhuc s dng  Vit Nam[7] Thuốc nhuộm trực tiếp Khi nhum thì thuc nhum trc tip không còn hiu sut bt màu cao na trong thành phn ca thuc có có cha gc azo (- N=N - ) hp chn nay loi thuc khuyn khích s dng nhiu. Thuc nhum trc tip d s dng và r, tuy nhiên li không bn màu. Thuốc nhuộm axit Theo cu to hoá hc thuc nhuu thuc nhóm azo, mt s là dn xut ca araquinon, triarylmetan, xanten, azin và quinophtalic, mt s có th to phc vi kim loi. Thuốc nhuộm hoạt tính Dng tng quát ca thuc nhum hot tính: S  R  T   - S: nhóm cho thuc nhu  hòa tan cn thit (-SO 3 Na, -COONa, -SO 2 CH 3 ) - R: nhóm mang màu ca thuc nhum - Y: nhóm nguyên t phn u kin nhum nó tách khi phân t thuc nhum, to kh c nhum phn ng v-Cl, -SO 2 , -SO 3 H, -CH=CH 2 , ) - T: nhóm mang nguyên t hay nhóm nguyên t phn ng, thc hin liên kt gia thuc nhu M không gn màu ca thuc nhum hot ti cao, khong 30% có cha gc halogen hp chc khi thi ra a hp cht AOX này có kh  sinh h ng tim n cho sc kho ng vt. Thuốc nhuộm bazơ-cation Thuc nhu ng hp cht màu có cu to khác nhau, hu ht chúng là các mui clorua, oxalate hoc mui kép c Thuốc nhuộm hoàn nguyên c dùng ch y nhum ch, vi, si bông, la visco. Thuc nhum hoàn nguyên phn ln da trên hai h màu indigoit và antraquinone. Do có ái lc vp cht ma bt kim s d b thu phân v dng lâycô axit và oxi hoá bng oxi ca không khí v dng c tính quan trp thuc nhum này có tên gi là hoàn nguyên. Thuốc nhuộm lưu huỳnh Thuc nhunh là nhng hp cht màu cha nguyên t nh trong phân t thuc nhum  các dng -S-, -SH-, -S-S-, -SO Thuốc nhuộm phân tán Là nhng cht màu kh   c, phân b   c dng dung dch huyn phù. M gn màu ca thuc nhut t l cao (90 - c thi ra không cha nhiu thuc nhum và mang tính axit. Thuốc nhuộm azo không tan Thuc nhum azo không tan còn có tên g   c nhum lnh, thuc nhuc nhum naptol, chúng là nhng hp cht có cha nhóm azo trong phân t -SO 3 Na, -COONa nên c. Thuốc nhuộm pigment Pigment là nhng hp cht có màu cu to hoá hm c do phân t không cha các nhóm có tính tan (-SO 3 H, - COOH), hoc các nhóm này b chuyn v dng mui bari, canxi không tan trong c. c tính ca thuc nhum và tác hi c thi dt nhum Thuc nhum là hoá chn do vc tính nhnh. Vic s dng rng rãi thuc nhum gây ra ô nhim ngu c m c ngm, nh m cc thi cn tr s hp th oxi và ánh sáng mt tri, gây bt li cho các loi thy sinh vng xn kh i ci vi các cht hc thi [7]. Các th nghim trên cá cc nhum nm trong các nhóm t không [...]... R - SO2 – CH2 – CH2 – OSO3Na Thuốc nhuộm Remazol là một thương hiệu của vinyl sulfone được sử dụng trên các sợi lụa và len hay cellulose… Remazol Ultra carmine RGB là một loại thuộc nhuộm hoạt tính, một sản phẩm nhuộm mới với tính chất độc đáo là khả năng bám màu tốt, mức độ cố định trên sợi Xenllulose cao và không có hiện tượng tương tác thuốc nhuộm Ngoài ra khả năng thích ứng của thuốc nhuộm với. .. phù hợp với các kỹ thuộc cộng nghệ khác nhau Với những đặc tính trên Remazol Utra Carmine RGB là loại thuốc nhuộm đang được sử dụng thịnh hành hiện nay Bên cạnh những đặc tính ưu việt đó thì Remazol Utra Carmine RGB cũng có phần nhược điểm là trong điều kiện nhuộm, khi tiếp xúc với vật liệu nhuộm (xơ sợi), thuốc nhuộm không chỉ tham gia vào phản ứng với vật liệu mà còn bị thủy phân Sản phẩm thủy phân. .. nhiều sẽ ảnh hưởng không tốt đến quá trình phân hủy 1.4.7 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp Fenton - Ưu điểm: Phương pháp này thân thiện với môi trường do sản phẩm phân hủy tạo ra CO2, H2O, các muối vô cơ, hoặc các sản phẩm dễ phân hủy sinh học Hệ Fenton có khả năng xử lí thuốc nhuộm tan (hoạt tính, axit, trực tiếp), thuốc nhuộm không tan (hoàn nguyên, phân tán) ngay cả khi nước thải có nồng độ... những nhược điểm này là không đáng kể so với ưu điểm tự thân của phương pháp Và phương pháp Fenton đã, đang được ứng dụng rộng rãi trong thực tế xử lí nước thải dệt nhuộm nói riêng và nước thải công nghiệp nói chung 1.5 Ứng dụng phƣơng pháp Fenton 1.5.1 Ứng dụng phương pháp Fenton trong xử lí nước thải dệt nhuộm Phương pháp Fenton có thể xử lí Axit Blue 74 (nhóm thuốc nhuộm indigoid), Axit Orange 10 (hợp... lý, phương pháp sinh học, phương pháp điện hóa, phương pháp hóa học… Bên cạnh đó việc kết hợp hai hay nhiều biện pháp khác nhau cũng là một trong nhưng phương pháp để hiệu suất phân hủy thuốc nhuộm được nâng cao đáng kể Hiện nay chúng ta đang tiến đến việc tìm tòi ra những phương pháp mạnh hơn, đơn giản hơn, rẻ tiền hơn nhưng mang lại hiệu quả cao Trong số đó phương pháp Fenton cũng được thí nghiệm... trình phân huỷ RGB thông qua độ chuyển hóa RGB và chỉ số COD được tiến hành trên mẫu giả Từ tham khảo tài liệu, chúng tôi chuẩn bị dung dịch thuốc nhuộm như sau: Pha chế dung dịch thuốc nhuộm nồng độ 500 mg/L: Cân chính xác 0.5 gam thuốc nhuộm RGB và định mức bằng nước cất trong bình định mức 1000 mL Pha chế dung dịch thuốc nhuộm nồng độ 50 mg/L: lấy chính xác 100 mL (hoặc 50 mL) dung dịch thuốc nhuộm. .. nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy thuốc nhuộm RGB bởi các hệ tác nhân Fe3+/C2O42-/H2O2/Vis; Fe2+/H2O2 Vì vậy, với mỗi hệ tác nhân, chúng tôi tiến hành khảo sát các yếu tố ở các điều kiện thí nghiệm như sau: 2.2.1 Phân hủy RGB bằng hệ tác nhân Fe2+/H2O2 2.2.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H2O2 ban đầu đến sự phân hủy RGB Nồng độ RGB ban đầu là 50 ppm; nhiệt độ 30oC; pH = 3; nồng... thải dệt nhuộm Kết quả nhận thấy phương pháp Fenton/ mặt trời rất hữu ích để xử lí nước thải dệt nhuộm ở vùng nhiệt đới và xích đạo Hiệu suất phân hủy màu đã đạt được 90-92% dưới chiếu xạ mặt trời 1.5.2 Ứng dụng khác của phương pháp Fenton - Xử lí nước bề mặt nhiễm thuốc trừ sâu bằng Fenton: Các công trình nghiên cứu [13] đã sử dụng Fenton và quang Fenton để loại bỏ thành công sự ảnh hưởng của thuốc trừ... đồng thời tăng khả năng phân hủy sinh học của các sản phẩm sau phản ứng So sánh với các quá trình oxi hóa - khử xử lí thuốc nhuộm như điện hóa, ozon, hypoclorit thì Fenton đạt được hiệu quả xử lí tốt nhất Nếu sử dụng hệ tác nhân Fe3+/C2O42-/H2O2/Vis ( Fenton cải tiến) thì còn tận dụng được nguồn năng lượng mặt trời Quá trình này hiệu quả cao, hạn chế được nhiều nhược điểm của các quá trình Fenton khác... khỏi 1.3.3.5 Phương pháp hóa học - Nguyên tắc chung: biến đổi, phân hủy chất ô nhiễm (chất màu) thành các chất dễ phân hủy sinh học hoặc không ô nhiễm bằng các tác nhân hóa học - Ưu điểm: Khả năng phân hủy cao, áp dụng hầu hết các loại nước thải - Nhược điểm: Quy trình tiến hành và điều kiện khá chặt chẽ Khử hóa học Khử hóa học trên cơ sở natri bohidrit, xúc tác bisunfit áp dụng với thuốc nhuộm tan trong . : Cử nhân Hóa Phân Tích – Môi Trường 1. Tên đề tài: “ So sánh khả năng phân hủy thuốc nhuộm Remazol Ultra Carmine RGB bằng phương pháp Fenton ( Fe 2+ /H 2 O 2 ) và Fenton cải tiến (Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis(. ch  So sánh khả năng phân hủy thuốc nhuộm Remazol Ultra Carmine RGB bằng phương pháp Fenton ( hệ tác nhân Fe 2+ /H 2 O 2 ) với Fenton cải tiến (hệ tác nhân Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis)”. Cân phân tích Precisa chính xác 0.0001g 3.Nội dung nghiên cứu: - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy thuốc nhuộm Remazol Ultra Carmine RGB - Xác định độ chuyển hóa Remazol Ultra