nghiên cứu ứng dụng hiđrotalxit (mg, al, fe) làm xúc tác xử lý nước thải chứa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy

Nguyễn Thị Tƣơi Luận văn Thạc sỹ Khoa học 1  TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ TƢƠI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HIĐROTALXIT (Mg, Al, Fe) LÀM XÚC TÁC XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHỨA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY  Hà Nội - Năm 2012  Nguyễn Thị Tƣơi Luận văn Thạc sỹ Khoa học 2 TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ TƢƠI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HIĐROTALXIT (Mg, Al, Fe) LÀM XÚC TÁC XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHỨA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY       Nguyễn Thị Tƣơi Luận văn Thạc sỹ Khoa học 3 MỤC LỤC MỞ ĐẦU…………………………………………………………………… 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN………………………………………………… 2 1.1.  2 1.1.1. G 2 1.1.2. , t  8 1.1.3. P 8 1.1.4.  10 1.2.  12  12  13 1.2.3.  13   môi  14  k  15   19  m 19 1.3. Các  21 1.3.1.  22 1.3.2.  22  23   24 Nguyễn Thị Tƣơi Luận văn Thạc sỹ Khoa học 4  24 1.4. en 25 Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM…………………………………………… 27  27 2.1.1 27  27 2.2.  27 2.2.1. hidrotalxit ( Mg: Al: Fe = 5: 3 :2 ) 28 2.2.2. p hidrotalxit ( Mg: Al: Fe = 7: 3 :0 )  28 2.2.3. hidrotalxit ( Mg: Al: Fe = 6: 3 :1 )  28 2.3.  29 2.3-ray diffactionXRD). 29 2.3.2 ) 32 2.3.3.  33 2.3.4.  34 2.3.5  ) 34 2.4.  xúc tác hidrotalxit 39  39 2.4.2. Xây dng chu hp th quang ca dung dch xanh c quang ( UV  Vis) 39 2.4.3. Chun b dung dch 40 2.4.4. Xây dng chun 40 Nguyễn Thị Tƣơi Luận văn Thạc sỹ Khoa học 5 Chƣơng 3: KÊT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………………………………… 41 3.1. u xúc tác hidrotalcite MgFeAl-O 41 3.1.1 XRD 42 3.1.2.  44 3.1.3. HìnAl-O 45 3.1.4.   46 3.2.            48  48 3.2.2 51 3.2.3n 54 3.3. idrotalxit theo  0 C 55 3.4.  ánh sáng UV 57 Chƣơng IV. KẾT LUẬN…………………………………………………. 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC 63 Nguyễn Thị Tƣơi Luận văn Thạc sỹ Khoa học 6 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Khoáng sét hidrotal 2 Hình 1.2: idro 4 Hình 1.3:  4 Hình 1.4: idrotal 5 Hình 1.5:  5 Hình 1.6:  6 Hình 1.7:  7 Hình 1.8:  15 Hình 1.9:   16 Hình 1.10:    18 Hình 1.11: Mô hình xanh metylen  25 Hình 1.12:   25 Hnh 2.1 :               30 Hình 2.2  th 30 Hình 2.3  31 Hình 2.4:   41 Hình 3.1:  43 Hình 3.2:  43 Nguyễn Thị Tƣơi Luận văn Thạc sỹ Khoa học 7 Hình 3.3: 44 Hình 3.4:   45  45 Hình 3.6 46 Hình 3.7:    47 Hình 3.8:  500 ppm  TT05) 49 Hình 3.9: 3000 ppm  TT05) 50 Hình 3.10: 500 ppm  TT03) 52 Hình 3.11  phòng……………………… 53 Hình 3.12:   55 Hình 3.13:  45 0 C 56 Hình 3.14:  UV 58 Nguyễn Thị Tƣơi Luận văn Thạc sỹ Khoa học 8 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1.  17 Bảng 1.2:  25 Bảng 2.1:   40 Bảng 3.1:  49 Bảng 3.2 :  52 Bảng 3.3:   54 Bảng 3.4:  45 0 C. 55 Bảng 3.5:   ánh sáng UV 57 Nguyễn Thị Tƣơi Luận văn Thạc sỹ Khoa học 9 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT POPs (Persistant Organic Pollutants): chất hữu cơ và vô cơ hại rất bền và khó phân huỷ COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxi hóa học BOD (Biochemical oxygen Demand): nhu cầu oxy sinh hoá XRD: Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X IR: Phƣơng pháp phổ hồng ngoại SEM: Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét TEM: Phƣơng pháp hiển vi điện tử truyền qua BET : Phƣơng pháp đẳng nhiệt hấp phụ- giải hấp phụ BJH: Barrett – Joyner – Halenda Abs: Độ hấp thụ quang Nguyễn Thị Tƣơi Luận văn Thạc sỹ Khoa học 10 MỞ ĐẦU   Ngành c       vô     và     ic Pollutants  POPs).        b ( ).          nh                           “Nghiên cứu ứng dụng hidrotalxit (Mg, Al, Fe) làm xúc tác xử lý nƣớc thải chứa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy. [...]... kim loại khác nhau, nhằm khai thác những tính chất của chúng để ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau 1.2 Ô nhiễm nƣớc thải chứa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy 1.2.1 Khái niệm về ô nhiễm hợp chất hữu cơ khó phân hủy Chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (Persistant Organic Pollutions - POPs) là những hợp chất hóa học có nguồn gốc từ hidrocacbon thải ra từ quá trình sản xuất công nghiệp POPs... tán xa và tác động xấu đến sức khoẻ con người và hệ sinh thái 1.2.2 Nguồn gốc các hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy xuất phát từ nhiều nguồn khác nhau như:  Các hoạt động sản xuất nông nghiệp, kho lưu trữ thuốc trừ sâu và một số loại thuốc trừ sâu đang sử dụng 21 Nguyễn Thị Tƣơi  Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kho chứa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong các khu... nay, các nhà máy xử lý nước thải dược phẩm chủ yếu tập trung loại bỏ các chất gây ô nhiễm cổ điển như chất rắn, chất dinh dưỡng và các chất hữu cơ, không chú trọng vào việc loại bỏ các chất ô nhiễm mới được quan tâm như dược phẩm Theo nhiều nghiên cứu gần đây, rất nhiều dược phẩm có khả năng phân hủy sinh học kém nên hiệu quả xử lý trong nhà máy xử lý nước thải là rất thấp Mặt khác, quá trình xử lý nước. .. hoạt hóa phân tử bị hấp phụ nên còn được gọi là hấp phụ hoạt hóa, là giai đoạn đầu của phản ứng xúc tác dị thể Hấp phụ hóa học về bản chất khác với hấp phụ vật lí Hấp phụ hóa học được các nhà hóa học sử dụng để nghiên cứu các phản ứng xúc tác, đặc biệt là các phản ứng xúc tác dị thể Ở đó, các chất xúc tác là các pha rắn, trong nhiều trường hợp các chất bị hấp phụ liên kết với bề mặt rắn của xúc tác và... sử dụng trong khi hiệu quả oxi hóa nâng cao cao hơn rất nhiều so với sử dụng H2O2 một mình Áp dụng quá trình Fenton để xử lý nước thải có thể dẫn đến khoáng hóa hoàn toàn các chất hữu cơ thành CO2, H2O và các ion vô cơ Tuy nhiên trong điều kiện phải sử dụng nhiều hóa chất làm cho chi phí xử lý cao Do vậy trong nhiều trường hợp chỉ áp dụng quá trình Fenton để phân hủy từng phần, chuyển các chất hữu cơ. .. những hợp chất hữu cơ bền có chứa halogen và là những hợp chất hydrocacbon thơm có nhiều đồng phân Đây cũng là nhóm hợp chất hữu cơ độc nhất trong hoá chất hữu cơ độc hại Chúng rất bền ở nhiệt độ thường, bền với tác động của ánh sáng và có khả năng bị phân huỷ trong môi trường axit, kiềm 22 Nguyễn Thị Tƣơi Luận văn Thạc sỹ Khoa học 1.2.4 Con đường vận chuyển của các hợp chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy. .. nước sinh hoạt cũng như nước thải sản xuất có nhiều chất hữu cơ hòa tan và một số chất vô cơ như H 2S, NH3, NO3- Phương pháp này dựa trên cơ sở hoạt động sống của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải Quá trình trao đổi chất của vi sinh vật gồm 2 giai đoạn: - Giai đoạn 1: Giai đoạn hấp phụ, các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và các khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo... được áp dụng trong những năm qua nhưng còn tồn tại nhiều hạn chế Một số phương pháp hóa lý hiện đại đã được áp dụng trên thế giới để xử lý nước thải chứa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy như ozon hóa kết hợp vi lọc thẩm 30 Nguyễn Thị Tƣơi Luận văn Thạc sỹ Khoa học thấu ngược, clo hóa và khử trùng bằng tia bức xạ UV, màng phản ứng sinh học…cho hiệu quả xử lý tốt nhưng chi phí cao và khó ứng dụng [1]... để tạo thành hiđrotalxit, sau đó hấp phụ các anion của kim loại nặng tái tạo lại cấu trúc hiđrotalxit Sau đó tiến hành trao đổi ion giải hấp [3] 1.1.4.2 Làm chất xúc tác Làm chất xúc tác đa cấu tử, do đó có độ phân tán lớn các kim loại như: Co, Ni, Fe…và hầu hết các nguyên tử, nên hiđrotalxit được dung làm chất xúc tác đa cấu tử Tổng hợp và thử hoạt tính của hệ xúc tác Mg/Al/Ni cho phản ứng refoming... cho phản ứng refoming parafin có hơi nước - Xúc tác axit - bazơ - Xúc tác oxi hóa - khử - Xúc tác quang học - Làm chất mang Điều chế chất xúc tác platin trên chất mang hiđrotalxit , sử dụng vật liệu oxit Mg1-xAlx(O)1+x/2 làm chất mang cho hệ xúc tác oxi hóa stiren Phương pháp đơn giản nhất để biến tính hiđrotalxit là thay thế các cation trong lớp cấu trúc brucite bởi các ion kim loại hoá trị (II) hoặc . TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ TƢƠI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HIĐROTALXIT (Mg, Al, Fe) LÀM XÚC TÁC XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHỨA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY . TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ TƢƠI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HIĐROTALXIT (Mg, Al, Fe) LÀM XÚC TÁC XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHỨA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY  .         Nghiên cứu ứng dụng hidrotalxit (Mg, Al, Fe) làm xúc tác xử lý nƣớc thải chứa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy . Nguyễn Thị Tƣơi Luận văn Thạc sỹ Khoa