Nghiên Cứu Phân Hủy Nhiệt Policlobiphenyl Trong Dầu Biến Thế Phế Thải Với Hệ Xúc Tác Ba Cấu Tử Ở Nhiệt Độ Thấp

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - NGÔ THỊ MINH HIỀN NGHIÊN CỨU PHÂN HỦY NHIỆT POLICLOBIPHENYL TRONG DẦU BIẾN THẾ PHẾ THẢI VỚI HỆ XÚC TÁC BA CẤU TỬ Ở NHIỆT ĐỘ THẤP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Thái Nguyên – 2014 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGÔ THỊ MINH HIỀN NGHIÊN CỨU PHÂN HỦY NHIỆT POLICLOBIPHENYL TRONG DẦU BIẾN THẾ PHẾ THẢI VỚI HỆ XÚC TÁC BA CẤU TỬ Ở NHIỆT ĐỘ THẤP Chuyên ngành Mã số ngành : Khoa học Môi trường : 60.44.03.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ QUANG HUY Thái Nguyên - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn Ngô Thị Minh Hiền LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đỗ Quang Huy, Giảng viên Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ tạo điều kiện giúp em hoàn thành luận văn Em xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn chân thành đến thầy cô giáo Khoa Sau đại học, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, thầy cô giáo Bộ môn Khoa học Môi trường tận tình hướng dẫn truyền đạt kiến thức bổ ích cho em suốt thời gian học tập Khoa Nhà trường Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo cán bộ, viên chức Ban 1080, Trường Đại học Y Hà Nội tạo điều kiện tốt cho em trình hoàn thành luận văn Tôi xin cảm ơn em Đỗ Thị Nhung Đặng Thị Nhàn, sinh viên K55 Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội cộng tác với triên khai nghiên cứu lĩnh vực chuyên môn môi trường Luận văn thực khuôn khổ Đề tài QG.12.55 cấp Đại học Quốc gia Hà Nội, em xin cám ơn Đề tài tạo điều kiện sở vật chất để em hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân bạn bè ủng hộ, động viên giúp đỡ thời gian hoàn thành luận văn Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Học viên Ngô Thị Minh Hiền DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT MB/BENT : Bentonit Di linh biến tính kiềm BT : Hỗn hợp Bentonit tro than MBy BVMT : Bảo vệ môi trường BVTV : Bảo vệ thực vật GC/ECD : Sắc ký khí detector cộng kết điện tử Meq : mili đương lượng gam MONT : Montmorillonit PCBs : Policlobiphenyl POPs : Nhóm chất hữu khó phân hủy PCB-126 : 3,3'4,4',5-Pentaclobiphenyl PCB-77 : 3,3, 4,4 '-Tetraclobiphenyl PCB-169 : 3,3',4,4',5,5'-Hexaclobiphenyl PCB-105 : 2,3,3',4,4'-Pentaclobiphenyl PIXE : Phương pháp kích hoạt hạt phát xạ tia X PCDFs : Pentaclodibenzofuran ppm : phần triệu mg/kg MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.1.Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu chung đề tài 1.2.2 Mục tiêu cụ thể đề tài 1.3 Ý nghĩa đề tài Chương TỔNG QUAN 1.1.Dầu biến 1.2.Policlobipheny 1.2.1.Cấu tạo PCBs 1.2.2.Tính chất hóa lý PCBs 1.2.3.Độc tính PCBs 1.2.4.Quá trình xâm nhập PCBs vào môi trường 1.2.5.Sử dụng PCBs giới Việt Nam 10 1.3.Quy định phương pháp xử lý PCBs 12 1.3.1.Quy định xử lý PCBs 12 1.3.2.Phương pháp phân hủy PCBs 16 1.3.3.Phương pháp phân hủy nhiệt PCBs 16 1.4.Các nghiên cứu phân hủy PCBs 17 1.4.1.Xúc tác oxit kim loại phân hủy PCBs 20 1.4.2.Xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp phân hủy PCBs 21 1.5.Nghiên cứu Bentonit chuyển hóa chất Bentonit 25 1.5.1.Giới thiệu chung 25 1.5.2.Tính chất montmorillonit 26 1.5.2.1.Tính chất trao đổi cation 26 1.5.2.2.Tính chất trương nở 27 1.5.2.3.Tính chất hấp phụ montmorillonit 29 1.5.2.4.Khả nước montmorillonit 30 1.5.3.Sét Bentonit Việt Nam 30 1.5.4.Sự chuyển hóa chất Bentonit 30 1.6.Nghiên cứu tro than bay ứng dụng 32 1.6.1.Giới thiệu tro than bay 32 1.6.2.Thành phần đặc điểm 32 1.6.3.Ứng dụng 33 Chương ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1.Đối tượng nghiên cứu 34 2.2.Địa điểm thời gian nghiên cứu 34 2.2.1.Địa điểm 34 2.2.2.Thời gian nghiên cứu 34 2.3.Các nội dung nghiên cứu 34 2.4.Phương pháp nghiên cứu 35 2.4.1.Phương pháp bố trí thí nghiệm 35 2.4.2.Sơ đồ thí nghiệm 35 2.4.3.Các phương pháp phân tích phòng thí nghiệm 36 2.4.3.1.Phương pháp kích hoạt hạt phát xạ tia X 36 2.4.3.2.Phương pháp sắc ký khí detectơ cộng kết điện tử 37 2.4.3.3.Phương pháp định tính định lượng PCBs sau phân hủy nhiệt 38 2.5.Hóa chất, trang thiết bị 40 2.5.1 Hóa chất, vật liệu 40 2.5.2.Thiết bị, dụng cụ 41 2.6.Thực nghiệm 42 2.6.1.Nghiên cứu chế tạo vật liệu sử dụng nghiên cứu phân hủy nhiệt PCBs 42 2.6.1.1.Tạo hỗn hợp MB BT chứa PCBs 42 2.6.1.2.Tạo vật liệu xúc tác 43 2.6.1.3.Đánh giá đặc trưng vật liệu phổ nhiễu xạ tia X 45 2.6.2.Nghiên cứu phân hủy nhiệt xúc tác PCBs 45 2.6.2.1.Thiết bị nghiên cứu phân hủy nhiệt xúc tác PCBs 45 2.6.2.2.Thực nghiệm phân hủy nhiệt xúc tác PCBs 46 2.6.3.Nghiên cứu khí sinh sản phẩm lại vật liệu xúc tác sau phản ứng 49 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 50 3.1.Đặc tính chất mang sét Bentonit Di Linh biến tính 50 3.2.Đặc trưng vật liệu 51 3.2.1.Hiệu suất hấp phụ MB ion kim loại 51 3.2.2.Đặc trưng phổ nhiễu xạ tia X vật liệu xúc tác 51 3.3.Đánh giá hiệu suất phân hủy nhiệt xúc tác PCBs 54 3.3.1.Ảnh hưởng CaO đến hiệu suất phân hủy nhiệt xúc tác PCBs 56 3.3.1.1 Hiệu suất phân hủy nhiệt xúc tác PCBs tham gia CaO 56 3.3.1.2.Hiệu suất phân hủy nhiệt xúc tác PCBs có tham gia CaO 59 3.3.2.Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phân hủy nhiệt xúc tác PCBs 60 3.3.3.Ảnh hưởng tỉ lệ xúc tác đến hiệu suất phân hủy PCBs 61 3.4.Đánh giá sản phẩm tạo thành phân hủy nhiệt xúc tác PCBs 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 A.KẾT LUẬN 71 B.KHUYẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Tính chất hóa lý số loại dầu biến Bảng 1.2: Độ độc tương đương PCBs điển hình so với dioxin Bảng 1.3: Tính chất vật lý kim loại oxit kim loại có mặt 23 Bảng 1.4: Mức độ hidrat hóa số cation kim loại [18] 27 Bảng 2.1: Các số liệu thực nghiệm để xây dựng đường ngoại chuẩn 39 Bảng 2.2: Lượng muối 40g MB tạo vật liệu xúc tác 44 Bảng 2.3: Thành phần hỗn hợp vật liệu sử dụng để phân hủy PCBs điều kiện nhiệt độ, tốc độ dòng không khí ml/phút, lượng PCBs 0,209 mg 47 Bảng 2.4: Thành phần hỗn hợp vật liệu sử dụng để phân hủy PCBs nhiệt độ khác nhau, tốc độ dòng không khí 1ml/phút, lượng PCBs 0,209 mg 48 Bảng 3.1: Nồng độ ion Cu2+, Ni2+, Ce4+ dung dịch muối trước sau hấp phụ 40g MB 51 Bảng 3.2: Diện tích pic sản phẩm sau phân hủy xúc tác PCBs 55 Bảng 3.3: Hiệu suất phản ứng phân hủy nhiệt PCBs 55 Bảng 3.4: Hiệu suất phân hủy nhiệt xúc tác PCBs không sử dụng CaO phản ứng 58 Bảng 3.5: Hiệu suất phân hủy nhiệt PCB, có sử dụng CaO phản ứng 59 Bảng 3.6: Hiệu suất phản ứng phân hủy nhiệt PCBs tỉ lệ, thành phần xúc tác thay đổi 62 Bảng 3.7: Sản phẩm khí sinh sau phản ứng phân hủy nhiệt PCBs với hệ xúc tác T1, có sử dụng CaO nhiệt độ 550oC 67 Bảng 3.8: Sản phẩm khí sinh sau phản ứng phân hủy nhiệt PCBs với hệ xúc tác T2, có sử dụng CaO nhiệt độ 400oC 69 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Công thức cấu tạo tổng quát PCBs Hình 1.2: Cấu trúc BENT 25 Hình 2.1: Sơ đồ thí nghiệm phân hủy nhiệt PCBs 35 Hình 2.2: Quá trình tạo phát xạ tia X 36 Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống sắc ký khí 37 Hình 2.4: Đường ngoại chuẩn xác định tổng PCBs 39 Hình 2.5: Thiết bị xử lý PCBs 46 Hình 3.1: Phổ nhiễu xạ tia X MB ban đầu 52 Hình 3.2: Phổ nhiễu xạ tia X mẫu MB hấp phụ Ni2+, Cu2+, Ce4+ 53 10 Hình 3.3: Sắc đồ phân tích dung dịch hấp phụ khí phân hủy nhiệt xúc tác PCBs 400oC GC/ECD không sử dụng CaO 57 Hình 3.4: Sắc đồ phân tích dung dịch hấp phụ khí phân hủy nhiệt xúc tác PCBs 550oC GC/ECD không sử dụng CaO 57 Hình 3.5: Sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng phân hủy nhiệt 61 Hình 3.6: Hiệu suất phân hủy nhiệt xúc tác PCBs tỉ lệ xúc tác thay đổi 63 Hình 3.7: Sắc đồ phân tích dung dịch hấp phụ khí phân hủy nhiệt xúc tác PCBs 400oC GC/ECD 64 Hình 3.8: Sắc đồ phân tích dung dịch hấp phụ khí phân hủy nhiệt xúc tác PCBs 500oC GC/ECD 65 65 Hình 3.9: Sắc đồ phân tích dung dịch hấp phụ khí phân hủy nhiệt xúc tác PCBs 550oC GC/ECD 65 Hình 3.10: Sắc đồ phân tích dung dịch hấp phụ khí phân hủy nhiệt xúc tác PCBs 600oC GC/ECD 66 Hình 3.11: Sản phẩm khí thu phân hủy PCBs hệ xúc tác CuO : NiO : CeO2 (1 : : 0,5) 550oC 68 Hình 3.12: Sản phẩm khí thu phân hủy PCBs hệ xúc tác CuO : NiO : CeO2 (1 : : 1,5) 400oC 70 75 17 Boyd S.A., Jaynes W F & Ross B S (1991), Immobilization of organic contaminants by organo-clays: application to soil restoration and hazardous waste containment, in: organic substances and sediments in water, Lewis Publication, Chelsea, MI, USA (1), pp.181-200 18 Breen C., Adams J M., and Riekel C (1985), "Review of the diffusion of water and pyridine in the interlayer space of monlmorillonite: Relevance to kinetics of catalytic reactions in clays", Clays & Clay Minerals (33), pp 275 284 19 Brindley and Lemaitre (1987), "Thermal, oxidation and reduction reactions of clay minerals", Chemistry of Clays and Clay Minerals (6), Longman, England, pp 319 - 370 20 Cadena F (1989), "Use of Tailored Bentonite for Selective Removal of Organic Pollutants", J Environ Eng (115), pp 757 - 767 21 Charles U Pittman Jr., JinMBo He (2002), Dechlorination of PCBs, CAHs, herbicides and pesticides neat and in oils at 25ºC using Na/NH3, Journal of hazardous Materials 92, 51-62, Elsevier 22 Chang - Mao Hung (2006), “Selective catalytic oxidation of ammonia to nitrogen on CuO-CeO2 bimetallic oxide catalysts”, Aerosol and air quality research 6(2), pp 150-169 23 Dimitrios Delimaris, Theophilos Ioannides (2008), “VOC oxidation over MnOx - CeO2 catalysts prepared by a combustion method”, Applied Catalysis B: Environmental (84), pp 303 - 312 24 Joint FAO/WHO Food Standard programme, Codex Committee on Food Additives and Contaminants, 33rd Session (2001), Position paper on Dioxins and Dioxin-like PCBs, CX/FAC 01/29, The Hague, The Netherlands 76 25 Jonghyuk Seok, Iongwon Seok, Kyung-Yub Hwang (2005), “Thermalchemical destruction of polychlorinated biphenyls (PCBs) in waste insulating oil”, Journal of hazardous Materials, Elsevier (B124), pp 133 – 138 26 Fahn R., Fenderl K (1983), "Reaction products of organic dye molecules with acid - treated montmorillonite", Clay Minerals (18), pp 447 - 458 27 Flessner U., Jones D.J., Roziere J., Zajac J., Storaro L., Lenarda M., Pavan M., Jimenezlopez A., Rodriquez - Castellon E., Trombetta M., Busca G (2001), "A study of the surface acidity of acid - treated montmorillonite clay catalysts", Journal of Molecular Catalysis A, Chemical (168), pp 247 256 28 Fripiat J.J., Jelli A., Poncelet G., Andre J (1965), "Thermodynamic Properties of Adsorbed Water Molecules and Electrical Conduction in Montmorillonites and Silicas", J Phys Chem (69), pp 2185 - 2197 29 Fukushima Y (1984), "X-ray diffraction study of aqueous montmorillonite emulsions", Clays Clay Miner (32), pp 320 - 326 30 Greenland D.J (1965), "Interaction between clays and organic compounds in soils II Adsorption of soil organic compounds and its effect on soil properties", Soils and Fertilizers (28), pp 521 - 532 31 Grim R.E (1968), Clay Mineralogy, 2nd Ed., McGraw - HillBook Co., New York 32 Jones T.R (1983), "The properties and uses of clays which swell in organic solvents", Clay Miner (18), pp 399 - 410 33 Jonghyuk Seok, Jongwon Seok, Kyung-Yub Hwang (2005), "Thermalchemical destruction of polychlorinated biphenyls (PCBs) in waste insulating oil", Journal of hazardous Materials, Elsevier (B124), pp 133 - 138 77 34 Jouany C., Chassin P (1987), "Determination of the surface energy of clay–organic complexes from contact angles measurements", Colloids Surf (27), pp 289 - 303 35 Kovar L., DellaGuardia R and Thomas J.K (1984), "Reaction of radical cations of tetramethylbenzidine with colloidal clays", J Phys Chem (88), pp 3595 - 3599 36 Laszlo P (1987), Chemical reactions on clays, Science 20 (235), pp 1473 - 1477 37 M Boufatit, H Ait - Amar, W.R McWhinnie (2006), Development of Algerian material montmorillonite clay Adsorption of phenol, 2- dichlorophenol and 2, 4, - trichlorophenol from aqueous solutions onto montmorillonite exchanged with transition metal complexes, Chemical Engineering and Applied Chemistry, Aston University, Aston Triangle, Birmingham B4 7ET, UK 38 Men-Ling Liu, Hsin-Fu Chang (1992), Study on Treatment of Organic Wastewater with Modified Bentonite Adsorbent, Proc IVth Int Conf on Fundamentals of Adsorption, Kyoto 39 M.S.M Mujeebur Rahuman, Luigi Pistone, Ferruccio Trifirò and Stanislav Miertus (2000), Destruction Technologies for Polychlorinated biphenyls (PCBs), International Centre for Science and high technology, United Nations Intrustrial Development Organization 40 Alex Mikszewski (2004), Emerging Technologies for the In Situ Remediation of PCB-Contaminated soils and Sediments: Bioremediation and Nanoscale Zero-Valent Iron, U.S Environmental Protection Agency, Washington, DC 41 Nam P et al (1999), "Assessment of Radiolysis and Chemical Dehalogenation for decontamination of PCBs and PCDDs in soil", 19th 78 International Symposium on Halogenated Environmental Organic Pollutants and POPs, Dioxin 99, Venice, Italy 42 Ormerod E.C., Newman A.C.D (1983), "Water sorption on Ca-saturated clays: II Internal and external surfaces of montmorillonite", Clay Miner (18) pp 289 - 299 43 Raymahashay B.C (1987), "A comparative study of clay minerals for pollution control", J Geol Soc India (30), pp 408 - 413 44 Sheiichiro Imamura (1992), “Catalytic decomposition of halogenated organic compounds and deactivation of the catalysts”, Catalysis today (11), pp 547 - 567 45 Shen Y H (2002), "Removal of phenol from water by adsorptionflocculation using Organobentonite", Water Research (36), pp.1107-1114 46 SICS-Inido Puplications (2000), Remediation Technologies and on Clean Technologies for the Reduction and Elimination of POPs, Proceedings of Expert Group Meetings on POPs and Pesticides Contamination 47 Soma Y., Soma M (1988), "Adsorption of benzidines and anilines on Cu and Fe - montmorillonites studied by Resonance Raman Spectroscopy", Clay Miner (23), pp - 12 48 J.Sterte, J.E Otterstedt (1987), Catalytic Cracking of heavy oil: Use of alumina – montmorillonites both as catalysts and as matrices for Rare Earth Exchanged Zeolite Y Molecular Sieve, Department of Engineering Chenmistry 1, Chalmers University of Technology, 42196 Goteborg (Sweden) 49 M.Taralunga, J Mijoin, P.Magnoux (2005), “Catalytic destruction of chlorinated POPs - catalytic oxidation of clobenzen over PtHFAU catalysts”, Applied Catalysis B: Environmental (60), pp 163 - 171 79 50 Tennakoon D.T., Jones W., Thomas J.M., Rayment T., Klinowski J (1983), "Structural characterisation of catalytically important clay - organic intercalates", Molecular Crystals and Liquid Crystals, pp 147 - 155 51 Velde B (1992), Introduction to clay minerals: Chemistry origins, uses and environmental significance, Chapman and Hall, London - Glassgow New York - Tokyo - Melbourne - Medras 52 R.Weber, K Nagai, J Nishino, et al (2002), “Effects of selected metal oxides on the dechlorination and destruction of PCDD and PCDF”, Chemosphere (46), pp 1247 - 1253 53 WHO (2003), Polychlorinated biphenyls: Human Health Aspects, UNEP and WHO joint sponsorship Publisher, Geneva 54 K.I Zimina, A.A Rozhdestvensksya, A.G Sinyuk and B.B Krol (1967), "Spectral study of Aromahz hydrocarbons and oxidized sulfur compounds in transformer oil from tuimazy petroleum", Chemistry and Technology of 80 PHỤ LỤC 81 Hình 1P: Sắc đồ phân tích dung dịch chiết hỗn hợp xúc tác sau phân hủy nhiệt PCBs 400oC GC/ECD có sử dụng CaO (Hệ xúc tác T2) Hình 2P: Sắc đồ phân tích dung dịch chiết hỗn hợp xúc tác sau phân hủy nhiệt PCBs 500oC GC/ECD có sử dụng CaO (Hệ xúc tác T2) 82 Hình 3P: Sắc đồ phân tích dung dịch chiết hỗn hợp xúc tác sau phân hủy nhiệt PCBs 550oC GC/ECD có sử dụng CaO (Hệ xúc tác T2) Hình 4P: Sắc đồ phân tích dung dịch chiết mẫu tro phân hủy nhiệt PCBs 600oC GC/ECD có sử dụng CaO (Hệ xúc tác T2) 83 Hình 5P: Sắc đồ phân tích dung dịch chiết hỗn hợp xúc tác sau phân hủy nhiệt PCBs 550oC GC/ECD không sử dụng CaO (Hệ xúc tác T2) Hình 6P: Sắc đồ phân tích dung dịch chiết hỗn hợp xúc tác sau phân hủy nhiệt PCBs 500oC GC/ECD không sử dụng CaO (Hệ xúc tác T2) 84 Hình 7P: Sắc đồ phân tích dung dịch chiết hỗn hợp xúc tác sau phân hủy nhiệt PCBs 400oC GC/ECD không sử dụng CaO (Hệ xúc tác T2) Hình 8P: Sắc đồ phân tích dung dịch chiết hỗn hợp xúc tác sau phân hủy nhiệt PCBs 600oC GC/ECD không sử dụng CaO (Hệ xúc tác T2) 85 Hình 9P Sắc đồ phân tích dung dịch chiết hỗn hợp xúc tác T1 sau phân hủy nhiệt PCBs 400ºC GC/ECD, không sử dụng CaO Hình 10P Sắc đồ phân tích dung dịch chiết hỗn hợp xúc tác T1 sau phân hủy nhiệt PCBs 550ºC GC/ECD, không sử dụng CaO 86 Hình 11P: Ảnh chụp SEM mẫu MB ban đầu Hình 12P: Ảnh chụp SEM mẫu MB hấp phụ kim loại (Hệ xúc tác T2) 87 Hình 13P Ảnh chụp SEM mẫu MB hấp phụ kim loại (Hệ xúc tác T1) Hình 14P: Sắc đồ phân tích PIXE mẫu MB ban đầu 88 Hình 15P: Sắc đồ phân tích PIXE mẫu MB hấp phụ kim loại (Hệ xúc tác T2) Hình 16P Sắc đồ phân tích PIXE mẫu MB hấp phụ kim loại (Hệ xúc tác T1) 89 Hình 17P: Hệ thống lò nung xử lý PCBs Hình 18P: Bơm mẫu vào máy phân tích GC/ECD [...]... trường từ dầu biến thế nói chung và dầu biến thế phế thải nói riêng, luận văn lựa chọn thực hiện đề tài: Nghiên cứu phân hủy nhiệt Policlobiphenyl trong dầu biến thế phế thải với hệ xúc tác ba cấu tử ở nhiệt độ thấp để nghiên cứu hi vọng sẽ góp một phần nhỏ vào công tác xử lý PCBs nói riêng và các chất cơ clo nói chung 3 1.2 Mục tiêu của đề tài 1.2.1 Mục tiêu chung của đề tài Nghiên cứu phân hủy nhiệt. .. nhiệt PCBs trong dầu biến thế phế thải với hệ xúc tác ba cấu tử, ở nhiệt độ thấp (≤600oC) 1.2.2 Mục tiêu cụ thể của đề tài - Xác định được xúc tác, lượng chất mang, nhiệt độ để thực hiện phân hủy nhiệt PCBs; - Bước đầu đưa ra quy trình và mô hình công nghệ xử lý PCBs ở nhiệt độ thấp 1.3 Ý nghĩa của đề tài - Kết quả thu được có ý nghĩa rất lớn trong xử lý và bảo vệ môi trường; - Kết quả nghiên cứu góp... không khí nén, để phản ứng phân hủy PCBs đạt hiệu quả cao nhất, hạn chế tạo ra những chất độc hại 17 *Ưu điểm của phương pháp Phương pháp phân hủy nhiệt sử dụng xúc tác có rất nhiều ưu điểm nổi trội hơn so với những phương pháp phân hủy nhiệt ở những dải nhiệt độ mà không sử dụng xúc tác Phân hủy PCBs khi có mặt xúc tác sẽ làm giảm nhiệt độ phân hủy từ 1000oC xuống khoảng nhiệt độ từ 400oC đến 600oC,... trung nghiên cứu nhằm hạ thấp nhiệt độ phân hủy chất, và hạn chế hình thành các sản phẩm phụ độc hại Thông thường, các xúc tác kim loại quý cho hoạt tính cao nhất khi oxy hoá các hợp chất cơ clo dễ bay hơi (VOCs) Ở nhiệt độ cao, hoạt tính xúc tác của oxit kim loại là tương đương với hoạt tính xúc tác của kim loại quý [13] Ngày nay, để thay thế cho các xúc tác kim loại quý, người ta sử dụng các xúc tác. .. hiện đại đạt tiêu chuẩn Nghiên cứu phân hủy PCBs ở nhiệt độ thấp không sinh ra chất độc hại là hướng ưu tiên hiện nay Việc phân hủy PCBs ở nhiệt độ cao thường ít hoặc không sinh ra các chất có độc tính cao Để giảm nhiệt độ phân hủy nhiệt các chất cơ clo bền nói chung và PCBs nói riêng người ta thường sử dụng các chất có khả năng tăng tốc độ phản ứng và được gọi là các chất xúc tác Tùy theo trạng thái... Phương pháp phân hủy nhiệt PCBs Những chất hữu cơ khó phân hủy khó thường được xử lý bằng những phương pháp vật lý, sinh học, hóa học trong điều kiện đặc biệt do các liên kết trong phân tử của chúng rất bền vững Phương pháp hiệu quả nhất để xử lý triệt để những chất hữu cơ khó phân hủy và độc hại này là phương pháp phân hủy nhiệt xúc tác Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng xúc tác trong các... có trong phản ứng mà người ta chia phản ứng xúc tác ra làm phản ứng xúc tác đồng thể và phản ứng xúc tác dị thể [4] - Xúc tác đồng thể: chất xúc tác và chất phản ứng nằm cùng pha Phản ứng xúc tác đồng thể chỉ xảy ra trong môi trường pha khí hoặc pha lỏng, không có phản ứng xúc tác đồng thể pha rắn Một số chất xúc tác đồng thể thường dùng là các axit, bazơ và muối của các kim loại chuyển tiếp - Xúc tác. .. các nghiên cứu này cũng kèm theo nghiên cứu về sự giảm hoạt tính của xúc tác Seiichiro Imamura [44] đã tiến hành nghiên cứu khả năng xử lý 1,2dicloetan trên cơ sở các xúc tác MgO, CaO, Cr2O3, CuO, CeO2, TiO2/SiO2 Kết quả nghiên cứu cho thấy các hệ xúc tác đơn oxit và xúc tác oxit tẩm trên chất mang đều có khả năng chuyển hoá 1,2-dicloetan thành sản phẩm oxy hoá hoàn toàn với hiệu suất đạt trên 60% ở nhiệt. .. xúc tác kim loại quý nói chung cho hoạt tính cao nhất khi oxy hoá VOCs Tuy nhiên, các xúc tác này không thích hợp để chuyển hoá các hợp chất clo hữu cơ dễ bay hơi, vì chất xúc tác dễ bị mất hoạt tính do các hợp chất clo gây ra Ở nhiệt độ cao, hoạt tính xúc tác của xúc tác oxit kim loại là tương đương với xúc tác kim loại quý Ngày nay, để thay thế cho các xúc tác kim loại quý, người ta sử dụng các xúc. .. trình phân hủy nhiệt các chất POP rất hiệu quả, tốc độ phản ứng xảy ra nhanh, hạn chế thấp nhất phát sinh những chất độc hại thứ cấp Về mặt hoá học, chất xúc tác không bị tiêu hao trong quá trình phản ứng Với sự có mặt của chất xúc tác, dù ở tỉ lệ nào so với lượng các chất phản ứng, thì phản ứng vẫn có thể xảy ra liên tục cho đến khi đạt đến trạng thái cân bằng [8] Trong phản ứng phân hủy nhiệt xúc tác