Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy isoprothiolane bằng phương pháp fenton đồng thể

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA - PHẠM THỊ HỒNG VI KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY ISOPROTHIOLANE BẰNG PHƯƠNG PHÁP FENTON ĐỒNG THỂ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC Đà Nẵng: 04/2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA - KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY ISOPROTHIOLANE BẰNG PHƯƠNG PHÁP FENTON ĐỒNG THỂ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC Sinh viên thực : Phạm Thị Hồng Vi Lớp : 11CHP Giáo viên hướng dẫn : TS.Bùi Xuân Vững Đà Nẵng: 04/2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHSP Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HÓA *********************** ************ NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Phạm Thị Hồng Vi Lớp : 11CHP Tên đề tài: Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy Isoprothiolane phương pháp Fenton đồng thể Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ thiết bị Hóa chất: - Thuốc trừ bệnh đạo ôn lúa Fuji-One với hoạt chất Isoprothiolane - Nước cất hai lần - H2SO4 đậm đặc 98% - NaOH - Muối FeSO4.7H2O - Ag2SO4 - H2O2 - K2Cr2O7 - Propan-2-ol - Một số hóa chất cần thiết khác Dụng cụ: - Dụng cụ thuỷ tinh loại - Giấy lọc - Nhiệt kế Thiết bị: - Máy đo pH Branson (Anh) - Cân phân tích Precisa với độ xác 0,0001g - Bếp cách cát - Máy khuấy từ - Máy quang phổ UV – VIS LAMBDA25 Nội dung nghiên cứu: - Tổng quan Isoprothiolane - Nghiên cứu hệ oxi hóa Fenton đồng thể - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy Isoprothiolane - Xác định hiệu suất tách COD hiệu suất chuyển hóa Isoprothiolane theo yếu tố ảnh hưởng Giáo viên hướng dẫn: TS Bùi Xuân Vững Ngày giao đề tài : 10/08/2014 Ngày hoàn thành : 26/04/2015 Chủ nhiệm khoa Giáo viên hướng dẫn (Kí ghi rõ họ tên) (Kí ghi rõ họ tên) PGS.TS Lê Tự Hải TS Bùi Xuân Vững Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày tháng năm 2015 Kết điểm đánh giá: Ngày … tháng … năm 2015 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Kí ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin bày tỏ lòng cảm ơn tới thầy giáo TS Bùi Xuân Vững tận tình bảo, hướng dẫn, giúp đỡ suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, thầy cô khoa Hóa, trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi, động viên, khích lệ em thời gian học tập thực luận văn Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo môn thầy cơng tác phịng thí nghiệm dìu dắt tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập công việc nghiên cứu trường Dù cố gắng, song lực hạn chế nên luận văn em chắn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp chân thành thầy để luận văn em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Kết cấu đề tài Đóng góp đề tài CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu sơ lược thuốc bảo vệ thực vật [4] 1.1.1 Khái niệm TBVTV 1.1.2 Tình hình sử dụng TBVTV 1.1.3 Phân loại TBVTV [4] 1.1.4 Giới thiệu hoạt chất Isoprothiolane [11] 1.2 Giới thiệu số phương pháp xử lý nước thải thuốc bảo vệ thực vật 1.2.1 Phương pháp sinh học 10 1.2.2 Phương pháp hóa học [3] 10 1.2.3 Phương pháp điện hóa 13 1.2.4 Phương pháp phá hủy vi sóng Plasma [5] 13 1.2.5 Phương pháp Fenton 13 1.3 Giới thiệu phương pháp Fenton 15 1.3.1 Một số phương pháp Fenton [9] 15 1.3.2 Cơ chế Fenton đồng thể [9] 18 1.3.3 Bản chất trình Fenton [9] 20 1.3.4 Những yếu tố ảnh hưởng đến trình Fenton [9] 20 1.4 Phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS [2] 22 1.4.1 Cơ sỏ lý thuyết 23 1.4.2 Các điều kiện tối ưu cho phương pháp phân tích 23 1.4.3 Máy đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS [2] 25 1.5 Phương pháp xác định số COD [10] 26 1.5.1 Nguyên tắc 26 1.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng 26 CHƯƠNG II: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Dụng cụ, thiết bị hóa chất 27 2.1.1 Dụng cụ 27 2.1.2 Thiết bị 27 2.1.3 Hóa chất 27 2.2 Pha chế hóa chất 27 2.3 Xây dựng đường chuẩn thuốc 28 2.4 Xác định hiệu suất tách COD 29 2.4.1 Lập đường chuẩn COD 29 2.4.2 Đo COD mẫu 29 2.5 Các bước tiến hành thực nghiệm 30 2.6 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình Fenton phân hủy Isoprothiolane 31 2.6.1 Khảo sát ảnh hưởng pH ban đầu tới phân hủy Isoprothiolane 31 2.6.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu tới phân hủy Isoprothiolane31 2.6.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến phân hủy Isoprothiolane31 2.6.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu tới phân hủy Isoprothiolane 31 2.7 Xác định độ chuyển hóa Isoprothiolane phương pháp đo quang 32 2.8 Xác định hiệu suất tách COD 32 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Kết đường chuẩn hoạt chất Isoprothiolane 33 3.2 Kết đường chuẩn COD 34 3.2.1 Bước sóng quét K2Cr2O7 34 3.2.2 Kết đường chuẩn COD 35 3.2.3 Kết mẫu COD ban đầu mẫu cần xử lý 36 3.3 Kết khảo sát ảnh hưởng điều kiện môi trường pH ban đầu đến phân hủy Isoprothiolane 36 3.3.1 Kết khảo sát ảnh hưởng điều kiện môi trường pH đến hiệu suất chuyển hóa Isoprothiolane 36 3.3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng điều kiện môi trường pH đến hiệu suất tách COD Isoprothiolane 38 3.4 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến phân hủy Isoprothiolane 41 3.4.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Isoprothiolane 41 3.4.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất tách COD Isoprothiolane 44 3.5 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến phân hủy Isoprothiolane 46 3.5.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Isoprothiolane 46 3.5.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất tách COD Isoprothiolane 49 3.6 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến phân hủy Isoprothiolane 51 3.6.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Isoprothiolane 51 3.6.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến hiệu suất tách COD Isoprothiolane 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 Kết luận 57 Kiến nghị 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Lượng thuốc trừ sâu sử dụng Việt Nam từ năm 1990-1996 Bảng 1.2 Phân loại nhóm độc theo TCYTTG Bảng 1.3 Một số thông số Isoprothiolane Bảng 1.4 Thế hoá số tác nhân hoá 11 Bảng 2.1 Dãy dung dịch chuẩn thuốc 28 Bảng 3.1 Kết dãy dung dịch chuẩn thuốc với nồng độ từ đến 16ppm 33 Bảng 3.2 Kết mật độ quang lập đường chuẩn K2Cr2O7 35 Bảng 3.3 Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian thay đổi mơi trường pH với hệ số pha lỗng k =2 36 Bảng 3.4 Nồng độ thuốc sau xử lý Fenton thay đổi môi trường pH (mẫu pha loãng) 37 Bảng 3.5 Nồng độ thuốc ban đầu sau xử lý Fenton thay đổi môi trường pH 37 Bảng 3.6 Hiệu suất chuyển hóa (%) thay đổi điều kiện môi trường pH 38 Bảng 3.7 Mật độ quang đo dựa lượng K2Cr2O7 dư trình thay đổi điều kiện môi trường pH 39 Bảng 3.8 COD tương ứng khảo sát điều kiện môi trường pH 39 Bảng 3.9 Hiệu suất tách COD (%) thay đổi điều kiện môi trường pH 40 Bảng 3.10 Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian thay đổi nồng độ H2O2 với hệ số pha loãng k =2 41 Bảng 3.11 Nồng độ thuốc sau xử lý Fenton thay đổi đổi nồng độ H2O2 (mẫu pha loãng) 42 Bảng 3.12 Nồng độ thuốc (ppm) ban đầu sau xử lý Fenton thay đổi nồng độ H2O2 42 Bảng 3.13 Hiệu suất chuyển hóa (%) thay đổi nồng độ H2O2 43 Bảng 3.14 Mật độ quang đo dựa lượng K2Cr2O7 dư trình thay đổi nồng độ H2O2 44 Bảng 3.15 COD tương ứng khảo sát trình thay đổi nồng độ H2O2 44 Bảng 3.16 Hiệu suất tách COD (%) thay đổi nồng độ H2O2 45 Bảng 3.17 Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian thay đổi nồng độ Fe2+ với hệ số pha loãng k =2 46 Bảng 3.18 Nồng độ thuốc sau xử lý Fenton thay đổi đổi nồng độ Fe2+ (mẫu pha loãng) 47 Bảng 3.19 Nồng độ thuốc (ppm) ban đầu sau xử lý Fenton thay đổi nồng độ Fe2+47 Bảng 3.20 Hiệu suất chuyển hóa (%) thay đổi nồng độ Fe2+ 48 Bảng 3.21 Mật độ quang đo dựa lượng K2Cr2O7 dư trình thay đổi nồng độ Fe2+ 49 Bảng 3.22 COD tương ứng khảo sát trình thay đổi nồng độ Fe2+ 49 Bảng 3.23 Hiệu suất tách COD (%) thay đổi nồng độ Fe2+ 50 Bảng 3.24 Giá trị mật độ quang thay đổi nhiệt độ theo thời gian với hệ số pha loãng k =2 51 Bảng 3.25 Nồng độ thuốc sau xử lý Fenton thay đổi nhiệt độ (mẫu pha loãng) 52 Bảng 3.26 Nồng độ thuốc (ppm) ban đầu sau xử lý Fenton thay đổi nhiệt độ 52 Bảng 3.27 Hiệu suất chuyển hóa (%) thay đổi nhiệt độ 53 Bảng 3.28 Mật độ quang đo dựa lượng K2Cr2O7 dư thay đổi nhiệt độ 54 Bảng 3.29 COD tương ứng khảo sát trình thay đổi nhiệt độ 54 Bảng 3.30 Hiệu suất tách COD (%) thay đổi nhiệt độ 55 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG Hiệu suất (%) tương ứng bảng 3.14 Bảng 3.16 Hiệu suất tách COD (%) thay đổi nồng độ H2O2 Thời gian (phút) ࡯ࡴ૛ࡻ૛ ࢈ࢇ࢔ đầ࢛ 200 ppm 400 ppm 600 ppm 800 ppm 20 40 60 80 100 31,21 34,35 41,84 55,35 57,63 35,97 41,35 47,94 65,67 68,49 47,55 51,24 56,60 71,29 73,06 40,32 42,95 55,37 68,28 70,43 Khảo sát nồng độ H2O2 Hiệu suất tách COD (%) 80,00 75,00 70,00 65,00 60,00 55,00 H2O2=200 50,00 H2O2=400 45,00 H2O2=600 40,00 H2O2=800 35,00 30,00 20 40 60 80 100 120 Thời gian (phút) Hình 3.8 Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ H2O2 đến hiệu suất tách COD (%) Nhận xét: Từ kết ta thấy hiệu suất đạt cao nồng độ 600ppm với nồng độ tương ứng Fe2+ 300ppm tỉ lệ [Fe2+]:[H2O2] =1:2 hiệu suất lên cao tới 95,08% Ta nhận thấy nồng độ H2O2 tăng lên hiệu suất xử SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 45 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG lý tăng theo H2O2 tạo nhiều gốc OH• hiệu suất xử lý đồng thời tăng, nồng độ cao vượt mức 600ppm hiệu suất giảm H2O2 tác dụng OH• sinh theo phản ứng sau: OH• + H2O2 H2O + HO2• Vì nồng độ H2O2 phù hợp 600ppm 3.5 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến phân hủy Isoprothiolane 3.5.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Isoprothiolane Sau q trình khảo sát yếu tố nồng độ Fe2+ thay đổi từ 200, 300, 400, 500ppm giữ nguyên yếu tố nhiệt độ 300C, pH=3, nồng độ ban đầu H2O2 = 600ppm ta đo mật độ quang ta bảng sau: Bảng 3.17 Giá trị mật độ quang thay đổi theo thời gian thay đổi nồng độ Fe2+ với hệ số pha loãng k =2 Thời gian (phút) ࡯ࡲࢋ૛శ ࢈ࢇ࢔ đầ࢛ 20 40 60 80 100 0,5436 0,4228 0,3503 0,1812 0,1329 0,3986 0,3261 0,2658 0,0846 0,0652 0,4469 0,3865 0,3141 0,1329 0,0967 0,8214 0,7610 0,6764 0,4832 0,4228 200 ppm 300 ppm 400 ppm 500 ppm Từ mật độ quang mẫu thuốc tính nồng độ (ppm) thuốc sau xử lý dựa vào đường chuẩn y = 0,0499x + 0,0038 bảng 3.18 SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 46 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG Bảng 3.18 Nồng độ thuốc sau xử lý Fenton thay đổi đổi nồng độ Fe2+ (mẫu pha loãng) Thời gian (phút) ࡯ࡲࢋ૛శ ࢈ࢇ࢔ đầ࢛ 20 40 60 80 100 10,82 8,40 6,94 3,56 2,59 7,91 6,46 5,25 1,62 1,23 8,88 7,67 6,22 2,59 1,86 16,38 15,17 13,48 9,61 8,40 200 ppm 300 ppm 400 ppm 500 ppm Từ nồng độ thuốc sau pha lỗng ta tính nồng độ thuốc ban đầu sau xử lý Fenton cách lấy nồng độ thuốc sau pha loãng nhân với hệ số pha loãng ta bảng sau Bảng 3.19 Nồng độ thuốc (ppm) ban đầu sau xử lý Fenton thay đổi nồng độ Fe2+ Thời gian (phút) ࡯ࡲࢋ૛శ ࢈ࢇ࢔ đầ࢛ 20 40 60 80 100 21,63 16,79 13,89 7,11 5,17 15,82 12,92 10,50 3,24 2,46 17,76 15,34 12,43 5,17 3,72 32,77 30,35 26,96 19,21 16,79 200 ppm 300 ppm 400 ppm 500 ppm SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 47 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG Từ nồng độ thuốc Isoprothiolane ban đầu 50ppm hiệu suất (%) đạt tương ứng sau: Bảng 3.20 Hiệu suất chuyển hóa (%) thay đổi nồng độ Fe2+ Thời gian (phút) ࡯ࡲࢋ૛శ ࢈ࢇ࢔ đầ࢛ 200 ppm 300 ppm 400 ppm 500 ppm 20 40 60 80 100 56,73 66,42 72,22 85,78 89,66 68,35 74,16 79,00 93,53 95,08 64,48 69,32 75,13 89,66 92,56 34,46 39,31 46,08 61,58 66,42 Khảo sát Fe 2+ Hiệu suất chuyển hóa (%) 100,00 90,00 80,00 70,00 Fe=200 Fe=300 60,00 Fe=400 50,00 Fe=500 40,00 30,00 20 40 60 80 100 120 Thời gian (phút) Hình 3.9 Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ Fe2+ đến hiệu suất chuyển hóa Isoprothiolane SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 48 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG 3.5.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất tách COD Isoprothiolane Mật độ quang đo khảo sát nồng độ Fe2+ dựa lượng K2Cr2O7 dư thể qua bảng sau: Bảng 3.21 Mật độ quang đo dựa lượng K2Cr2O7 dư trình thay đổi nồng độ Fe2+ Thời gian (phút) ࡯ࡲࢋ૛శ ࢈ࢇ࢔ đầ࢛ 20 40 60 80 100 0,6635 0,7052 0,7593 0,9205 0,9226 0,7263 0,7629 0,8162 0,9622 0,9798 0,6994 0,7475 0,8181 0,9344 0,9383 0,5538 0,6102 0,6567 0,807 0,8728 200 ppm 300 ppm 400 ppm 500 ppm Dựa vào đường chuẩn COD lập COD tương ứng kết bảng sau: Bảng 3.22 COD tương ứng khảo sát trình thay đổi nồng độ Fe2+ Thời gian (phút) ࡯ࡲࢋ૛శ ࢈ࢇ࢔ đầ࢛ 20 40 60 80 100 324,50 301,33 271,28 181,72 180,56 289,61 269,28 239,67 158,56 148,78 304,56 277,83 238,61 174,00 171,83 385,44 354,11 328,28 244,78 208,22 200 ppm 300 ppm 400 ppm 500 ppm SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 49 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG Hiệu suất tách COD (%) tương ứng: Bảng 3.23 Hiệu suất tách COD (%) thay đổi nồng độ Fe2+ Thời gian (phút) ࡯ࡲࢋ૛శ ࢈ࢇ࢔ đầ࢛ 200 ppm 300 ppm 400 ppm 500 ppm 20 40 60 80 100 41,24 45,43 50,87 67,09 67,30 47,55 51,24 56,60 71,29 73,06 44,85 49,69 56,79 68,49 68,88 30,20 35,87 40,55 55,67 62,29 Khảo sát nồng độ Fe2+ 80,00 Hiệu suất tách COD (%) 75,00 70,00 65,00 60,00 Fe=200 55,00 Fe=300 50,00 Fe=400 45,00 Fe=500 40,00 35,00 30,00 20 40 60 80 100 120 Thời gian (phút) Hình 3.10 Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ Fe2+ đến hiệu suất tách COD (%) SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 50 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG Nhận xét: Từ kết cho thấy hiệu suất chuyển hóa Isoprothiolane hiệu suất tách COD tăng tăng hàm lượng Fe2+, [Fe2+] lớn 300ppm hiệu suất tách COD hiệu suất chuyển hóa giảm Đó hàm lượng Fe2+ tăng làm tăng số lượng gốc HO• tạo thành Nhưng hàm lượng Fe2+ tăng lên đủ lớn có lượng gốc tự hydroxyl hình thành phản ứng với Fe2+ theo phản ứng HO +Fe2+ → Fe3+ + HO- Vì vậy, [Fe2+] tối ưu cho nghiên cứu 300ppm tức tỉ lệ nồng độ [Fe2+]:[H2O2] = 1: 3.6 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến phân hủy Isoprothiolane 3.6.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa Isoprothiolane Sau q trình khảo sát yếu tố nhiệt độ thay đổi từ 300C, 400C, 500C giữ nguyên yếu tố pH=3, nồng độ ban đầu H2O2 Fe2+ 600ppm 300ppm ta đo mật độ quang ta bảng sau: Bảng 3.24 Giá trị mật độ quang thay đổi nhiệt độ theo thời gian với hệ số pha loãng k =2 Thời gian (phút) Nhiệt độ (0C) 20 40 60 80 100 0,3986 0,3261 0,2658 0,0846 0,0652 0,3745 0,3141 0,2416 0,0785 0,0616 0,4288 0,3745 0,3020 0,1194 0,1148 30 40 50 SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 51 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG Từ mật độ quang mẫu thuốc tính nồng độ (ppm) thuốc sau xử lý dựa vào đường chuẩn y = 0,0499x + 0,0038 bảng Bảng 3.25 Nồng độ thuốc sau xử lý Fenton thay đổi nhiệt độ (mẫu pha loãng) Thời gian (phút) Nhiệt độ (0C) 20 40 60 80 100 7,91 6,46 5,25 1,62 1,23 7,43 6,22 4,76 1,50 1,16 8,52 7,43 5,97 2,32 2,22 30 40 50 Từ nồng độ thuốc sau pha lỗng ta tính nồng độ thuốc ban đầu sau xử lý Fenton cách lấy nồng độ thuốc sau pha loãng nhân với hệ số pha loãng ta bảng sau Bảng 3.26 Nồng độ thuốc (ppm) ban đầu sau xử lý Fenton thay đổi nhiệt độ Thời gian (phút) Nhiệt độ (0C) 20 40 60 80 100 15,82 12,92 10,50 3,24 2,46 14,86 12,43 9,53 2,99 2,32 17,03 14,86 11,95 4,63 4,45 30 40 50 SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 52 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG Từ nồng độ thuốc Isoprothiolane ban đầu 50ppm hiệu suất (%) đạt tương ứng sau: Bảng 3.27 Hiệu suất chuyển hóa (%) thay đổi nhiệt độ Thời gian (phút) Nhiệt độ (0C) 30 20 40 60 80 100 68,35 74,16 79,00 93,53 95,08 70,29 75,13 80,94 94,01 95,37 65,93 70,29 76,10 90,74 91,11 40 50 Khảo sát nhiệt độ Hiệu suất chuyển hóa (%) 100,00 95,00 90,00 85,00 80,00 t=30 75,00 t=40 70,00 t=50 65,00 60,00 20 40 60 80 100 120 Thời gian (phút) Hình 3.11 Đồ thị thể ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa Isoprothiolane SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 53 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG 3.6.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến hiệu suất tách COD Isoprothiolane Mật độ quang đo dựa lượng K2Cr2O7 dư thể qua bảng sau: Bảng 3.28 Mật độ quang đo dựa lượng K2Cr2O7 dư thay đổi nhiệt độ Thời gian (phút) Nhiệt độ (0C) 20 40 60 80 100 0,7263 0,7629 0,8162 0,9622 0,9798 0,7498 0,7895 0,8294 0,9782 0,9933 0,6566 0,6974 0,7899 0,9283 0,9524 30 40 50 COD tương ứng kết sau: Bảng 3.29 COD tương ứng khảo sát trình thay đổi nhiệt độ Thời gian (phút) Nhiệt độ (0C) 20 40 60 80 100 289,61 269,28 239,67 158,56 148,78 276,56 254,50 232,33 149,67 141,28 328,33 305,67 254,28 177,39 164,00 30 40 50 Hiệu suất tách COD (%) tương ứng đạt bảng: SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 54 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG Bảng 3.30 Hiệu suất tách COD (%) thay đổi nhiệt độ Thời gian (phút) Nhiệt độ (0C) 30 40 50 20 40 60 80 100 47,55 51,24 56,60 71,29 73,06 49,92 53,91 57,93 72,90 74,42 40,54 44,65 53,95 67,88 70,30 Hiệu suất tách COD (%) Khảo sát nhiệt độ 80,00 75,00 70,00 65,00 60,00 55,00 50,00 45,00 40,00 t=30 t=40 t=50 20 40 60 80 100 120 Thời gian (phút) Hình 3.12 Đồ thị thể ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tách COD (%) Nhận xét: Từ kết hai trình chuyển hóa tách COD thay đổi nhiệt độ từ 300C lên 400C hiệu suất tăng khơng đáng kể, tăng nhiệt độ lên 500C hiệu suất lại giảm, chứng tỏ nhiệt độ tốt cho Fenton khoảng nhỏ 400C, điều nhiệt độ cho trình Fenton cao làm cho H2O2 bị phân hủy, lượng H2O2 giảm đồng thời làm giảm lượng OH• làm hiệu suất giảm Vì ta nên chọn nhiệt độ 300C để thực trình Fenton SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 55 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG * Ngồi ra, qua đồ thị mơ tả hiệu xử lý thuốc khoảng thời gian khuấy trộn hiệu xử lý tăng, cụ thể hiệu xử lý khoảng thời gian từ 20 đến 60 phút hiệu suất tăng khoảng 5-7 % Trong đó, khoảng thời gian từ 60 đến 80 phút hiệu suất tăng cao khoảng 15% Trong khoảng thời gian từ 80 đến 100 phút thì hiệu suất có tăng khơng đáng kể, nên ta lựa chọn thời gian thí nghiệm khoảng 80 phút SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 56 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua trình nghiên cứu đề tài “Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy Isoprothiolane phương pháp Fenton đồng thể” rút số kết luận sau: Các yếu tố ảnh hưởng đến phân hủy Isoprothiolane nước hệ phản ứng Fenton tác nhân xúc tác Fe2+/H2O2 khảo sát: hiệu suất chuyển hóa Isoprothiolane hiệu suất tách COD tăng lên tăng nồng độ H2O2 Fe2+ tăng nhiệt độ dung dịch xử lí đến mức độ hiệu suất lại giảm Sự phân hủy đạt hiệu suất cao khoảng pH từ 3-4 nên chọn pH lúc hiệu suất đạt cao Ở nhiệt độ phòng, điều kiện tối ưu phân hủy Isoprothiolane 50ppm Fenton đồng thể [H2O2] = 600ppm, [Fe2+] = 300ppm, pH = Ở điều kiện hiệu suất chuyển hóa Isoprothiolane đạt 95,08 % hiệu suất tách COD đạt 73,06% sau thời gian xử lý 100 phút Fenton coi cơng cụ hữu hiệu việc xử lý chất hữu độc khó phân hủy Q trình Fenton ưu điểm phương pháp khác chỗ tác nhân H2O2 muối sắt tương đối rẻ có sẵn, đồng thời không độc hại dễ vận chuyển, dễ sử dụng hiệu oxy hóa nâng cao cao nhiều so với phương pháp khác Kiến nghị Nghiên cứu khẳng định ưu phương pháp Fenton q trình xử lí nước ô nhiễm Qua đề tài này, có số kiến nghị sau: - Chất xúc tác Fe2+/ H2O2 có chi phí thấp, dễ tìm mà hiệu xử lí chất hữu độc hại cao nên triển khai đưa vào xử lí nước thải - Chất xúc tác sau tiến hành xử lí tồn dạng hidroxit sắt cần có phương pháp lắng loại bỏ khỏi dòng thải SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 57 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Văn Dũng, Nguyễn Văn Phước, Nguyễn Thị Thanh Phượng, Lê Quốc Thắng (2010), “Nghiên cứu xử lý nước thải cồn hệ quang hóa-Ozone (UV/O3)”, Science & Technology Development, Vol 13, No.M2 [2] Phạm Thị Hà (2008), Các phương pháp phân tích quang học, TP Đà Nẵng [3] Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga (2002), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [4] Nguyễn Trần Oánh (2007), Giáo trình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, Nhà xuất Hà Nội [5] Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2004), Các trình oxy hóa nâng cao xử lý nước nước thải, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh [6] Duguet, J P., Brodard, E., Dussert, B & Mallevialle J (1985), “Improvement in the effectiveness of ozonation of drinking water through the use of hydrogen peroxide.”, Ozone: Science Engineering, 7, 241–258 [7] H.S Altundoğan, S Altundoğan, F Tümen, and M.Bildik (2000), “Arsenic removal from aqueous solutions by adsorption on red mud”, Waste Manage.20, pp 761–767 [8] Lin S.-S and M.D.Gurol (1996),“Heterogeneous catalytic oxidation of organic compounds by hydrogen peroxide”, Water Science and Technology, Vol 34, No 9, pp 57–64 Trang web [9]http://hutech.edu.vn/tckh/attachments/article/74/Mot%20so%20ung%20dung %20cua%20qua%20trinh%20oxy%20hoa%20nang%20cao%20%28AOPs%29%20 bang%20phuong%20phap%20fenton%20tr [10]http://www2.hcmuaf.edu.vn/data/quoctuan/Nhu%20cau%20oxy%20 hoa%20hoc%20-%20COD.pdf [11] http://kingelong.com.vn/products/detail/isoprothiolane-217.html SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 58 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.BÙI XUÂN VỮNG [12] http://www.climategis.com/2011/03/cac-bien-phap-xu-ly-at-o-nhiem-hoachat.html SVTH: PHẠM THỊ HỒNG VI 59 ... NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA - KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY ISOPROTHIOLANE BẰNG PHƯƠNG PHÁP FENTON ĐỒNG THỂ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC Sinh viên thực... Isoprothiolane 31 2.6.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu tới phân hủy Isoprothiolane3 1 2.6.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến phân hủy Isoprothiolane3 1 2.6.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ... tham khảo Đóng góp đề tài - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình phân huỷ Isoprothiolane tác nhân Fe2+/H2O2 để tìm yếu tố tốt sử dụng phương pháp Fenton - Bước đầu tìm hiểu chế phản ứng phân huỷ Isoprothiolane