Nghiên cứu hoạt tính xúc tác của bùn đỏ lâm đồng trong phản ứng oxi hóa metylen xanh bằng hydroperoxide

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT W w ••• KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP D13HH03 w W BẢO VỆ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN Năm học: 2014 - 2015 FC NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH xúc TÁC CỦA BÙN ĐỎ LÂM ĐỒNG TRONG PHẢN ỨNG OXI HÓA METYLEN XANH BẰNG HYDROPEROXIDE IZ Người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Đình Dũ Sinh viên thực hiện: Đồn Thị Diễm Trang •• Sinh viên thực •• Đồn Thị Diễm Trang (chính) Nguyễn Đặng Thủy Tiên Lý Ngọc Tâm I.Tổng quan F 1.1 Giới thiệu bùn đỏ NỘI DUNG Tổng quan Nội dung, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, Kết thảo luận Bùn đỏ (red mud) tạo trình kiến nghị sảnKết xuấtluận alumina (nhơm oxit) theo qui trình Bayer Sau trộn quặng bauxite với dung dịch natri hidroxit nhiệt độ áp suất cao, nhơm oxit hồ tan dung dịch lại chất cặn rắn bùn đỏ theo phương trình phản ứng sau: Al2O3.H2O + Na(OH).3H2O = NaAl2O3(OH) + 4H2O + bùn Al2O3.3H2O + Na(OH).3H2O = NaAl2O3(OH) + 6H2O + bùn đỏ khơng tan Hình 1.1 Qui trình sản xuât alumina từ quặng bauxite I.Tổng quan 1.2 Giới thiệu metylen xanh I.Tổng quan 1.2 Giới thiệu metylen xanh CH3 ^CH s3C H CH N3Cl Nội dung, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 2.3 Thực nghiệm 2.3.1 Vật liệu hoá chất •• Bùn đỏ cung cấp nhà máy alumina Tân Rai (Bảo Lâm, Lâm Đồng) Các hoá chất: xanh metylen, H2O2, HCl NaOH (QuangZou, Trung Quốc) sử dụng nghiên cứu b F 3.4 Nghiên cứu phản ứng oxi hóa xanh metylen H2O2 với xúc tác BĐA-700 3.4.1 Ảnh hưởng pH Ảnh hưởng pH đến hiệu suất phân hủy MB H2O2 xúc tác BĐA-700 trình bày hình 3.5 k T 'I J À 1 TT 3.4.1 Ảnh hưởng pH Ở pH 11, phân hủy MB xảy không đáng kể; Ở pH = - 9, hiệu suất phân hủy MB không khác nhiều tỉ lệ Ct/Co đạt giá trị 55 - 63% thời điểm 240 phút t (phót) Hình 3.5 Sự phân hủy MB pH dung dịch ban đầu khác (nồng độ MB ban đầu 3,13.10~5 mol/L; nồng độ H2O2 ban đầu 0,19204 mol/L) Kết thảo luận J 3.4.2 Động học phản ứng Quan sát hình 3.3 3.5 ta thấy chất xúc tác có hoạt tính phút đầu phản ứng, đó, chúng tơi sử dụng phương pháp tốc độ đầu để nghiên cứu động học phản ứng Bảng 3.1 trình bày kết tính tốc độ đầu thời điểm 10 giây phản ứng oxi hóa MB hydroperoxit với BĐA-700 làm xúc tác Bảng 3.1 Kết xác định tốc độ đầu thời điểm 10 giây (ở 30oC) X (10s) [MB] [MB]i X 105 (mol.L 1) - 0,67929 1,32699 1,81671 2,49457 0,67929 1,32699 1,81671 2,49457 0,67929 1,32699 1,81671 10 -1 (mol.L ) 0,60174 1,09433 1,53236 1,77075 0,59169 1,03689 1,57975 1,62570 0,60318 1,06418 1,41028 [H2O2]i Tỉ lệ mol ri (10s) X 107 (mol.L 1) (H2O2)i/(MB)i (mol.L 1.s 1) 0,14474 0,14474 0,14474 0,14474 0,09697 0,09697 0,09697 0,09697 0,04873 0,04873 0,04873 21307 10907 7967 5802 14275 7307 5337 3887 7173 3671 2682 0,77551 2,32654 2,84355 7,23812 0,87604 2,90099 2,36962 8,68862 0,76115 2,62813 4,06426 - • _ _ Bảng 3.1 Kết xác định tốc độ đầu thời điểm 10 giây (ở 30oC) 2,49457 1,96463 0,04873 1953 5,29934 -6.0 log[MB], log[MB], Hình 3.6 Đồ thị log [MB] ị theo log^ị' a [H2()2]'ị = 0,14474 (mol/L); b [H2O2]'ị = 0,09697 (mol/L); c [Hpji = 0,04873 (mol/L) o _ _ ——F n V -t n r r -t -1 -I Bảng 3.2 Kết xác định bậc MB tốc độ đầu khác [H2O2L b logk' R2 0,14474 1,6177 1,2338 0,9616 0,09697 1,5667 1,0239 0,8565 0,04873 1,5288 0,8192 0,9777 (mol.L-1) log(k') 1.3 Hình 3.7 Đồ thị log[H2O2]i theo log(k') để tính số tốc độ phản ứng bậc H2O2 Kết luận kiến nghị 4.1 Kết luận Bùn đỏ Lâm Đồng sau xử lí axit nhiệt (mẫu BĐA-700) có thành phần sắt, với phần trăm khối lượng 48,45% Bùn đỏ sau xử lí axit nhiệt có hoạt tính xúc tác phản ứng phân hủy xanh metylen hydroperoxit pH = - Phương pháp tốc độ đầu sử dụng để nghiên cứu động học hình thức phản ứng oxi hóa xanh metylen H2O2 xúc tác BĐA-700 Kết xác định phương trình động học phản ứng oxi hóa MB hydroperoxit xúc tác BĐA-700 r = k [H2O2]0,86.[MB]1,57 với k = 84,86 [(mol.L 1) 1’43.(giây) 1] 30oC Bùn đỏ có khả hồn ngun cao để làm xúc tác cho hệ phản ứng Fenton _ _ _ Kết luận kiến nghị 4.2 Kiến nghị Khảo sát hoạt tính xúc tác bùn đỏ phản ứng oxi hoá số hợp chất hữu khác hay phản ứng tổng hợp hữu X n chân thành cảm ơn quan tâm theo dõ quý thầy cô bạn ... nhiệt có hoạt tính xúc tác phản ứng phân hủy xanh metylen hydroperoxit pH = - Phương pháp tốc độ đầu sử dụng để nghiên cứu động học hình thức phản ứng oxi hóa xanh metylen H2O2 xúc tác BĐA-700... học phản ứng Quan sát hình 3.3 3.5 ta thấy chất xúc tác có hoạt tính phút đầu phản ứng, đó, chúng tơi sử dụng phương pháp tốc độ đầu để nghiên cứu động học phản ứng Bảng 3.1 trình bày kết tính. .. pháp nghiên cứu thực nghiệm 2.3 Thực nghiệm k Hoạt tính xúc tác mẫu BĐA-700 khảo sát • • phản ứng oxi hóa MB dung dịch nước hydroperoxit nhiệt độ 30oC bình cầu hai cổ dung tích 500 mL 0,1 g xúc tác