Để đảm bảo lượng ion sắt(II) đưa vào dung dịch phải phù hợp với lượng H2O2 sinh ra ở catôt, quá trình khoáng hóa dung dịch metyl đỏ 0,35mM ở pH3 bằng hiệu ứng Fenton điện hóa, sử dụng điện cực catôt C/Ppy(Cu1,5Mn1,5O4)/Ppy, ở mật độ dòng áp đặt 5 mA/cm2 có sục khí oxy với tốc độ 1 lít/phút, có ion Fe2+
1,0 mM; 1,5 mM và 2,0 mM đã được khảo sát. Hiệu suất suy giảm COD (%COD) và hiệu suất dòng trong quá trình khoáng hóa được biểu diễn trên hình 3.23.
Trong trường hợp không có ion Fe2+ (nồng độ Fe2+ = 0), phản ứng Fenton không xảy ra, hiệu suất suy giảm COD và hiệu suất dòng oxy hóa tại mọi thời điểm đều thấp hơn rất nhiều so với trường hợp có Fe2+
. Sau 5 giờ khoáng hóa, hiệu suất suy giảm COD chỉ đạt 30 %, tương ứng với hiệu suất dòng oxy hóa đạt dưới 30 %. Kết quả thu được trong khảo sát này hoàn toàn phù hợp với kết quả khoáng hóa metyl đỏ ở các mục 3.4.1 và 3.4.2.
0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80
Thêi gian (giê)
H% 0 mM 0,5 mM 2 mM 1,5 mM 1 mM %CO D 0 40 80 120 160 200 Hình 3.23. Ảnh hưởng của nồng độ Fe2+
đếnsự biến thiên hiệu suất suy giảm COD và hiệu suất dòng theo thời gian khoáng hóa metyl đỏ 0,35 mM
Trong dung dịch có ion Fe2+, với nồng độ Fe2+
nhỏ (0,5 mM), lượng Fe2+ trong dung dịch không đủ để phản ứng hết với lượng H2O2 sinh ra trên
catôt, gốc OH tạo thành ít, do đó hiệu suất suy giảm COD và hiệu suất dòng oxy hóa metyl đỏ tại các thời điểm khoáng hóa đều cao hơn so với trường hợp không có ion Fe2+
nhưng đều thấp hơn so với trường hợp có ion Fe2+ với nồng độ lớn hơn 0,5 mM.
Khi tăng nồng độ Fe2+
lên 1 mM, hiệu suất suy giảm COD và hiệu suất dòng oxy hóa metyl đỏ đạt giá trị cao nhất tại mọi thời điểm khoáng hóa. Chứng tỏ, hàm lượng Fe2+
1 mM đủ để phản ứng hết với H2O2 sinh ra trên catôt tạo gốc HO.
Khi nồng độ ion Fe2+ > 1 mM, hiệu suất suy giảm COD và hiệu suất dòng điện khoáng hóa lại giảm. Điều này được giải thích là do, khi lượng Fe2+ dư sẽ xảy ra quá trình oxy hóa ion Fe2+
trên anôt tạo Fe3+ (phản ứng 3.14), cặp oxy hóa - khử Fe3+
/Fe2+ dư này sẽ xảy ra chu trình oxy hóa khử liên tục trên catôt và anôt làm giảm hiệu suất của quá trình khoáng hóa.
Dựa trên kết quả khảo sát này, nồng độ Fe2+
1 mM được lựa chọn cho các nghiên cứu, khảo sát tiếp theo.