Khảo sỏt điều kiện xuất hiện plasma trong dung dịch nước cất 2 lần với
độ tinh khiết cao với mục đớch nghiờn cứu sự xuất hiện plasma phụ thuộc vào cỏc yếu tố như điện ỏp, độ dẫn điện, pH, khoảng cỏch giữa hai điện cực, nhiệt
độ dung dịch mà khụng bị ảnh hưởng bởi cỏc tạp chất. Mặt khỏc sử dụng
nước cất hai lần cũng thuận lợi cho quỏ trỡnh phõn tớch sự thay đổi tớnh chất dung dịch khi cú sự xuất hiện plasma cũng như nghiờn cứu sự xuất hiện của
cỏc tỏc nhõn oxi húa như gốc tự do OH•, H2O2 và cỏc hạt nano hỡnh thành.
Đối với dung dịch 2,4-D, 2,4,5-T pha trong nước cất hai lần ở nồng độ
30 mg/L. Độ dẫn điện của dung dịch tương ứng với 2,4-D là 38,8 àS/cm và 38,5 àS/cm với 2,4,5-T. Vỡ độ dẫn điện của dung dịch thực 2,4-D, 2,4,5-T
tăng so với dung dịch nước cất hai lần đó khảo sỏt ở phần trờn nờn plasma sẽ
xuất hiện nhanh và mạnh khi ỏp điện ngay cả khi ở điện ỏp 5 kV mặc dự ở điện ỏp này khi nghiờn cứu trong dung dịch nước cất hai lần plasma khụng xuất hiện. Do vậy qua khảo sỏt thực nghiệm, điều kiện phõn huỷ 2,4-D, 2,4,5-T được lựa chọn sao cho plasma xuất hiện ở điều kiện tối ưu tại khoảng cỏch giữa hai điện cực là 300 mm, nhiệt độ 30 oC, điện ỏp phúng điện tạo plasma phõn huỷ là 5 kV đối với dung dịch thực.
Như đó biết, bản chất kim loại làm điện cực cú ảnh hưởng đến khả năng
hỡnh thành plasma, bờn cạnh đú cỏc ion kim loại tan trong dung dịch cũng cú
khả năng thỳc đẩy sự hỡnh thành gốc tự do OH• như ion kim loại Fe2+, Fe3+, Cu2+. Trong đú ảnh hưởng của cỏc ion Fe2+, Fe3+ đến sự hỡnh thành gốc tự do OH• lớn hơn so với cỏc ion Cu2+ theo tỏc giả Wang.X và cộng sự [118]. Đối với kim loại volfram chỉ hỡnh thành cỏc anion vonframat WO24− khụng cú hiệu ứng trong sự hỡnh thành gốc tự do OH•. Ngoài ra cỏc hạt kim loại
volfram cũng phản ứng phõn hủy H2O2 theo tỏc giả Lukes.P và cộng sự [66]. Bờn cạnh đú, khả năng phỏt xạ tia UV của mỗi kim loại cũng khỏc nhau. Kết quả phõn tớch cũng cho thấy giỏ trị pH của dung dịch sau xử lý bằng điện cực sắt nằm trong khoảng pH = 5,7 đối với dung dịch 2,4-D và pH = 5,5 đối với dung dịch 2,4,5-T. Do cỏc ion Fe2+ được hỡnh thành trong quỏ trỡnh điện phõn hũa tan điện cực anot, trong dung dịch ở pH thấp, kết hợp với sự cú mặt của ion Fe2+, H2O2 hỡnh thành trong quỏ trỡnh tạo plasma và mụi trường pH thấp do plasma tạo ra dẫn đến xuất hiện hiệu ứng Fenton theo cỏc cụng thức (1.75), (1.76) làm tăng hiệu suất phõn huỷ hợp chất hữu cơ ụ nhiễm 2,4-D và 2,4,5-T.
Ngoài ra, theo kết quả phõn tớch trờn mục 3.2.3, cỏc hạt nano Fe0 cũng được hỡnh thành trong dung dịch. Cỏc hạt nano Fe0 này đó tham gia vào phản
ứng với H2O theo cụng thức (1.77), với H+ theo cụng thức (1.78), bị ion húa bởi tia UV từ plasma [54] hỡnh thành ion Fe2+, từ đú tham gia vào phản ứng Fenton hỡnh thành gốc tự do OH• theo cụng thức (1.75). Bờn cạnh đú, hạt nano Fe0 cũng tham gia phản ứng với oxi hũa tan trong dung dịch theo cụng thức (1.79) để hỡnh thành tỏc nhõn H2O2. Như vậy, tỏc nhõn oxi húa H2O2 khụng những được hỡnh thành từ quỏ trỡnh plasma mà cũn được hỡnh thành từ
cỏc hạt nano Fe0 và cuối cựng tham gia vào phản ứng Fenton theo tỏc giả
Lu.H và cộng sự [64]. Hiệu suất phõn huỷ 2,4-D và 2,4,5-T trờn cỏc điện cực khỏc nhau được thể hiện trong Bảng 3.7 dưới đõy.
Bảng 3.7. Hiệu suất phõn hủy 2,4-D, 2,4,5-T phụ thuộc vào bản chất điện cực
ở V=5kV, h=300 mm, T=30 oC, EC=38,8 àS/cm, t=60 phỳt Nồng độ tại thời gian t C0 Ct Điện cực Cu Fe W 2,4-D (mg/L) 30,33 15,24 9,97 21,46 H(%) 49,75 67,13 29,24 2,4,5-T (mg/L) 29,68 18,13 14,36 22,18 H(%) 38,91 51,62 25,27
Kết quả thớ nghiệm cũng cho thấy hiệu suất phõn huỷ 2,4-D, 2,4,5-T đạt
được cao nhất trờn điện cực sắt lần lượt là 67,13 % , 51,62%. Sau đú đến điện cực đồng đạt được là 49,75 %, 38,91 % và hiệu suất phõn huỷ đạt được thấp nhất đối với điện cực volfram với giỏ trịđạt được là 29,24 % và 25,27 % theo thứ tự tương ứng đối với 2,4-D và 2,4,5-T (Hỡnh 3.18). Do hiệu suất phõn hủy 2,4-D, 2,4,5-T đạt được cao nhất trờn điện cực sắt. Vỡ vậy cỏc thớ nghiệm tiếp theo sẽ chọn điện cực sắt làm điện cực nghiờn cứu khi khảo sỏt cỏc yếu tốảnh
hưởng đến hiệu suất phõn hủy 2,4-D, 2,4,5-T trong quỏ trỡnh xử lý.
29.24 49.75 67.13 25.27 38.91 51.62 W Cu Fe 0 10 20 30 40 50 60 70 80 H i ệ u s u ấ t p h õ n h ủ y ( % ) Điện cực 2,4-D 2,4,5-T
Hỡnh 3.15.Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất phõn huỷ 2,4-D, 2,4,5-T ở V=5kV, h=300 mm, T=30 oC, EC=38,8 àS/cm, t= 60 phỳt.