quang Fenton của chlorpyrifos
Nghiên cứu ảnh hưởng của độ pH lên quá trình phân hủy quang Fenton của chlorpyrifos được thực hiện tại các điều kiện tương tự như đã sử dụng trong Mục 2.1. Tuy nhiên, loại chất xúc tác được lựa chọn cố định là Fe-
BTC/GO-30, và giá trị độ pH ban đầu của dung dịch được thay đổi trong khoảng pH bằng 3 – 8. Các kết quả nghiên cứu được trình bày một cách cụ thể trong Hình 3.11 và Hình 3.12.
Hình 3.7. Ảnh hưởng của độ pH lên quá trình phân hủy quang Fenton
của chlorpyrifos theo nồng độ chlorpyrifos
0.000.10 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 0 5 10 15 20 25 30 C /C 0 Thời gian phản ứng (phút) pH = 3 pH = 4 pH = 5 pH = 6 pH = 7 pH = 8
Hình 3.8. Ảnh hưởng của độ pH lên quá trình phân hủy quang Fenton
của chlorpyrifos theo COD
Dựa vào các kết quả nghiên cứu, có thể thấy độ pH ban đầu của dung dịch ảnh hưởng tương đối lớn đến hiệu quả phân hủy quang Fenton của chlorpyrifos khi sử dụng chất xúc tác Fe-BTC/GO-30. Điều này có thể giải thích là do trong các phản ứng phân hủy quang Fenton nói chung, thì độ pH ln đóng vai trị vơ cùng quan trọng, kiểm sốt nhiều khía cạnh của phản ứng như hoạt tính chất xúc tác, hoạt tính của tác nhân oxy hóa và nền vật liệu mang, thành phần phân tử gốc sắt chiếm đa số trong dung dịch, cũng như độ ổn định của H2O2.
Độ pH tối ưu trong khoảng khảo sát được xác định là pH bằng 3, tương đương với hiệu quả xử lý chlorpyrifos lên đến 98% và hiệu quả xử lý COD lên đến 91% tại ngưỡng thời gian 30 phút và 40 phút, đồng thời tốc độ giảm nồng độ chlorpyrifos và tốc độ giảm COD của dung dịch cũng là nhanh nhất. Khi tăng dần độ pH đến pH bằng 6 thì tốc độ phân hủy chlorpyrifos và tốc độ xử lý COD của hệ phân hủy quang Fenton có xu hướng giảm xuống, tuy nhiên tại ngưỡng thời 30 phút và 40 phút thì cả giá trị nồng độ chlorpyrifos và chỉ số COD của các dung dịch này đều gần như tương đương với dung dịch xử lý tại pH bằng 3. 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 0 5 10 15 20 25 30 35 40 C OD /C OD 0 Thời gian phản ứng (phút) pH = 3 pH = 4 pH = 5 pH = 6 pH = 7 pH = 8
Ngược lại, khi độ pH ban đầu của dung dịch tăng đến pH ≥ 7, thì cả tốc độ phản ứng và hiệu quả phân hủy quang Fenton đối với chlorpyrifos và chỉ số COD đều giảm rất mạnh. Đặc biệt, với dung dịch có độ pH ban đầu bằng 8, hiệu quả xử lý chlorpyrifos chỉ đạt khoảng 40%, và hiệu quả xử lý COD chỉ đạt khoảng 30%. Hiện tượng này có thể giải thích là do tại ngưỡng pH cao, các phân tử gốc sắt dễ bị chuyển hóa thành ion ferryl FeO2+ kém hoạt động, gây ảnh hưởng xấu đến khả năng xúc tác của vật liệu Fe-BTC/GO-30.
Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu thu được, độ pH ban đầu của dung dịch được lựa chọn là pH bằng 6 cho những nghiên cứu tiếp theo, bởi tại điều kiện này thì mặc dù tốc độ phân hủy chlorpyrifos và tốc độ xử lý COD ban đầu chậm hơn so với các điều kiện độ pH thấp, nhưng hiệu quả xử lý sau 30 phút và 40 phút vẫn gần như tương đương, đồng thời cũng giúp giảm thiểu ảnh hưởng ăn mòn của dung dịch đối với hệ thống máy móc và đường ống.