vật liệu tổng hợp
2.4.2.1. Khảo sát khả năng hấp phụ rhodamin-B và metylen xanh của vật liệu trong bóng tối
Cho 250 mL Rh-B và 0,2 gam vật liệu vào trong cốc 500 mL đã được bọc kín bằng túi bóng đen. Sau đó tiến hành khuấy trên máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng.
Lấy mẫu theo các khoảng thời gian để đi đo (15, 30, 45, 60, 90, 105 phút). Các mẫu sau đó được li tâm và đo trên máy UV-Vis 1700. Từ kết quả thu được, chúng ta có thể xác định nồng độ Rh-B còn lại trong dung dịch. Từ đó tính được hiệu suất hấp phụ Rh-B của vật liệu theo công thức sau:
Hiệu suất hấp phụ Rh-B được xác định theo công thức:
Hiệu suất hấp phụ Rh-B (%) = .100 (%)
Trong đó: Co: Nồng độ ban đầu của Rh-B.
C: Nồng độ của Rh-B ở thời điểm khảo sát.
Tiến hành khảo sát khả năng hấp phụ của 16 mẫu vật liệu tổng hợp ở trên. Từ kết quả khảo sát thu được, có thể đánh giá khả năng hấp phụ Rh-B của các mẫu vật liệu tổng hợp.
Để đánh giá khả năng hấp phụ metylen xanh của 16 mẫu vật liệu tổng hợp, chúng tôi cũng tiến hành theo trình tự như đối với Rh-B. Kết quả khảo sát thu được sẽ cho phép lựa chọn mẫu vật liệu có khả năng hấp phụ tốt nhất đối với MB.
2.4.2.2. Khảo sát khả năng phân hủy Rh-B và MB của dãy vật liệu tổng hợp
a. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ Cu-Ti, thời gian chiếu sáng đến khả năng phân hủy Rh-B và MB.
Cho 250 mL Rh-B và 0,2 gam vật liệu vào trong cốc 500 mL đã được bọc kín bằng túi bóng đen, sau đó tiến hành khuấy trên máy khuấy từ trong 30 phút ở nhiệt độ
phòng để đạt cân bằng hấp phụ của vật liệu. Lấy ra khoảng 8mL để li tâm, xác định nồng độ Rh-B sau quá trình hấp phụ và hiệu suất hấp phụ.
Tiếp đến, cho 1,2 mL H2O2 30% vào trong cốc trên. Đặt cốc trên máy khuấy từ
khuấy với tốc độ 500 vòng/phút dưới sự chiếu sáng bằng nguồn sáng của đèn Led
công suất 30W.
Để đánh giá khả năng phân hủy Rh-B của dãy vật liệu, chúng tôi lấy mẫu theo các khoảng thời gian cố định (30phút/lần) để xác định nồng độ của Rh-B sau mỗi khoảng thời gian chiếu sáng. Từ kết quả thu được, có thể xác định nồng độ Rh-B còn lại trong dung dịch và từ đó tính hiệu suất phân hủy theo công thức sau:
Hiệu suất phân hủy Rh-B được xác định theo công thức:
Hiệu suất phân hủy Rh-B (%) (Độ chuyển hóa Rh-B) = 100 (%)
Trong đó : Co: Nồng độ ban đầu của Rh-B.
C: Nồng độ của Rh-B ở thời điểm khảo sát.
16 mẫu vật liệu sẽ được khảo sát tuần tự như trên đối với Rh-B và quá trình khảo sát khả năng phân hủy MB cho 16 mẫu vật liệu tổng hợp cũng được tiến hành theo các bước ở trên.
Trên cơ sở các kết quả thu được, chúng tôi sẽ lựa chọn ra các mẫu vật liệu tối ưu để nghiên cứu khảo sát các bước tiếp theo: ảnh hưởng của pH môi trường, nồng độ MB, Rh-B và sử dụng để khảo sát khả năng xử lý nước thải làng nghề dệt chiếu cói – Huyện Quỳnh Phụ - tỉnh Thái Bình.
b. Khảo sát ảnh hưởng của pH môi trường đến khả năng phân hủy Rh-B, MB
của mẫu vật liệu
Lựa chọn mẫu vật liệu có hoạt tính xúc tốt để khảo sát ảnh hưởng của pH môi trường đến khả năng phân hủy Rh-B và MB dưới ánh sáng đèn LED. Chúng tôi tiến hành khảo sát với 250 mL Rh-B nồng độ 10mg/L, MB nồng độ 10mg/L, 0,2 g xúc tác, đèn Led 30W, nhiệt độ phòng. pH môi trường được điều chỉnh bằng dung dịch NaOH 0,1M và HCl 0,1M để đưa pH của dung dịch Rh-B và MB đến các giá trị cần khảo sát là 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 và 10,0.
Cho 0,2g mẫu xúc tác và 1,2 mL H2O2 30% vào trong cốc chứa 250mL Rh-B
từ, khuấy với tốc độ 500 vòng/phút dưới sự chiếu sáng bằng nguồn sáng của đèn Led
công suất 30 W và được bọc túi bóng đen phía ngoài cốc. Sau mỗi khoảng thời gian
cố định 30 phút, chúng tôi tiến hành lấy mẫu và xác định nồng độ Rh-B còn lại trong dung dịch. Từ đó, có thể xác định hiệu suất phân hủy (độ chuyển hóa) Rh-B theo thời gian khi khảo sát ảnh hưởng của pH môi trường.
Quá trình khảo sát ảnh hưởng của pH môi trường đến khả năng phân hủy MB cũng được tiến hành theo các bước ở trên.
Từ kết quả khảo sát thu được, chúng tôi có thể lựa chọn khoảng pH tối ưu cho quá trình phân hủy Rh-B, MB và ứng dụng để xử lý nước thải dệt chiếu cói.
2.4.2.3. Khảo sát khả năng xử lý nước thải làng nghề dệt chiếu cói và thu hồi, tái sử dụng xúc tác
a. Khảo sát khả năng xử lý nước thải làng nghề dệt chiếu cói
Nước thải được lấy từ bể chứa của làng nghề dệt nhuộm chiếu cói thuộc xã An Vũ, huyện Quỳnh Phụ, tỉnh Thái Bình. Nước thải có màu đỏ đậm. Chúng tôi tiến hành pha loãng 30 lần để khảo sát khả năng phân hủy của mẫu vật liệu tổng hợp.
Hình 2.3. Ảnh nước thải (A) và nước thải sau khi pha loãng 30 lần (B)
Lấy 250 mL mẫu nước thải đã được pha loãng 30 lần vào cốc thủy tinh 500mL, tiến hành chỉnh pH môi trường về khoảng pH tối ưu. Sau đó, cho thêm 0,2 g mẫu vật
liệu tối ưu, 1,2mL H2O2 30% vào cốc, bọc cốc bằng túi bóng đen và chiếu sáng mẫu
dưới ánh sáng đèn Led 30W ở nhiệt độ phòng. Sau mỗi khoảng thời gian 30 phút, chúng tôi lấy mẫu để xác định khả năng phân hủy nước thải của mẫu vật liệu tổng hợp.
Hiệu suất phân hủy mẫu nước thải được xác định theo công thức:
Hiệu suất phân hủy mẫu nước thải (%) = 100 (%)
Trong đó : Co: Nồng độ ban đầu của mẫu nước thải.
C: Nồng độ của mẫu nước thải ở thời điểm khảo sát.
b. Thu hồi và tái sử dụng xúc tác
Tiến hành xử lý nước thải dệt nhuộm chiếu cói theo quy trình ở trên (làm lần lượt với 6 cốc chứa 250mL nước thải đã pha loãng 30 lần). Sau đó, chúng tôi tiến
hành lọc để thu hồi xúc tác. Rửa xúc tác nhiều lần bằng cồn tuyệt đối, rồi sấy ở 800C
qua đêm. Chúng tôi tiến hành thu hồi và gom xúc tác lại để chuẩn bị cho quá trình tái sử dụng xúc tác.
Xúc tác sau khi thu hồi được tiến hành tái sử dụng để đánh giá khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm chiếu cói.
Các bước khảo sát được tiến hành tuần tự như trên. Từ kết quả thu được, có thể đánh giá hiệu quả xúc tác sau khi tái sử dụng lại nhiều lần.
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN