6. Kết cấu luận văn
1.3.3. Quá trình quang Fenton
Theo các nghiên cứu mới nhất cho thấy phản ứng (1.9) thậm chí phản ứng (1.10) nếu đặt trong môi trường UV hoặc lân cận UV và ánh sáng khả kiến đều được nâng cao rõ rệt và nhờ đó các chất ô nhiễm hữu cơ dễ dàng bị phân hủy, ngay cả các chất khó phân hủy nhất như các loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ dại. Qúa trình này gọi là quá trình quang Fenton, thực chất là quá trình Fenton được nâng cao nhờ bức xạ của các photon ánh sáng
Bản chất quá trình quang Fenton [37]
Trong những điều kiện tối ưu của quá trình Fenton tức khi pH thấp (pH < 4), ion Fe3+ phần lớn nằm dưới dạng phức [Fe(OH)]2+. Chính dạng này hấp thu ánh sáng UV trong miền 250nm < λ < 400nm rất mạnh, hơn hẳn so với ion Fe3+. Phản ứng khử [Fe3+(OH)-]2+(aq) trong dung dịch bằng quá trình quang hóa học cho phép tạo ra một số gốc HO– phụ thêm theo phương trình sau: H2O2 + hν → 2HO– (1.18) H2O2 + Fe2+ + hν → Fe3+ + HO−+ HO– (1.19) Fe3+ + H2O → [Fe(OH)]2+ + H+ (1.20) [Fe(OH)]2+ + hν → Fe2+ + HO– (1.21) Tổng hợp phản ứng (1.20), (1.21) trên ta được: Fe3+ + H2O + hν → Fe2+ + H+ + HO– (1.22)
Phản ứng này là phản ứng đặc trưng của quá trình quang . Tiếp theo sau phản ứng trên sẽ là phản ứng Fenton thông thường. Do đó nhờ tác dụng bức
xạ của UV, ion sắt được chuyển hóa trạng thái Fe sang Fe và sau đó ngược lại Fe2+ sang Fe3+ bằng quá trình Fenton thông thường tạo thành một chu kỳ không dừng, đây chính là điểm khác biệt giữa quá trình Fenton thông thường và quang Fenton. So với quá trình Fenton thông thường, quá trình quang Fenton xảy ra tạo gốc HO– được phát triển rất thuận lợi. Nếu tổ hợp 2 phương trình (1.1) và (1.22) sẽ được 2 gốc HO– tạo thành từ một phân tử H2O2. Đó chính là lợi thế ưu việt của quá trình quang Fenton. Tốc độ khử quang hóa Fe3+ tạo ra gốc HO– và Fe2+ phụ thuộc vào chiều dài của bước sóng ánh sáng bức xạ. Bước sóng càng dài hiệu suất lượng tử tạo gốc HO– càng giảm.