Ảnh hưởng của pH lên tốc độ phân hủy Phenol

Bảng 3.9. Hằng số tốc độ k’ của quá trình phân hủy Phenol ở các pH khác nhau nhau pH k’(phút-1) R2 2 0,0124 0,9941 3 0,0129 0,9978 4 0,0134 0,9792 5 0,019 0,9765 6 0,0144 0,9885 7 0,0131 0,9816 8 0,115 0,9908

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH lên tốc độ phân hủy Phenol được chỉ ra ở bảng 3.10 và hình 3.11 cho thấy trong khoảng pH nghiên cứu, tốc độ của phản

ứng hầu như không thay đổi khi thay đổi pH. Hiệu quả xử lý phenol khá cao, đạt > 90% sau 120 phút chiếu sáng, hiệu quả phản ứng tăng lên từ 78 % tại pH = 2 và đạt > 90% khi tăng tới pH=5. Trong dung dịch, Phenol có pKa = 9,9 (t= 25C), như vậy tại pH dung dịch < pKa thì phenol chủ yếu tồn tại ở dạng phân tử (C6H5OH); còn tại pH > pKa thì nó tồn tại dưới dạng anion C6H5O-. Do vậy, trong môi trường axit, khả năng hấp phụ các phân tử phenol điện âm và các hạt TiO2 tích điện dương tăng lên; ngược lại, trong môi trường kiềm, cả phenol và bề mặt xúc tác đều mang điện tích âm, làm giảm khả năng hấp phụ của phenol lên bề mặt. Tuy nhiên, sự biến đổi điện tích khi pH dung dịch thay đổi của cả chất phản ứng và bề mặt xúc tác đều đóng vai trị quan trọng, ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý. Theo một số nghiên cứu, khi pH tăng từ 5 -8, bề mặt xúc tác TiO2 mang điện tích âm, cịn trong mơi trường axit có pH ≤ 5, bề mặt TiO2 mang điện tích dương [14, 23]. Đây có thể là ngun nhân làm giảm hiệu quả xử lý của vật liệu trong điều kiện pH >5.

3.3.2.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của hàm lƣợng xúc tác lên tốc độ phân hủy Phenol

Các hàm lượng xúc tác 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,5; 2 g/l dung dịch đã được nghiên cứu tại pH= 5, nồng độ dung dịch Phenol là 20 mg/l, sử dụng bóng đèn compact 36 w và kết quả được chỉ ra ở hình 3.12 và bảng 3.10 dưới.

Hình 3.12. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác lên hiệu quá của quá trình phân hủy Phenol

Bảng 3.10. Hằng số tốc độ k’ tại các hàm lượng xúc tác khác nhau Hàm lƣợng xúc tác (g/l) k’(phút-1) R2 Hàm lƣợng xúc tác (g/l) k’(phút-1) R2 0,6 0,0035 0,9985 0,8 0,099 0,9926 1 0,011 0,9818 1,2 0,019 0,9765 1,5 0,0212 0,9841 2 0,0117 0,9917

Từ bảng 3.10 và hình 3.12 cho thấy khi tăng hàm lượng xúc tác lên thì tốc độ phản ứng tăng lên nhưng khi tăng lên tới 1,5 g/l thì hiệu quả xử lý lại giảm đi. Điều này được lý giải là do lượng xúc tác quá nhiều trong dung dịch sẽ làm cản quang dung dịch do khả năng hấp thụ màu của xúc tác trên bề măt.

3.3.2.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của cƣờng độ chiếu sáng lên tốc độ phân hủy Phenol

Cường độ chiếu sáng là một yếu tố quan trọng trong quang xúc tác vì vậy thí nghiệm đánh giá hiệu quả xử lý Phenol được tiến hành tại: bóng tối (khơng chiếu sáng) và chiếu sáng sử dụng các loại bóng đèn compact khác nhau. Từ đó có thể đánh giá được ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng lên hiệu quả xử lý cũng như tốc độ phân hủy phenol. Thí nghiệm được tiến hành ở trong bốn điều kiện chiếu sáng khác nhau: bóng tối, sử dụng bóng đèn 15 W, 25 W, 36 W. Điều kiện thí nghiệm là như nhau với bốn nguồn sáng đó: pH = 5, nồng độ phenol đầu vào khoảng 20 mg/l, nồng độ xúc tác 1,2 g/l, tốc độ khuấy. Kết quả được chỉ ra ở hình 3.13.