Nhìn vào hình ảnh chụp SEM, ta thấy quặng mangan có nhiều lỗ xốp, các hạt và kích thước lỗ xốp khá đều, chứng tỏ quặng mangan có khả năng hấp phụ tốt.
3.2. Kết quả đánh giá khả năng xử lý quặng
Để đánh giá khả năng xử lý của quặng mangan Tuyên Quang tôi quan tâm tới hai thông số là khả năng xử lý màu và khả năng xử lý COD.
3.2.1. Kết quả đánh giá khả năng xử lý màu của quặng
Trong q trình phản ứng, tơi đã tiến hành theo dõi nồng độ màu theo thời gian bằng cách lấy mẫu trong suốt quá trình phản ứng. Xác định nồng độ màu RB19 trong các mẫu bằng phương pháp trắc quang. Kết quả được trình bày trong bảng 3.2 và được biểu diễn trên hình 3.3 dưới đây:
Khoa hãa häc Tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên
Nguyễn Văn Thắng Cao häc hãa K21
Bảng 3.2: Sự biến thiên nồng độ RB19 theo thời gian ở các nhiệt độ 30o
C, 50oC, 80oC, 100oC, 0 V = 4 ml/phút, Co 800 mg/l, mxt = 265 gam, dxt= 1,906 g/ml, Vxt = 139ml Thời gian (phút) Nồng độ RB19(mg/l) T = 30oC T = 50oC T = 80oC T = 100oC 13 96,25 90,00 45,98 1,25 18 166,25 130,00 60,82 21,83 23 227,5 160,63 74,94 40,24 28 303,66 176,20 83,75 65,75 33 346,21 209,50 96,27 85,94 38 369,13 215,87 104,67 97,18
Khoa hãa häc Tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên
Hình 3.3: Sự biến thiên nồng độ RB19 theo thời gian ở các nhiệt độ 30 oC, 50 oC, 80 oC, 100oC, 0
V = 4ml/phút, Co 800 mg/l, mxt = 265 gam, dxt = 1,906 g/mL,Vxt = 139ml
Từ đồ thị hình 3.1 ta nhận thấy, ở cùng thời điểm nghiên cứu, nồng độ màu ở đầu ra tăng dần theo thời gian và nồng độ màu cũng tăng dần theo chiều giảm nhiệt độ nghiên cứu. Như vậy, nhiệt độ đã ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng và ta có thể khẳng định rằng khi nhiệt độ tăng thì hằng số tốc độ phản ứng tăng và do đó tốc độ phản ứng tăng.
Khả năng xử lý màu của quặng được đặc trưng bằng hiệu suất chuyển hố RB19. Tơi đã tiến hành tính hiệu suất chuyển hố RB19 của các phản ứng trong q trình tiến hành thí nghiệm. Kết quả được trình bày trong bảng 3.3 và được biểu diễn
Khoa hãa häc Tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên
Nguyễn Văn Thắng Cao häc hãa K21
trên hình 3.4 dưới đây:
Bảng 3.3: Biến thiên hiệu suất chuyển hoá RB19 theo thời gian ở các nhiệt độ 30 oC, 50 oC, 80 oC, 100oC, 0 V = 4ml/ph, Co 800 mg/l, mxt = 265 gam, dxt = 1,906 g/ml, Vxt = 139ml Thời gian (phút)
Hiệu suất chuyển hoá RB19(%)
T = 30oC T = 50oC T = 80oC T = 100oC 13 88,66 89,22 94,37 99,85 18 80,41 84,43 92,55 97,41 23 73,20 80,76 90,82 95,23 28 64,22 78,90 89,74 92,21 33 59,21 74,91 88,21 89,82 38 56,51 74,15 87,18 88,48
Khoa hãa häc Tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên
Hình 3.4: Biến thiên hiệu suất chuyển hố màu RB19 theo thời gian ở các nhiệt độ 30o
C, 50oC, 80oC, 100oC, 0
V = 4(ml/ph), Co 800 mg/l, mxt = 265 gam, dxt = 1,906 g/ml, Vxt = 139ml
Trong cả quá trình, ta thấy hiệu suất xử lý màu giảm dần theo thời gian, và khi nhiệt độ càng cao thì hiệu suất xử lý màu càng lớn. Tại thời điểm t = 20 phút, hiệu suất chuyển hoá RB19 rất cao (80 – 95 %) theo chiều tăng dần của nhiệt độ. Điều này chứng tỏ hoạt tính oxy hố của quặng mangan tốt khi nhiệt độ tăng.
3.2.2. Kết quả đánh giá khả năng xử lý COD của quặng
Trong các thí nghiệm, các mẫu được phân tích COD theo thời gian để đánh giá khả năng phân huỷ chất hữu cơ. Kết quả được trình bày trong bảng 3.4 và được
Khoa hãa học Tr-ờng Đại học Khoa häc Tù nhiªn
Ngun Văn Thắng Cao häc hãa K21
Bảng 3.4: Sự biến thiên COD theo thời gian ở các nhiệt độ 50o
C, 80oC, 100oC, 0 V = 4ml/ph, CODo 1000 mg/l, mxt = 265 gam, dxt = 1,905 g/ml, Vxt = 139ml Thời gian (phút) COD (mg O2/L) T = 50oC T = 80oC T = 100oC 13 95 149 235 18 275 329 362 23 402 435 549 28 522 559 632 33 689 635 712 38 832 825 825
Hình 3.5: Sự biến thiên COD theo thời gian ở các nhiệt độ 50oC, 80oC, 100oC,
0
V = 4 ml/ph, CODo 1000 mgO2/l, mxt = 265gam, dxt = 1,906 g/ml, Vxt = 139ml
Để đánh giá khả năng xử lý COD của quặng mangan tôi đã tiến hành xác định hiệu xuất xử lý COD của các thí nghiệm với CODo 1000 mgO2/l. Kết quả được trình bày trong bảng 3.5 và được biểu diễn diễn trên hình 3.6 dưới đây:
Khoa hãa häc Tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên
Bảng 3.5: Sự thay đổi hiệu suất xử lý COD theo thời gian ở các nhiệt độ 50o
C, 80oC, 100oC, 0
V = 4ml/ph, Co 800 mg/l, mxt = 265 gam,
dxt = 1,906 g/ml,Vxt = 139ml
Hình 3.6: Sự thay đổi hiệu suất xử lý COD theo thời gian ở các nhiệt độ 50oC,
80oC, 100oC, 0
V = 4 ml/ph, CODo 1000 mgO2/l, mxt = 265 gam,
dxt = 1,905 g/ml, Vxt = 139ml
Cũng như xử lý màu, phản ứng với xúc tác là quặng mangan có hiệu suất xử lý COD giảm theo thời gian. Tại thời điểm lấy mẫu đầu tiên, hiệu suất khoảng 80% nhưng khi lấy mẫu lần cuối cùng thì hiệu suất giảm nhanh và chỉ cịn khoảng 20%.
Từ các kết quả trên có thể nhận xét như sau:
Thời gian (phút) Hiệu suất xử lý COD (%)
T = 50 oC T = 80 oC T= 100oC 13 90,43 85,10 76,43 18 72,43 67,10 63,77 23 59,77 56,43 45,10 28 47,77 44,10 36,77 33 31,10 36,43 28,77 38 16,77 17,43 17,43
Khoa hãa häc Tr-ờng Đại học Khoa học Tự nhiên
Nguyễn Văn Thắng Cao häc hãa K21
Mặc dù hiệu suất xử lý COD của cả quá trình chỉ khoảng 20% nhưng hiệu suất khử màu của các phản ứng rất cao (~90%). Điều này có thể được giải thích một cách hợp lý bằng giả thuyết phản ứng xảy ra theo cơ chế nối tiếp, có sự tạo thành các hợp chất trung gian, có sự phá vỡ liên kết của phân tử chất màu tạo thành các phân tử chất hữu cơ có khối lượng phân tử nhỏ hơn và đã mất cấu trúc sinh màu. Do vậy, màu giảm nhanh trong khi COD lại giảm chậm và không theo trật tự của sự giảm màu. Sự hình thành các hợp chất trung gian khi oxy hóa RB19 bằng các phương pháp và chất oxy hóa khác nhau đã được một số tác giả ghi nhận.
Ví dụ tác giả Fanchiang và cộng sự [18] khi nghiên cứu sự oxy hóa RB19 bằng ozon, phân tích sản phẩm bằng phương pháp GC - MS và LC - MS đã xác định được các hợp chất trung gian, đó là: 1,3 - indanoen; 4 - amino - 3 - metyl phenol; 1 – etylbutyl - hydroperoxit. Sơ đồ oxy hóa RB19 bằng ozon tạo chuỗi các phản ứng và các hợp chất trung gian được Fanchiang và cộng sự [18] đề xuất được thể hiện trên hình 3.7.
Khoa hóa học Tr-ờng Đại häc Khoa häc Tù nhiªn