Tác nhân oxy hóa Thế oxy hóa (V)
Gốc hydroxyl 2,80 Ozon 2,07 Hydrogen peroxit 1,78 Permanganat 1,68 Hydrobromic axit 1,59 Clo dioxit 1,57 Hypocloric axit 1,49 Hypoiodic acid 1,45 Clo 1,36 Brom 1,09 Iod 0,54
(Nguồn: Zhou, H. and Smith, D.H., 2001)
Đặc tính của các gốc tự do là trung hòa về điện. Mặt khác, các gốc này khơng tồn tại có sẵn nhƣ những tác nhân oxi hóa thơng thƣờng, mà đƣợc sản sinh ngay trong q trình phản ứng, có thời gian sống rất ngắn, khoảng vài nghìn giây nhƣng liên tục đƣợc sinh ra trong suốt quá trình phản ứng.
Sử dụng các tác nhân oxy hóa mạnh nhƣ H2O2, Cl-, hệ Fenton quang hóa… để oxy hóa phenol trong nƣớc tạo ra nhƣng sản phẩm hữu cơ ít ơ nhiễm hoặc chuyển hóa triệt để thành CO2 và H2O. Phƣơng pháp này mới chỉ đƣợc tiến hành trong phịng thí nghiệm chƣa đƣợc tiến hành trong thực tế.
Phƣơng pháp này tồn tại khá nhiều ngƣợc điểm: tốn kém hóa chất, chi phí cao và có thể tạo ra các chất gây ung thƣ, không hiệu quả khi nồng độ phenol lớn.
c) Phương pháp xử lý bằng vật liệu xúc tác quang
Trong nhƣng năm gần đây việc nghiên cứu vật liệu xúc tác quang ngày càng phổ biến. Chất xúc tác quang hóa là những chất có khả năng biến thành chất oxi hóa cực mạnh khi có sự chiếu sáng của ánh sáng có năng lƣợng lớn hơn năng lƣợng vùng
cấm của chất đó. Những chất xúc tác quang đa số là các oxit của các kim loại chuyển tiếp nhƣ: TiO2, ZnO, WO3, FeTiO3, SrTiO3... Trong đó TiO2 là chất có khả năng xúc tác quang hóa mạnh nhất và đƣợc quan tâm nghiên cứu ứng dụng nhiều nhất.Vật liệu xúc tác quang có thể phân hủy các hợp chất hữu cơ thành CO2 và H2O.
Trên cơ sở phát triển hệ quang xúc tác BiTaO4 xử lý phenol đã đƣợc xử lý triệt để thông qua các báo cáo của luận văn này.
Loại vật liệu này thân thiện với mơi trƣờng tuy nhiên q trình tổng hợp vật liệu đòi hỏi kỹ thuật cao, tốn kém chi phí và việc xử lý chất hữu cơ còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ ánh sáng, nhiệt độ…
d) Phương pháp xử lý bằng vi sinh vật phân hủy phenol
Đây là phƣơng pháp có hiệu quả xử lý cao và đặc biệt thân thiện với môi trƣờng. Vi sinh vật sẽ phân hủy phenol thành CO2 và H2O. Tuy nhiên việc phƣơng sử dụng vi sinh vật để phân giải phenol không hiệu quả khi nguồn nƣớc thải có hàm lƣợng phenol cao, phƣơng pháp này đạt hiệu quả tốt nhất khi xử lý phenol ở hàm lƣợng từ 50-70mg/l. Mà hàm lƣợng phenol trong nhiều loại nƣớc thải cao gấp nhiều lần mức này nên việc đƣa vào xử lý khó khăn hơn.
Trên thực tế đã có rất nhiều phƣơng pháp xử lý phenol khác nhau, mỗi phƣơng pháp có những ƣu ngƣợc điểm nhất định. Chính vì vậy việc tìm ra một phƣơng pháp xử lý mới có nhiều ƣu điểm và hạn chế các ngƣợc điểm cần đƣợc quan tâm và một trong số đó chính là việc nghiên cứu vật liệu polyme xốp. Vật liệu polyme xốp mang nhiều ƣu điểm: có độ bền, độ tách lọc cao hơn và có thể tái sử dụng, khơng địi hỏi mơ hình cơng nghệ xử lý cao, phƣơng pháp tổng hợp không phức tạp.
CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu 2.1. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu
- Vật liệu mới: cụ thể là vật liệu xúc tác quang nano BiTaO4
- Phenol, mẫu nƣớc thải công nghiệp (nƣớc sau trạm xử lý sinh hóa của nhà máy Formusa Hà Tĩnh kế thừa từ phịng phân tích Tổng cục Mơi trƣờng).
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
- Về không gian: Luận văn đƣợc thực hiện tại phịng thí nghiệm Vật liệu Vơ cơ-
Viện Khoa học Vật liệu, Phòng Phân tích Thí nghiệm Tổng hợp Địa lý-Viện Địa lý- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Hà Nội.
- Về thời gian: Thực hiện luận văn từ đầu tháng 5 năm 2018 đến hết ngày
20/11/2018.
2.2. Hóa chất, thiết bị sử dụng
2.2.1. Nguyên liệu, hóa chất