Trong các thí nghiệm, các giá trị nồng độ HCO3- và H2O2 được chọn tùy theo mục đích nghiên cứu:
- Để nghiên cứu động học của phản ứng và xác định bậc riêng phần của một chất thì khảo sát chất đó ở khoảng nồng độ nhỏ, các chất còn lại dùng với lượng rất dư và giữ cố định nồng độ trong suốt quá trình phản ứng.
- Để nghiên cứu hiệu suất tối đa của phản ứng khử màu kết hợp PMC và tia UV và phân tích sản phẩm sau phân hủy thì chọn nồng độ lớn và tối ưu với mỗi chất màu sau khi đã khảo sát các điều kiện ảnh hưởng.
- Trong thí nghiệm dùng cho máy HPLC, sử dụng nồng độ nhỏ (HCO3- 5 mM, H2O2 10 mM) để tránh sinh ra bọt khí, gây ảnh hưởng đến cột sắc kí.
Các giá trị pH của dung dịch nghiên cứu được lựa chọn theo nguyên tắc gần nhất với pH tự nhiên của hệ (dung dịch gồm PMC và RB19 có pH ≈ 8,0; dung dịch gồm PMC và các chất màu cịn lại RY145, RB21, RhB, MB có pH ≈ 9,0) để tiết kiệm hóa chất, thời gian và thân thiện với môi trường.
2.2.3.3. Đánh giá khả năng khử màu của H2O2
Để có thể khẳng định khả năng xử lý màu là do PMC, các thí nghiệm đánh giá khả năng khử màu của H2O2 được tiến hành độc lập ở pH = 8, nồng độ H2O2 20 mM, RB19 100 mg/L khi khơng có và có xúc tác Co2+ 0,1 mg/L trong thời gian 120 phút.
2.2.3.4. Đánh giá ảnh hưởng của nồng độ PMC
Để khảo sát ảnh hưởng của nồng độ PMC (thông qua khảo sát ảnh hưởng của nồng độ NaHCO3), thí nghiệm được tiến hành với quy trình chung cho các thí nghiệm khử màu như mục 2.2.3.2 với chất màu RB19. Trong đó, nồng độ HCO3-
thay đổi từ 10 đến 20, 30, 50, 70, 100 mM, giữ cố định tỉ lệ mol H2O2 : HCO3- = 2 : 1, pH = 8, Co2+ 0,1 mg/L trong thời gian 200 phút.
2.2.3.5. Đánh giá hoạt tính xúc tác của ion kim loại đối với quá trình khử màu
Thí nghiệm khảo sát hoạt tính xúc tác của các ion kim loại được thực hiện với các ion Ni2+, Mn2+, Zn2+, Co2+ 0,1 mg/L ở pH = 8, NaHCO3 10 mM, H2O2 20 mM, RB19 100 mg/L trong thời gian 200 phút.
Để làm rõ hơn vai trò của Co2+ trong quá trình xử lý RB19 bằng hệ HCO3- - H2O2, biến thiên nồng độ RB19 được nghiên cứu thơng qua 4 thí nghiệm độc lập gồm:
1. RB19 + H2O2.
2. RB19 + H2O2 + Co2+. 3. RB19 + H2O2 + HCO3-.
2.2.3.6. Đánh giá ảnh hưởng của nồng độ xúc tác
Để khảo sát ảnh hưởng của nồng độ xúc tác, thí nghiệm được tiến hành với quy trình chung cho thí nghiệm khử màu. Điều kiện phản ứng: RB19 100 mg/L, NaHCO3 20 mM, H2O2 40 mM, pH = 8, nồng độ Co2+ thay đổi từ 0,01 mg/L đến 0,02; 0,04; 0,06 và 0,1 mg/L.
2.2.3.7. Đánh giá ảnh hưởng của pH
Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến quá trình xử lý màu RB19 được tiến hành khảo sát ở các giá trị khác nhau. Trong thực tế, nước thải dệt nhuộm có mơi trường kiềm do đó các giá trị pH được chọn để khảo sát là pH = 7, 8, 9 và 10, các điều kiện thực nghiệm khác được giữ cố định: RB19 100 mg/L, HCO3- 10 mM, H2O2 20 mM, Co2+ 0,1 mg/L.
2.2.3.8. Mơ hình động học quá trình khử màu theo nồng độ HCO3- và Co2+
Động học của phản ứng và xác định bậc phản ứng riêng phần của HCO3-
được khảo sát với các nồng độ HCO3- 5, 10, 15, 25, 30 mM, H2O2 40 mM, Co2+ 0,1 mg/L, pH = 8 tại nhiệt độ phòng.
Động học của phản ứng và xác định bậc phản ứng riêng phần của Co2+ được thực hiện với các nồng độ Co2+ 0,01; 0,02; 0,04; 0,06 mg/L, HCO3- 20 mM, H2O2 40 mM, pH = 8 tại nhiệt độ phòng.
2.2.3.9. Đánh giá ảnh hưởng của bức xạ tia UVC
Tia UVC là nguồn năng lượng được sử dụng để tăng hiệu quả xử lý chất màu của một số q trình oxi hóa nâng cao. Để làm sáng tỏ vai trị của tia UVC trong q trình xử lý RB19 bằng hệ H2O2 - HCO3-, sự thay đổi nồng độ RB19 trong q trình được nghiên cứu thơng qua 10 thí nghiệm độc lập (khơng chiếu tia UVC và chiếu tia UVC tương ứng với 5 hệ phản ứng), giữ cố định RB19 100 mg/L; pH = 8, nhiệt độ 25 ± 1oC, gồm:
1. RB19.
5. RB19 – H2O2 20 mM – HCO3 10 mM – Co 0,1 mg/L.
Các thí nghiệm xử lý màu khơng chiếu UVC thực hiện theo quy trình chung dùng cho các thí nghiệm khử màu dùng để đối chiếu được thực hiện như mơ tả ở hình 2.2. Các thí nghiệm xử lý màu có chiếu UVC được thực hiện như mơ tả ở hình 2.3. Hệ phản ứng quang hóa tự chế tạo (buồng UV) gồm một bình inox có thể tích phản ứng V = 1250 mL có tích hợp đèn UV Aquapro Lamp - Taiwan, 12 W phát xạ tia UVC bước sóng cực đại 254 nm. Tồn bộ buồng UV được đặt trong bể điều nhiệt để giữ nhiệt độ ổn định ở 25 ± 1 oC.
Pha 1000 mL dung dịch phản ứng (gồm chất màu và hệ oxi hóa) trong bình chứa mẫu, bơm tuần hồn với lưu lượng 100 mL/phút đưa dung dịch phân tích đi qua buồng UV và quay lại bình chứa mẫu ban đầu. Dung dịch sau khi xử lý được đo độ hấp thụ quang UV-Vis để xác định hàm lượng chất màu còn lại.