Khảo sỏt khả năng phõn hủy MNP - nghiên cứu khả nă- 123docz.net

3.3.1.1. Ảnh hưởng của mụi trường pH ban đầu đến hiệu suất phõn hủy MNP bằng phương phỏp điện phõn

Để nghiờn cứu sự ảnh hƣởng của mụi trƣờng pH ban đầu đến hiệu suất phõn hủy MNP bằng phƣơng phỏp điện phõn, chỳng tụi đó thử nghiệm với dung dịch cú nồng độ ban đầu là 115,78 mg/ml, mụi trƣờng pH là pH = 3, pH = 6, pH = 9. Điều kiện điện phõn: bỡnh điện phõn khụng cú màng ngăn; anot: dạng tấm phủ TiO2, RuO2. IrO2; catot: tấm thộp khụng gỉ; mật độ dũng: 0,5A/dm2

; hàm lƣợng phụ gia NaCl 3g/l; nhiệt độ 25o

C. Kết quả nghiờn cứu đƣợc dẫn ở trờn Bảng 3.24. dƣới đõy. Từ kết quả đƣợc dẫn trờn Bảng 3.24 ta nhận thấy sự tăng pH từ 3 đến 9 của dung dịch điện phõn cú ảnh hƣởng, nhƣng khụng đỏng kể tốc độ phõn hủy MNP. Sau 60 phỳt điện phõn dung dịch, ở pH =3, hiệu suất phõn hủy MNP đạt 96,34%; ở pH = 6, hiệu suất phõn hủy MNP đạt 94,89%, cũn ở pH = 9, hiệu suất phõn hủy MNP đạt 92,515. Điều này cho thấy hoạt tớnh điện húa của MNP là tƣơng đối ổn định trong mụi trƣờng cú pH khỏc nhau.

Bảng 3.24. Ảnh hƣởng của pH tới hiệu suất phõn hủy điện húa của MNP Thời gian điện phõn, tđp, phỳt pH = 3 pH = 6 pH = 9 CMNP, mg/l H, % CMNP, mg/l H, % CMNP, mg/l H, % 0 115,78 0 115,78 0 115,78 0 15 63,4 45,24 73,51 36,51 78,24 32,42 30 36,18 68,75 47,72 58,78 59,85 48,31 45 18,97 83,62 22,93 80,19 37,19 67,87 60 4,24 96,34 5,91 94,89 8,67 92,51

Bảng 3.25. Sự biến đổi nồng độ MNP theo thời gian và pH dung dịch trong quỏ trỡnh điện phõn khụng cú màng ngăn

(Điều kiện điện phõn: bỡnh điện phõn khụng cú màng ngăn; anot: Ti dạng tấm được phủ TiO2, RuO2. IrO2 ; catot: tấm thộp khụng gỉ; mật độ dũng: 0,5A/dm2

; hàm lượng NaCl: 3g/l; nhiệt độ dung dịch: 25o

Thời gian điện

phõn, tđp, phỳt 0 15 30 45 60 CMNP, mg/l 115,78 73,51 47,72 22,93 5,91

pH 6,3 6,7 7,1 7,5 7,9

H, % 0 36,51 58,78 80,19 94,89

Ngoài ra, chỳng tụi cũn thấy trong quỏ trỡnh điện phõn MNP cũng dẫn đến sự thay đổi pH của dung dịch (Bảng 3.25). Tuy nhiờn, nếu so sỏnh kết quả đo hàm lƣợng MNP trong cỏc dung dịch cú pH khỏc nhau (Bảng 3.24) và kết quả đo sự thay đổi pH dung dịch trong quỏ trỡnh điện phõn ghi trong Bảng 3.25 thỡ ta cú thể đi đến kết luận là MNP đó bị chuyển húa và phõn hủy chủ yếu do kết quả phản ứng oxi húa khử điện húa là chớnh chứ khụng phải do sự biến đổi pH mụi trƣờng (do tự tạo hoặc do kết quả quỏ trỡnh điện phõn) gõy ra.

3.3.1.2. Ảnh hưởng của mật độ dũng đến hiệu suất phõn hủy MNP bằng phương phỏp điện phõn khụng cú màng ngăn phương phỏp điện phõn khụng cú màng ngăn

Kết quả khảo sỏt sự ảnh hƣởng của mật độ dũng đến hiệu suất phõn hủy MNP đƣợc dẫn trờn Bảng 3.26 dƣới đõy.

Bảng 3.26. Sự phõn hủy MNP theo mật độ dũng (A/dm2) ở mụi trƣờng pH=6, bằng phƣơng phỏp điện phõn khụng cú màng ngăn

Thời gian điện

phõn, t, phỳt

MNP

I = 0,5A/dm2 I = 1,0A/dm2 I = 1,5A/dm2 CMNP, mg/l H, % CMNP, mg/l H, % CMNP, mg/l H, % 0 115,78 0 115,78 0 115,78 0 15 73,51 36,51 66,01 42,98 23,57 79,64 30 47,72 58,78 10,92 83,46 1,62 98,60 45 22,93 80,19 0,56 99,52 0,17 99,85 60 5,91 94,89 0 100 0 100

Từ kết quả ghi trờn Bảng 3.26 ta nhận thấy: Hiệu suất phõn hủy MNP tăng khi mật độ dũng tăng. Ở mật độ dũng 0,5A/dm2

sau 60 phỳt điện phõn, hiệu suất phõn hủy MNP đạt 94,89%, cựng ở thời gian ấy, ở mật độ dũng 1A/dm2

và 1,5A/dm2 lƣợng MNP bị phõn hủy hoàn toàn, hiệu suất phõn hủy đạt 100%. Tuy nhiờn, ở mật độ dũng 1,5 A/dm2

cho hiệu suất phõn hủy MNP (99,85%) cao hơn so với hiệu suất phõn hủy MNP (99,52%) ở mật độ dũng 1,0 A/dm2

sau 45 phỳt điện phõn.

3.3.2. Khảo sỏt khả năng phõn hủy DNP

3.3.2.1. Ảnh hưởng của mụi trường pH ban đầu đến hiệu suất phõn hủy DNP bằng phương phỏp điện phõn

Trong Bảng 3.27 dẫn kết quả xỏc định hiệu suất điện phõn DNP trong cỏc dung dịch cú nồng độ ban đầu là 143,73 mg/ml, và cú mụi trƣờng pH ban đầu khỏc nhau theo thời gian điện phõn (điều kiện điện phõn: bỡnh điện phõn khụng cú màng ngăn; anot: dạng tấm phủ TiO2, RuO2. IrO2; catot: tấm thộp khụng gỉ; mật độ dũng: 1A/dm2; hàm lƣợng phụ gia NaCl 3g/l; nhiệt độ 25o

Bảng 3.27. Ảnh hƣởng của pH tới hiệu suất phõn hủy điện húa của DNP Thời gian điện phõn, tđp, phỳt pH = 3 pH = 6 pH = 9 CDNP, mg/l H, % CDNP, mg/l H, % CDNP, mg/l H, % 0 143,73 0 143,73 0 143,73 0 15 2,28 98,41 12,69 91,17 28,42 80,23 30 0,16 99,89 2,29 98,41 4,20 97,08 45 0 100 0,05 99,96 0,8 99,44 60 0 100 0 100

Từ Bảng 3.27 ta nhận thấy sự tăng pH từ 3 đến 9 của dung dịch điện phõn cú ảnh hƣởng, nhƣng khụng đỏng kể tốc độ phõn hủy DNP. Sau 45 phỳt điện phõn dung dịch, ở pH =3, lƣợng DNP bị phõn hủy hoàn toàn, hiệu suất phõn hủy đạt 100%; trong khi đú ở pH = 6, hiệu suất phõn hủy DNP đạt 99,96%, cũn ở pH = 9, hiệu suất phõn hủy DNP đạt 99,44%. Sau 60 phỳt điện phõn, lƣợng DNP ở pH = 6 và pH = 9 đều bị phõn hủy hết (100%). Điều này cho thấy hoạt tớnh điện húa của DNP cũng theo quy luật nhƣ đối với MNP là tƣơng đối ổn định trong mụi trƣờng cú pH khỏc nhau.

Bảng 3.28. Sự biến đổi nồng độ DNP theo thời gian và pH dung dịch trong quỏ trỡnh điện phõn khụng cú màng ngăn

(Điều kiện điện phõn: bỡnh điện phõn khụng cú màng ngăn; anot: Ti dạng tấm được phủ TiO2, RuO2. IrO2 ; catot: tấm thộp khụng gỉ; mật độ dũng: 1A/dm2; hàm lượng NaCl: 3g/l; nhiệt độ dung dịch: 25o

Thời gian điện phõn, tđp, phỳt 0 15 30 45 60 CDNP, mg/l 143,73 12,69 2,29 0,05 0

Ph 6,0 6,3 6,7 7,2 7,6

H,% 0 91,17 98,41 99,96 100

Từ kết quả ghi trong Bảng 3.28 ta cũn nhận thấy, giống nhƣ trƣờng hợp điện phõn MNP, trong quỏ trỡnh điện phõn DNP cũng dẫn đến sự thay đổi Ph của dung dịch. Tuy nhiờn, nếu so sỏnh kết quả đo hàm lƣợng DNP trong cỏc dung dịch cú Ph khỏc nhau (Bảng 3.27) và kết quả đo sự thay đổi Ph dung dịch trong quỏ trỡnh điện phõn ghi trong Bảng 3.28 thỡ ta cú thể đi đến kết luận là DNP đó bị chuyển húa và phõn hủy chủ yếu do kết quả phản ứng oxi húa khử điện húa là chớnh chứ khụng

phải do sự biến đổi pH mụi trƣờng (do tự tạo hoặc do kết quả quỏ trỡnh điện phõn) gõy ra. Kết luận này cũng giống nhƣ trƣờng hợp điện phõn MNP.

3.3.2.2. Khảo sỏt sự ảnh hưởng của mật độ dũng điện đến hiệu suất phõn hủy DNP bằng phương phỏp điện phõn khụng cú màng ngăn

Kết quả khảo sỏt sự ảnh hƣởng của mật độ dũng đến hiệu suất phõn hủy DNP đƣợc dẫn trờn Bảng 3.29 dưới đõy.

Bảng 3.29. Sự phõn hủy DNP theo mật độ dũng (A/dm2) ở mụi trƣờng pH=6, bằng phƣơng phỏp điện phõn khụng cú màng ngăn

Thời gian điện phõn,

phỳt

DNP

I = 0,5A/dm2 I = 1,0A/dm2 I = 1,5A/dm2 CDNP mg/l H, % CDNP mg/l H, % CDNP mg/l H, % 0 143,73 0 143,73 0 143,73 0 15 61,52 57,20 12,69 91,17 8,71 93,94 30 7,67 94,66 2,29 98,41 0,17 99,88 45 2,77 98,07 0,05 99,96 0 100 60 0,12 99,92 0 100

Qua kết quả khảo sỏt sự ảnh hƣởng của mật độ dũng đến hiệu suất phõn hủy DNP đƣợc dẫn trờn Bảng 3.29 ta nhận thấy: Khi mật độ dũng tăng thỡ tỉ lệ thuận với nú, hiệu suất phõn hủy DNP bằng phƣơng phỏp điện phõn cũng tăng. Ở mật độ dũng 0,5A/dm2 sau 60 phỳt điện phõn, hiệu suất phõn hủy DNP đạt 99,92%, cựng ở thời gian ấy, ở mật độ dũng 1A/dm2

lƣợng DNP đó bị phõn hủy hoàn toàn 100%. Tuy nhiờn, ở mật độ dũng 1,5 A/dm2

cho hiệu suất phõn hủy DNP (100%) chỉ mất 45 phỳt điện phõn.

3.3.3. Khảo sỏt khả năng phõn hủy TNP

3.3.3.1. Ảnh hưởng của mụi trường pH ban đầu đến hiệu suất phõn hủy TNP bằng phương phỏp điện phõn

Trong Bảng 3.30 dƣới đõy dẫn kết quả xỏc định hiệu suất điện phõn TNP trong cỏc dung dịch cú nồng độ ban đầu là 152,7 mg/ml, và cú mụi trƣờng pH ban đầu khỏc nhau theo thời gian điện phõn (điều kiện điện phõn: bỡnh điện phõn khụng cú màng ngăn; anot: dạng tấm phủ TiO2, RuO2. IrO2; catot: tấm thộp khụng gỉ; mật độ dũng: 1A/dm2; hàm lƣợng phụ gia NaCl 3g/l; nhiệt độ 25o

Từ kết quả dẫn trờn Bảng 3.30 ta nhận thấy cũng giống nhƣ trƣờng hợp điện phõn MNP, DNP thỡ sự tăng pH từ 3 đến 9 của dung dịch điện phõn cú ảnh hƣởng, nhƣng khụng đỏng kể tốc độ phõn hủy TNP. Sau 60 phỳt điện phõn dung dịch, ở pH =3, lƣợng TNP bị phõn hủy với hiệu suất 99,89%; ở pH = 6, hiệu suất phõn hủy TNP đạt 99,87%, cũn ở pH = 9, hiệu suất phõn hủy TNP đạt 99,92%. Điều này cho thấy hoạt tớnh điện húa của TNP cũng giống nhƣ MNP, DNP là tƣơng đối ổn định trong mụi trƣờng cú pH khỏc nhau.

Bảng 3.30. Ảnh hƣởng của pH tới hiệu suất phõn hủy điện húa của TNP Thời gian điện phõn, tđp, phỳt pH = 3 pH = 6 pH = 9 CTNP, mg/l H, % CTNP, mg/l H, % CTNP, mg/l H, % 0 152,7 0 152,7 0 152,7 0 15 76,27 50,05 82,32 46,09 75,82 50,348 30 16,01 89,51 16,23 89,37 14,42 90,56 45 3,55 97,67 4,08 97,33 2,67 98,25 60 0,16 99,89 0,21 99,87 0,12 99,92

Bảng 3.31. Sự biến đổi nồng độ TNP theo thời gian và pH dung dịch trong quỏ trỡnh điện phõn khụng cú màng ngăn

(Điều kiện điện phõn: bỡnh điện phõn khụng cú màng ngăn; anot: Ti dạng tấm được phủ TiO2, RuO2. IrO2 ; catot: tấm thộp khụng gỉ; mật độ dũng: 1A/dm2; hàm lượng NaCl: 3g/l; nhiệt độ dung dịch: 25o

Thời gian điện phõn, tđp, phỳt

0 15 30 45 60

CTNP, mg/l 156,73 82,32 16,23 4,08 0,21

pH 6.3 6,6 7,3 7,8 8,7

H, % 0 46,09 89,37 97,33 99,87

Ngoài ra, ta cũn nhận thấy từ kết quả ghi trong Bảng 3.31 là trong quỏ trỡnh điện phõn TNP trong trƣờng hợp này cũng dẫn đến sự thay đổi pH của dung dịch. Nếu so sỏnh kết quả đo hàm lƣợng TNP trong cỏc dung dịch cú pH khỏc nhau (Bảng 3.30) và kết quả đo sự thay đổi pH dung dịch trong quỏ trỡnh điện phõn ghi

trong Bảng 3.30 ta cú thể đi đến kết luận là cũng giống nhƣ trƣờng hợp điện phõn MNP và DNP, khả năng TNP đó bị chuyển húa và phõn hủy chủ yếu do kết quả phản ứng oxi húa khử điện húa là chớnh chứ khụng phải do sự biến đổi pH mụi trƣờng (do tự tạo hoặc do kết quả quỏ trỡnh điện phõn) gõy ra.

3.3.3.2. Khảo sỏt sự ảnh hưởng mật độ dũng đến hiệu suất phõn hủy TNP bằng phương phỏp điện phõn khụng cú màng ngăn

Kết quả khảo sỏt sự ảnh hƣởng mật độ dũng đến hiệu suất phõn hủy TNP bằng phƣơng phỏp điện phõn khụng cú màng ngăn đƣợc dẫn trờn Bảng 3.32. dƣới đõy.

Kết quả khảo sỏt sự ảnh hƣởng của mật độ dũng đến hiệu suất phõn hủy TNP dẫn trờn Bảng 3.32 ta nhận thấy: Khi mật độ dũng tăng thỡ tỉ lệ thuận với nú, hiệu suất phõn hủy TNP bằng phƣơng phỏp điện phõn cũng tăng. Ở mật độ dũng 0,5A/dm2 sau 60 phỳt điện phõn, hiệu suất phõn hủy TNP đạt 90,24%, cựng ở thời gian ấy, ở mật độ dũng 1A/dm2 lƣợng TNP bị phõn hủy 99,87%. Tuy nhiờn, ở mật độ dũng1,5 A/dm2 chỉ cần 45 phỳt điện phõn lƣợng TNP đó bị phõn hủy hoàn toàn (100%).

Bảng 3.32. Sự phõn hủy TNP theo mật độ dũng(A/dm2) ở mụi trƣờng pH=6, bằng phƣơng phỏp điện phõn khụng cú màng ngăn

Thời gian điện

phõn, t, phỳt

TNP

I = 0,5A/dm2 I = 1,0A/dm2 I = 1,5A/dm2 CTNP mg/l H, % CTNP mg/l H, % CTNP mg/l H, % 0 156,73 0 156,73 0 156,73 0 15 101,96 34,95 82,32 47,48 55,48 64,60 30 48,86 68,82 16,23 89,64 0,95 99,39 45 22,74 85,49 4,08 97,39 0 100 60 15,3 90,24 0,21 99,87

3.3.4. Khảo sỏt khả năng phõn hủy TNR

3.3.4.1. Ảnh hưởng của mụi trường pH ban đầu đến hiệu suất phõn hủy TNR bằng phương phỏp điện phõn

Trong Bảng 3.33. dƣới đõy dẫn kết quả xỏc định hiệu suất điện phõn TNR trong cỏc dung dịch cú nồng độ ban đầu là 152,7 mg/ml, và cú mụi trƣờng pH ban đầu khỏc nhau theo thời gian điện phõn (với điều kiện điện phõn: bỡnh điện phõn khụng cú màng ngăn; anot: dạng tấm phủ TiO2, RuO2. IrO2; catot: tấm thộp khụng gỉ; mật độ dũng: 1A/dm2

; hàm lƣợng phụ gia NaCl 3g/l; nhiệt độ 25o C).

Bảng 3.33. Ảnh hƣởng của pH tới hiệu suất phõn hủy điện húa của TNR Thời gian điện phõn, tđp, phỳt pH = 3 pH = 6 pH = 9 CTNR, mg/l H, % CTNR, mg/l H, % CTNR, mg/l H, % 0 185,66 0 185,66 0 185,66 0 15 0,34 99,82 10,2 94,51 3,06 99,35 30 0 100 0 100 0,92 99,50 45 0 100

Từ kết quả dẫn trong Bảng 3.33 trờn ta nhận thấy sự tăng pH từ 3 đến 9 của dung dịch điện phõn cú ảnh hƣởng, nhƣng khụng đỏng kể tốc độ phõn hủy TNR. Sau 30 phỳt điện phõn dung dịch, ở pH =3 và pH = 6, lƣợng TNR bị phõn hủy hoàn toàn, hiệu suất đạt 100%; cũn ở pH = 9, hiệu suất phõn hủy TNR đạt 99,50% (sau 45 phỳt lƣợng TNR mới bị phõn hủy hoàn toàn). Điều này cho thấy hoạt tớnh điện húa của TNR cũng giống nhƣ MNP, DNP, TNP là tƣơng đối ổn định trong mụi trƣờng cú pH khỏc nhau.

Bảng 3.34. Sự biến đổi nồng độ TNR theo thời gian và pH dung dịch trong quỏ trỡnh điện phõn khụng cú màng ngăn

Thời gian điện phõn, tđp, phỳt 0 15 30

CTNR, mg/l 185,66 10,2 0

pH 6.5 6,8 7,3

Ngoài ra ta cũn thấy trong quỏ trỡnh điện phõn TNR cũng dẫn đến sự thay đổi pH của dung dịch. Tuy nhiờn, nếu so sỏnh kết quả đo hàm lƣợng TNR trong cỏc dung dịch cú pH khỏc nhau (Bảng 3.33) và kết quả đo sự thay đổi pH dung dịch trong quỏ trỡnh điện phõn ghi trong Bảng 3.34 thỡ ta cú thể đi đến kết luận là TNR đó bị chuyển húa và phõn hủy chủ yếu do kết quả phản ứng oxi húa khử điện húa là chớnh chứ khụng phải do sự biến đổi pH mụi trƣờng (do tự tạo hoặc do kết quả quỏ trỡnh điện phõn) gõy ra.

3.3.4.2. Khảo sỏt sự ảnh hưởng của mật độ dũng đến hiệu suất phõn hủy TNR bằng phương phỏp điện phõn khụng cú màng ngăn

Kết quả khảo sỏt sự ảnh hƣởng của mật độ dũng đến hiệu suất phõn hủy TNR bằng phƣơng phỏp điện phõn khụng cú màng ngăn đƣợc thể hiện trờn Bảng 3.35.

dƣới đõy.

Bảng 3.35. Sự phõn hủy TNR theo mật độ dũng điện (A/dm2) ở mụi trƣờng pH=6, bằng phƣơng phỏp điện phõn khụng cú màng ngăn Thời

gian điện phõn, t,

phỳt

TNR

I = 0,5A/dm2 I = 1,0A/dm2 I = 1,5A/dm2 CTNR mg/l H, % CTNR mg/l H, % CTNR mg/l H, % 0 185,66 0 185,66 0 185,66 0 15 32,32 82,59 10,2 94,51 3,23 98,26 30 1,12 99,40 0 100 0 100 45 0 100

Qua kết quả khảo sỏt sự ảnh hƣởng của mật độ dũng đến hiệu suất phõn hủy TNR trờn Bảng 3.35 ta nhận thấy: Khi mật độ dũng điện tăng, hiệu suất phõn hủy TNR bằng phƣơng phỏp điện phõn cũng tăng. Ở mật độ dũng 0,5A/dm2

sau 45 phỳt điện phõn, hiệu suất phõn hủy TNR đạt 100%, tuy nhiờn, chỉ cần sau 30 phỳt điện phõn, ở mật độ dũng 1A/dm2

và 1,5A/dm2 lƣợng TNR đó bị phõn hủy 100%. Dự vậy, ở mật độ dũng 1,5 A/dm2

lƣợng TNR bị phõn hủy nhanh hơn so với mật độ dũng 1,0 A/dm2 .

3.3.5. So sỏnh khả năng sử dụng phƣơng phỏp điện húa (khụng cú màng ngăn) và Fenton để xử lý nƣớc bị nhiễm cỏc hợp chất nitrophenol và Fenton để xử lý nƣớc bị nhiễm cỏc hợp chất nitrophenol

Kết quả thử nghiệm cho thấy cỏc hợp chất NPs cũng bị phõn hủy nhanh trong