Thí nghiệm tiến hành với nồng độ CAP (10 mg/L), nồng độ H2O2 biến đổi từ 0 đến 75 ppm trong thời gian 6 giờ và không chiếu đèn UV, tức là thí nghiệm được thực hiện trong bóng tối để khảo sát khả năng phân huỷ CAP. Kết quả thí nghiệm thu được như sau:
Từ kết quả hình 13 cho thấy nếu chỉ có mặt H2O2 thì CAP không bị phân huỷ hoặc phân huỷ không đáng kể. Tuy nhiên, sự biến đổi nồng độ trong hình 13 là do sai số từ quá trình phân tích trên thiết bị sắc ký. Hơn nữa, không có sản phẩm phụ nào được sinh ra. Điều này cho thấy rằng CAP tương đối bền vững khi có mặt H2O2
và không chiếu UV.
Thí nghiệm tiến hành với nồng độ CAP (10 mg/L), nồng độ H2O2 khảo sát: 0, 10, 25, 50, 75 ppm trong thời gian 1 giờ chiếu đèn UV để khảo sát khả năng phân huỷ CAP. Kết quả nghiên cứu được trình bày trong hình dưới đây.
Hình 14. Hiệu quả phân hủy CAP bằng H2O2/UV với các nồng độ H2O2
khác nhau
([H2O2] biến đổi trong khoảng từ 0 đến 50 ppm)
Hình 15. Động học phản ứng phân huỷ CAP bằng H2O2/UV
Từ kết quả hình 14 thấy rằng: hiệu quả phân hủy CAP khi có xúc tác H202/UV cao hơn rất nhiều so với hệ phản ứng chỉ có xúc tác H202. Điều này chứng tỏ H202/UV có vai trò làm tăng hiệu suất phân hủy CAP.
Hình 16 . Sự biến thiên hệ số kapp theo sự thay đổi nồng độ H2O2/UV
Kết quả hình 16 cho thấy tốc độ phân hủy CAP phụ thuộc vào nồng độ H2O2. Tốc độ phân hủy CAP tăng khi nồng độ H2O2 tăng từ 0-3 ppm, sau đó giảm dần khi nồng độ H2O2 tiếp tục tăng (>3ppm). Hệ số kapp đạt giá trị tối ưu tại nồng độ chất xúc tác H2O2 là 3ppm. Tức là hiệu quả phân hủy CAP lớn nhất tại nồng độ chất oxy hóa H2O2 là 3 ppm, tương ứng với 86% CAP bị phân hủy sau 1 giờ chiếu UV.
Điều này có thể giải thích như sau: tốc độ phân hủy CAP tăng lên với sự tăng nồng độ H2O2 nhờ khả năng giữ e và tạo các lỗ hổng theo các phương trình sau đây:
H2O2 + e- → HO° + HO- (16) H2O2 + HO° 2 ↔ HO° + H2O + O2(17) H2O2 → H+ + HO2- (18) H2O2 + H+ → H2O +HO° (19) 2 H2O2 → 2 H2O + O2 (20)
Tuy nhiên nếu lượng H2O2 dư, nó sẽ hoạt động như một lỗ hổng hoặc giữ gốc HO° và ức chế sự phân hủy của CAP, H2O2 có thể phản ứng với gốc HO° sinh ra gốc peroxyl, một chất oxy hóa yếu hơn.
HO° + H2O2 → HO°
Chính vì vậy, khi cho thêm H2O2 để tăng phản ứng phân huỷ thì cần lưu ý đến nồng độ H2O2 tối ưu để phản ứng đạt hiệu quả cao nhất. Mặt khác, ngoài hiện tượng ức chế phản ứng làm giảm hiệu quả, với nồng độ H2O2 rất lớn (lớn hơn 7 ppm) thì khả năng phân huỷ CAP còn thấp hơn một chút so với không cho H2O2 là do với nồng độ H2O2 lớn thì chính nó cũng hấp thụ ánh sáng tử ngoại làm cản trở ánh sáng đi tới các phân tử CAP.