I. Luận văn thạc sĩ
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc chế tạo vật liệu bimetal Fe-Cu và ứng dụng của nó trong xử lý phenol trong nước thải luyện cốc. Nghiên cứu này được thực hiện bởi Đào Mai Giang dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Dương Thị Tú Anh tại Đại học Thái Nguyên. Mục tiêu chính của luận văn là góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nước do phenol gây ra. Luận văn đã sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và kính hiển vi điện tử quét (SEM) để đánh giá hiệu quả của vật liệu bimetal Fe-Cu.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của luận văn là chế tạo vật liệu bimetal Fe-Cu và nghiên cứu khả năng phân hủy phenol của vật liệu này. Nghiên cứu cũng hướng đến việc áp dụng vật liệu trong xử lý nước thải tại Nhà máy Cốc hóa – Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý phenol như pH, thời gian, khối lượng vật liệu, và nồng độ ban đầu của phenol cũng được khảo sát.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu hiện đại như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) để xác định nồng độ phenol, kính hiển vi điện tử quét (SEM) để phân tích hình thái bề mặt vật liệu, và phổ tán xạ năng lượng (EDX) để xác định thành phần hóa học của vật liệu. Các thí nghiệm được tiến hành để tối ưu hóa quy trình xử lý phenol.
II. Chế tạo vật liệu bimetal Fe Cu
Chế tạo vật liệu bimetal Fe-Cu là trọng tâm của luận văn. Vật liệu này được tạo ra bằng phương pháp nội điện phân, tạo thành các cặp vi điện cực có khả năng oxy hóa khử các hợp chất hữu cơ như phenol. Vật liệu được đánh giá qua các đặc tính như hình thái bề mặt, thành phần hóa học, và khả năng phân hủy phenol. Kết quả cho thấy vật liệu Fe-Cu có hiệu suất cao trong việc xử lý phenol, đặc biệt trong môi trường nước thải luyện cốc.
2.1. Phương pháp chế tạo
Vật liệu bimetal Fe-Cu được chế tạo bằng phương pháp nội điện phân, tạo thành các cặp vi điện cực. Quá trình này tương tự như cặp vi pin trong ăn mòn kim loại, giúp tăng cường khả năng oxy hóa khử của vật liệu. Các thông số như nhiệt độ, thời gian, và tỷ lệ Fe-Cu được điều chỉnh để tối ưu hóa quy trình chế tạo.
2.2. Đặc tính vật liệu
Vật liệu bimetal Fe-Cu được phân tích bằng SEM và EDX để xác định hình thái bề mặt và thành phần hóa học. Kết quả cho thấy vật liệu có cấu trúc đồng nhất với sự phân bố đều của Fe và Cu trên bề mặt. Điều này giúp tăng cường khả năng xúc tác của vật liệu trong quá trình phân hủy phenol.
III. Xử lý phenol trong nước thải luyện cốc
Xử lý phenol trong nước thải luyện cốc là một trong những ứng dụng chính của vật liệu bimetal Fe-Cu. Phenol là chất độc hại có trong nước thải luyện cốc, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con người. Luận văn đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý phenol như pH, thời gian, khối lượng vật liệu, và nồng độ ban đầu của phenol. Kết quả cho thấy vật liệu Fe-Cu có hiệu suất cao trong việc phân hủy phenol, đặc biệt trong môi trường nước thải luyện cốc.
3.1. Ảnh hưởng của pH
pH là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý phenol. Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu suất phân hủy phenol cao nhất ở pH trung tính (khoảng 7). Ở môi trường axit hoặc kiềm, hiệu suất xử lý giảm đáng kể do sự thay đổi trong cơ chế phản ứng oxy hóa khử của vật liệu.
3.2. Ảnh hưởng của thời gian
Thời gian là yếu tố quyết định trong quá trình xử lý phenol. Kết quả cho thấy hiệu suất phân hủy phenol tăng dần theo thời gian và đạt mức cao nhất sau 120 phút. Sau thời gian này, hiệu suất xử lý không tăng đáng kể do sự bão hòa của vật liệu.
IV. Ứng dụng và đánh giá
Luận văn đã chứng minh hiệu quả của vật liệu bimetal Fe-Cu trong việc xử lý phenol trong nước thải luyện cốc. Vật liệu này có tiềm năng lớn trong việc ứng dụng thực tế tại các nhà máy luyện cốc, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu cũng đề xuất các hướng phát triển trong tương lai như tối ưu hóa quy trình chế tạo vật liệu và mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác.
4.1. Ứng dụng thực tế
Vật liệu bimetal Fe-Cu đã được thử nghiệm tại Nhà máy Cốc hóa – Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên. Kết quả cho thấy hiệu suất xử lý phenol đạt trên 90%, giúp giảm đáng kể nồng độ phenol trong nước thải. Điều này chứng minh tiềm năng ứng dụng thực tế của vật liệu trong các nhà máy luyện cốc.
4.2. Đánh giá và hướng phát triển
Luận văn đã đánh giá hiệu quả của vật liệu bimetal Fe-Cu và đề xuất các hướng phát triển trong tương lai. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chế tạo vật liệu và mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác như xử lý nước thải công nghiệp và y tế.
