Luận văn thạc sĩ về chế tạo vật liệu nội điện phân Fe-C và xử lý phenol trong nước thải luyện cốc

• Tác giả: Đinh Thị Minh Hằng
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Trà Hương
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
• Đề tài: Chế tạo vật liệu nội điện phân Fe-C và định hướng tiền xử lý nhóm phenol trong nước thải quá trình luyện cốc
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu về phenol
• 1.2. Cấu tạo và tính chất của phenol
• 1.3. Độc tính của phenol với sinh vật và con người
• 1.4. Công nghệ luyện than cốc và nguồn phát sinh nước thải luyện cốc
• 1.4.1. Quy trình luyện than cốc
• 1.4.2. Nguồn phát sinh, thành phần nước thải luyện cốc trên thế giới và Việt Nam
• 1.5. Các phương pháp xử lý phenol trong nước thải cốc hóa
• 1.5.1. Phương pháp sử dụng vật liệu hấp phụ
• 1.5.2. Phương pháp xử lý bằng các tác nhân oxy hóa mạnh
• 1.5.3. Phương pháp xử lý bằng vật liệu xúc tác quang
• 1.5.4. Phương pháp Fenton
• 1.5.5. Phương pháp xử lý bằng vi sinh vật phân hủy phenol
• 1.6. Giới thiệu về phương pháp nội điện phân
• 1.7. Ứng dụng công nghệ nội điện phân xử lý nước thải
• 1.8. Nhà máy Cốc hóa - Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên
• 1.8.1. Giới thiệu chung
• 1.8.2. Quy trình công nghệ xử lý nước thải có phenol của nhà máy Cốc hóa
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Dụng cụ, hóa chất
• 2.2. Chế tạo vật liệu nội điện phân Fe-C
• 2.3. Khảo sát đặc điểm bề mặt, cấu trúc, thành phần hóa học của vật liệu nội điện phân Fe-C
• 2.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất xử lý phenol của vật liệu Fe-C
• 2.4.1. Ảnh hưởng của pH
• 2.4.2. Ảnh hưởng của thời gian
• 2.4.3. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu
• 2.4.4. Ảnh hưởng của tốc độ lắc
• 2.4.5. Ảnh hưởng nồng độ đầu của phenol
• 2.5. Nghiên cứu phân hủy phenol trong nước thải cốc hóa bằng vật liệu nội điện phân Fe-C
• 2.6. Phương pháp khảo sát thực địa, lấy mẫu hiện trường
• 2.7. Phương pháp phân tích
• 2.8. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu
• 2.8.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
• 2.8.2. Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM)
• 2.8.3. Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDS)
• 2.8.4. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ- khử hấp phụ N2 (BET)
• 2.8.5. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HP-LC)
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu xác định phenol
• 3.2. Khảo sát bước sóng hấp thụ quang của phenol
• 3.3. Khảo sát lựa chọn tốc độ dòng chảy
• 3.4. Khảo sát lựa chọn tỉ lệ pha động
• 3.5. Khảo sát lựa chọn nhiệt độ cột
• 3.6. Lập đường chuẩn xác định nồng độ phenol
• 3.7. Đặc trưng cấu trúc, hình thái bề mặt, thành phần của vật liệu Fe-C
• 3.8. Kết quả các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất xử lý phenol của vật liệu Fe-C
• 3.8.1. Ảnh hưởng của pH
• 3.8.2. Ảnh hưởng của thời gian
• 3.8.3. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu
• 3.8.4. Ảnh hưởng của tốc độ lắc
• 3.8.5. Ảnh hưởng nồng độ đầu của phenol
• 3.9. Phân tích nồng độ phenol bằng HPLC
• 3.10. Mức độ hình thành kết tủa
• 3.11. Động học quá trình phân hủy phenol bằng vật liệu Fe-C
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu chế tạo vật liệu nội điện phân Fe C

Nghiên cứu chế tạo vật liệu nội điện phân Fe-C là một trong những hướng đi mới trong việc xử lý nước thải chứa phenol. Vật liệu này không chỉ có khả năng xử lý hiệu quả mà còn thân thiện với môi trường. Việc phát triển vật liệu này nhằm mục đích giảm thiểu ô nhiễm từ nước thải luyện cốc, một vấn đề nghiêm trọng trong ngành công nghiệp hiện nay.

1.1. Giới thiệu về vật liệu nội điện phân Fe C

Vật liệu nội điện phân Fe-C được chế tạo từ sắt và carbon, có khả năng hoạt động hiệu quả trong quá trình xử lý nước thải. Vật liệu này có cấu trúc bề mặt đặc biệt, giúp tăng cường khả năng hấp phụ các chất ô nhiễm như phenol.

1.2. Tầm quan trọng của việc xử lý phenol trong nước thải

Phenol là một trong những chất ô nhiễm nguy hiểm trong nước thải luyện cốc. Việc xử lý phenol không chỉ bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo sức khỏe cho con người và sinh vật sống trong nước.

II. Vấn đề ô nhiễm phenol trong nước thải luyện cốc

Ô nhiễm phenol trong nước thải luyện cốc đang trở thành một thách thức lớn cho các nhà máy sản xuất. Nước thải chứa phenol có thể gây ra nhiều tác động xấu đến môi trường và sức khỏe con người. Việc tìm kiếm các phương pháp xử lý hiệu quả là rất cần thiết.

2.1. Nguồn gốc và tác động của phenol

Phenol thường xuất hiện trong nước thải từ các quá trình sản xuất than cốc. Nó có thể gây độc cho sinh vật và ảnh hưởng đến chất lượng nước, dẫn đến sự suy giảm đa dạng sinh học.

2.2. Thách thức trong xử lý nước thải chứa phenol

Các phương pháp xử lý hiện tại thường gặp khó khăn trong việc loại bỏ hoàn toàn phenol. Nhiều phương pháp không hiệu quả hoặc gây ô nhiễm thứ cấp, làm tăng chi phí xử lý.

III. Phương pháp chế tạo vật liệu nội điện phân Fe C hiệu quả

Chế tạo vật liệu nội điện phân Fe-C là một quy trình phức tạp, đòi hỏi sự kết hợp giữa các yếu tố hóa học và vật lý. Việc tối ưu hóa quy trình chế tạo sẽ giúp nâng cao hiệu suất xử lý phenol trong nước thải.

3.1. Quy trình chế tạo vật liệu Fe C

Quy trình chế tạo vật liệu Fe-C bao gồm các bước như chuẩn bị nguyên liệu, trộn và nung ở nhiệt độ cao. Các yếu tố như thời gian và nhiệt độ nung ảnh hưởng lớn đến chất lượng vật liệu.

3.2. Đặc điểm của vật liệu Fe C sau chế tạo

Vật liệu Fe-C sau chế tạo có bề mặt lớn và cấu trúc xốp, giúp tăng cường khả năng hấp phụ phenol. Các nghiên cứu cho thấy vật liệu này có hiệu suất xử lý cao trong các thí nghiệm thực tế.

IV. Ứng dụng thực tiễn của vật liệu nội điện phân Fe C trong xử lý nước thải

Vật liệu nội điện phân Fe-C đã được thử nghiệm trong nhiều điều kiện khác nhau và cho thấy hiệu quả cao trong việc xử lý phenol. Các ứng dụng thực tiễn của vật liệu này đang được mở rộng trong ngành công nghiệp.

4.1. Kết quả nghiên cứu xử lý phenol bằng vật liệu Fe C

Các thí nghiệm cho thấy vật liệu Fe-C có khả năng giảm nồng độ phenol trong nước thải xuống mức cho phép. Kết quả này mở ra hướng đi mới trong việc xử lý nước thải công nghiệp.

4.2. Ứng dụng trong các nhà máy luyện cốc

Vật liệu Fe-C có thể được áp dụng trong các nhà máy luyện cốc để xử lý nước thải, giúp giảm thiểu ô nhiễm và tiết kiệm chi phí xử lý.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu chế tạo vật liệu nội điện phân Fe-C và ứng dụng trong xử lý phenol trong nước thải luyện cốc là một bước tiến quan trọng. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giải pháp hiệu quả hơn cho vấn đề ô nhiễm môi trường.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng vật liệu Fe-C có khả năng xử lý phenol hiệu quả, góp phần giảm thiểu ô nhiễm trong nước thải luyện cốc.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình chế tạo và mở rộng ứng dụng của vật liệu Fe-C trong các lĩnh vực khác nhau, nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải.