I. Sự hình thành peroxymonocarbonate
Sự hình thành peroxymonocarbonate (PMC) từ phản ứng giữa hydrogen peroxide (H2O2) và sodium bicarbonate (NaHCO3) là một quá trình quan trọng trong hóa học môi trường. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, điều kiện tối ưu cho sự hình thành PMC bao gồm tỉ lệ mol H2O2 : HCO3-, pH và nhiệt độ. Các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất tạo thành PMC. Theo các nghiên cứu trước đây, việc tối ưu hóa các điều kiện này có thể giúp tăng cường khả năng oxi hóa của PMC, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý các hợp chất màu hữu cơ. Đặc biệt, việc sử dụng phương pháp phân tích như cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR đã cho phép xác định chính xác hàm lượng PMC trong dung dịch. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các phương pháp phân tích đơn giản và hiệu quả hơn. Như một ví dụ, nghiên cứu đã chỉ ra rằng, ở pH 9, sự hình thành PMC diễn ra hiệu quả hơn so với các pH khác, nhờ vào sự ổn định của ion bicarbonate trong môi trường kiềm.
1.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành PMC
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tỉ lệ mol H2O2 : HCO3- là yếu tố quyết định đến sự hình thành peroxymonocarbonate. Khi tỉ lệ này được tối ưu hóa, khả năng tạo thành PMC tăng lên đáng kể. Ngoài ra, pH cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này. Ở pH thấp, sự phân hủy H2O2 diễn ra nhanh chóng, làm giảm khả năng tạo thành PMC. Ngược lại, ở pH cao, ion bicarbonate ổn định hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành PMC. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, nhiệt độ có ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Nhiệt độ cao có thể làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng cũng có thể dẫn đến sự phân hủy của PMC. Do đó, việc xác định nhiệt độ tối ưu là cần thiết để đảm bảo hiệu suất cao nhất trong quá trình hình thành PMC.
II. Ứng dụng xử lý hợp chất màu hữu cơ
Ứng dụng của peroxymonocarbonate trong xử lý hợp chất màu hữu cơ đã được nghiên cứu sâu rộng. PMC có khả năng oxi hóa mạnh mẽ, giúp phân hủy các hợp chất màu bền khó phân hủy sinh học. Các nghiên cứu cho thấy, PMC có thể xử lý hiệu quả nhiều loại thuốc nhuộm như Reactive Blue 19 (RB19), Reactive Yellow 145 (RY145) và Rhodamine B (RhB). Việc kết hợp PMC với các xúc tác ion kim loại và tia UV đã cho thấy hiệu quả xử lý màu cao hơn so với việc sử dụng PMC đơn thuần. Điều này cho thấy, việc tối ưu hóa các điều kiện xử lý có thể nâng cao khả năng khử màu và khoáng hóa các chất màu hữu cơ, từ đó giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc sử dụng PMC không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn có thể làm giảm giá trị COD và TOC trong nước thải, góp phần bảo vệ môi trường.
2.1. Khả năng xử lý màu của PMC
Khả năng xử lý màu của peroxymonocarbonate đã được đánh giá qua nhiều thí nghiệm. Các thí nghiệm cho thấy, PMC có thể khử màu hiệu quả các hợp chất màu hữu cơ trong nước thải dệt nhuộm. Đặc biệt, nghiên cứu đã chỉ ra rằng, khi kết hợp PMC với xúc tác ion kim loại như Co2+, khả năng khử màu tăng lên đáng kể. Điều này có thể giải thích bởi sự tăng cường hoạt tính oxi hóa của PMC trong môi trường có mặt của các ion kim loại. Hơn nữa, việc sử dụng tia UV trong quá trình xử lý cũng đã chứng minh là một yếu tố quan trọng, giúp tăng cường hiệu quả xử lý màu. Các kết quả này không chỉ khẳng định tính khả thi của PMC trong xử lý nước thải mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển công nghệ xử lý nước thải thân thiện với môi trường.
