Luận án tiến sĩ hóa học: Tổng hợp hệ xúc tác H2O2 và axit axetic xử lý chất màu trong nước thải dệt nhuộm

• Tác giả: Nguyễn Thị Kim Giang
• Người hướng dẫn: PGS. Cao Thế Hà
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa Môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp hệ xúc tác hoạt hóa chứa oxy (H2O2 và axit axetic) nhằm xử lý một số chất màu trong nước thải dệt nhuộm
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Hiện trạng môi trường Việt Nam và vấn đề nước thải ngành dệt nhuộm
• 1.2. Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm
• 1.3. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nội dung nghiên cứu
• 2.2. Hóa chất, thiết bị
• 2.3. Quy trình thí nghiệm
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Sự hình thành Peracetic Acid
• 3.2. Ảnh hưởng của H2O2 đến quy trình phân tích PAA
• 3.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ CH3COOH: H2O2 đến hàm lượng PAA hình thành
• 3.4. Khảo sát sự phân hủy của PAA tại các pH khác nhau
• 3.5. Khả năng khử màu của H2O2
• 3.6. Hoạt tính xúc tác của ion kim loại trong phản ứng của PAA
• 3.7. Đánh giá khả năng xử lý chất màu của PAA
• 3.8. Ảnh hưởng của pH
• 3.9. Ảnh hưởng nồng độ xúc tác Co2+
• 3.10. Ảnh hưởng của nồng độ PAA
• 3.11. Đánh giá khả năng xử lý màu khi kết hợp PAA và UV
• 3.12. Mô hình động học quá trình khử màu
• 3.13. Thử nghiệm hoạt tính PAA với nước thải thực
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về xúc tác H2O2 và axit axetic trong xử lý nước thải dệt nhuộm

Nghiên cứu tập trung vào việc tổng hợp hệ xúc tác H2O2 và axit axetic để xử lý các chất màu trong nước thải dệt nhuộm. H2O2 là một tác nhân oxy hóa mạnh, khi kết hợp với axit axetic, tạo thành Peracetic Acid (PAA), có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ khó phân hủy. Phương pháp này được đánh giá là hiệu quả trong việc giảm thiểu ô nhiễm màu và hữu cơ trong nước thải.

1.1. Cơ chế hoạt động của H2O2 và axit axetic

H2O2 khi kết hợp với axit axetic tạo ra PAA, một chất oxy hóa mạnh. PAA có khả năng tạo ra các gốc tự do hydroxyl (•OH), giúp phá vỡ cấu trúc phân tử của các chất màu trong nước thải dệt nhuộm. Quá trình này diễn ra nhanh chóng và hiệu quả, đặc biệt trong môi trường có pH thích hợp.

1.2. Ứng dụng của PAA trong xử lý nước thải

PAA được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải nhờ khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ khó phân hủy. Nghiên cứu chỉ ra rằng, PAA có thể xử lý hiệu quả các chất màu như Reactive Blue 19 (RB19), Reactive Orange 122 (RO122), và Methylene Blue (MB). Đây là một giải pháp tiềm năng để giảm thiểu ô nhiễm trong ngành dệt nhuộm.

II. Phương pháp nghiên cứu và kết quả

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm để đánh giá hiệu quả của xúc tác H2O2 và axit axetic trong việc xử lý chất màu. Các thí nghiệm được tiến hành với các điều kiện pH, nồng độ xúc tác, và thời gian phản ứng khác nhau. Kết quả cho thấy, PAA có khả năng khử màu cao, đặc biệt khi kết hợp với xúc tác ion kim loại.

2.1. Quy trình thí nghiệm

Quy trình thí nghiệm bao gồm việc tạo PAA từ H2O2 và axit axetic, sau đó sử dụng PAA để xử lý các chất màu trong mẫu nước thải. Các thông số như pH, nồng độ H2O2, và thời gian phản ứng được điều chỉnh để tối ưu hóa hiệu quả xử lý.

2.2. Kết quả khử màu

Kết quả nghiên cứu cho thấy, PAA có khả năng khử màu hiệu quả các chất màu như RB19, RO122, và MB. Hiệu suất khử màu đạt trên 90% trong điều kiện pH từ 5 đến 7. Sự có mặt của xúc tác ion kim loại như Co2+ cũng làm tăng đáng kể tốc độ phản ứng.

III. Đánh giá và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này mang lại giá trị thực tiễn cao trong việc xử lý nước thải dệt nhuộm. PAA được chứng minh là một tác nhân oxy hóa hiệu quả, có khả năng phân hủy các chất màu khó phân hủy. Phương pháp này không chỉ giảm thiểu ô nhiễm mà còn tiết kiệm chi phí và năng lượng so với các phương pháp truyền thống.

3.1. Giá trị thực tiễn

Kết quả nghiên cứu góp phần bổ sung kiến thức về công nghệ xử lý nước thải bằng xúc tác hóa học. PAA là một giải pháp tiềm năng để xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy trong nước thải, đặc biệt là trong ngành dệt nhuộm.

3.2. Ứng dụng trong công nghiệp

Phương pháp sử dụng PAA có thể được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy dệt nhuộm để xử lý nước thải. Đây là một giải pháp thân thiện với môi trường, giúp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe con người.