Luận Văn Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy thuốc nhuộm Levafix red CA bằng tác nhân H2O2

Khóa luận tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy thuốc nhuộm Levafix red CA bằng tác nhân H2O2/UV và Fe3+/(C2O4)2-/H2O2/VIS


1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong thời đại công nghiệp cùng với sự phát triển kinh tế kéo theo sự ảnh hưởng
tới môi trường và hiện nay vấn đề ô nhiễm nguồn nước cũng là một mối quan tâm lớn của
xã hội. Các nguồn ô nhiễm nước khác nhau có chứa những hỗn hợp độc hại từ các chất ô
nhiễm hữa cơ vô cơ, thêm vào đó là các kim loại nặng có tác động xấu đến môi trường,
đời sống thủy sinh và con người.
Hiện nay, ngành công nghiệp dệt nhuộm của nước ta đang trên đà phát triển với
các quy mô khác nhau. Nên vấn đề xử lý nguồn nước ô nhiễm do các quá trình dệt nhuộm
là hết sức cần thiết. Để góp phần hạn chế và khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường do
nước thải dệt nhuộm, trong thời gian gần đây đã có nhiều nổ lực để giảm thiểu lượng và
tính độc của các dòng thải công nghiệp. Nhiều công trình xử lí nước thải dệt nhuộm theo
từng quy mô cũng đã được đưa vào ứng dụng.
Để xử lý nguồn nước thải từ các quá trình dệt nhuộm, người ta đã sử dụng các quá
trình oxy hóa nâng cao (Advanced oxidation processes : AOPs). AOPs là những phương
pháp tạo ra một lượng lớn các gốc hydroxyl có hoạt tính cao, có khả năng oxi hóa hầu hết
chất ô nhiễm hữu cơ thành CO
2, H
2
O, ion vô cơ hoặc các hợp chất dễ phân hủy sinh học
[7]. Tuy nhiên, những phương pháp Fenton này có một số hạn chế như phản ứng chỉ đạt
hiệu quả cao khi pH=2–4 và có chiếu xạ UV. UV là nguồn sáng được sử dụng phổ biến
nhất trong AOPs nhưng lại không rẻ. Quá trình quang Fenton cải tiến Fe3+/C2O42-/H2O2/VIS
dưới chiếu xạ mặt trời (Fenton/mặt trời) mong đợi có thể thay thế được các
quá trình Fenton truyền thống. Đây là quá trình có hiệu quả cao cho việc phân hủy màu
thuốc nhuộm tận dụng được nguồn bức xạ mặt trời, giá thành xử lí rất thấp lại thân thiện
với môi trường. Quá trình này đặc biệt hữu ích cho xử lí nước thải dệt nhuộm ở các vùng
nhiệt đới và xích đạo [6].
Do phương pháp có nhiều ưu điểm như chi phí xử lí tương đối thấp, hóa chất dễ
tìm, ít độc hại và khá hiệu quả nên chúng tôi quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu các yếu
tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy thuốc nhuộm Levafix red CA bằng tác nhân
H2O2/UV và Fe3+/(C2O4)2-/H2O2/VIS với mong muốn góp phần nhỏ bé vào việc xử lí nước
thải dệt nhuộm.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Tìm được các giá trị tối ưu của nồng độ chất phản ứng, chất xúc tác, độ pH, thời
gian phản ứng và nhiệt độ thích hợp để quá trình phân hủy thuốc nhuộm hoạt tính
Levafix red CA đạt hiệu quả cao nhất bởi các tác nhân H2O2/UV và Fe
3+
/C2O4
2-/
VIS/H2O2
.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Các mẫu giả tự tạo chứa thuốc nhuộm Levafix red CA.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài được thực hiện trong phòng thí nghiệm trường Đại học Sư phạm - Đà Nẵng.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4.1. Nghiên cứu lý thuyết
- Phân tích và tổng hợp lý thuyết: nghiên cứu cơ sở khoa học của đề tài.
- Nghiên cứu giáo trình và tài liệu tham khảo có liên quan đến đề tài. Dùng toán
học thống kê để xử lý kết quả.
- Trao đổi với giáo viên hướng dẫn.
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm
- Xác định nhu cầu oxi hoá học COD bằng phương pháp Bicromat tiêu chuẩn
Cr2O7
2-/Cr
3+
.
- Xác định độ chuyển hoá của Levafix red CA bằng phương pháp quang phổ hấp
thụ phân tử UV – VIS.
5. KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI
Nội dung của đề tài được trình bày trong 3 chương:
Chương I: Tổng quan tài liệu
Chương II: Phương pháp thực nghiệm
Chương III: Kết quả và thảo luận
6. ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI
- Kết quả nghiên cứu này là cơ sở cho những nghiên cứu sâu hơn về vấn đề phân
hủy các chất hữu cơ độc hại bằng xúc tác quang Fenton.
- Làm tài liệu cho sinh viên khóa sau


CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ THUỐC NHUỘM
Ngành dệt nhuộm là một trong những ngành quan trọng và rất được quan tâm trong
xã hội ngày nay, vì nó gắn liền với nhu cầu cơ bản của con người là ăn mặc. Sự đòi hỏi
về sản lượng và chất lượng sản phẩm ngày càng cao, cùng với sự đa dạng về mẫu mã,
màu sắc của sản phẩm.
Với từng loại vải thì người ta có thể sử dụng thuốc nhuộm hoàn nguyên, thuốc
nhuộm phân tán hay thuốc nhuộm hoạt tính và với mỗi loại thuốc nhuộm lại yêu cầu môi
trường khác nhau nên tính chất nước thải cũng khác nhau. Nhu cầu sử dụng nước trong
nhà máy dệt nhuộm là rất lớn vì nó thông qua rất nhiều công đoạn và thay đổi theo các
mặt hàng khác nhau.
1.1.1. Giới thiệu về thuốc nhuộm
Thuốc nhuộm là những chất hữu cơ có màu, hấp thụ mạnh một phần nhất định của
quang phổ ánh sáng nhìn thấy và có khả năng gắn kết vào vật liệu dệt trong những điều
kiện nhất định (tính gắn màu).
Thuốc nhuộm có thể có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp. Hiện nay, con
người hầu như chỉ sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp. Đặc điểm nổi bật của các loại thuốc
nhuộm là độ bền màu - tính chất không bị phân hủy bởi những điều kiện, tác động khác
nhau của môi trường, đây vừa là yêu cầu với thuốc nhuộm lại vừa là vấn đề với xử lý
nước thải dệt nhuộm. Màu sắc của thuốc nhuộm có được là do cấu trúc hóa học của nó:
một cách chung nhất, cấu trúc thuốc nhuộm bao gồm nhóm mang màu và nhóm trợ màu.
Nhóm mang màu là những nhóm chứa các nối đôi liên hợp với hệ điện tử π linh động như
>C=C<, >C=N-, >C=O, -N=N- . Nhóm trợ màu là những nhóm thế cho hoặc nhận điện
tử, như -SOH, -COOH, -OH, NH2
., đóng vai trò tăng cường màu của nhóm mang màu
bằng cách dịch chuyển năng lượng của hệ điện tử.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Võ Thị Thùy Dung (2011), Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy
thuốc nhuộm Methyl Blue bằng các tác nhân Fe
2+
/H
2O2,UV/H
2O2
và Fe
2+
/UV/H
2O2
,
Luận văn Thạc sĩ khoa học hóa học, Đại học Đà Nẵng.
[2]. Phạm Thị Hà (2008), Các phương pháp phân tích quang học, TP. Đà Nẵng.
[3]. Nguyễn Thị Hường (2004), Nghiên cứu sử dụng chất phản ứng Fenton để khử màu
thuốc nhuộm hoạt tính trong nước thải công nghệ dệt nhuộm, Luận văn Thạc sĩ khoa học,
Đại học Đà Nẵng.
[4]. Nguyễn Đức Trung (2009), Nghiên cứu xử lí chất màu hữu cơ của nước thải nhuộm
bằng phương pháp keo tụ điện hóa, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học, Đại học Đà Nẵng.
[5]. Đặng Xuân Việt (2007), Nghiên cứu phương pháp thích hợp để khử màu thuốc
nhuộm hoạt tính trong nước thải dệt nhuộm, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội.
[6]. Malay Chaudhuri, Toh YewWei (2009), “Decolourisation of reactive dyes by
modified Photo-Fenton process under irradiation with sunlight”, Journal of Nature
Environment and Pollution Technology, 8(2), pp. 359 – 363.
[7]. Brijesh Pare, Pardeep Singh, S. B. Jonnalgadda (2009), “Degradation and
mineralization of victoria blue B dye in a slurry photoreactor using advanced oxidation
proces”, Journal of Engineering & Materials Sciences, 68, pp. 724 – 729.
[8]. Huaili Zheng, Yunxia Pan, Xinyi Xiang (2007), “Oxidation of acidic dye Eosin Y by
the solar photo-Fenton processes”, Water research, 32, pp. 458 – 463.
[9]. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19926217