Phân hủy phẩm màu Reactive Blue 182 bằng kĩ thuật Fenton dị thể với tro bay biến tính. Phần 1: Ảnh hưởng của điều kiện biến tính

 50 (3C) (2012) 530-539

PHÂN HỦY PHẨM MÀU REACTIVE BLUE 182 BẰNG KĨ THUẬT
FENTON DỊ THỂ VỚI TRO BAY BIẾN TÍNH
PHẦN 1. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN BIẾN TÍNH
Đào Sỹ Đức
1, *
, Nguyễn Văn Nội
1
, Vũ Thế Ninh
2
, Nguyễn Thị Minh Phương
1

1
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
2
Viện Khoa học vật liệu, Viện KHCNVN, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội
*
Email:
Đến Tòa soạn: 15/7/2012; Chấp nhận đăng: 1/11/2012
TÓM TẮT
Trong công trình này, tro bay được biến tính bằng muối sắt (III) clorua và sử dụng với vai
trò xúc tác Fenton dị thể trong mục tiêu phân hủy phẩm màu Reactive Blue 182 (RB 182). Đặc
trưng cấu trúc của vật liệu được xác định thông qua các kĩ thuật SEM, XRD, EDX và IR. Ảnh
hưởng của các điều kiện biến tính tro bay như nhiệt độ và thời gian nung, hàm lượng tác nhân
biến tính tới khả năng xúc tác của sản phẩm đã được nghiên cứu, khảo sát. Kết quả thực nghiệm
cho thấy, dưới các điều kiện biến tính phù hợp: nhiệt độ 500
o

C; thời gian biến tính 4 giờ; hàm
lượng FeCl
3
3,3824 g / 10 g tro bay, sản phẩm xúc tác có khả năng ứng dụng trong phân hủy
phẩm màu, hiệu quả xử lí đạt 94 %. Quá trình phân hủy RB 182 tuân theo động học phản ứng
bậc nhất với hằng số tốc độ k = 0,0297 phút
-1

Từ khóa: tro bay, xúc tác Fenton dị thể, Reactive Blue 182, động học bậc nhất, hằng số tốc độ
1. GIỚI THIỆU
Theo Niên giám thống kê Việt Nam, dệt may là ngành công nghiệp chủ đạo, giữ vị trí chiến
lược quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế quốc dân [1, 2]. Tuy nhiên, với đặc thù của
một ngành sản xuất phức tạp, sử dụng nhiều loại nguyên liệu, hóa chất (đặc biệt là phẩm màu
hữu cơ)… ô nhiễm môi trường trong ngành dệt nhuộm đang là bài toán nan giải không chỉ ở
Việt Nam mà còn ở nhiều quốc gia khác trên thế giới [1 - 11].
Nếu không được xử lí mà thải ra môi trường, tùy mức độ ô nhiễm mà các nguồn thải dệt
nhuộm có thể gây ra những tác hại với mức độ khác nhau. Tuy nhiên, những ảnh hưởng điển
hình nhất có thể kể tới việc nước thải mang màu nên làm giảm khả năng đâm xuyên của ánh
sáng, làm giảm khả năng quang hợp của các loại tảo, thực vật trong nước, làm giảm hàm lượng
oxy hòa tan trong nước; ảnh hưởng trực tiếp tới đời sống của nhiều loài thủy sinh, động vật, kể
cả con người [1, 2, 5, 7, 9, 11]. Nhiều loại phẩm màu hữu cơ có khả năng gây kích ứng da, gây
viêm da, và nhiều căn bệnh nguy hiểm khác trong đó có ung thư.


Phân hy phm màu reactive blue 182 bt fenton d th vi tro bay bin tính


531
Với thành phần hóa học phức tạp, nước thải dệt nhuộm thường được xử lí bằng cách áp
dụng nhiều giải pháp khác nhau. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp các kĩ thuật oxy hóa tiên

tiến dựa trên sự oxy hóa không chọn lọc của gốc tự do hydroxyl là sự lựa chọn duy nhất để xử lí
(hoặc tiền xử lí) các nguồn thải dệt nhuộm do nhiều nhóm phẩm nhuộm không/khó phân hủy
sinh học, khó loại bỏ khỏi nguồn nước bằng các kĩ thuật hóa lí, sinh học thông thường [2].
Nhược điểm cơ bản của các kĩ thuật oxy hóa tiên tiến là chi phí vận hành thường cao, trong
nhiều trường hợp còn kéo theo sự hình thành của một lượng bùn đáng kể sau xử lí.
Hướng đi ưu tiên được nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới tập trung nghiên cứu là phát triển
các hệ xúc tác dị thể có khả năng ứng dụng trong thực tế phân hủy phẩm màu hữu cơ với chi phí
thấp [4 - 9, 11]. Xúc tác Fenton dị thể đi từ các nguồn thải là đối tượng được nhiều nhà nghiên
cứu quan tâm trong thời gian gần đây [4 - 8, 10, 11]. Tuy nhiên, vấn đề nghiên cứu này còn khá
mới mẻ ở Việt Nam.
Tro bay là nguồn thải sinh ra trong quá trình đốt cháy nguyên liệu than đá. Tro bay là vấn
đề đáng quan tâm của hầu hết các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam bởi gần như chúng chưa được
xử lí, trực tiếp hoặc giản tiếp gây ảnh hưởng tới môi trường và sức khỏe con người. Với thành
phần khá đa dạng, chủ yếu là các oxit kim loại trong đó có oxit sắt, tro bay hoàn toàn có thể
được biến tính để sử dụng với vai trò xúc tác Fenton dị thể. Tuy nhiên những nghiên cứu này
vẫn còn rất hạn chế, chủ yếu được triển khai ở Trung Quốc, Ấn Độ và một số quốc gia Nam Mỹ
và chưa thu được nhiều kết quả [3, 5, 9, 11]. Bài báo này tập trung khảo sát điều kiện biến tính
tro bay bằng muối sắt (III) clorua nhằm chế tạo xúc tác Fenton dị thể, ứng dụng trong phân hủy
phẩm màu RB 182.
2. THỰC NGHIỆM
2.1. Hóa chất và tro bay
Phẩm nhuộm Reactive Blue 182 được lấy tại làng nghề dệt nhuộm Dương Nội, Hà Nội và
được cung ứng bởi Ciba Specialty Chemicals Inc.
Dung dịch hydro peoxit (30 %) và các hóa chất khác sử dụng trong quá trình biến tính
thuộc loại tinh khiết phân tích.
Tro bay được lấy tại Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh, Việt Nam.
2.2. Quy trình biến tính tro bay

Hình 1. Sơ đồ biến tính tro bay bằng muối FeCl
3
.
Tro bay được biến tính bằng muối FeCl
3
.6H
2
O theo quy trình trên hình 1. Theo đó, một
lượng xác định muối FeCl
3
.6H
2
O (X gam) được hòa tan trong 20 mL nước. Bổ sung 10 g tro bay
vào hỗn hợp. Tiến hành khuấy và gia nhiệt hỗn hợp tới khi nước bay hơi hết. Sản phẩm rắn được
X gam FeCl
3
.6H
2
O
hòa tan trong
20 mL H
2
O
Hỗn hợp
Sản phẩm
Khuấy
Gia nhiệt ở
100
o

C
Nung ở Y
o
C,
trong Z giờ
10 g tro bay


 c, Nguy Ninh, Nguyn Th 


532
nung ở Y
o
C trong Z giờ, thu được xúc tác (giá trị của X, Y, Z thay đổi tùy theo mục tiêu nghiên
cứu và sẽ được thể hiện rõ trong phần Kết quả và Thảo luận).
2.3. Phân tích, xác định các đặc trưng vật liệu
Ảnh hiển vi điện tử quét được chụp tại khoa Vật lí, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,
ĐHQG Hà Nội trên thiết bị JSM5410LV JEOL (Nhật Bản) với thế gia tốc 20 kV. Thành phần
hóa học của các mẫu vật liệu được xác định thông qua phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX) được
ghi tại Viện Khoa học vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam trên máy JED-2300
JEOL (Nhật Bản). Phổ nhiễu xạ Rơnghen (XRD) được xác định đồng thời tại Viện Khoa học
Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam sử dụng máy Rơnghen Siemens D5000 (Đức)
trong điều kiện ống phát tia bằng Cu, bước sóng
o
K 1,5406A


, góc quét
2


thay đổi từ 15-
85
o
, phím lọc Ni và tại khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên sử dụng máy D8 –
Advance, Bruker, Đức tại các điều kiện đo cơ bản giống trường hợp ghi trên Siemens D5000
nhưng góc quét thay đổi từ 20 - 70
o
. Đặc trưng của sản phẩm sau khi biến tính và xử lí được
nghiên cứu bằng phổ hồng ngoại, được ghi tại Viện Kĩ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách
khoa Hà Nội trên thiết bị Nicolet.
2.4. Quy trình xử lí
Bổ sung một hàm lượng xác định tro bay biến tính vào thiết bị phản ứng. Thêm tiếp 500
mL dung dịch nước chứa phẩm nhuộm RB 182 (đã được điều chỉnh pH). Quá trình phản ứng bắt
đầu khi bổ sung hydro peoxit. Tại thời điểm cần xác định hiệu quả xử lí, mẫu được lấy ra và xác
định hàm lượng phẩm màu.
2.5. Các phương pháp phân tích
Hàm lượng RB 182 trong nước được xác định bằng phương pháp trắc quang ở bước sóng
609 nm (bước sóng hấp thụ đặc trưng của phẩm nhuộm, được xác định bằng thực nghiệm). Hiệu
quả xử lí màu (H, %) được xác định theo công thức:
ot
o
CC
H(%) 100
C



trong đó: C
o

và C
t
tương ứng là hàm lượng RB 182 trong nước ở thời điểm ban đầu và sau khi
xử lí.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.3. Phân tích đặc tính tro bay trước biến tính
Đặc tính của tro bay trước biến tính được tập trung phân tích qua ảnh hiển vi điện tử quét
(SEM), phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX), giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) và phổ hồng ngoại
(FT-IR).


Phân hy phm màu reactive blue 182 bt fenton d th vi tro bay bin tính


533

(a) (b)
Hình 2. Ảnh SEM (a) và Phổ tán xạ năng lượng tia X (b) của tro bay trước biến tính
Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Mau tro bay chua bien tinh
01-070-3755 (C) - Quartz - SiO2 - Y: 93.83 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 4.91600 - b 4.91600 - c 5.40900 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P3121 (152) - 3 - 113.206 -
01-079-1453 (C) - Mullite, syn - Al4.64Si1.36O9.68 - Y: 70.22 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Orthorhombic - a 7.56400 - b 7.69230 - c 2.88060 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pbam (
00-033-0664 (*) - Hematite, syn - Fe2O3 - Y: 53.76 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Rhombo.H.axes - a 5.03560 - b 5.03560 - c 13.74890 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - R-3c (167) -
File: Duc CN mau tro bay chua bien tinh.raw - Type: Locked Coupled - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 1
Lin (Cps)
0
100
200
300
400
500

2-Theta - Scale
20 30 40 50 60 70
d=4.264
d=3.346
d=2.698
d=2.517
d=2.208
d=1.528
d=1.601
d=1.821
d=2.541
d=3.386
d=3.423
d=3.658
d=1.704












Hình 3. Giản đồ XRD (a) và phổ hồng ngoại (b) của tro bay trước biến tính
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
keV

005
0
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
Counts
CKa
OKa
MgKa
AlKa
AlKsum
SiKa
SiKsum
SKa
SKb
KKesc
KKa
KKb
KKsum
CaKesc
CaKa
CaKb
TiLa
TiKa

TiKb
FeLl
FeLa
FeKesc
FeKa
FeKb
456.2
549.5
782.7
1073.8
1636.6
2363.0
3453.9
3864.6
Tro bay chua bien tinh
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%Transmittance
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Wavenumbers (cm-1)
Number of sample scans: 32
Number of background scans: 32
Resolution: 4.000

Sample gain: 8.0
Mirror velocity: 0.6329
Aperture: 100.00
(a)
(b)


 c, Nguy Ninh, Nguyn Th 


534
Các kết quả thực nghiệm cho thấy tro bay tồn tại với các hạt dạng hình cầu, kích thước
không đồng đều, với bề mặt khá đặc chắc (hình 2a). Về thành phần, phổ tán xạ năng lượng tia X
(hình 2b) cho thấy các nguyên tố có mặt trong tro bay xếp theo trình tự giảm dần về phần trăm
khối lượng như sau: O (38,27 %); C (37,17 %); Si (10,9 %); Al (7,15 %); Fe (3,93 %); K
(1,58 %); ngoài ra còn có Ti (0,32 %); Ca (0,28 %) và Mg (0,27 %). Như vậy, với thành phần
nguyên tố như trên có thể thấy sự khác biệt lớn giữa tro bay hình thành trong quá trình đốt các
nhiên liệu hóa thạch (than đá) và tro bay từ sinh khối (biomass) [9]. Về thành phần pha, giản đồ
nhiễu xạ tia X (hình 3a) ghi nhận sự tồn tại của mullit, quartz (SiO
2
) và một hàm lượng nhỏ
hematit (Fe
2
O
3
).
Phổ hồng ngoại của tro bay trên hình 3b cho thấy sự xuất hiện của các dải sóng 1073; 782
và 456 cm
-1
đặc trưng cho các liên kết của silic trong tro bay. Cụ thể, dải sóng 1073 cm

-1
chứng
minh sự tồn tại của liên kết Si-O-Si, hai dải sóng còn lại đặc trưng cho các liên kết Si-O trong
cấu trúc vòng. Băng sóng rộng 3600 – 3000 cm
-1
được gán cho nhóm hydroxyl của silanol
(
Si OH
) và các phân tử nước hấp phụ lên bề mặt vật liệu. Rất có thể đã xuất hiện các liên
kết hydro mạnh giữa các nhóm hydroxyl của silanol và các phân tử nước bị hấp phụ. Đỉnh sóng
1650 cm
-1
đặc trưng cho dao động biến dạng của nhóm hydroxyl trong các phân tử nước bị hấp
phụ. Các kết quả nghiên cứu bằng phổ hồng ngoại của tro bay trong công trình này cơ bản là phù
hợp với kết quả nghiên cứu của Deepti Jain và cộng sự [3].
3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Ảnh hưởng của nhiệt độ được tiến hành ở 400, 500 và 600
o
C trong điều kiện cố định các
điều kiện nghiên cứu khác, cụ thể pH 3, hàm lượng H
2
O
2
(3,2 mM) và hàm lượng sắt sử dụng
trong quá trình biến tính 3,3824 g / 10 g tro bay; kết quả khảo sát trong 110 phút được trình bày
trên hình 4.
0
10
20
30

40
50
60
70
80
90
100
-10 10 30 50 70 90 110
Hiệu suất (%)
Thời gian (phút)
400º
C
500º
C
600º
C

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Hiệu suất (%)

Thời gian (phút)
3h
4h
5h

Hình 4. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung xúc tác
Hình 5. Ảnh hưởng của thời gian nung xúc tác


Phân hy phm màu reactive blue 182 bt fenton d th vi tro bay bin tính


535
Căn cứ vào hình 4 có thể nhận thấy khi nhiệt độ biến tính tăng từ 400 tới 500
o
C thì hiệu
quả xử lí có xu hướng tang. Tuy nhiên, tiếp tục tăng nhiệt độ lên 600
o
C thì hiệu quả loại bỏ RB
182 lại giảm. Hiện tượng này có thể được giải thích là do việc hình thành hematit diễn ra thuận
lợi hơn ở 500
o
C, dẫn tới khi tham gia các phản ứng trong quá trình Fenton dị thể, nhiều gốc tự
do hydroxyl được tạo thành, hiệu quả xử lí tăng cao. Nhận định này có thể được chứng minh
bằng giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu 400, 500, 600
o
C và mẫu tro bay ban đầu (hình 6). Như
vậy, với khoảng giá trị khảo sát, nhiệt độ nung phù hợp được xác định là 500
o
C. Giá trị này

cũng hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu của Flores và cộng sự (2008) khi tiến hành biến tính tro
bay Mexico bằng sắt (III) nitrat.

Hình 6. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu tro bay biến tính ở 400
o
C; 500
o
C; 600
o
C và
tro bay ban đầu (chưa biến tính)
3.5. Ảnh hưởng của thời gian nung
Để tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian nung, vật liệu xúc tác được điều chế bằng
cách sử dụng X g muối sắt (III) clorua để biến tính; nung tại 500
o
C trong các khoảng thời gian
3 giờ, 4 giờ và 5 giờ sau đó được thử hoạt tính bằng cách tiến hành phân hủy RB 182 trong điều
kiện hàm lượng hydro peoxit 3,2 mM; pH 3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian nung
trong thời gian 110 phút được thể hiện trên hình 5. Kết quả thực nghiệm cho thấy, thời gian nung
xúc tác hợp lí là 4 giờ; giá trị này cũng hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu của Flores và cộng sự
[11]. Ảnh hưởng của thời gian nung, về cơ bản cũng có thể được giải thích tương tự như ảnh
hưởng của nhiệt độ (giản đồ nhiễu xạ tia X, hình 6).
3.6. Ảnh hưởng của hàm lượng tác nhân biến tính
Trong nội dung nghiên cứu này, các mẫu tro bay được biến tính trong cùng điều kiện về
nhiệt độ nung (500
o
C), thời gian nung (4 giờ) nhưng hàm lượng muối sắt (III) clorua
(FeCl
3
.6H

2
O) khác nhau: 2,7325 g/10 g tro bay (mẫu M2); 3,3824 g/10 g tro bay (mẫu M3);
4,0599 g/10 g tro bay (mẫu M4) và 4,7965 g/10g tro bay (mẫu M5). Hoạt tính xúc tác được thử


 c, Nguy Ninh, Nguyn Th 


536
trong điều kiện hàm lượng H
2
O
2
3,2 mM; pH 3. Hiệu quả xử lí trong thời gian 90 phút được thể
hiện trên hình 7 cho thấy mẫu M3 cho hiệu quả phân hủy RB 182 cao hơn cả. Ảnh hưởng của
hàm lượng tác nhân biến tính có thể được giải thích thông qua tổ hợp các phản ứng cơ bản diễn
ra trong quá trình Fenton dị thể [7, 10]:
3 2+
22
2+ 2
2
23
22
32
22
23
Fe H O Fe(OOH) H (1)
Fe(OOH) Fe HO (2)
Fe H O Fe HO HO (3)
Fe HO Fe H O (4)

Fe HO Fe HO (5)


   
   
   
  

   
   
  




Hình 7. Ảnh hưởng của hàm lượng tác nhân biến tính
Như vậy, hàm lượng muối FeCl
3
.6H
2
O phù hợp cho quá trình biến tính được xác định là
3,3824 g / 10 g tro bay. Tại các điều kiện phù hợp trong quá trình nghiên cứu, 94 % phẩm màu
RB 182 được loại bỏ.
3.7. Động học của quá trình xử lí
Nhiều nghiên cứu cho thấy các quá trình Fenton đồng thể và dị thể ứng dụng trong phân
hủy các hợp chất hữu cơ thường tuân theo động học bậc nhất. Nghiên cứu của S. Karthikeyan và
cộng sự (2011) lại cho thấy quá trình Fenton đồng thể tuân theo động học bậc nhất, còn Fenton
dị thể tuân theo động học bậc hai [10]. Trong bài báo này, động học của quá trình xử lí (phân
tích, tính toán ở điều kiện tối ưu) được kiểm tra với cả hai mô hình động học, bậc nhất và bậc hai.
Động học của quá trình tương ứng được biểu diễn bởi các biểu thức:

to
lnC lnC kt
(bậc nhất)
to
11
kt
CC

(bậc hai)


Phân hy phm màu reactive blue 182 bt fenton d th vi tro bay bin tính


537
trong đó: C
o
và C
t
tương ứng là nồng độ phẩm màu tại thời điểm trước xử lí và sau khi xử lí; k là
hằng số tốc độ phản ứng.
Kết quả khảo sát động học bậc nhất được thể hiện trên hình 8a; động học bậc hai được thể
hiện trên hình 8b. Căn cứ trên những kết quả thu được có thể nhận thấy quá trình phân hủy phẩm
nhuộm Reactive Blue 182 bởi quá trình Fenton dị thể với tro bay biến tính tuân theo động học
bậc nhất (do có hệ số tương quan R
2
lớn hơn so với bậc hai); k
1
= 0,0297 phút
-1

; R
2
= 0,9755
phút
-1
so với k
2
= 0,013 L.mg
-1
.phút
-1
; R
2
= 0,9205.

y = -0.029x + 4.970
R² = 0.975
0
1
2
3
4
5
6
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
ln(Ct)
Thời gian (phút)
y = 0.001x - 0.013
R² = 0.920
-0.04

-0.02
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110
1/Ct (L/mg)
Thời gian (phút)

(a) (b)
Hình 8. Kết quả xác định hằng số tốc độ phân hủy Reactive Blue 182
theo động học bậc 1 (a), bậc 2 (b)

4. KẾT LUẬN
Nhiệt độ nung, thời gian nung và hàm lượng muối sắt (III) clorua sử dụng trong quá trình
biến tính tro bay có ảnh hưởng tới đặc tính và hoạt tính xúc tác của sản phẩm. Với mục tiêu phân
hủy phẩm nhuộm Reactive Blue 182, trong điều kiện pH 3, hàm lượng hydro peoxit 3,2 mM,
điều kiện biến tính tro bay phù hợp về nhiệt độ, thời gian nung và hàm lượng muối sắt (III)
clorua (FeCl
3
.6H
2
O) tương ứng là 500
o
C; 4 giờ và 3,3824 g/10 g tro bay. Quá trình Fenton dị
thể phân hủy phẩm nhuộm Reactive Blue 182 sử dụng xúc tác tro bay biến tính tuân theo động

học bậc nhất, với hằng số tốc độ 0,0297 phút
-1
; R
2
= 0,9755.
Lời cảm ơn. Công trình được thực hiện với sự hỗ trợ tài chính từ Bộ Khoa học và Công nghệ với đề tài
mã số KC08.TN05/11-15.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Dao Sy Duc, Nguyen Bin, Tran Thi Huyen Trang - Adsorption of Basic Yellow 28 in
aqueous solution by activated carbon, Asian Journal of Chemistry 25 (2012) (accepted).


 c, Nguy Ninh, Nguyn Th 


538
2. Đào Sỹ Đức, Nguyễn Đắc Vinh, Đỗ Thị Hồng Nhung, Hoàng Văn Hà, Đỗ Quang Trung -
Nghiên cứu xử lí phẩm nhuộm Reactive Blue 161 bằng kĩ thuật oxy hóa tiên tiến sử dụng
phản ứng Fenton, Tạp chí Hóa học, tập 47 (2009), số 2A, trang 48-53.
3. Deepti Jain, Manish Mishra, Ashu Rani - Synthesis and characterization of novel
aminopropylated fly ash catalyst and its beneficial application in base catalyzed
Knoevenagel condensation reaction, Fuel Processing Technology 95 (2012) 119-126.
4. Hassan, B.H. Hameed - Fe–clay as effective heterogeneous Fenton catalyst for the
decolorization of Reactive Blue 4, Chemical Engineering Journal 171 (3) (2011) 912-918.
5. Yi L., Fu-Shen Z. - Catalytic oxidation of methyl orange by an amorphous FeOOH
catalyst developed from a high iron-containing fly ash, Chemical Engineering Journal
158 (2010) 148-153.
6. Pereira M. C., Tavares C. M., Fabris J. D., Lago R. M., Murad E., Criscuolo P. S. -
Characterization of a tropical soil and a waste from kaolin mining and their
suitability as heterogeneous catalysts for Fenton and Fenton-like reactions, Clay

Miner 42 (2007) 299-306.
7. Pradeep Shukla, ShaobinWang, Hongqi Sun, Hua-Ming Ang, Moses Tadé - Adsorption
and heterogeneous advanced oxidation of phenolic contaminants using Fe loaded
mesoporous SBA-15 and H
2
O
2
, Chemical Engineering Journal 164 (2010) 255-260.
8. Qiu Liao, Jing Sun, Lian Gao - Degradation of phenol by heterogeneous Fenton reaction
using multi-walled carbon nanotube supported Fe
2
O
3
catalysts, Colloids and Surfaces, A:
Physicochemical and Engineering Aspects 345 (2009) 95-100.
9. Girón R. P., Ruiz B., Fuente E., Gil R. R., Suárez-Ruiz I. - Properties of fly ash from
forest biomass combustion, Energy Fuels 26 (2012) 1540-1556.
10. Karthikeyan S., Titus A., Gnanamani A., Mandal A. B., Sekaran G. - Treatment of textile
wastewater by homogeneous and heterogeneous Fenton oxidation processes, Desalination
281 (2011) 438-445.
11. Yolanda Flores, Roberto Flores, Alberto Alvarez Gallegos - Heterogeneous catalysis in the
Fenton-type system reactive black 5/H
2
O
2
, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical
281 (2008) 184-191.

Phân hy phm màu reactive blue 182 bt fenton d th vi tro bay bin tính


539
DEGRADATION OF REACTIVE BLUE 182 DYE BY HETEROGENEOUS
FENTON TECHNIQUE USING MODIFIED FLY ASH/H
2
O
2

PART 1. EFFECT OF MODIFICATION CONDITIONS
Dao Sy Duc
1
, Nguyen Van Noi
1
, Vu The Ninh
2
, Nguyen Thi Minh Phuong
1

1
VNU University of Science, VNU-HN
2
Institute of Materials Sciences, VAST, 18 Hoang Quoc Viet, Cau Giay, Hanoi
*

Email:
In this study, Fe-modified fly ash using iron (III) chloride was used as a heterogeneous
Fenton catalyst for the degradation of Reactive Blue 182 (RB 182) dye. Effect of some
modification conditions such as modification temperature and time, iron (III) chloride dose on
the treatment efficiency were investigated and discussed. The experimental results show that Fe-
modified fly ash is a promising heterogeneous Fenton catalyst for removing dye from aqueous
solution. Under the suitable conditions include iron (III) chloride dose of 3,3824 g/10 g of raw
fly ash; the modification temperature and time were 500
o
C and 4 h, respectively, 94 % of RB
182 was removed (hydrogen peroxide concentration of 3.92 mM, pH 3). The kinetic data fitted
well for pseudo first-order reaction with reaction rate constant is 0,0297 phút
-1
; R
2
= 0,9755.
Keywords: Fe-modified fly ash; heterogeneous Fenton catalyst; Reactive Blue 182; reaction rate
constant.