HỆ XÚC TÁC FENTON DỊ THỂ XỬ LÍ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM ppt

HỆ XÚC TÁC FENTON DỊ THỂ XỬ LÍ NƯỚC THẢI DỆT
NHUỘM
Trong quá trình nhuộm thì có đến 12-15% tổng lượng thuốc
nhuộm không phản ứng gắn màu, thất thoát theo nước thải
sau nhuộm. Và phương pháp để xử lý nguồn nước ô nhiễm
này là sử dụng quá trình oxi hóa nâng cao (Advanced
oxidation processes : AOPs) nhằm oxy hóa hoàn toàn các
hợp chất hữu cơ của thuốc nhuộm thành CO
2
và H
2
O. Trong
các phương pháp oxi hóa bậc cao thì chu trình Fenton sử
dụng xúc tác dị thể cho thấy những ưu thế vượt trội so với
các phương pháp khác. Bài viết này sẽ giới thiệu những đặc
điểm quan trọng và cơ bản nhất của hệ Fenton dị thể.


Vấn đề ô nhiễm nguồn nước do thuốc nhuộm
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. Nó bao
gồm việc xử lí nước thải không đúng quy định, mưa acid từ nito
oxit do quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, các chất thải
công nghiệp… 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 (theo điều tra có khoảng 25% dân
số thế giới bị mắc một số bệnh có liên quan đến vấn đề ô nhiễm
nguồn nước).
Một số chất ô nhiễm hữu cơ có nguồn gốc từ thuốc nhuộm tổng

hợp (trong một số ngành công nghiệp dệt may, da, sơn, in ấn…).
thuốc nhuộm tổng hợp dựa trên benzindine, 3, 3’-
dimethoxybenzidine và 3, 3’-dimethylbenzidine đã được phân
loại là chất gây ung thư, vì thế nó đang là một vấn đề nhức nhối
cho xã hội và đòi hỏi phải có một phương pháp hiệu quả để loại
bỏ những độc tính đó.
Các phương pháp xử lý nước thải nhuộm
Hiện nay, để xử lý nguồn nước thải từ các quá trình dệt nhuộm,
người ta thường sử dụng các quá trình oxy hóa nâng cao
(Advanced oxidation processes : AOPs). Các quá trình này dựa
trên cơ sở oxy hóa các hợp chất hữu cơ (thuốc nhuộm) thành
CO2 và H2O với tác nhân oxy hóa là các gốc tự do hoạt động
hydroxyl °OH được tạo ra ngay trong quá trình hoạt động từ các
tác nhân ban đầu an toàn, ít độc tính chứ không phải là quá trình
sử dụng trực tiếp các chất oxi hóa mạnh như Cl2, O3… Bảng 1
cho chúng ta thấy thế oxy hóa của gốc hydroxyl so với các tác
nhân oxy hóa thông thường khác.
Bảng 1: Số oxi hóa của một số tác nhân oxi hóa thường gặp

Ta thấy gốc hydroxyl là tác nhân oxy hoá mạnh nhất có thế
oxy hoá là 2.8V, cao gấp 1.52 lần ozone, gấp 2.05 lần clo.Với
thế oxy hóa rất cao, gốc hydroxyl có khả năng oxy hóa mọi
hợp chất hữu cơ, dù là loại khó phân huỷ nhất, thành những
hợp chất vô cơ không độc hại như CO2, H2O, axít vô cơ…

Trong các quá trình oxi hóa bậc cao thì quá trình Fenton và
Fenton có sự bổ trợ của ánh sáng (photo-Fenton) được sử
dụng rất rộng rãi và có hiệu suất xử lý thuốc nhuộm rất cao.

Quá trình Fenton được phát triển đầu tiên bởi Fenton vào

năm 1894. Quá trình này được sử dụng để oxy hóa các hợp
chất hữu cơ trong nước với các tác chất là H2O2và FeSO4.
Mãi sau đó 14 năm thì cơ chế phản ứng mới được đề nghị
bởi Haber-weiss(1934). Và kết quả quan trọng nhất của cơ
chế đề nghị này chính là sự hình thành gốc hydroxyl °OH
như hợp chất trung gian.



Ngoài ra, người ta cũng nhận thấy khả năng oxi hóa của quá
trình Fenton có thể được tăng mạnh khi có sự chiếu sáng
bằng tia UV hay thậm chí ánh sáng khả kiến. Khi có mặt của
bức xạ thì gốc °OH có thể được hình thành theo các phản
ứng dưới đây


Các quá trình fenton hay photo fenton đều phụ thuộc vào
nồng độ H2O2, nồng độ muối Fe và pH.
Trong quá trình tiến hành phản ứng, xúc tác Fenton có thể
là đồng thể hay dị thể. Ở hình 1 sẽ trình bày một số đặc điểm
quan trọng của hệ xúc tác đồng thể và dị thể