Luận án Nghiên cứu động học phân hủy một số hợp chất hữu cơ độc hại trong môi trường nước bằng quá trình oxi hóa tiên tiến

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

MỞ ĐẦU.1

CHưƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .4

1.1. Vai tr và v tr của các quá tr nh o i hóa trong lý nước .4

1.2 . Các quá trình oxi hóa tiên tiến 5

1.2.1. Định nghĩa .5

1.2.2. Phân loại .6

1.2.3. Phương pháp oxi hóa bằng ozon được nâng cao với các tác nhân khác nhau .7

1.2.4. Phương pháp Fenton.8

1.2.5. Phản ứng quang hóa trong phân hủy các chất hữu cơ.11

1.2.6. Quá trình UV/Clo .13

1.3. Tính chất hóa lý của một số gốc tự do điển hình và khả năng tham gia vào

quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ độc hại.20

1.3.1. Hoạt tính của gốc tự do Hydroxyl HO .20

1.3.2. Hoạt tính của gốc Hydroperoxyl và Superoxyl (HO2./O2.-).28

1.3.3. Sự hình thành các gốc Cl và Cl2-.30

1.3.4. Sự phân hủy và hình thành các gốc tự do sulfate trong môi trư ng nước .33

1.3.5. Gốc tự do acbonat CO32 .35

1.4. Một số xúc tác quang hóa nghiên cứu trong luận án 41

1.4.1. Xúc tác quang hóa nano TiO2.41

1.4.2. Xúc tác quang hóa TiO2/ graphen .43

1.5. Động học của phản ứng 46

CHưƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHưƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.51

2.1. Các phương pháp nghiên cứu .51

2.1.1. Phương pháp xác định sản phẩm phụ và hàm lượng các chất.51

2.1.2. Phương pháp đặc trưng vật liệu.55

2.2. Các nghiên cứu thực nghiệm . 57

2.2.1. Thiết bị.57

2.2.2. Hóa chất.58

2.2.3. Một số đối tượng nghiên cứu chính của luận án .58

2.2.4. Quy trình thí nghiệm Sarafloxacin .602.2.5. Quy trình thí nghiệm với Acetamiprid (A P).60

2.2.6. Quy trình thí nghiệm với Diclofelac và Fenuron .61

2.2.7. Quy trình tổng hợp Fe(III)-GO và TiO2-GO.62

2.3. Cơ sở lý thuyết của các thí nghiệm quang hóa . 63

2.3.1. Mô hình hệ thiết bị phản ứng quang hóa.63

2.3.2. ơ sở lý thuyết.64

CHưƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .70

3.1. Nghiên cứu quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ s dụng hệ UV/H2O2 và

UV/NaClO 70

3.1.1. Phân hủy các hợp chất hữu cơ sử dụng Na lO ( lo tự do) .71

3.1.2. Phân hủy các hợp chất hữu cơ sử dụng H2O2.72

3.1.3. So sánh các quá trình AOPs trong phân hủy các hợp chất hữu cơ.73

3.2. Nghiên cứu động học quá trình phân hủy Sarafloxacin bằng hệ UV 74

3.2.1. Khảo sát phổ hấp thụ phân tử trong vùng UV của Sarafloxacin.74

3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến tốc độ phân hủy Sarafloxacin.77

3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của anion lO4-, Cl-, SO42- .79

3.2.4. Nghiên cứu các sản phẩm chuyển hóa của quá trình phân hủy Sarafloxacin trên

hệ UV.84

3.3. Nghiên cứu động học quá trình phân hủy Sarafloxacin bằng hệ UV/H2O2 87

3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H2O2.87

3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các anion vô cơ .89

3.4. Nghiên cứu quá trình phân hủy Sarafloxacin bằng hệ UV/NaClO . 90

3.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH .90

3.4.2. Ảnh hưởng của các anion vô cơ .91

3.5. Nghiên cứu quá trình phân hủy Acetamiprid (ACP) 92

3.5.1. Nghiên cứu động học quá trình phân hủy A P bằng hệ phản ứng UV .92

3.5.2. Nghiên cứu động học quá trình phân hủy A P bằng hệ UV/Na lO.95

3.5.3. Nghiên cứu quá trình phân hủy A P sử dụng các xúc tác quang hóa Fe(III)-GO

và TiO2-GO.99

3.6. Nghiên cứu quá trình phân hủy Diclofenac (DF) bằng hệ UV/NaHCO3 .103

3.7. Nghiên cứu quá trình phân hủy Fenuron (FEN) bằng hệ UV/NaHCO3 . 106

3.8. Ảnh hưởng của lực ion đến quá trình phân hủy Diclofelac . 109

3.9. So sánh sự phân hủy của hai hợp chất hữu cơ Diclofelac và Fenuron . 112

3.10. Nghiên cứu các sản phẩm phụ của quá tr nh phân hủy Fenuron và

Diclofelac .113

3.10.1. Trư ng hợp của Fenuron .113

3.10.2. Trư ng hợp của Diclofenac.116KẾT LUẬN .121

NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN.123

TÀI LIỆU THAM KHẢO .124

PHỤ LỤC .136