ĐẶng thị quỳnh lan nghiên cứu tổng hợp và Ứng dụng của một số VẬt liệu khung kim loại-hữu cơ. Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và hóa lý


Nghiên cứu khả năng hấp phụ và xúc tác quang hóa Fenton của vật liệu Cr-MIL-101, Fe-Cr-MIL-101, MIL-53(Fe), MIL-88B



tải về 8.99 Mb.
trang42/51
Chuyển đổi dữ liệu08.06.2018
Kích8.99 Mb.
1   ...   38   39   40   41   42   43   44   45   ...   51

Nghiên cứu khả năng hấp phụ và xúc tác quang hóa Fenton của vật liệu Cr-MIL-101, Fe-Cr-MIL-101, MIL-53(Fe), MIL-88B.


Nước thải từ các ngành công nghiệp dệt nhuộm là nguồn ô nhiễm môi trường đáng kể. Công nghệ oxy hóa Fenton và quang hóa Fenton là quá trình oxy hóa tiên tiến quan trọng (AOPs) đã được áp dụng rộng rãi trong việc xử lý nước thải dệt nhuộm. Trong những năm gần đây, phản ứng oxy hóa Fenton xúc tác dị thể đang dần được thay thế bởi các hệ đồng thể sử dụng xúc tác có chứa ion Fe trên các chất nền polymer [21]. Việc đưa Fe vào khung MOF để dùng làm xúc tác cho phản ứng Fenton xúc tác dị thể trong xử lý nước nhuộm thải chưa được nghiên cứu. Vì vậy, trong nghiên cứu này, chúng tôi khảo sát hoạt tính quang xúc tác của của vật liệu MIL chứa Fe trong quá trình oxy hóa thuốc nhuộm màu đỏ 195 (RR195) . Thuốc nhuộm màu đỏ RR195 là một sản phẩm thương mại thường được sử dụng trong quá trình dệt nhuộm. Thuốc nhuộm này rất ổn định và rất khó bị oxy hóa.
  1. Khả năng hấp phụ thuốc nhuộm RR195 trên vật liệu Cr-MIL-101, Fe-Cr-MIL-101, MIL-53(Fe), MIL-88B


Các thông số liên quan như diện tích bề mặt, thể tích mao quản và kích thước lỗ của các vật liệu được trình bày ở Bảng 3.4.

Bảng 3. 4. Một số tính chất của vật liệu nghiên cứu




Vật liệu

SBET (m²/g)

Vtotal (cm³/g)

Kích thước lỗ trung bình (nm)

Cr-MIL-101

3532

1,753

1,99













Fe-Cr-MIL-101

2997

0,996

2,01

MIL-53(Fe)

14

0,012

2,9

MIL-88B

89

0,076

3,4












Kết quả ở Bảng 3.4 cho thấy, vật liệu Cr-MIL-101 có diện tích bề mặt lớn nhất, còn vật liệu MIL-53(Fe) có diện tích bề mặt nhỏ nhất. Về mặt lý thuyết, khả năng hấp phụ RR195 của vật liệu Cr-MIL-101 sẽ cao hơn các vật liệu còn lại. Để khảo sát tính chất này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu sự thay đổi nồng độ của RR195 trong dung dịch thông qua quá trình hấp phụ được trình bày ở Hình 3.38.



Kết quả cho thấy rằng, trong 10 phút đầu, nồng độ RR195 giảm rất nhanh, chứng tỏ ở gian đoạn này cả 4 vật liệu đều có khả năng hấp phụ cao đối với RR195 và tốc độ hấp phụ khá nhanh. Sau thời gian 1 giờ trong bóng tối, nồng độ RR195 giảm 40-45% so với nồng độ ban đầu đối với vật liệu Cr-MIL-101; giảm 80-95% đối với 3 vật liệu còn lại. Đặc biệt, trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng nồng độ hấp phụ thấp (dung dịch có nồng độ 0,3g chất hấp phụ/L dung dịch) so với nồng độ thông thường được dùng (1,0g chất hấp phụ/L dung dịch) trong các công trình nghiên cứu đã công bố [95]. Như vậy, so với vật liệu Cr-MIL-101, các vật liệu Fe-Cr-MIL-101, MIL-53(Fe) và MIL-88B có khả năng hấp phụ và hoạt tính cao hơn. Thông thường, vật liệu có diện tích bề mặt lớn thì khả năng hấp phụ cao. Trái lại, vật liệu MIL chứa Fe có diện tích bề mặt thấp nhưng hấp phụ RR195 cao hơn, điều này có thể giải thích là do sắt có thể tạo phức bền với thuốc nhuộm [95]. Chỉ có một vài công bố về khả năng hấp phụ thuốc nhuộm trên MIL-101. Haque và cộng sự [37] chỉ ra rằng vật liệu Cr-MIL-101 có khả năng hấp phụ metyl da cam rất tốt. Chen và cộng sự [29] cũng đã nghiên cứu khả năng hấp phụ của thuốc nhuộm hoạt tính XO (xylenol da cam) trên vật liệu Cr-MIL-101 và cho thấy rằng, Cr-MIL-101 có khả năng hấp phụ XO cao hơn nhiều so với các chất hấp phụ truyền thống như MCM-41 và than hoạt tính.

Hình 3. 38. Hiệu suất loại bỏ RR195 trên Fe-Cr-MIL-101, Cr-MIL-101, MIL-53(Fe) và MIL-88B (nồng độ 100ppm, m/V= 0,3g/L H2O2 : 136mg/L, pH =5,5)



Từ kết quả thu được, chúng tôi tiến hành khảo sát khả năng thực hiện phản ứng quang hóa Fenton trên vật liệu Cr-MIL-101 và Fe-Cr-MIL-101



1   ...   38   39   40   41   42   43   44   45   ...   51


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2019
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương