BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ
ĐỖ BÌNH MINH
NGHIÊN C
ỨU QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA
TRONG MÔI TR
ƯỜNG NƯỚC CỦA CÁC
H
ỢP CHẤT NITROPHENOL TRONG MỘT SỐ
HỆ OXI HÓA NÂNG CAO KẾT HỢP BỨC XẠ UV
Chuyên ngành: Hóa lý thuy
ết và Hóa lý
Mã s
ố: 62 44 01 19
TÓM T
ẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
HÀ N
ỘI – 2015
Công trình được hoàn thành tại:
Viện Khoa học và Công nghệ quân sự - Bộ Quốc phòng
Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS. Trần Văn Chung
TSNguy
ễn Hùng Phong
Phản biện 1: GS.TS Nguyễn Văn Phú
Vi
ện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Phản biện 2: GS.TSKH Nguyễn Đức Hùng
Vi
ện Khoa học và Công nghệ quân sự
Phản biện 3: PGS.TS Đinh Ngọc Tấn

ện nay để xử lý môi trường bị nhiễm các chất hữu cơ độc hại
khó phân h
ủy người ta đã thử nghiệm áp dụng nhiều giải pháp công
ngh
ệ khác nhau trong đó có công nghệ sử dụng các quá trình oxi hóa
nâng cao (AOPs) nh
ư quá trình Fenton, oxi hóa điện hóa, sử dụng kim
lo
ại hóa trị không và chất xúc tác Fe(III)-TAML/H
2
O
2
,
Tuy nhiên cho
đến nay vẫn chưa có công bố nào đề cập đến
nh
ững kết quả nghiên cứu có tính hệ thống để chứng minh về cơ sở
khoa học của việc ứng dụng các quá trình oxi hóa nâng cao cho mục
đích xử lý nguồn nước thải công nghiệp bị nhiễm các hợp chất NPs độc
h
ại (đặc biệt là các hợp chất NPs có tính nổ). Trong các công trình đã
công b
ố cũng chưa chú ý tới việc so sánh, đánh giá sự khác nhau về tốc
độ, độ chuyển hóa phân hủy các hợp chất NPs giữa các quá trình AOPs
thông th
ường không sử dụng bức xạ UV với các quá trình AOPs có sử
dụng bức xạ UV.
2. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và những đóng góp mới của luận án
- Đã nghiên cứu một cách hệ thống các đặc điểm quá trình
chuy

g
ốc hydroxyl •OH sinh ra trong phản ứng quang phân.
- Xác
định được các quy luật phân hủy NPs phụ thuộc không chỉ
vào tác nhân phản ứng mà còn ở cấu trúc tự thân của phân tử ô nhiễm.
- Xác
định được sự tương thích của mô hình động học phản ứng
gi
ả bậc nhất dựa trên cơ sở sự biến đổi nồng độ NPs với phản ứng phân
h
ủy NPs trong các hệ AO có kết hợp UV với H
2
O
2
.
3. Cấu trúc của luận án
Luận án bao gồm: Phần mở đầu và 3 chương nội dung, kết luận,
tài li
ệu tham khảo. Trong đó: Chương 1 – Tổng quan; Chương 2 – Đối
t
ượng và phương pháp nghiên cứu; Chương 3 – Kết quả và thảo luận.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Đã tổng hợp các tài liệu về đặc điểm các quá trình oxi hóa nâng
cao trên c
ơ sở gốc hydroxyl, hiện trạng nghiên cứu ứng dụng các quá
trình oxi hóa nâng cao
để chuyển hóa và phân hủy các hợp chất
nitrophenol
độc hại nhiễm trong môi trường nước. Kết quả nghiên cứu
t

hoặc NPs/ UV- Fe
o
-
H
2
O
2
) và tác nhân điện hóa còn chưa được thực hiện.
3
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1.
Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là:
- Các h
ợp chất nitrophenol độc hại (NPs) thường bị nhiễm trong
ngu
ồn nước thải của các phân xưởng sản xuất vật liệu nổ bao gồm 4
h
ợp chất là NP, DNP, TNP và TNR.
-
Đặc điểm quá trình chuyển hóa, phân hủy các hợp chất NPs trong
m
ột số hệ oxi hóa nâng cao không và có sử dụng bức xạ UV như
NPs/UV-H
2
O
2
, NPs/Fenton, NPs/UV-Fenton, NPs/EO, NPs/UV-EO-
H
2

thi
ết bị đo COD DR/890 của HACH (Mỹ) theo TCVN 6491:1999 (ISO
6060:1989. Ph
ương pháp được thực hiện theo test kit đi kèm theo máy
đo.
- Ph
ương pháp xác định hằng số tốc độ phản ứng oxi hóa giả bậc
nh
ấtchủ yếu dựa theo mô hình tính hằng số tốc độ phản ứng giả bậc
nh
ất (pseudo-first-order rate constant) k’
NP
dựa theo kết quả đo C
NPs
(gọi tắt là mô hình k’C) đã nêu trong tài liệu [57]; mô hình tính hằng số
tốc độ tổng phản ứng giả bậc nhất (overall pseudo-first-order rate
constant) k’
ov
dựa theo kết quả đo thông số DOC ( gọi tắt là mô hình
k’
DOC
) đã nêu trong tài liệu [57] và mô hình tính hằng số tốc độ phản
ứng giả bậc nhất (k’
COD
) dựa trên kết quả đo thông số COD (gọi tắt là
mô hình k’
COD
) tương tự như mô hình k’
DOC
đã nêu trong tài liệu [57].

ảng 3.1 ta nhận thấy C
NPs
giảm dần khi tăng thời gian phản ứng
v
ới H
2
O
2
.
Trong s
ố các yếu tố đã khảo sát thì nồng độ ban đầu của H
2
O
2
là
có
ảnh hưởng rõ rệt nhất tới độ chuyển hóa và tốc độ phản ứng trung
bình phân h
ủy NPs. Điều này cho phép rút ra nhận xét là bản thân H
2
O
2
đã có khả năng phân hủy NPs với mức độ khác nhau tùy thuộc vào bản
ch
ất của hợp chất NPs đó. Kết quả khảo sát cũng cho thấy khi tăng pH
dung d
ịch từ pH 3 lên pH 6 - 6,5 tốc độ phản ứng trung bình và độ
chuyển hóa phân hủy NPs đều giảm khoảng 10 lần. Nguyên nhân là do
H
2

2
, UV-H
2
O
2
, C
H2O2
= 8.10
-4
M , pH=3
Th
ời
gian
(ph)
TNP
TNP/H
2
O
2
TNP/UV-H
2
O
2
C
mg/l
H
%
v
(mg/l)/ph
C

%
v
(mg/l)/ph
0 66,34 66,34
15 54,09 18,45 0,81 38,45 42,0 1,86
30 52,27 21,20 0,47 21,81 67,1 1,48
60 49,53 25,33 0,28 6,13 90,7 1,00
Thời
gian
(ph)
DNP
DNP/H
2
O
2
DNP/UV-H
2
O
2
C
mg/l
H
%
v
(mg/l)/ph
C
mg/l
H
%
v

6
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 10 20 30 40 50 60 70
Thoi gian, phút
-ln(C/Co)
C=0,8.10-3M
C=1,75.10-3M
C=3,5.10-3M
15 32,60 20,03 0,54 24,50 39,90 1,08
30 31,90 21,74 0,30 14,40 64,67 0,88
60 30,20 25,91 0,18 4,50 88,96 0,60
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng H
2
O
2
tới độ chuyển hóa phân hủy
NPs (H, %) trong h
ệ NPs/ H
2
O
2
(pH=3) (tính sau 15 phút phản ứng);
C

3
44,89 9,76 9,18 10,48
Hình 3.4. Đồ thị -ln (C/Co) – t đối với hệ TNR/H
2
O
2
(C
H2O2
: 1)0,8.10
-3
M; 2) 1,75.10
-3
M; 3) 3,5.10
-3
M; pH=3, t
0
=30
o
C)
K
ết quả thử nghiệm cho thấy vì trong phản ứng hệ NPs/H
2
O
2
chưa có vai trò của gốc •OH do đó mô hình động học phản ứng giả bậc
nh
ất trên cơ sở gốc •OH (mô hình k’C) áp dụng cho trường hợp phản
ứng oxi hóa trong hệ NPs/H
2
O

độ chuyển hóa (H) của TNR chỉ đạt gần 30% sau 250 phút
quang phân.
Đối với các hợp chất khác cũng quan sát thấy hiện tượng
t
ương tự.
 Ảnh hưởng của một số yếu tố tới độ chuyển hóa và tốc độ phân
h
ủy NPs
+ Thời gian phản ứng, nồng độ H
2
O
2
, pH và nồng độ ban đầu NPs
Kết quả thử nghiệm cho thấy độ chuyển hóa và tốc độ phân hủy
NPs trong h
ệ NPs/UV-H
2
O
2
(pH=3) tăng theo thời gian phản ứng và
l
ớn hơn đáng kể so với trường hợp không có bức xạ UV (hệ NPs/H
2
O
2
).
C
ũng như trong hệ NPs/H
2
O

)
đối với hệ TNP/UV-H
2
O
2
: E
a
=50,998 KJ/mol.
+ Cường độ bức xạ UV
Kết quả khảo sát cho thấy khi tăng cường độ bức xạ UV độ
chuyển hóa và tốc độ phân hủy NPs đều tăng. Nguyên nhân sự tăng độ
chuyển hóa phân hủy NPs khi tăng cường độ bức xạ UV có thể liên hệ
với sự tăng số phân tử H
2
O
2
bị kích thích bởi bức xạ UV để tạo ra gốc
•OH nhi
ều hơn.
8
 Đánh giá mức độ tuơng thích của mô hình động học k’C với
động học phản ứng phân hủy NPs
Kết quả thử nghiệm cho thấy đồ thị -ln(C/Co) – t của hệ
TNP/UV-H
2
O
2
luôn có dạng đường thẳng đi qua gốc tọa độ trong khi
đó đồ thị -ln(C/Co) – t của hệ NPs/H
2

với nồng độ H
2
O
2
khác nhau
2 2
H O
C
, M NP DNP TNP TNR
0,8.10
-3
y = 0,0362x
k’
NP
= 0,0362
y = 0,0366x
k’
DNP
= 0,0366
y = 0,0353x
k’
TNP
= 0,0353
y = 0,039x
k’
TNR
= 0,039
1,75.10
-3
y = 0,0622x

k’
TNR
= 0,1183
Nhận xét: Từ các kết quả thu được ta thấyhằng số tốc độ phản ứng
b
ậc nhất (k’
NP
) trong hệ NPs/UV-H
2
O
2
đều tăng mạnh khi tăng nồng độ
H
2
O
2
và giảm dần với sự tăng nhóm -NO
2
trong phân tử NPs (ngoại trừ
TNR), tuy mức độ giảm không lớn.
 Sản phẩm và cơ chế phản ứng oxi hóa phân hủy NPs
Các kết quả nghiên cứu, khảo sát về xác định mức độ khoáng hóa các
h
ợp chất NPs, các sản phẩm trung gian của quá trình chuyển hóa và dự
báo sơ đồ chuyển hóa của các hợp chất NPs tập trung cho ví dụ về hệ
TNR/UV-H
2
O
2
đã được giới thiệu trong tài liệu [59] của luận án. Phản

2
. Tốc độ và độ chuyển
hóa phân h
ủy TNR bằng tác nhân Fenton luôn cao hơn các hợp chất
NPs khác.
- Kết quả khảo sát về ảnh hưởng của hàm lượng Fe
2+
và tỷ lệ
H
2
O
2
/Fe
2+
, ảnh hưởng của H
2
O
2
và tỷ lệ H
2
O
2
/Fe
2+
và ảnh hưởng của
nhi
ệt độ dung dịch tới tốc độ phản ứng trung bình và độ chuyển hóa
phân h
ủy các hợp chất NPs cho thấy khi tăng các yếu tố trên đều dẫn
đến tăng tốc độ phản ứng trung bình và độ chuyển hóa phân hủy các

ết hợp bức xạ UV (hệ NPs/UV-Fenton)
- Việc khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng tới tốc độ suy
gi
ảm nồng độ NPs (tính theo tỷ lệ C/Co) và độ chuyển hóa phân hủy
NPs trong các h
ệ NPs/Fenton và NPs/UV-Fenton được thực hiện bằng
thi
ết bị có hệ thống tuần hoàn dung dịch nghiên cứu. Kết quả khảo sát
được trình bày trong bảng 3.20 với thí dụ 2 chất là TNP và TNR.
Bảng 3.20. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng tới sự biến đổi nồng độ,
độ chuyển hóa và tốc độ phản ứng trung bình phân hủy TNP và TNR
trong h
ệ NPs/UV-Fenton
Th
ời
gian,
phút
TNP
NP/Fenton
NP/UV
-
Fenton
C,
mg/l
H,
%
V,
mg/l/ph
C,
mg/l
Thời
gian,
phút
TNR
DNP/Fenton
DNP/UV
-
Fenton
C,
mg/l
H,
%
V,
mg/l/ph
C,
mg/l
H,
%
V,
mg/l/ph
0
199
0
0
199,00
0
0
20

ẫn tuân theo quy luật chung đã được phát hiện
tr
ước đây đối với trường hợp hệ NPs /Fenton.
-
Ảnh hưởng của cường độ, bước sóng bức xạ UV, nồng độ Fe
2+
,
H
2
O
2
(tỷ lệ H
2
O
2
/ Fe
2+
), pH, nồng độ ban đầu của NPs, nhiệt độ dung
d
ịch tới tốc độ phản ứng trung bình và độ chuyển hóa phân hủy NPs
trong h
ệ NPs/UV-Fenton về nguyên tắc cũng vẫn tuân theo các quy
lu
ật chuyển hóa phân hủy NPs trong hệ NPs/UV-H
2
O
2
và hệ
NPs/Fenton.
-

2
trong phân tử NPs (ngoại trừ TNR).
12
Bảng 3.22. Phương trình động học và hằng số tốc độ k’
NPs
đối với
các h
ệ NPs/ Fenton và NPs/UV- Fenton
NPs NPs/Fenton NPs/ UV-Fenton
NP y = -0.0006x
2
+ 0.0837x,
R
2
= 0.9976
y = 0.1339x, R
2
= 0.9993;
k’
NP
= 0,1339 ph
-1
DNP y = -0.0006x
2
+ 0.0523x,
R
2
= 0.9402
y= 0.0684x, R
2

= 0,1407 ph
-1
3.4. Đặc điểm phản ứng chuyển hóa trong môi trường nước của các
h
ợp chất nitrophenol bằng quá trình oxi hóa kiểu Fenton
(s
ử dụng sắt hóa trị không (Fe
o
) trong điều kiện không kết
h
ợp và có kết hợp bức xạ UV
3.4.1. Độ chuyển hóa và tốc độ phân hủy NPs trong các hệ không và
có k
ết hợp bức xạ UV (hệ NPs/Fe
o
-O
2
, NPs/Fe
o
-H
2
O
2
-O
2
,
NPs/UV-Fe
o
-H
2

M H
2
O
2
ta nhận thấy tốc độ phản ứng trung bình và độ chuyển hóa
phân h
ủy TNP và TNR đều tăng đáng kể và đặc biệt càng tăng mạnh
trong h
ệ có bức xạ UV (bảng 3.26, 3.27).
Bảng 3.26. So sánh độ chuyển hóa và tốc độ phản ứng
trung bình phân h
ủy TNP trong các hệ Fe
o
-O
2
Fe
o
-H
2
O
2
không và có kết hợp bức xạ UV
Th
ời
gian,
phút
H
ệ TNP/Fe
o
-

V
(mg/l.ph)
H
%
V
(mg/l.ph)
H% V
(mg/l.ph)
15 27,38 3,1 86,77 9,81 100,00 10,57
30 78,77 4,4 92,64 5,24
Bảng 3.27. So sánh độ chuyển hóa và tốc độ phản ứng
trung bình phân h
ủy TNR trong các hệ Fe
o
-O
2
Fe
o
-H
2
O
2
không và có kết hợp bức xạ UV
Th
ời
gian,
phút
H
ệ TNR/Fe
o

H
%
V
(mg/l.ph)
H
%
V
(mg/l.ph)
15 37,75 5,01 100,00 13,27 100 13,27
30 84,98 5,64
3.4.2. Đánh giá mức độ tuơng thích của mô hình động học k’C với
động học phản ứng phân hủy NPs trong các hệ NPs/Fe
o
-O
2
,
NPs/Fe
o
-H
2
O
2
-O
2
, NPs/UV-Fe
o
-H
2
O
2

O
2
càng thấp thì mức độ không tương thích với mô hình k'C càng cao.
Trên c
ơ sở các đồ thị đã dẫn đã xác định được phương trình biểu diễn
t
ốc độ phản ứng trong các hệ đã khảo sát(bảng 3.28).
Bảng 3.28. Phương trình động học và hằng số tốc độ k’
NPs
đối với
các h
ệ TNP/Fe
o
và TNR/Fe
o
không và có chứa H
2
O
2
,
không và có k
ết hợp bức xạ UV
Hệ AO Phương trình k’
NPs
,min
-1
C
H2O2
, mg/l
Hệ TNP

TNR /Fe
o
-H
2
O
2
-O
2
y = 0,5064x, R2=0,99 0,5064 59,5
TNR /UV-Fe
o
-H
2
O
2
-O
2
y = 0,5064x, R2=0,99 0,5064 59,5
Từ kết quả đã ghi trong bảng 3.28 ta nhận thấy hằng số tốc độ k’
NPs
trong hệ có H
2
O
2
và UV cao hơn gần 6 lần so với hệ có oxi mà không
có UV.
Đối với TNR thì k’
NPs
trong hệ có H
2

ệm đã chọn tốc độ phản ứng trung bình và độ chuyển hóa phân
h
ủy NPs (tính sau 15 phút, pH=3) giảm dần theo dãy
V, mg/l.ph: TNP (5,09) < DNP (7,66) < NP (11,3), TNR (12,3)
H,% : TNP (50,05) < DNP (80) < NP (86,16), TNR (99,8)
Vi
ệc tăng pH từ 3 đến 9 của dung dịch điện phân có ảnh hưởng
nh
ưng không đáng kể đến tốc độ phản ứng trung bình phân hủy cả 4
h
ợp chất NPs.
3.5.1.2. Ảnh hưởng của mật độ dòng đến độ chuyển hóa và tốc độ phản
ứng trung bình phân hủy NPs bằng phương pháp điện phân
không có màng ng
ăn
Cũng như đối với trường hợp điện phân các hợp chất hữu cơ
d
ạng nitro thơm khác kết quả khảo sát của NCS cho thấy sự tăng mật
độ dòng từ 0,5 đến 2,5 A/dm
2
đều dẫn đến sự tăng tốc độ và độ chuyển
15
hóa phân h
ủy các hợp chất NPs. Tuy nhiên, mật độ dòng thích hợp
dùng
để điện phân NPs chỉ nên chọn trong khoảng I
d
=1,0 – 1,5 A/dm
2
.

theo thời gian phản ứng điện hóa
STT H
ợp chất NPs Phương trình động học k’
NPs
, ph
-
1
1 NP y= 0,2111X ; R
2
=0,87 0,211
2 DNP y= 0,125X ; R
2
=0,98 0,125
3 TNP y= 0,0484X ; R
2
=0,95 0,048
4 TNR y= 0,244X ; R2=0,99 0,244
Nhận xét: Từ kết quả dẫn trong bảng 3.31 ta nhận thấy hệ số tốc
độ phản ứng oxi hóa điện hóa giả bậc nhất của các hợp chất NPs (k’
c
)
gi
ảm dần theo dãy:
k’
NPs
(min
-1
): TNR (0,244) > NP (0,211)> DNP (0,125) > TNP
(0,048)
Nh

ợp chất NPs Phương trình động học k’
COD
, min
-
1
1 NP y=0,0760X ; R
2
=0,99 0,0760
2 DNP y=0,0478X ; R
2
=0,97 0.0478
3 TNP y=0,0273X ; R
2
=0,97 0,0273
4 TNR y=0,0769X ; R
2
=0,99 0,0769
Từ kết quả dẫn trong bảng 3.32 ta thấy hằng số tốc độ tổng biểu
ki
ến phản ứng oxi hóa điện hóa giả bậc nhất (k’
COD
) của các hợp chất
NPs
đã khảo sát giảm dần theo dãy sau:
k
’
COD
(ph
-1
): TNR(0,0769)~ NP(0,0760) > DNP (0,0478) > TNP

ẫn không thay đổi.
b. Đặc điểm động học phản ứng phân hủy NPs trong hệ NPs/ EO
có tu
ần hoàn dung dịch nghiên cứu
Do tốc độ phản ứng trung bình và độ chuyển hóa phân hủy NPs trong
h
ệ có tuần hoàn dung dịch nghiên cứu (gọi tắt là hệ NPs/EO-TH) có sự
thay đổi so với trường hợp hệ không tuần hoàn (gọi tắt là hệ NPs/EO-
KTH) cho nên các
đồ thị - ln(C/Co) – t đối với hệ NPs/EO-TH (thí dụ,
đối với NP, DNP và TNP) hầu hết đều không có dạng đường thẳng đi
qua g
ốc tọa độ, tức là ở điều kiện này việc áp dụng mô hình k’C là chưa
17
phù h
ợp.
3.5.2.2. Hệ NPs/ EO-H
2
O
2
a.Sự biến đổi tốc độ và độ chuyển hóa phân hủy NPs theo thời
gian ph
ản ứng trong hệ NPs/EO- H
2
O
2
Kết quả thử nghiệm cho thấy khi được bổ sung một lượng nhất định
H
2
O

H
ệ DNP/
H
2
0
2
(1,75.10
-3
M)
H
ệ TNR/
H
2
0
2
(1,75.10
-3
M)
C
,
mg/l
H,
%
V ,
mg/
l.ph
C
,
mg/l
H,

ạng đường cong bão hòa, tức là ở ngay điều kiện này mô hình động
h
ọc k’C cũng sẽ không thích hợp để mô tả động học phản ứng trong hệ
NPs/EO-H
2
O
2
.
18
3.5.3. Đặc điểm quá trình phân hủy điện hóa của các hợp chất NPs
trong
điều kiện điện phân không màng ngăn trong điều kiện
có b
ức xạ UV: hệ NPs/UV-EO
3.5.3.1. Kết quả khảo sát đặc điểm quá trình phân hủy điện hóa của
các h
ợp chất NPs hệ NPs/UV-EO
a.S
ự biến đổi tốc độ và độ chuyển hóa phân hủy NPs theo thời
gian ph
ản ứng trong hệ NPs/UV-EO
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của bức xạ UV tới tốc độ phản
ứng trung bình và độ chuyển hóa phân hủy điện hóa các hợp chất NPs
cho th
ấy tốc độ phản ứng trung bình phân hủy NPs chỉ tăng lên đáng kể
đố
i với dung dịch điện ly chứa TNP được chiếu bức xạ UV (tăng gần 5
l
ần so với hệ TNP/ EO; tăng hơn 2 lần so với hệ TNP/ EO-H
2

2
các đường phụ thuộc –ln(C/Co) – t đối với hệ NPs/UV-
EO ngo
ại trừ TNR phần lớn chỉ có dạng đường cong bão hòa, tức là ở
đ
iều kiện này mô hình động học k’C cũng chưa thích hợp khi áp dụng
để mô tả phản ứng trong hệ NPs/UV-EO.
3.5.4. Đặc điểm quá trình phân hủy điện hóa của các hợp chất NPs
trong h
ệ NPs/ UV-EO-H
2
O
2
3.5.4.1.Tốc độ và độ chuyển hóa phân hủy NPs trong hệ NPs/UV-EO-
H
2
O
2
19
T
ừ kết quả dẫn trong bảng 3.37 ta nhận thấy tốc độ phản ứng trung
bình phân h
ủy NPs đã tăng lên đáng kể đối với dung dịch điện ly chứa
TNP và H
2
O
2
được chiếu bức xạ UV (hệ NPs/ UV-EO-H
2
O

2
0
2
(1,75.10
-3
M)
TNR
UV+ H
2
0
2
(1,75.10
-3
M)
C,
mg/l
H,
%
V ,
(mg/l)/
ph
C,
mg/l
H,
%
V ,
(mg/l)/
ph
C,
mg/l

2
) đều có dạng đường thẳng đi qua gốc tọa độ, tức là ở điều kiện
này mô hình
động học k’C hoàn toàn thích hợp khi áp dụng để mô tả
độ
ng học phản ứng trong hệ NPs/UV-EO-H
2
O
2
. Trên cơ sở các kết quả
khảo sát đã xác định được các phương trình động học và tính được giá
tr
ị hằng số tốc độ phản ứng giả bậc nhất k’
NPs
đối với các hệ NPs/UV-
EO-H
2
O
2
(bảng 3.38).
Bảng 3.38. Phương trình động học và hằng số tốc độ phản ứng giả bậc
nh
ất k'
NP
trong hệ NPs/UV-EO-H
2
O
2
NPs Phương trình, R
2

quy lu
ật chung là giảm dần với sự tăng nhóm -NO
2
trong phân tử
(ngoại trừ TNR): H,V
TNR
> H,V
DNP
> H,V
TNP
H,V(EO) <H,V (EO-H
2
O
2
) <H,V(UV-EO) < H,V(UV-EO-H
2
O
2
)
Bảng 3.40. So sánh tốc độphản ứng trung bình và độchuyển hóa phân hủy các
h
ợp chất NPs bằng các tác nhân oxi hóa điện hóa khác nhau (trong 15 phút sau khi
ti
ến hành phản ứng)
H
ệ oxi hóa
đi
ệ
n hóa
V

0,31
9,80
1,34
48,18
3,01
96,16
EO
-
UV
0,62
19,58
1,17
42,23
2,81
89,64
EO
-
UV
-
H
2
O
2
1,07
33,73
1,31
47,03
3,06
97,53
3.6. Đặc điểm quá trình chuyển hóa điện hóa của các hợp chất

H
ệ TNP/AEO
H
ệ TNP/
AEO-H
2
O
2
(1,75.10
-3
M)
H
ệ TNP/
UV-AEO-H
2
O
2
(1,75.10
-3
M)
C,
mg/l
H,
%
V ,
(mg/l)/
ph
C,
mg/l
H,

O
2
) < H,V (UV-AEO- H
2
O
2
) tức là cũng tuân theo quy luật
t
ương tự như đối với trường hợp điện phân không màng ngăn (EO).
3.6.2. Khảo sát khả năng áp dụng mô hình động học phản ứng oxi
hóa
điện hóa NPs dựa trên cơ sở đo thông số C
NPs
(mô hình
k’C) và COD (mô hình k'
COD
) đối với các hệ NPs/AEO
không s
ử dụng và có sử dụng bức xạ UV
Trên cơ sở các kết quả thực nghiệm đã xây dựng các đường
cong ph
ụ thuộc -ln(C/Co) – t đối với các hệ NPs/AEO và NPs/UV-
AEO.K
ết quả cho thấy đồ thị -ln(C/Co) – t đối với TNP trong điều kiện
có ho
ặc không có bức xạ UV và H
2
O
2
đều có dạng đường thẳng đi qua

y = 0,0027x, R
2
= 0,9918
0,0027
22
2
TNP/AEO
–
H
2
O
2
y = 0,0044x, R
2
= 0,9936
0,0044
3
TNP/UV
-
AEO
y = 0,0031x, R
2
= 0,9905
0,0031
4 TNP/UV-AEO-
H
2
O
2
y = 0,0274x, R

Khả năng áp dụng kết quả nghiên cứu của luận án cho mục đích
x
ử lý khử độc cho nguồn nước thải công nghiệp quốc phòng bị nhiễm
các h
ợp chất NPs độc hại đã được chúng tôi khảo sát thử nghiệm trên
hai lo
ại mẫu : 1-mẫu nước tự tạo có thành phần gồm NP, DNP, TNR,
TNP v
ới nồng độ mỗi chất là 5.10
-4
M; 2- mẫu nước thải phát sinh từ
dây chuyền sản xuất thuốc gợi nổ diazodinitrophenol (DDNP) của một
c
ơ sở sản xuất vật liệu nổ thuộc TCCNP. Từ kết quả đo nhận thấy sau
60 phút ph
ản ứng độ chuyển hóa phân hủy NPs bằng tác nhân Fenton
ch
ỉ đạt mức ~ 90%, trong khi đó tại thời điểm này khi sử dụng tác nhân
UV-Fenton thì
độ chuyển hóa phân hủy đã đạt mức 100 %. Kết quả
khảo sát bước đầu này cho thấy việc sử dụng tác nhân UV có khả năng
cho phép nâng cao hi
ệu quả xử lý nguồn nước bị nhiễm đồng thời nhiều
h
ợp chất NPs, đặc biệt là cho phép giảm đáng kể hàm lượng tác nhân
Fenton (Fe
2+
và H
2
O

o
-H
2
O
2
,
NPs/EO, NPs/EO-H
2
O
2
, NPs/UV-EO- H
2
O
2
, NPs/ AEO, NPs/AEO-
H
2
O
2
, NPs/UV-AEO- H
2
O
2
trong đó các quá trình AO như UV-EO-
H
2
O
2
,UV-AEO-H
2

O
2
và bức xạ UV so với hệ không có H
2
O
2
và UV là do có sự tham
gia c
ủa phản ứng quang phân trực tiếp NPs và sự tăng hàm lượng tác
nhân oxi hóa nâng cao là g
ốc •OH từ phản ứng quang phân trực tiếp
H
2
O
2
bằng năng lượng photon (UV).
4. Trong cùng m
ột hệ oxi hóa nâng cao (không hoặc có kết hợp
b
ức xạ UV) sự thay đổi tốc độ phản ứng trung bình (v) và độ chuyển
hóa (H) phân h
ủy NPs đều tuân theo quy luật giảm dần với sự tăng số
lượng nhóm nitro trong phân tử NPs trong đó (H,v)
NP
 (H,v)
TNR
>
(H,
v)
DNP