Tom t t

TÓM T T
ứ

n

POP - Persistent Organic Pollutants)
c (COD - C

O

D

T O 2. C

ứ
T O2

ứ
V

UV,

.N
ứ

acid acetic. B

kali hydrophtalat, phenol, anilin,
ứ


UV. H
.C

ò
ò

.C

.
o
t ả

u tr n qu n
n

r r

v n

t
t ả

p

2

n nu

t

base substances.
Keywords: TiO2 photocatalytic system, persistent organic pollutants (POPs),
market, rubbish and swine wastewaters.

ii


Danh muc cac ki hiêu - ch viêt t t

MỤC LỤC
T M T T .................................................................................................................. i
ABSTRACT .............................................................................................................. ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC KÝ HI U V CHỮ VI T T T ............................................... v
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... viii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ................................................................................... 3
1.1. T NH CẤP THI T ....................................................................................... 3
1.2. CÁC QUÁ TRÌNH OXY HÓA NÂNG CAO AOPs .................................. 6
1.2.1. G

..................................................................................... 7
•

1.2.2. C

OH ....................................................... 8

1.2.3. P


1.3.2.3. C

ủ T O2 ....... Error!

Bookmark not defined.
1.3.2.4.

T O2

ụ

ẫ

Error!

Bookmark not defined.
1.3.2.5. N

UV ....................... Error! Bookmark not defined.

ÁP DỤNG CÁC AOPs XÖC TÁC TiO2 TRONG XỬ LÝ NƢỚC

THẢI

.............................................................................................................................. 21
iii


Danh muc cac ki hiêu - ch viêt t t

2.2.1.5. A
2.2.2. N

K

A

..................................................... 29

...................................................................................... 30

2

MÔ H NH TH NGHIỆM ........................................................................ 30

2

DỤNG CỤ TH NGHIỆM ......................................................................... 32

2

PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................. 32

2.5.1. C

ẫ ............................................................................................ 32

2.5.2. T

................................................................................ 32


Anilin

Dung d ch Anilin có n

AOPs

c sóng ánh sáng
COD 200ppm

nt
COD 200ppm

Các quá trình oxy hóa nâng cao - Advanced Oxidation
Processes

BOD

Nhu c u oxy sinh h c - Biological Oxygen Demand

c

V n t c ánh sáng

CB

Vùng dẫn của ch t bán dẫn

CTiO2



H ng s Planck

h+

Lỗ tr ng trong vùng hóa tr

k

H ng s t

K

H ng s h p phụ

K’

H ng s t

KHP

Potassium hydrogen phthalate có n

NRR

N

cr

NTC

COD 200ppm

n, khó phân hủy sinh h c - Persistant Organic
v


Danh muc cac ki hiêu - ch viêt t t

Pollutants
pzc

n tích zero - Point of zero charge
ng – Suspended Solid

SS

Ch t rắ

Ti-M

TiO2 Merck

Ti-M500

TiO2 Merck nung s c nhi 5

5000C

Ti-M950


λ = 400 – 700nm)

vi


Danh muc bang

DANH MỤC BẢNG

Tên bảng

TT
01

B

1.1. G

02

B

1.2. K

03

B

1.3. P


ứ

6

OH ủ

9
10

ẫ T O2
ụ

ụ

ủ T O2

11

ụ

32
39

vii


Danh muc hinh

DANH MỤC H NH
TT


14

05 Hình 1.5. S

ủ T O2

06 Hình 2.1. C

19

ủ KHP - Potassium hydrogen phtalate

34

07 Hình 2.2. C

ủ P

35

08 Hình 2.3. C

ủ

35

09 Hình 2.4. C

ủ


38

è V

38

ủ

Hình 3.2. K

COD
ứ

ứ
ủ

ẫ KHP

41
0,5

Ti-M
Hình 3.3. Ả

ủ

ứ

ủ


ẫ

3.7. B

ứ

ủ

T O2

ẫ

KHP
H
NTC
H
NRR

42

45

46

47

viii




47

49

khác nhau
Hình 3.10. Ả

T O2

ứ O

51

ix


Phân m

âu

MỞ ĐẦU
C

,
ủ

ủ

tinh chúng ta. T

.

ủ
ứ

,

,

,
,

ụ

UV

ứ
quang xúc tác trên

.
AOP

TiO2

T O2

,

,



ụ

ứ

UV-A nên

.N
ứ

1


Phân m

T O2 ,

“ Nghiên cứu khả năng xử lý

bằng hệ xúc tác quang hóa TiO2”
T

c

âu

nước ô nhiễm

.



. TiO2 dùng trong quá trình quang xúc tác

xúc tác TiO2 trên hai

.N

TiO2 là TiO2
TiO2 T

Q

T -T), TiO2 Merck (Ti-M), TiO2 M

M950). C

ứ

TiO2
KF T -

9500C T -M500

500

MKF), TiO2 Merck
UV, V

quang


CHƢƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. T NH CẤP THI T
T

ứ é
,

.N

ủ

,
ứ ;

,

,

,
ủ

,

ỏ

,

,

.H


.

–

P

Organic Pollutants - POP

. POP –

ủ

g

,
,

ẫ

.N

ứ
,

tác nhân gâ

ẫ

Q

A

,
C

S

T

,

.N

S

M

,

, E

, H

,

H
P

B


Bảng

1. Giá trị giới hạn các thông số chất lƣợng nƣớc mặt

Thông số

STT

Giá trị giới hạn

Đơn

A

vị

B

A1

A2

B1

B2

Hó chất bảo vệ thực vật hlor hữu cơ
1

Aldrin + Dieldrin


0,05

0,1

0,13

0,015

4

DDT

μ /

0,001

0,002

0,004

0,005

μ /

0,005

0,01

0,01

0,02

0,02

0,03

8

Heptachlor

μ /

0,01

0,02

0,02

0,05

Hó chất bảo vệ thực vật phospho hữu cơ
9

Paration

μ /

0,1

0,2

450

500

12

2,4,5 T

μ /

80

100

160

200

13

Paraquat

μ /

900

1200

1800



, 21.000

,

.N

ỡ

ủ

ụ

72

1961 – 1971 [1,2,38]. D
ứ

8.600

,

f
ỳ

,

ỏ

ỏ

p.

C

, ẻ

.T

ứ
ụ

:

f

,

.N

f

ẽ

,
,

,
ụ

.M

C

ứ
ụ

ụ

ụ

.N
cô

,

,

:
ứ

5


Chương 1: Tông quan

ủ
nâng cao.
1.2. CÁC QUÁ TRÌNH OXY HÓA NÂNG CAO AOPs
C

ủ

ủ

[8,25]

2,05

.

Bảng 2. Khả năng oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa [8,25]
STT

Thế oxy hóa (V)

Tác nhân oxy hóa

1

Lỗ

T O2

2

G

H

2,80

3


Acid hypochloride

1,49

9

Acid hypoiodide

1,45

10

Chlor

1,36

11

Brom

1,09

12

Iod

0,54

3,20

(1.1)

•

Mỗ

HOOH

OH
•

.K
.G

ủ 1

ẵ
ỗ

ứ

ứ

ắ
ứ

,

ụ
.

:

ẳ

ò

,

:
•

OH + CH2=CH2 → •CH2 – CH2(OH)

P

(1.2)

ứ

,
:

•

OH + CH3-CO-CH3 → •CH2COCH3 + H2O

P

ứ


“
-

C

-

H

-

P

-

S f

-

N

-

H

-

C

”, ứ

OH

,

ứ

ứ
•

OH

.C

ứ
ứ

ra

oxy hóa nâng cao ụ
12

•

OH ủ

quá trình

1.3.

Phân loại các quá trình oxy hóa nâng cao


sáng (Advanced Photochemical Oxidation Protect
ụ

– AOP . C
1.4.

8


Chương 1: Tông quan

Bảng

Tác nhân

STT
1

. Phản ứng tạo gốc •OH của các quá trình oxy hóa nâng cao [3,8,16,31]
phản ứng

H2O2 và Fe2+
H2O2/Fe2+

H2O2 + Fe2+ → F

3+

+ OH- + •OH

(ion) Fe3+ (ion) + H2O 
OH + Fe2+

+ H+ (λ>300nm)

2

3

Phản ứng đặc trƣng

Quá trình siêu âm
Q

X,

ao
γ, H2O nangluongc
 

 •OH + H•
chùm (1 – 10MeV)

electron)

ứ

γ,

X,


O2 λ = 253,7

TiO2

hv
TiO2 
e- + + λ > 387,5

l

h+ + H2O → •OH + H+

UV

H+ + OH- → •OH + H+

UV/oxy hóa

UV/oxy hóa

Quang xúc tác
ẫ

9


Chương 1: Tông quan

Phân loại các quá trình oxy hóa nâng cao [8,11,18,30,31]

-

Q

Protection – ANOPs)

-

Quá trình siêu âm

-

Q

-

Quá trình H2O2/UV

-

Quá trình O3/UV

-

Quá trình H2O2/UV + O3

(Advanced Photochemical

-


Tổng quan về chất bán dẫn TiO2

1

C

ẫ

ẫ

.C

ẫ

ẫ
ò

.G

“

ẫ ”

ĩ

ẽ

ẫ

,


, T O2
.C

ba

anatase,

ủ

TiO6,

. Tuy nhiên,

3

ủ T O2

õ

a

.

ủ

, ẫ

ủ



C)
3

/
ứ

4

)

M

Tứ
1800

1850

3,84

4,20

5,5 – 6,0

6 -7

5

C


/

C)
V

R

ủ T O 2,

3,02 V. R
4,2 /

2
3

.R

B
[2]

ò

,

ứ

.

11


ứ

,

.B
3,4 V,

4,1 /

3 [2]

.
12


Chương 1: Tông quan

Hình 1.3. Cấu trúc Brookite
1.3.1.2. T
,

TiO2
,

ỡ

HF

ụ


1972

ủ

T O2
N

[2,37]

. Sau khi phát minh này

,

ụ

ủ
.H

hydro và x
ứ

ứ

ụ

ủ

T O2

:

ủ T O2

EU,
.
13


Chương 1: Tông quan

N

ứ

ụ

T O2

ỏ

ủ

f

:
, è
,

,

ò

ẫ
:

VB

ủ
CB

ẫ
ò

.K
14


Chương 1: Tông quan

ứ

ẫ

,

Eg) [3,5,8].
K

ẫ

ν



ứ
[3]

ứ

– hóa

.
ẫ , ứ

ứ
Planck:  

hc
Eg

λ

E ,

Eg

,

P

,

ánh sáng.


ứng là +3, 1 và – 0,1V [3,26].
i ánh sáng

λ ≤ 387,5nm), TiO2 ẽ
-

ụ

ν

ẽ

ẫ ,
.

ụ
ụ
quang sinh e-

.T

,

+

ỗ
ủ

ủ T O 2,


(1.6)

Dads + h+ → D+ads

(1.7)

C

ứ

ẽ

ứ
.N

ủ
TiO2,

ẽ

.T

TiO2 (h+) + Rads → T O2 + R

•

*+

:

ụ

1.8 ,

T O2
ỗ

+

ứ
•

OH

H2Oads
ứ

.S
1.5 [31,32].

16