ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------------------------

N

V

H

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI
NHI M THU C N NH M NITROPHENOL
NG QU TR NH QUANG FENTON

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - Năm 2013

i


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------

N

V

H


Khoa học T nhiên, Đ i học Quốc Gia Hà Nội đã tận tình d y d và truy n đ t
nhi u kiến thức chuyên môn cho em trong suốt thời gian học tập
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, b n bè và ngƣời thân đã động
viên, giúp đỡ trong suốt qúa trình đào t o này
Hà Nội, tháng

năm 2013

Học viê

N

iii

V

H


MỤC LỤC
I MỞ ĐẦU .................................................................................................................1
CHƢƠNG I TỔNG QUAN .......................................................................................3
1 1 Kh i qu t qu trình oxi h a nâng cao ..................................................................3
1 1 1 Kh i niệm v t c nhân oxi h a nâng cao *OH và qu trình oxi h a nâng cao
trên cơ sở *OH ............................................................................................................3
1 1 2 Đ c đi m qu trình oxi h a Fenton ...................................................................8
1 1 3 Đ c đi m qu trình Quang Fenton ..................................................................12
1 2 Hiện tr ng nghiên cứu, ứng d ng, công nghệ xử l môi trƣờng b nhiễm thuốc
nổ nh m Nitrophenol ................................................................................................14
1 2 1 Đ c đi m cấu t o, t nh chất l , h a học c a c c hợp chất Nitrophenol ..........14

b ng qu trình Fenton, trong đi u kiện không c bức x UV ..................................33
3 2 1 Khảo s t đ c đi m chung s phân h y c a TNP b ng t c nhân Fenton .........33
3 2 2 Khảo s t đ c đi m s phân h y c a TNR .......................................................42
3 3 Nghiên cứu đ c đi m qu trình phân h y Nitrophenol trong môi trƣờng nƣớc
b ng hệ UV-Fenton. ..................................................................................................47
3 3 1 Khảo s t đ c đi m qu trình phân h y TNP trong môi trƣờng nƣớc b ng hệ
UV- Fenton................................................................................................................47
3 3 2 Khảo s t đ c đi m qu trình phân h y TNR trong môi trƣờng nƣớc b ng hệ
UV- Fenton................................................................................................................56
3 4 Áp d ng thử phƣơng ph p quang Fenton đ xử l mẫu nƣớc thải công nghiệp
nhiễm nitrophenol (đi u kiện phòng th nghiệm) .....................................................60
KẾT LUẬN ...............................................................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................64

v


DANH MỤC H NH
Hình 2.1. Mô hình hệ thống thiết b đ th c hiện phản ứng oxi h a NPs trong đi u kiện không
c và c bức x UV .................................................................................................................................. 27
Hình 3 1 Sắc đồ HPLC c a dung d ch TNP ở trong môi trƣờng nƣớc (T=30 oC, pH=3) ........ 31
Hình 3 2 Sắc đồ HPLC c a dung d ch TNR ở rong môi trƣờng nƣớc (T=30 oC, pH=3) ......... 31
Hình 3.3 Đồ th ngo i chuẩn x c đ nh, TNP (a) ................................................................................ 33
Hình 3 4 Ảnh hƣởng c a t lệ H2O2/Fe2+ đến hiệu suất phân h y TNP ....................................... 34
Bảng 3 3 Ảnh hƣởng thời gian phản ứng tới hiệu suất (H, %) và tốc độ trung bình
(VTB, mg l phút) phân h y TNP b ng t c nhân Fenton (8,75 10-4M Fe2+; 8,75.103

M H2O2)..................................................................................................................35

Hình 3 5 S ph thuộc c a hiệu suất vào pH ( to=30oC, CTNP=160,33mg/l. t=60 phút, t lệ

Hình 3 29 Sắc đồ HPLC c a mẫu nƣớc thải dây chuy n sản xuất TNR t i Nhà m y
Z/TCCNQP ............................................................................................................................................... 61
Hình 3 30 Sắc đồ HPLC c a mẫu nƣớc thải dây chuy n sản xuất TNR sau khi xử l qua hệ
TNR Fenton (a) và hệ TNR UV-Fenton (b) ....................................................................................... 62

vii


DANH MỤC ẢNG
Bảng 1 1 C c qu trình oxi h a nâng cao d a vào gốc hydroxyl *OH ....................5
Bảng 1 2 C c phản ứng ch yếu trong qu trình Fenton [30] ..................................8
Bảng 3 1 Một số đ c trƣng sắc k c a c c hợp chất nitrophenol.................................................... 32
t i c c gi tr pH kh c nhau ..................................................................................................................... 32
Bảng 3 2 Ảnh hƣởng c a hàm lƣợng H2O2 đến hiệu suất và tốc độ trung bình phân
h y TNP (C0TNP = 167,33mg/l, pH = 3,0, CFe(II) = 8,75x10-4M, pH=3) .................34
và nhiệt độ dung d ch a) 30 oC; b) 40oC; c) 50oC .............................................................................. 38
Bảng 3 5 Hệ số tốc độ k’TNP ứng với c c nhiệt độ kh c nhau ...............................39
Bảng 3 6 Ảnh hƣởng c a hàm lƣợng H2O2 và tỉ lệ H2O2/Fe2+ đến hiệu suất và tốc
độ trung bình phân h y TNR, ..................................................................................42
Bảng 3 7 Ảnh hƣởng thời gian phản ứng tới hiệu suất (H, %) và tốc độ trung bình
(VTB, mg l phút) phân h y TNR b ng t c nhân Fenton (8,75 10-4M Fe2++ 8,75.103

M H2O2)..................................................................................................................44

Bảng 3 8 S biến đổi nồng độ TNR theo nhiệt độ ở môi trƣờng pH=3........................................ 45
(C0TNR = 199,01 mg/l, CH2O2 = 8,75.10-2M, CFe(II) = 8,75.10-4M, pH=3)........................................... 45
Bảng 3 9 Ảnh hƣởng c a hàm lƣợng H2O2 đến hiệu suất và tốc độ trung bình phân
h y TNP trong hệ UV-Fenton .................................................................................47
Bảng 3 10 Ảnh hƣởng thời gian phản ứng tới hiệu suất (H, %) và tốc độ trung
bình (VTB, mg l phút) phân h y TNP b ng t c nhân UV-Fenton (1,75.10-4M Fe2+;

thải sản u t T R s u hi
Rn

thải

0

qu 2 h

= 298,92 mg/l, pH=3, CH2O2=3,75

x10 , CFe(II) =1,75x10 , T=30 C)............................................................................61

ix


I. MỞ ĐẦU
C c hợp chất phenol và đ c biệt là c c dẫn xuất nitro và clo c a chúng đ u
thuộc lo i c c hợp chất hữu cơ b n vững và c độc t nh cao với môi trƣờng [34].
Ch nh vì vậy, chúng là các đối tƣợng đã và đang đƣợc nhi u nhà khoa học trong và
ngoài quan tâm nghiên cứu C c hợp chất phenol thƣờng c trong nƣớc thải một số
ngành công nghiệp nhƣ lọc h a dầu, sản xuất bột giấy, sản xuất phân b n, thuốc bảo
vệ th c vật, thuốc nhuộm [34]. Đ c biệt trong ngành công nghiệp quốc phòng, nƣớc
thải c a một số dây chuy n sản xuất nhƣ sản xuất thuốc mồi nổ diazodinitrophenol
(DDNP), chì stypnat c ng chứa một số hợp chất nitrophenol c độc t nh cao với
môi trƣờng nhƣ: 4-nitrophenol (NP);2,4-dinitrophenol (DNP); 2,4,6-trinitrophenol
(TNP) và 2,4,6-trinitrorezocxin (TNR) [5].
Hiện nay đ xử l c c hợp chất nitrophenol ngƣời ta đã thử nghiệm p d ng
nhi u giải ph p công nghệ kh c nhau nhƣ sử d ng chất hấp ph



Làm r đƣợc c c ki u qu tr nh oxi h a phân h y c a c c hợp chất NPs c t nh nổ
(nhƣ TNP và TNR) b ng một số qu trình oxi h a nâng cao, không và c sử d ng
bức x UV và khả năng ứng d ng phƣơng ph p UV-Fenton đ xử l mẫu nƣớc thải
công nghiệp nhiễm TNR.
* Để đạt đ ợ m

ti u tr n u n văn ần giải quy t á nội dung s u:

1. Nghiên cứu, đ nh gi v tốc độ, hiệu suất chuy n h a trong môi trƣờng
nƣớc c a một số hợp chất nitrophenol tập trung ch yếu vào 2 hợp chất là: 2,4,6trinitrophenol (TNP) và 2,4,6-trinitrorezocxin (TNR), b ng qu trình Fenton
2 Nghiên cứu, đ nh giá tốc độ, hiệu suất chuy n h a trong môi trƣờng nƣớc
c a c c hợp chất nitrophenol tập trung ch

yếu vào 2 hợp chất là: 2,4,6-

trinitrophenol (TNP) và 2,4,6-trinitrorezocxin (TNR), trên b ng t c nhân oxi h a
Fenton trong đi u kiện c bức x UV
3. Áp d ng thử nghiệm phƣơng ph p UV-Fenton đ xử l mẫu nƣớc thải
công nghiệp nhiễm nitrophenol trong đi u kiện phòng th nghiệm
u tr c c

lu n văn b o gồm:

Phần mở đầu: Giới thiệu nghĩa, m c tiêu và nội dung luận văn
Chƣơng 1: Tổng quan
Chƣơng 2: Đối tƣợng và phƣơng ph p nghiên cứu
Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận
Kết luận
Tài liệu tham khảo

oxi h a thông thƣờng mà chỉ sản sinh ngay trong quá trình phản ứng, c thời gian
sống rất ngắn khoảng vài phần nghìn giây nhƣng liên t c đƣợc sinh ra trong suốt
qu trình phản ứng
Khả năng oxi h a c a c c chất ho c t c nhân oxi h a trong đ c gốc *OH
thƣờng đƣợc bi u th b ng b ng volt (V) d a trên hiệu thế điện c c hydro b ng 0
M i t c nhân oxi h a đ u c một thế oxi h a kh c nhau và đ i lƣợng này đƣợc dùng
đ so s nh khả năng oxi h a m nh hay yếu c a chúng Thế oxi h a c a một số tác
nhân oxi h a đi n hình đƣợc sắp xếp theo thứ t sau: Gốc hydroxyl (2,80V) > Ozon
(2,07V) > Hydrogen peroxit (1,78V) > Permanganat (1,68V) > Hydrobromic axit
(1,59V) > Clo dioxit (1,57V) > Hypocloric axit (1,49V) > Hypoiodic axit (1,45V)
> Clo (1,36V) > Brom (1,09V) > Iot (0,54V).
Nhƣ vậy thế oxi h a c a gốc hydroxyl *OH (2,80V) là cao nhất trong số c c
t c nhân oxi h a thƣờng g p Nếu so với clo, thế oxi h a c a gốc hydroxyl *OH cao
gấp 2,05 lần và nếu so với ozon thì thế oxi h a c a gốc *OH cao gấp 1,52 lần

3


1112

h phản ứng o i hó

gố *OH

Gốc hydroxyl *OH c th tƣơng t c với c c chất ô nhiễm theo c c ki u sau
đây:
- Phản ứng cộng với c c hợp chất không no dãy thẳng ho c vòng thơm, t o ra
gốc mới hydroxylat ho t động:

*OH + CH2 =CH2  *CH2 -CH2 (OH)

1 1 1 3 Ph n oại á phản ứng o i hó n ng

o tr n

sở tá nh n*OH

Do gốc t do hydroxyl *OH c khả năng oxi h a rất m nh, tốc độ phản ứng
oxi h a rất nhanh và không chọn l a khi phản ứng với c c hợp chất kh c nhau,
nhi u công trình nghiên cứu trong vài thập k qua là tìm kiếm c c qu trình t o ra

4


gốc hydroxyl *OH trên cơ sở c c t c nhân oxi h a thông thƣờng nhƣ ozon,
hydrogen peroxit thông qua phản ứng ho học (H2O2/Fe2+, O3/H2O2, O3/xúc tác),
ho c nhờ năng lƣợng bức x tia c c t m UV (O3/UV, H2O2/UV, O3 + H2O2/UV,
H2O/VUV, TiO2 UV) và c c nguồn năng lƣợng cao (siêu âm, tia gamma, tia X,
chùm electron,…)
C c qu trình oxi h a nâng cao trên cơ sở gốc hydroxyl đã đƣợc nghiên cứu đ
p d ng vào xử l nƣớc và nƣớc thải cho đến nay c th thống kê t m tắt trong bảng
1.1; còn đ c đi m ch nh c a c c phản ứng oxi h a nâng cao trong các quá trình
Fenton, oxi h a điện h a và oxi h a ki u Fenton sẽ đƣợc trình bày trong m c tiếp
theo c a luận văn này.
Bảng 1.1. ác quá trình oxi hó nâng c o dự vào gốc hydroxyl *OH
TT

P ả ứ

Tác nhân


*OH +

Quang Fenton (Photo
- Fenton Process)

photon UV

( > 300 nm)
2+

H2O2 + Fe  Fe3+ + OH- + *OH
3

H2O2/Fe3+(phức)

Fe3+(phức)

và năng lƣợng

(phức)

photon UV

Fe2+ + gốc

hv

Quang Fenton biến
th (Modified Photo -


2*OH

(Electrochemical
Fenton Process)

H2O2 + 2O3  2*OH + 3O2

5

Peroxon (Peroxone


Process)
6

O3 và chất xúc

3O3 + H2O

Catazon (Catazone

h t ú tá

tác

2*OH + 4O2

Process)

(Chất xúc t c đồng th và d th )


+ *H

(20 - 40 kHz)

(Ultrasound Process)

H2O và năng
lƣợng cao (tia ,

Quá trình siêu âm
Qu trình bức x

H2 O

ăng

ợng

o

*OH + *H

(1 - 10 M eV)

tia X, chùm

năng lƣợng cao (tia ,
tia X, chùm electron)


O3 và năng

H2O + O3

lƣợng photon



2*OH + O2

(UV/Oxidation

( = 253,7 nm)

UV
12

13

Process) (UV/O3)

H2O2/O3 và năng

H2O + O3 + H2O2

lƣợng photon

O2

UV

UV chân không

( < 190 nm)

(VUV/Oxidation
Process)

(VUV)
14

e- + h +

TiO2 và năng

TiO2

lƣợng photon

( > 387,5 nm)

UV

h+ + H2O  *OH + H+
+

hv

Quang xúc tác bán
dẫn (Semiconductor


c đƣợc nhi u ƣu đi m hơn so với c c t c nhân và phản ứng oxi h a nâng cao
truy n thống vì c khả năng oxi ho m nh ngay ở nhiệt độ, p suất thƣờng, trong

7


vùng pH rộng, thời gian sống lâu dài, sản phẩm chuy n ho là những hợp chất
không gây ô nhiễm thứ cấp

1.1.2.

c i m quá trình oxi hó

enton

1 1 2 1 Phản ứng tạo gố *OH trong quá trình

nton [26]

Hệ t c nhân Fenton cổ đi n là một h n hợp gồm c c ion sắt h a tr 2 (thông
thƣờng dùng muối FeSO4) và hydrogen peroxit H2O2, chúng t c d ng với nhau sinh
ra c c gốc t do hydroxyl *OH, còn ion Fe2+ b oxi h a thành ion Fe3+
Fe2+ + H2O2  Fe3+ + *OH + OH-

(Phản ứng 1 trong Bảng 1 1)

Phản ứng này đƣợc gọi là phản ứng Fenton do Fenton là ngƣời đầu tiên đã
mô tả qu trình này (năm 1894).
Những phản ứng c th xảy ra trong qu trình Fenton và h ng số tốc độ c c
phản ứng đã đƣợc nhi u t c giả x c đ nh nhƣ sau ( ảng 1 2).


≤ 3 10-3

Pignatello, 1992

3.108

Dorfman, 1973

3,3.107

Butxon, 1988

1,2.106

Rush, 1985

2.103

Rush, 1985

Những phản ứng trên chứng tỏ t c d ng c a sắt đ ng vai trò là chất xúc t c
Qu trình khử Fe3+ thành Fe2+ nhƣ mô tả trong phản ứng (2) xảy ra rất chậm, h ng
số tốc độ k rất nhỏ so với phản ứng (1), vì vậy sắt tồn t i sau phản ứng chỉ ở d ng
Fe3+.

8


1.1.2 2 Đặ điểm phản ứng o i hó ph n h y á


*R + Fe

2+

(1.6)

+ "sản phẩm"

(1.7)

*R + *R  "sản phẩm" (dimer)

(1.8)
2+

Gốc *HO2 c th t c d ng trở l i với Fe và Fe3+ theo ki u nhƣ sau:
*HO2 + Fe2+  HO2- + Fe3+
3+

*HO2 + Fe

 H+ + O2 + Fe

(Phản ứng 5 trong bảng 1.2)
2+

(Phản ứng 6 trong bảng 1.2)
3+



Do đ v tổng th , qu trình Fenton đƣợc xem nhƣ không ph thuộc vào
tr ng th i h a tr 2 hay 3 c a c c ion sắt
Mô hình động học chung c a phản ứng phân h y một số hợp chất hữu cơ
b ng t c nhân Fenton đã đƣợc một số t c giả nghiên cứu [54]. Theo Walling H2O2
t c d ng với Fe2+ đ t o ra *OH (theo phƣơng trình (1), Bảng 1 1)
H2O2 + Fe2+  Fe3+ + OH- + * OH, k1 = 76 M-1s-1
Sản phẩm c a phản ứng là ion Fe3+, *OH và OH- Gốc *OH sinh ra t phản
ứng trên c th t c d ng với một lo t c c hợp chất hữu cơ (RH) Cơ chế phân h y
c c hợp chất hữu cơ RH b ng *OH trong phản ứng Fenton và s t i sinh xúc t c
Fe2+ sẽ xảy ra theo phƣơng trình (1 11)-(1.17) [54]
HO* + RH  H2O + R*

(1.11)

R* + Fe3+  R+ + Fe2+

(1.12)

R* + O2  ROO* + R' + HO2*

(1.13)

R* + Fe3+  Fe2+ + R'' + sản phẩm
3+

Fe

2+


(1.18)

Ở đây CRH là nồng độ chất hữu cơ RH, C*OH là nồng độ gốc *OH còn kRH là
h ng số tốc độ bậc hai Trong trƣờng hợp nồng độ *OH lớn hơn nhi u lần so với
CRH, phƣơng trình (1 18) c th chuy n thành phƣơng trình giả bậc nhất (1 19)
dCRH/dt=-kRHCRH.

(1.19)

Ở đây kRH là h ng số tốc độ phản ứng bậc nhất Khi t = 0; CRH is = CRH, t = 0
phƣơng trình (1 19) sẽ chuy n thành phƣơng trình (1.20):
ln {dCRH/CRH, t=0} = -kRH.t

(1.20)

10


H ng số tốc độ phản ứng giả bậc nhất kRH c th x c đ nh b ng phƣơng ph p
t ch phân bậc 1 theo thông số thời gian
1123

á y u tố ảnh h ởng t i động họ phản ứng o i hó

nton

C c yếu tố ch nh ảnh hƣởng đến động học phản ứng Fenton đồng th là pH,
t lệ Fe2+/H2O2 và lo i ion (Fe2+ hay Fe3+, c c anion vô cơ, nhiệt độ dung d ch)
) Ảnh h ởng


lƣợng thấp (< 10 - 15 mg/l H2O2) nên sử d ng Fe2+ sẽ tốt hơn
c) Ảnh h ởng

á

nion vô

Một số anion vô cơ thƣờng c trong nƣớc ngầm và nƣớc thải c ng c th làm
giảm hiệu quả c a qu trình Fenton, đ c biệt trong nƣớc thải dệt nhuộm vì trong qu
trình nhuộm sử d ng rất nhi u h a chất trợ (auxiliary chemicals) c nguồn gốc vô
cơ Những anion vô cơ thƣờng g p nhất là những ion cacbonat (CO32-), bicacbonat
(HCO3-), ion clo (Cl-), những ion này sẽ t m bắt c c gốc hydroxyl *OH làm hao tổn
số lƣợng gốc hydroxyl, mất khả năng tiến hành phản ứng oxi h a ho c c ng c th
t o thành những phức chất không ho t động với Fe (III) nhƣ c c gốc sunfat (SO42-),

11


nitrat (NO32-), photphat (H2PO4-) c ng làm cho hiệu quả c a qu trình Fenton giảm
đi
N i chung c c ion clorua, cacbonat và bicacbonat thƣờng c ảnh hƣởng kìm
hãm tốc độ phản ứng nhi u nhất, trong khi đ c c ion sunfat, photphat hay nitrat c
ảnh hƣởng ở mức độ thấp hơn
1.1.3.

c i m quá trình Qu ng enton

1.1.3.1. Khái ni m hung về quá trình qu ng ph n trự ti p v gián ti p
Dƣới t c d ng c a bức x UV, c c chất hữu cơ ô nhiễm trong nƣớc c th hấp
thu tr c tiếp quang năng này, chuy n sang tr ng th i b k ch th ch (RXkt) c năng

thu năng lƣợng bức x UV và trở thành tr ng th i b k ch th ch Tuy nhiên hiệu suất
lƣợng tử c a qu trình quang phân tr c tiếp thấp, hệ số hấp thu bức x UV không
cao nên đã h n chế việc sử d ng phƣơng ph p này vào xử l c c chất ô nhiễm trong
nƣớc và nƣớc thải
Thay vì th c hiện qu trình quang phân tr c tiếp chất ô nhiễm, nhi u công
trình nghiên cứu đã đƣa thêm một số t c nhân kh c là hydrogen peroxit và ozon vào

12


hệ phản ứng [29,32]. Dƣới t c d ng c a bức x UV, qu trình quang phân tr c tiếp
sẽ xảy ra với c c hợp chất H2O2 và O3 thêm vào vì hệ số hấp thu bức x c a chúng
rất cao dẫn đến hình thành c c gốc hydroxyl ho t động *OH, lấn p qu trình quang
phân tr c tiếp c c chất ô nhiễm Ch nh nhờ khả năng oxi h a cao c a c c gốc *OH
nên qu trình oxi h a c c chất ô nhiễm đƣợc xảy ra với tốc độ cao với mức độ
kho ng h a gần nhƣ hoàn toàn Qu trình này đƣợc gọi chung là qu trình UV oxi
h a, là qu trình th c hiện oxi h a chất ô nhiễm thông qua gốc hydroxyl *OH đ
phân biệt với qu trình quang phân tr c tiếp chất ô nhiễm khởi đầu b ng tr ng th i
b k ch th ch RXkt khi hấp thu quang năng
1.1.3.2. Quá trình quang Fenton
Phản ứng tạo gố *OH
Trong những đi u kiện tối ƣu c a qu trình Fenton, tức khi pH thấp (pH < 4),
ion Fe3+ phần lớn sẽ n m dƣới d ng phức [Fe3+(OH)-]2+. Chính d ng này hấp thu
nh s ng UV trong mi n 250 <  < 400 nm rất m nh, hơn hẳn so với ion Fe3+ Phản
ứng khử [Fe3+(OH)-]2+ trong dung d ch b ng qu trình quang ho học cho ph p t o
ra một số gốc hydroxyl *OH ph thêm theo phƣơng trình sau:
Fe3+ + H2O  [Fe3+(OH)-]2+ + H+
3+

- 2+

(1 43) sẽ đƣợc hai gốc *OH t o thành t một phân tử H2O2 Đ ch nh là lợi thế ƣu
việt c a qu trình quang Fenton [26].
b Đặ điểm động họ phản ứng o i hó ph n h y á

h t hữu

trong quá

trình quang Fenton
Do phản ứng phân h y c c chất hữu cơ trong trƣờng hợp quang Fenton vẫn
ch yếu là d a trên cơ sở sử d ng t c nhân oxi h a là gốc *OH do đ v nguyên tắc
thì động học, cơ chế phản ứng oxi h a phân h y c c chất hữu cơ b ng t c nhân
quang Fenton vẫn tƣơng đồng với cơ chế phản ứng trong hệ Fenton cổ đi n Tuy
nhiên, so với qu trình Fenton thông thƣờng, qu trình quang Fenton t o gốc *OH
đƣợc ph t tri n rất thuận lợi [26,44,45,48].
Kết quả nghiên cứu c a nhi u t c giả đã cho thấy tốc độ phân h y và kho ng
h a c c chất hữu cơ kh phân h y (th d nhƣ c c hợp chất nitramin RDX, HMX,
c c hợp chất thơm kh c) b ng t c nhân quang Fenton thƣờng cao hơn t 3 đến 4 lần
với khi sử d ng t c nhân Fenton cổ đi n [44].
á y u tố ảnh h ởng t i phản ứng o i hó qu ng enton
Tốc độ qu trình khử quang h a c a Fe3+ t o ra gốc hydroxyl *OH và Fe2+
ph thuộc vào nhi u yếu tố nhƣ chi u dài c a bƣớc s ng nh s ng bức x , cƣờng độ
bức x , diện t ch b m t đƣợc chiếu bức x , độ dày lớp bức x .
Bƣớc s ng càng dài, hiệu suất lƣợng tử t o gốc hydroxyl càng giảm Ngoài
c c phản ứng khảo s t trên, hydrogen peroxit H2O2 c m t trong môi trƣờng phản
ứng dƣới t c d ng bức x UV c ng sẽ b quang phân ở bƣớc s ng  < 300 nm đ
t o ra gốc hydroxyl theo phản ứng (1 1)
Tuy vậy, do ion phức [FeIII(OH)]2+ hấp thu photon rất m nh ở bƣớc s ng
254nm so với H2O2 ( c a [FeIII(OH)]2+ t 1 500 đến 3 500 l mol -1.cm-1, trong khi
đ  c a H2O2 chỉ c 18,6 l mol-1.cm-1), nên phản ứng (1 28) đ ng g p phần không


Hợp chất nitrophenol là những hợp chất phenol c chứa nh m nitro (- NO2)
liên kết tr c tiếp với gốc hydrocacbon [18,28]. Căn cứ vào số nh m nitro ngƣời ta
chia ra thành hợp chất mono, di, tri

nitrophenol , th d : 2-mononitrophenol (2-

NP), 2,4-dinitrophenol (2,4-DNP), 2,4,6-trinitrophenol (2,4,6-TNP) Đ c đi m cấu
t o và t nh chất c a một số hợp chất nitrophenol đi n hình - đối tƣợng nghiên cứu
c a luận văn đã đƣợc giới thiệu trong [18].
1 2 1 2 T nh h t hung

á hợp h t nitrophenol

Vì c ng thuộc nh m c c hợp chất nitro thơm nên v cơ bản c c hợp chất
nitrophenol c c c t nh chất h a học giống nhƣ c c hợp chất nitro thơm Chúng
c ng c nh m -NO2 là nh m phân c c m nh, c th gây hiệu ứng -I m nh và -C
m nh (khi c hệ liên hợp)
C ng nhƣ c c hợp chất nitro thơm hợp chất nitrophenol c th b khử thành
amin bậc 1 tƣơng ứng với nhi u chất khử kh c nhau nhƣ Ni, Sn,

n, LiAlH4,

(NH4)2S.
Kh c với t nh chất c a phần lớn c c hợp chất nitro thơm là hầu nhƣ không b
oxi ho ho học, c c hợp chất nitrophenol c khả năng b phân h y b ng c c t c
nhân oxi h a, đ c biệt là c c t c nhân oxi h a nâng cao Do c ho t t nh điện h a
nên b ng phƣơng ph p khử điện ho trên catot c th chuy n đổi c c nh m nitro
trong phân tử c c hợp chất nitro phenol thành gốc amin, rồi sau đ b oxi ho trên
anot t o thành c c sản phẩm khử kh c nhau.

ax t Độ phân c c c a TNP là 1,53D.
* T nh h t hó họ :
V m t ho học, TNP mang đầy đ t nh chất c a một dẫn xuất nitro thơm
Hơn nữa trong phân tử c nh m chức hydroxyl th hiện c c t nh chất c a một ax t
hữu cơ, pKa=0,38 N phản ứng với hợp chất cacbonat t o thành CO2 và picrat. Khi
c m t hơi ẩm, TNP gây phân hu nitrat xenlulo, nitroglyxerin và amonnitrat t o ra
axít HNO3 Do đ , không đƣợc dùng ax t picric trong h n hợp với c c cấu tử này
Khi c m t c a hơi ẩm, TNP t c d ng đƣợc với hầu hết c c kim lo i, tr thiếc
và kim lo i qu , t o thành muối picrat
TNP tham gia c c phản ứng cộng hợp với nhi u chất kh c nhau nhƣ antraxen,
benzen, naphtalen, phenol v v theo t lệ phân tử 1:1
TNP là hợp chất c t nh nổ đã đƣợc nghiên cứu t lâu
Axit picric tham gia phản ứng với kali xyanua (KCN), đây là phản ứng đ c
trƣng với sản phẩm là axit izopupuric c màu đỏ Đây là phản ứng đƣợc sử d ng đ
đ nh t nh vết axit picric
TNP còn tham gia phản ứng với nhi u chất kh c nhau theo cơ chế c a phản
ứng oxy ho khử Trong phản ứng với axit nitric, axit picric c vai trò là chất khử đã
khử axit nitric thành triaminophenol Đây là phản ứng đƣợc sử d ng đ lo i axit
picric ra khỏi nƣớc rửa tr nh ô nhiễm nguồn nƣớc
* Độ t nh:
TNP là chất c độc t nh cao Khi tồn t i trong không kh với nồng độ 117,5mg/m3 trong 6 giờ TNP c th gây nhiễm độc n ng cho ngƣời TNP gây bệnh
eczema, viêm thận, gây mất ng , li u gây chết c a TNP đối với chuột là 0,5g kg

16