ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Vũ Mai Phương
TỔNG HỢP VẬT LIỆU HẤP PHỤ CÓ TỪ TÍNH VÀ KHẢO
SÁT KHẢ NĂNG TÁCH LOẠI PHẨM MÀU AZO TRONG MÔI
TRƯỜNG NƯỚC
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội 2015
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Vũ Mai Phương
TỔNG HỢP VẬT LIỆU HẤP PHỤ CÓ TỪ TÍNH VÀ KHẢO
SÁT KHẢ NĂNG TÁCH LOẠI PHẨM MÀU AZO TRONG MÔI
TRƯỜNG NƯỚC
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Chuyên ngành: Hóa Môi Trường
Mã số: 60440120
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ, HÌNH VẼ
MỞ ĐẦU
Hiện nay, sự phát triển ngày càng lớn mạnh của đất nước về kinh tế và xã
hội, đặc biệt là sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp đã ảnh hưởng
rất lớn đến môi trường sống của con người. Bên cạnh sự lớn mạnh của nền kinh
tế đất nước lại là sự gia tăng ô nhiễm môi trường. Một trong những ngành công
nghiệp gây ô nhiễm môi trường lớn là ngành dệt nhuộm. Bên cạnh các công ty,
nhà máy còn có hàng ngàn cơ sở nhỏ lẻ từ các làng nghề truyền thống. Với
quy mô sản xuất nhỏ, lẻ nên lượng nước thải sau sản xuất hầu như không được
xử lý, mà được thải trực tiếp ra hệ thống cống rãnh và đổ thẳng xuống hồ ao,
sông, ngòi gây ô nhiễm nghiêm trọng tầng nước mặt, mạch nước ngầm và ảnh
hưởng lớn đến sức khỏe con người.
Với dây chuyền công nghệ phức tạp, bao gồm nhiều công đoạn sản xuất
khác nhau nên nước thải sau sản xuất dệt nhuộm chứa nhiều loại hợp chất hữu cơ
độc hại, đặc biệt là các công đoạn tẩy trắng và nhuộm màu. Việc tẩy, nhuộm
vải bằng các loại thuốc nhuộm khác nhau như thuốc nhuộm hoạt tính, thuốc
nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm hoàn nguyên, thuốc nhuộm phân tán… khiến cho
lượng nước thải chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau (chất tạo màu, chất làm bền
màu...) [7,8]. Bên cạnh những lợi ích của chất tạo màu họ azo trong công nghiệp
nhuộm, thì tác hại của nó không nhỏ khi mà các chất này được thải ra môi trường.
Gần đây, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra tính độc hại và nguy hiểm của hợp
chất họ azo đối với môi trường sinh thái và con người, đặc biệt là loại thuốc
nhuộm này có thể gây ung thư cho người sử dụng sản phẩm [19,30].
Nghiên cứu, xử lý nước thải có chứa hợp chất azo là một vấn đề rất quan
trọng nhằm loại bỏ hết các chất này trước khi xả ra môi trường, bảo vệ con người
và môi trường sinh thái.
Với mục đích góp phần nghiên cứu kỹ thuật xử lý các phẩm màu hữu cơ bằng
Giống như xenlulozo, chitosan là chất xơ, không giống chất xớ thực vật,
chitosan có khả năng tạo màng, có các tính chất của cấu trúc quang học ... Chitosan
có khả năng tích điện dương do đó nó có khả năng kết hợp với những chất tích
điện âm như chất béo, lipid và acid mật.
Chitosan là polyme không độc, có khả năng phân huỷ sinh học và có tính tương
thích về mặt sinh học. Trong nhiều năm qua, các polyme có nguồn gốc từ chitin đặc
biệt là chitosan đã được chú ý đặc biệt như là một loại vật liệu mới có ứng dụng
8
đặ biệt trong công nghiệp dược, y học, xử lý nước thải và trong công nghiệp thực
phẩm như là tác nhân kết hợp, gel hoá, hay tác nhân ổn định ...
Trong các loài thuỷ sản đặc biệt là trong vỏ tôm, cua, ghẹ, hàm lượng chitin –
chitosan chiếm khá cao dao động từ 1435% so với trọng lượng khô. Vì vậy vỏ tôm,
cua, ghẹ là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất chitin – chitosan.
Hình 1.1: Công thức cấu tạo chitin, chitosan và xenlulozo
Như hình vẽ trên, thì sự khác biệt duy nhất giữa chitonsan và cellulose là nhóm
amin (NH2) ở vị trí C2 của chitosan thay thế nhóm hydroxyl (OH) ở xenlulozo.
Chitosan tích điện dương do đó nó có khả năng liên kết hoá học với những chất tích
điện âm như chất béo, lipit, cholesterol, protein và các đại phân tử. Chitin và
chitosan rất có lợi ích về mặt thương mại cũng như là một nguồn vật chất tự nhiên
do tính chất đặc biệt của chúng như tính tương thích về mặt sinh học, khả năng
hấp thụ, khả năng tạo màng và giữ các ion kim loại.
Chitosan và các dẫn xuất của nó có hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn, có khả
năng tự phân hủy sinh học cao, không gây dị ứng. Không gây độc hại cho người và
gia súc, có khả năng tạo phức với một số kim loại chuyển tiếp như Co(II), Ni(II),
Cu(II)... do vậy chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: xử lý
nước thải và bảo vệ môi trường, dược học và y học, nông nghiệp, công nghiệp,
công nghệ sinh học....
chitosancollagen làm giảm cholesterol trong máu, giảm sự hấp thụ lipit.
Trong công nghiệp thực phẩm, chitosan làm phụ gia thực phẩm duy trì hương
vị tự nhiên, ổn định màu, nhũ tương, làm dày cấu trúc, màng bảo quản rau quả tươi,
làm trong nước quả ép, giữu màu sắc và hương vị tự nhiên của sản phẩm.
10
Trong công nghiệp in, chitosan làm chất keo cảm quang.
Trong công nghiệp nhuộm làm tăng độ màu vải nhuộm.
Trong nông nghiệp, oligochitosan làm thuốc tăng trưởng thực vật và kích thích
gây tạo kháng sinh thực vật, thuốc diệt nấm bệnh cho thực vật, gia tăng hệ số nhân
và sinh khối tươi cho cây nuôi cấy mô.
Trong khoa học kỹ thuật, chitosan làm dung dịch tăng độ khuyếch đại của kính
hiển vi, xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt: thu hồi ion kim loại, protein,
phenol, thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm...[3,16].
1.2. Oxit sắt từ
1.2.1. Khái quát về oxit sắt từ
Oxit sắt từ có công thức hóa học Fe 3O4 là vật liệu từ tính đầu tiên mà con
người biết đến. Từ thế kỷ IV người Trung quốc đã biết rằng Fe3O4 tìm thấy trong
các khoáng vật tự nhiên có khả năng định hướng theo phương Bắc Nam địa lý.
Đến thế kỷ XII, họ đã sử dụng vật liệu Fe3O4 là la bàn, một công cụ giúp xác định
phương hướng rất có ích. Trong tự nhiên, oxit sắt từ không những được tìm thấy
trong khoáng vật mà nó còn được tìm thấy trong cơ thể các sinh vật như ong, kiến,
bồ câu…Chính sự có mặt của Fe3O4 trong cơ thể những sinh vật đã tạo nên khả
năng xác định phương hướng mang tính bẩm sinh của chúng.
Trong phân loại vật liệu từ Fe3O4 được xếp vào nhóm vật liệu ferit có công
thức tổng quát MO. Fe3O4 có cấu trúc spinel (M là kim loại hóa trị II như : Fe, Ni,
Co, Mn, Mg hoặc Cu).
Trong loại vật liệu ferit các ion oxy có bán kính khoảng 1.32 Å lớn hơn rất
nhiều bán kính ion kim loại ( 0,6 ÷ 0,8 Å) nên chúng có khả năng nằm rất sát nhau
Hình 1.3: Sự phân bố các momen từ spin của các ion Fe2+ và Fe3+ trong một ô
cơ sở của Fe3O4
Mỗi phân tử Fe3O4 có momen từ tổng cộng là 4µβ (µβ là magneton bohr nguyên
tử, µβ = 9,274.1024 J/T trong hệ SI).
1.2.2. Tính chất của oxit sắt từ
Một vài oxit sắt có chung cấu trúc tinh thể với các tương đồng khoáng chất
khác nhau. VD: gocthie có cấu trúc giống với diaspore (αALOOH), quặng sắt từ
giống với spinel (MgAl2O3). Các cấu trúc của oxit sắt được xác định bởi sự sắp xếp
của các ion oxy hay hydroxide. Các ion dương chiếm các vị trí so le đối với lớp các
ion âm.
Bất cứ vật liệu nào đều có sự ảnh hưởng với từ trường ngoài (H), thể hiện
bằng độ từ hóa (từ độ M). Tỷ số C = M/N được gọi là độ cảm từ. Tùy thuộc vào
giá trị, độ cảm từ có thể phân ra làm các loại vật liệu từ khác nhau. Vật liệu có C 0 (~106) được gọi là vật
liệu thuận từ. Vật liệu có C > 0 với giá trị rất lớn có thể là vật liệu sắt từ, ferit từ.
Ngoài độ cảm từ, một số thông số khác cũng rất quan trọng trong việc xác
định tính chất của vật liệu. VD: từ độ bão hòa M s (từ độ đạt cực đại tại từ trường
lớn), cảm ứng từ dư Br (từ độ còn dư sau khi từ hóa đến độ bão hòa và đưa mẫu ra
khỏi từ trường), lực kháng từ Hc (từ trường ngoài cần thiết để một hệ, sau khi đạt
trạng thái bão hòa từ, bị khử từ).
Nếu kích thước của hạt giảm đến một giá trị nào đó (thông thường từ vài
chục nanomet), phụ thuộc vào từng vật liệu cụ thể, tính sắt từ và ferit từ biến mất,
chuyển động nhiệt sẽ thắng thế và làm cho vật liệu trở thành vật liệu siêu thuận
từ. Đối với vật liệu siêu thuận từ, từ dư và lực kháng từ không còn tính từ nữa, đấy
là một đặc điểm rất quan trọng khi dùng vật liệu này cho các ứng dụng. Trong tự
nhiên, sắt (Fe) là vật liệu có từ độ bão hòa lớn nhất tại nhiệt độ phòng, sắt không
độc đối với cơ thể người và tính ổn định khi làm việc trong môi trường không khí
nên các vật liệu như oxit sắt được nghiên cứu rất nhiều để làm hạt nano từ tính
[24].
vật liệu như than hoạt tính, zeolit... Dung dịch nước thải được dẫn lên đầu cột, khi
đi qua vật liệu hấp phụ các chất ô nhiễm bị giữ lại, nước sạch được xử lí đi ra
ngoài. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là thời gian tái sinh vật liệu hấp
phụ lâu, quá trình vận hành hay bị hiện tượng tắc cột phải nạp lại, tốn về thời gian
14
và kinh phí. Đối với kĩ thuật hấp phụ tầng động, nhiều trường hợp quá trình lắng
kéo dài làm ảnh hưởng đến tốc độ xử lí nước thải. Để khắc phục nhược điểm này,
nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu chế tạo nhựa trao đổi ion có từ tính và nghiên
cứu ứng dụng trong xử lí nước thải [31,32]. Khi có tác dụng của từ trường các vật
liệu hấp phụ sẽ tách ra khỏi hỗn hợp huyền phù nhanh hơn do vậy làm tăng tốc độ
quá trình xử lí và tái sinh vật liệu. Tuy nhiên, việc sử ụng vật liệu polyme tổng hợp
có thể tạo ra các monome khó phân hủy, gây ô nhiễm thứ cấp cho môi trường. Do
đó, xu hướng xử dụng các loại polyme có sẵn trong thiên nhiên được các nhà khoa
học rất quan tâm, trong đó chitosan là vật liệu được chú ý nhiều nhất do có cấu trúc
và tính chất hóa lý đặc biệt, hoạt tính cao và khả năng lựa chọn rất tốt đối với các
hợp chất và kim loại nặng. Chính vì thế, chúng tôi đã nghiên cứu và chế tạo ra vật
liệu chitosan cố định các hạt Fe3O4 để xử lí nước thải dệt nhuộm.
1.4. Đặc tính và một số phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm
1.4.1. Đặc tính và các nguồn phát sinh nước thải dệt nhuộm
Nguồn nước thải phát sinh trong công nghiệp dệt nhuộm từ các công đoạn
hồ sợi, giũ hồ, nấu, tẩy, nhuộm và hoàn tất. Trong đó lượng nước thải chủ yếu do
quá trình giặt sau mỗi công đoạn. Nhu cầu sử dụng nước trong nhà máy dệt nhuộm
rất lớn và thay đổi tùy theo mặt hàng khác nhau. Theo phân tích của các chuyên gia,
lượng nước được sử dụng trong các công đoạn sản xuất chiếm 72,3%, chủ yếu là
từ các công đoạn nhuộm và hoàn tất sản phẩm. Người ta có thể tính sơ lược nhu
cầu sử dụng nước cho 1 mét vải nằm trong phạm vi từ 12 65 lít và thải ra 10 40 lít
nước [7,8].
Đặc tính của nước thải dệt nhuộm nói chung và nước thải dệt nhuộm làng
BOD (mg/l)
90 – 120
132
120
106
Bảng Bảng 1.2. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt nhuộm
TT
1
2
3
4
Thông số
Độ màu (pH=7)
Độ pH
BOD ( ở 200C)
COD
Đơn vị
Pt - Co
mg/l
mg/l
Giới hạn theo QCVN 13:2015/BTNMT
A
B
50
150
Đối với con người, thuốc nhuộm có thể gây ra các bệnh về da, đường hô
hấp, đường tiêu hóa. Ngoài ra, một số thuốc nhuộm hoặc chất chuyển hóa của
16
chúng rất độc hại có thể gây ung thư (như thuốc nhuộm Benzidin, 4 amino azo
benzen). Các nhà sản xuất Châu Âu đã cho ngừng sản xuất các loại thuốc nhuộm
này nhưng trên thực tế chúng vẫn được tìm thấy trên thị trường do giá thành rẻ và
hiệu quả nhuộm màu cao .
1.4.2. Các loại thuốc nhuộm thông thường
Thuốc nhuộm là các hợp chất mang màu dạng hữu cơ hoặc dạng phức của
các kim loại như Cu, Co, Ni, Cr…Tuy nhiên, hiện nay dạng phức kim loại không
còn sử dụng nhiều do nước thải sau khi nhuộm chứa hàm lượng lớn các kim
loại nặng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Thuốc nhuộm dạng hữu cơ
mang màu hiện rất phổ biến trên thị trường.
Tuỳ theo cấu tạo, tính chất và phạm vi sử dụng của chúng mà người ta chia
thuốc nhuộm thành các nhóm khác nhau. Ở nước ta hiện nay, thuốc nhuộm
thương phẩm vẫn chưa được sản xuất, tất cả các loại thuốc nhuộm đều phải
nhập của các hãng sản xuất thuốc nhuộm trên thế giới.
Có hai cách để phân loại thuốc nhuộm:
Phân loại thuốc nhuộm theo cấu trúc hoá học: thuốc nhuộm trong cấu
trúc hoá học có nhóm azo, nhóm antraquinon, nhóm nitro,…
Phân loại theo lớp kỹ thuật hay phạm vi sử dụng: ưu điểm của phân loại
này là thuận tiện cho việc tra cứu và sử dụng, người ta đã xây dựng từ điển
thuốc nhuộm. Từ điển thuốc nhuộm được sử dụng rộng rãi trên thế giới, trong đó
mỗi loại thuốc nhuộm có chung tính chất kỹ thuật được xếp trong cùng lớp như:
nhóm thuốc trực tiếp, thuốc axit, thuốc hoạt tính… Trong mỗi lớp lại xếp theo thứ
tự gam màu lần lượt từ vàng da cam, đỏ, tím, xanh lam, xanh lục, nâu và đen. Sau
đây là một số nhóm thuốc nhuộm thường dùng ở Việt Nam [2]:
Th
ộm h o
ạ
t t í nh
Thuốc nhuộm hoạt tính là những hợp chất màu mà trong phân tử của chúng
có chứa các nhóm nguyên tử có thể thực hiện liên kết hoá trị với vật liệu nói
chung và xơ dệt nói riêng trong quá trình nhuộm. Dạng công thức hoá học tổng
quát của thuốc nhuộm hoạt tính là: S—R—T—X. Trong đó:
S: là các nhóm SO Na, COONa, SO CH .
3
2 3
R: phần mang màu của phân tử thuốc nhuộm, quyết định màu sắc, những gốc
mang màu này thường là monoazo và diazo, gốc thuốc nhuộm axit antraquinon,
hoàn nguyên đa vòng…
T: nhóm nguyên tử phản ứng, làm nhiệm vụ liên kết giữa thuốc nhuộm với
xơ và có ảnh hưởng quyết định đến độ bền của liên kết này, đóng vai trò quyết
định tốc độ phản ứng nucleofin.
X: nhóm nguyên tử phản ứng, trong quá trình nhuộm nó sẽ tách khỏi phân
tử thuốc nhuộm, tạo điều kiện để thuốc nhuộm thực hiện phản ứng hoá học với
xơ.
Mức độ không gắn màu của thuốc nhuộm hoạt tính tương đối cao, khoảng 30
%, có chứa gốc halogen hữu cơ (hợp chất AOX) nên làm tăng tính độc khi thải ra
môi trường. Hơn nữa hợp chất này có khả năng tích luỹ sinh học, do đó gây nên tác
động tiềm ẩn cho sức khoẻ con người và động vật [29].
Th
u
ốc n hu
ộm b azơ
18
n
hợp, lưu huỳnh nằm trong các dị vòng như: tiazol, tiazin, tiantren và vòng azin.
Thuốc nhuộm nhóm này rất phức tạp, đến nay vẫn chưa xác định được chính xác
cấu tạo tổng quát của chúng.
Th
u
ốc n hu
ộm p h
â
n
t á n
Là những chất màu không tan trong nước, phân bố đều trong nước dạng
dung dịch huyền phù, thường được dùng nhuộm xơ kị nước như xơ axetat,
polyamit, polyeste, polyacrilonitrin. Phân tử thuốc nhuộm có cấu tạo từ gốc azo
( N=N ) và antraquinon có chứa nhóm amin tự do hoặc đã bị thay thế ( NH2,
NHR, NR2, NH CH2 OH) nên thuốc nhuộm dễ dàng phân tán vào nước. Mức
độ gắn màu của thuốc nhuộm phân tán đạt tỉ lệ cao (90 95 %) nên nước thải
không chứa nhiều thuốc nhuộm và mang tính axit.
Th
u
ốc n hu
ộm a zo
k h
ô
n
g
t a n
nên một quy trình xử lý hoàn chỉnh [27].
1.4.3.1. Phương pháp keo tụ
Đây là phương pháp thông dụng để xử lý nước thải dệt nhuộm. Nước thải
dệt nhuộm có tính chất như một dung dịch keo với các tiểu phân có kích thước hạt
107 – 105 cm, các tiểu phân này có thể đi qua giấy lọc.
Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể
tách được các chất gây ô nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan, vì những hạt rắn có kích
thước quá nhỏ.Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả, cần chuyển các tiểu
phân nhỏ thành các tập hợp lớn hơn.Việc khử các hạt keo đòi hỏi trước hết cần
trung hòa điện tích của chúng, tiếp đến là liên kết chúng với nhau bằng các chất
đông tụ. Các khối kết tủa bông lớn chịu ảnh hưởng của lực trọng trường bị sa lắng
xuống, trong quá trình sa lắng sẽ kéo theo các hạt lơ lửng và các hạt tạp chất khác.
Để tăng tốc độ keo tụ, tốc độ sa lắng, tốc độ nén ép các bông keo và đặc biệt để
làm giảm lượng chất keo tụ có thể dùng thêm các chất trợ keo, chất này có vai trò
liên kết giữa các hạt keo với nhau [1].
20
Hiện nay, keo tụ là phương pháp tiền xử lý thích hơp cho việc tách và loại bỏ
các hạt keo, giảm giá trị COD, độ màu, độ đục đến một giới hạn để có thể tiến
hành các bước xử lý tiếp theo. Do quy mô sản xuất nhỏ nên các hộ ở Dương Nội
chủ yếu sử dụng loại thuốc nhuộm trực tiếp và axit. Loại này tan thẳng vào nước ở
60 – 70oC, bắt màu thẳng vào vật liệu, không qua xử lý trung gian, hóa chất phụ trợ
kèm theo đơn giản, rẻ tiền, thiết bị nhuộm không phức tạp. Trong môi trường
nhuộm, chúng tạo thành các anion có dạng ArSO3, đây là cơ sở cho việc sử dụng
phương pháp keo tụ với các tác nhân keo tụ là muối cation đa hóa trị:
Ar – SO3Na Ar – SO3 + Na+
Phương pháp keo tụ có thể loại bỏ được kim loại nặng trong nước thải, làm
giảm độ đục và các thành phần rắn lơ lửng. Bên cạnh đó còn làm giảm chất ô
nhiễm khác nhau như dầu mỡ, COD, BOD…Trong nghiên cứu của Duk Jong Joo,
tạo H2O2, cho phép hình thành hệ phản ứng Fenton trong dung dịch. Trong cả 2
trường hợp có và không có siêu âm, phản ứng phân hủy azo C.I. axit đỏ [14] tuân
theo quy luật động học bậc nhất với hằng số tốc độ phản ứng tương ứng là 7,5.102
phút1 và 2,58.101 s1. Shaobin Wang và các công sự [27] đã so sánh động học của
phản ứng Fenton (Fe3+/H2O2) và phản ứng giống Fenton (Fe 3+/H2O2) trong khi nghiên
cứu xử lý hợp chất màu azo C.I. axit đen [1]. Phản ứng Fenton cho hiệu suất oxy hóa
phân hủy thuốc nhuộm cao hơn so với phản ứng giống Fenton ở 100 phút đầu tiên
và sau đó hiệu suất của 2 phản ứng gần như tương đương. Tỷ lệ [Fe2+ ]:[H2O2] là
3:0,75 trong cả hai trường hợp và sự phân hủy các chất màu phụ thuộc vào nồng độ
ban đầu của Fe3+, H2O2 và pH trong khoảng nhiệt độ khảo sát từ 15450C. Năm 2007,
Minghua Zhou và các cộng sự [23] đã nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của các yếu
tố (pH, nồng độ Fe2+, thế điện cực catôt, nồng độ muối Na2SO4, nồng độ metyl đỏ)
tới sự phân hủy metyl đỏ bằng hiệu ứng Fenton điện hóa sử dụng điện cực graphit
polytetrafloetylen (PTFE). Kết quả cho thấy sự suy giảm màu sắc xảy ra nhanh và
đạt 80% trong 20 phút điện phân trong các điều kiện tốt nhất là: pH = 3, thế catôt =
0,55 V/SCE, nồng độ Fe2+ 0,2 mM, nồng độ methyl đỏ 100 mg/l, nồng độ muối
Na2SO4 0,1 M, tốc độ sục oxy 0,4 l/phút. Sự phân hủy metyl đỏ bằng hiệu ứng
Fenton điện hóa trong cùng điều kiện được đánh giá là có ưu thế đối với trường hợp
nồng độ thuốc nhuộm cao và được thực hiện ở hai giai đoạn khác nhau.Giai đoạn
một là giai đoạn phá vỡ liên kết azo tạo ra các sản phẩm trung gian có chứa vòng
benzen, giai đoạn hai là giai đoạn phá hủy các vòng benzen thành các hợp chất vô cơ
ít hoặc không độc hại với môi trường. Tuy nhiên, sự tiêu thụ ion sắt và sự hình
22
thành các sản phẩm trung gian trong quá trình điện phân khiến cho sự phân hủy
chậm hơn ở giai đoạn thứ hai [4].
1.4.3.3. Phương pháp hấp phụ
Hấp phụ là quá trình tụ tập (chất chứa, thu hút…) các phân tử khí, hơi hoặc
với phẩm đỏ. Kết quả như sau: đối với vật liệu composit có tỷ lệ cacbon hoạt
tính/Fe3O4 là 3:1 thì tải trọng hấp phụ thứ tự như sau: phenol (117 mg/g) 2:1
composit. Na Yang và các cộng sự [25] đã nghiên cứu chế tạo vật liệu nano
composit mang cacbon từ tính khảo sát hấp phụ phẩm xanh metylen, nghiên cứu cho
thấy tải trọng hấp phụ cực đại ≈300 mg/g [20].
Zeolit là một trong những chất sử dụng rộng rãi trong việc tổng hợp các chất
hấp phụ. Trong mạng lưới tinh thể của zeolit, một phần ion Si 4+ được thay thế bởi
ion Al3+ đã gây ra sự thiếu hụt về điện tích dương. Do đó, zeolit có thể tiếp nhận các
cation nhất định của các kim loại khác. Zeolit được sử dụng trong các phản ứng
đehyđro hóa các chất lỏng và chất khí sau đó việc tinh chế chất lỏng bằng khả năng
hấp phụ của mình. Zeolit tự nhiên và tổng hợp là vật liệu aluminosilicat tinh thể, có
cấu trúc xốp và bề mặt riêng cao. Zeolit có rất nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong
lĩnh vực xúc tác hóa dầu, tổng hợp hữu cơ và bảo vệ môi trường. Khả năng trao đổi
ion cao kết hợp với ái lực lựa chọn đối với các cation làm cho chúng rất thích hợp
trong việc xử lý nước thải. Dưới đây là danh sách những cation kim loại có thể bị
loại ra khỏi nước thải bằng zeolit: Cu2+, NH4+, Pb2+, Zn2+, Hg2+, Cr3+, Fe3+, Cd2+, Ca2+,
Al3+, Cs2+, Sr2+. Năm 2003, Barmagan cùng các cộng sự [7] công bố ứng dụng zeolit
tách loại phẩm màu và các hợp chất hữu cơ trong nước. Kết quả cho thấy tải trọng
hấp phụ các loại phẩm đỏ, vàng, đen,... đạt 61–89 mg/g.
Silicagel là dạng của anhyđrit axit silicsic có cấu trúc lỗ xốp rất phát triển.
Mạng lưới của gel bao gồm các phân tử silic nằm giữa các nguyên tử oxy. Silicagel
dễ dàng hấp phụ các chất phân cực cũng như các chất có tạo với nhóm hiđroxy các
liên kết kiểu cầu hiđro. Silicagel có thể tái sinh ở nhiệt độ
1.5.3. Độc tính với môi trường
Các loại phẩm nhuộm tổng hợp có chứa các hợp chất azo đã có từ lâu đời và
ngày càng được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp dệt may, giấy,
25
Copyright: Tài liệu đại học ©