Nghiên cứu động học quá trình phân hủy ddt bằng phương pháp điện hóa và hóa học

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS. Lê Xuân Quế. Các số liệu, kết quả trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Hà Nội, ngày……tháng……năm 2018 Tác giả Trần Quang Thiện i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS.

Lê Xuân Quế đã hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. Xin trân trọng cảm ơn Bộ Giáo dục và Đào tạo, Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường ĐHSP Hà Nội 2, các thầy, cô khoa Hóa học, trường ĐHSP Hà Nội 2 đã tạo điều kiện, giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.

Lê Đình Trọng, phòng Vật lý chất rắn, khoa Vật lý, trường ĐHSP Hà Nội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi sử dụng máy Autolab trong quá trình tiến hành thí nghiệm. Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đã luôn bên cạnh giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án. Con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố, mẹ, cảm ơn các em và người thân trong gia đình luôn động viên, khích lệ trong suốt quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận án. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày……tháng……năm 2018 Tác giả Trần Quang Thiện ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.

ii MỤC LỤC. iii DANH MỤC CÁC BẢNG. v DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ. vi CHỮ VIẾT TẮT.

ix MỞ ĐẦU. Lí do chọn đề tài. Mục tiêu nghiên cứu. Nhiệm vụ của luận án.

Những đóng góp cơ bản của luận án. Những điểm mới của luận án. THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT DDT .1 Khái quát về POP. BỘT SẮT KIM LOẠI.

Đặc điểm tính chất của bột sắt kim loại. Phương pháp chế tạo bột sắt. Ưu điểm của bột sắt trong xử lý môi trường. PHÂN HỦY HỢP CHẤT HỮU CƠ BẰNG BỘT SẮT KIM LOẠI.

Cơ chế phản ứng khử các hợp chất hữu cơ bằng kim loại. Phương trình động học phản ứng dị thể. Một số yếu tố ảnh hưởng đến động học quá trình chuyển hóa. QUÁ TRÌNH ĐIỆN HÓA KHỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ.

KHỬ HÓA HỌC VÀ ĐIỆN HÓA DDT. Phân hủy DDT bằng phương pháp khử hóa học. Phân hủy DDT bằng phương pháp điện hóa. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Phương pháp điện hóa. Phương pháp phân tích DDT. Phương pháp xử lí số liệu.

CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH. Chuẩn bị các dung dịch nghiên cứu. Nghiên cứu quá trình khử điện hóa DDT bằng phương pháp CV 40 2. Nghiên cứu quá trình khử hóa DDT bằng phương pháp thế tĩnh.

Nghiên cứu động học phân hủy DDT bằng phương pháp hóa học. Phân hủy DDT tách từ đất ô nhiễm bằng bột sắt kim loại. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. NGHIÊN CỨU KHỬ ĐIỆN HÓA DDT BẰNG PHƯƠNG PHÁP CV.

Xác định phản ứng khử DDT. Vai trò của nước với hệ dung môi etanol. Xác định thế và dòng của phản ứng khử DDT. Tương quan dòng khử dẫn xuất DDT với nồng độ DDT và tốc độ quét thế.

NGHIÊN CỨU KHỬ DDT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THẾ TĨNH. Khử điện hóa DDT tại điện thế tĩnh -0,85V. Ảnh hưởng của quá trình khử điện hóa đến tỉ lệ thành phần DDT. Ảnh hưởng của điện thế điện phân đến tỷ lệ thành phần DDT.

ĐỘNG HỌC PHÂN HỦY DDT BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC. Ảnh hưởng của pH. Ảnh hưởng của hàm lượng bột sắt. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy.

PHÂN HỦY DDT TÁCH TỪ ĐẤT Ô NHIỄM. 94 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ. 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 108 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.

Các chất thuộc nhóm hữu cơ khó phân hủy POP tìm thấy ở Việt Nam. Các dẫn xuất phổ biến của nhóm DDT. Thành phần và ký hiệu mẫu nghiên cứu. Độ dẫn điện của dung dịch CaCl2 trong C2H5OH.

Hàm lượng các thành phần DDT sau các thời gian điện phân, điện thế điện phân -0,85V. Tỷ lệ % thành phần DDT theo thời gian t. Hàm lượng thành phần DDT tại các điện thế điện phân. Thời gian điện phân 150 phút, nồng độ ban đầu DDT là 176,10, DDD là 15,71 DDE là 4,38 ppm.

Độ suy giảm hàm lượng thành phần DDT tại các điện thế điện phân. Phần trăm hàm lượng sản phẩm tại các điện thế điện phân.Thời gian điện phân 150 phút. Phần trăm thành phần DDT, DDD, DDE ban đầu lần lượt là 89,76%, 8,01% và 2,23%. Hiệu suất của quá trình điện phân tại điện thế tĩnh, thời gian 150 phút.

Nồng độ ban đầu DDT là 176,10, DDD là 15,71 DDE là 4,38 ppm. Nồng độ của DDT tổng khi thay đổi pH dung dịch. Hàm lượng sắt 7g/L, tốc độ khuấy 150 vòng/phút. Tốc độ trung bình phản ứng khử DDT theo thời gian.

Hàm lượng sắt 7g/L, tốc độ khuấy 150 vòng/phút. Nồng độ của DDT tổng khi thay đổi hàm lượng bột sắt trong dung dịch. Tốc độ khuấy 150 vòng/phút, pH = 3. Hằng số tốc độ quá trình chuyển hóa DDT theo diện tích tiếp xúc kim loại sắt.

Tốc độ trung bình phản ứng khử DDT theo thời gian. Tốc độ khuấy 150 vòng/phút, pH = 3. Nồng độ của DDT tổng khi thay đổi tốc độ khuấy. Hàm lượng bột sắt 10,5 g/L, pH = 3.

Tốc độ trung bình phản ứng khử DDT theo thời gian. Hàm lượng bột sắt 10,5 g/L, pH = 3. Bảng tổng hợp phương trình động học của phản ứng khử DDT. 91 v DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.

Cấu tạo phân tử DDT. Sơ đồ thể hiện sự chuyển hóa giữa DDT, DDE và DDD. Vai trò của sắt hóa trị không trong phản ứng khử các hợp chất hữu cơ clo. Sơ đồ khử hóa dẫn xuất clo bằng sắt hóa trị không trong nước.

Cơ chế phản ứng Fenton theo đề nghị của Kremer. Đường cong phân cực khi có sự phóng điện đồng thời của các phân tử. Quá trình giảm nồng độ DDT trong hệ pesunphat/sắt nano. Sự biến đổi năng lượng cho quá trình hình thành các trạng thái chuyển tiếp từ phân tử DDT và HO.

Sự biến đổi năng lượng ∆E (kcal/mol) của quá trình tách nguyên tử H trong phân tử DDT. Sự biến đổi năng lượng trong quá trình phản ứng phân hủy. Quá trình khử điện hóa các dẫn xuất DDT. Hệ đo điện hóa Autolab PGSTAT302N.

Sơ đồ hệ đo điện hóa 3 điện cực. Sơ đồ điện cực làm việc. Quan hệ dòng – thế trên phổ CV. Quan hệ E-t và I-t trong phương pháp thế tĩnh.

Hệ thống máy phân tích sắc kí ghép khối phổ GC/MS. Sự phụ thuộc của độ dẫn điện dung dịch vào nồng độ của CaCl2. Phổ CV các dung dịch: 1 – M00, 2 – M0, 3 – M1. Tốc độ quét 10 mV/s, khoảng quét -2,1÷ 0,0V.

Đường catôt phổ CV các dung dịch 1 – M00, 2 – M0, 3 – M1. Tốc độ quét 10 mV/s, khoảng quét -2,1÷ 0,0V. Phổ CV chu kì 1 đến 5 của DDT. Tốc độ quét 10 mV/s, khoảng quét -2,1÷ 0,0V.

Đường catôt chu kì 1 đến 5 phổ CV của DDT. Tốc độ quét 10 mV/s, khoảng quét -2,1÷ 0,0V. Đường anôt chu kì 1 đến 5 phổ CV của DDT. Tốc độ quét 10 mV/s, khoảng quét -2,1÷ 0,0V.

Phổ CV đo trong dung dịch C2H5OH và C2H5OH + xH2O chu kì 1. Tốc độ quét 10 mV/s, khoảng quét -2,1÷ 0,0V. Phổ CV đo trong dung dịch C2H5OH và C2H5OH + 0,5H2O và DDT chu kì 1. Tốc độ quét 10 mV/s, khoảng quét -2,1÷ 0,0V.

Phân cực CV chu kì 1, mẫu M1. Tốc độ quét 10 mV/s, khoảng quét -2,1÷ 0,0V. Đường catôt phổ CV chu kì 1 đến 5, mẫu M1. Tốc độ quét 10 mV/s, khoảng quét -2,1÷ 0,0V.

Vi phân dJ/dE đường catôt chu kì 1. Biến thiên các giá trị thế đặc trưng phản ứng 1 nhánh catôt theo số chu kì quét. Biến thiên các giá trị dòng đặc trưng phản ứng 1 nhánh catôt theo số chu kì quét. Biến thiên các giá trị thế đặc trưng phản ứng 2 nhánh catôt theo số chu kì quét.

Biến thiên các giá trị dòng đặc trưng phản ứng 2 nhánh catôt theo số chu kì quét. Biến thiên các giá trị thế đặc trưng phản ứng 3 nhánh catôt theo số chu kì quét. Biến thiên các giá trị dòng đặc trưng phản ứng 3 nhánh catôt theo số chu kì quét. Vi phân dJ/dE nhánh catôt phổ CV, chu kì 2 đến 5, mẫu M1.

Biến thiên J1/2 và Jgh phản ứng catôt theo số chu kì quét. Phổ CV chu kì 1 mẫu M1, M3, M5. Tốc độ quét 10 mV/s, khoảng quét -1,65 ÷ 0,0V. Đường catôt phổ CV chu kì 1, 5 mẫu M1- M5.

Tốc độ quét 10 mV/s, khoảng quét -1,65 ÷ 0,0V. Sự phụ thuộc của dòng vào nồng độ DDT. So sánh dòng hai phản ứng 1 và 2, theo nồng độ DDT khác nhau. Phổ CV chu kì 1 với tốc độ quét thế khác nhau, khoảng quét -1,65 ÷ 0,0V.

Nhánh catôt phổ CV chu kì 1, mẫu M5, tốc độ quét thế khác nhau. Sự phụ thuộc của dòng phản ứng J vào v0,5. Đường cong đáp ứng i – t, thế tĩnh -0,85V, dung dịch M0, M6. Thời gian điện phân 120 phút.

Hàm lượng DDT, DDD, DDE sau thời gian điện phân. Điện thế tĩnh -0,85V. Độ suy giảm hàm lượng các chất tại các thời gian điện phân khác nhau. Điện thế tĩnh -0,85V.

Quá trình chuyển hóa DDT, DDE và DDD. Tỷ lệ % hàm lượng sản phẩm DDT, DDD, DDE sau các thời gian điện phân. Điện thế tĩnh -0,85V. Hàm lượng DDT, DDD, DDE tại các điện thế điện phân.

Thời gian điện phân 150 phút. Độ suy giảm hàm lượng các chất tại điện thế tĩnh. 68 Thời gian 150 phút. Tỷ lệ % hàm lượng sản phẩm DDT, DDD, DDE tại các điện thế tĩnh -0,85V, -1,55V và -2,0V.

Thời gian điện phân 150 phút. Hàm lượng DDT tại các thời điểm khác nhau khi thay đổi pH. Biến thiên nồng độ DDT tổng theo pH tại các thời gian phản ứng khác nhau (t = 0, 1, 2, 4, 6, 8 h). Hiệu suất phân hủy DDT tại thời điểm t, với pH khác nhau.

Sự phụ thuộc của lnCDDT, pH vào thời gian t khi thay đổi pH. Sự phụ thuộc của tốc độ trung bình của phản ứng vào thời gian phản ứng t. Hàm lượng sắt 7g/L, tốc độ khuấy 150 vòng/phút. Sự phụ thuộc của tốc độ trung bình của phản ứng vào nồng độ phản ứng ở thời điểm t.