Nghiên cứu sử dụng đá ong biến tính trong quá trình Fenton dị thể để xử lý chất nhuộm màu

TÓM TẮT

Trong nghiên cứu này, đá ong được biến tính bằng muối sắt (III) sunfat (Lat-Fe) sử dụng cho quá

trình Fenton dị thể để loại bỏ chất nhuộm màu hữu cơ Reactive Yellow 160 (RY 160). Các đặc trưng

cơ bản về thành phần hoá học, hình thái bề mặt và diện tích bề mặt riêng của đá ong sau biến

tính được xác định thông qua phổ tán xạ năng lượng EDX, ảnh hiển vi điện tử quét SEM và phương

pháp đo diện tích bề mặt riêng BET và được đánh giá hiệu quả tốt để có thể ứng dụng trong quá

trình Fenton dị thể. Các khảo sát thực nghiệm về điều kiện tiến hành như pH, lượng chất oxy hóa

H2O2, lượng vật liệu biến tính được thực hiện để tìm ra điều kiện thích hợp cho quá trình Fenton

xử lý chất nhuộm màu. Kết quả thí nghiệm cho thấy: đá ong khi biến tính theo quy trình không có

muối sắt thì hầu như không có hoạt tính xúc tác cho quá trình Fenton. Mặt khác, đá ong được biến

tính bằng muối sắt có hoạt tính xúc tác, cho kết quả xử lý màu rất tốt khi sử dụng vào quá trình

Fenton dị thể xử lý hợp chất nhuộm màu RY160. Loại bỏ RY 160 với nồng độ ban đầu 50 ppm tại

các điều kiện thích hợp: Lat-Fe 1,25g/L, nồng độ H2O2 2,45 mM, pH khởi đầu là 7, nhiệt độ 30◦C;

cho hiệu quả xử lý đạt 70% trong th ời gian xử lý 120 phút.

pdf10 trang | Chuyên mục: Khoa Học Vật Liệu | Chia sẻ: yen2110 | Lượt xem: 337 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt nội dung Nghiên cứu sử dụng đá ong biến tính trong quá trình Fenton dị thể để xử lý chất nhuộm màu, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút "TẢI VỀ" ở trên
o quản trung bình 27,66 nm, hàm lượng sắt
sau biến tính đạt 23,19% về nguyên tố. Kết quả nghiên
cứu ban đầu cho thấy, điều kiện thích hợp áp dụng kỹ
thuật Fenton dị thể dùng đá ong biến tính cho phẩm
màu Reactive Yellow 160: hàm lượng Lat-Fe 1,25g/L,
nồng độ H2O2 2,45 mM; pH khởi đầu là 7, nhiệt độ
30◦C, thời gian xử lý 120 phút; hiệu suất xử lý màu
tương ứng đạt 70%. Đá ong sau khi biến tính có vai
trò là một chất mang có chứa sắt, tạo điều kiện cho
ion sắt bám trên bề mặt và chuyển hoá thành nhóm
hay trung tâm hoạt hoá, vì vậy hoạt tính mạnh hơn so
với ban đầu. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là cầu nghiên
cứu sâu hơn về việc biến tính và sự tham gia củamuối
sắt vào cấu trúc đá ong.
DANHMỤC TỪ VIẾT TẮT
BET (Brunauer-Emnet-Teller): Phương pháp đo
diện tích bề mặt riêng BET.
EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy): Phổ
tán sắc năng lượng tia X.
Lat-Fe: Đá ong biến tính
RY160 (ReactiveYellow160): Chất nhuộmmàu vàng
160.
SEM (Scanning Electron Microcospy): Kính hiển vi
điện tử quét.
UV-vis (Ultraviolet–visible): Tử ngoại khả kiến
62
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Trái đất và Môi trường, 3(2):56-65
Hình 7: Ảnh hưởng của hàm lượng Lat-Fe khác nhau tới hiệu suất xử lý ([RY 160]0 = 50ppm; pH 7; [H2O2]0 =
2,45mM; t◦ = 30◦C)
Hình 8: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất của quá trình xử lý RY ([RY 160 ]0 = 50ppm; [Lat-Fe] = 1,25 g/L; [H2O2]0
= 2,45mM; t◦ = 30◦C)
63
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Trái đất và Môi trường, 3(2):56-65
XUNGĐỘT LỢI ÍCH
Nhóm tác giả cam đoan không có xung đội lợi ích
trong công bố bài báo “Nghiên cứu sử dụng đá ong
biến tính trong quá trình Fenton dị thể để xử lý chất
nhuộm màu”.
ĐÓNGGÓP CỦA TÁC GIẢ
Quá trình thực hiện thí nghiệm, lấymẫu, phân tích và
đo đạc kết quả do tác giả Vũ Huy Định và Đặng Thế
Anh thực hiện. Quá trình viết bản thảo, sửa chữa bản
thảo do tập thể tác giả Vũ Huy Định, ĐặngThịThơm
và ĐặngThế Anh thực hiện.
LỜI CẢMƠN
Nhóm tác giả chân thành cảm ơn Trường Đại học
Lâm nghiệp đã hỗ trợ kinh phí thực hiện nghiên cứu
này.
TÀI LIỆU THAMKHẢO
1. PhòngĐT. Xử lý nước cấp và nước thải dệt nhuộm. vol. 7. NXB
Khoa học và kỹ thuật Hà Nội; 2005.
2. Phòng ĐT. Sinh thái môi trường trong dệt nhuộm. vol. 6. NXB
Khoa học và kỹ thuật Hà Nội; 2004.
3. Đức ĐS, Mai VT, Lan ĐTP. Xử lý màu nước thải giấy bằng phản
ứng Fenton. Tạp chí phát triển KHCN. 2009;5:37–45.
4. Đức ĐS, Hảo TTT. Loại bỏ phẩm nhuộm Reactive Blue 181
bằng kĩ thuật Fenton dị thể sử dụng tro bay biến tính/H2O2.
Tạp chí Khoa học và Công nghệ. 2012;50(3):375–384.
5. Đức ĐS, Ninh VT. Phân hủy phẩm nhuộm Reactive blue 182
bằng kỹ thuật Fenton dị thể sử dụng tro bay biến tính/H 2O 2.
Tạp chí phát triển Khoa học và công nghệ. 2013;16(T3):13–21.
6. Anh TĐ, et al. Kinetics of the treatment of organic dye based
on modified red mud. Journal of Forestry science and tech-
nology. 2016;2:34–42.
7. Malik PK. Dye removal from wastewater using activated car-
bon developed from sawdust: adsorption equilibrium and ki-
netics. Journal of Hazardous Materials. 2004;113(1):81–89.
Available from: 10.1016/j.jhazmat.2004.05.022.
8. Namasivayam C, Kavitha D. Removal of Congo Red from
water by adsorption onto activated carbon prepared from
coir pith, an agricultural solid waste. Dyes and Pigments.
2002;54(1):47–58. Available from: 10.1016/S0143-7208(02)
00025-6.
9. Gao Jm, Cheng F. Study on the preparation of spinel fer-
rites with enhanced magnetic properties using limonite lat-
erite ore as rawmaterials. Journal ofMagnetismandMagnetic
Materials. 2018;460:213–22. Available from: 10.1016/j.jmmm.
2018.04.010.
10. Kasthurba AK, SanthanamM,MathewsMS. nvestigation of la-
terite stones for building purpose fromMalabar region, Kerala
state, SW India – Part 1: Field studies and profile characterisa-
tion. Construction and Building Materials. 2007;21(1):73–82.
Available from: 10.1016/j.conbuildmat.2005.07.006.
11. Khataee AR, Pakdehi SG. Removal of sodium azide from aque-
ous solution by Fenton-like process using natural laterite as
a heterogeneous catalyst: Kinetic modeling based on non-
linear regression analysis. Journal of the Taiwan Institute
of Chemical Engineers. 2014;45(5):2664–72. Available from:
10.1016/j.jtice.2014.08.007.
12. Sangami S, Manu B. Synthesis of Green Iron Nanoparticles us-
ing Laterite and their application as a Fenton-like catalyst for
the degradation of herbicide Ametryn in water. Environmen-
tal Technology & Innovation. 2017;8:150–63. Available from:
10.1016/j.eti.2017.06.003.
13. Karale RS,ManuB, Shrihari S. FentonandPhoto-FentonOxida-
tion Processes for Degradation of 3-Aminopyridine from Wa-
ter. APCBEE Procedia. 2014;9:25–9. Available from: 10.1016/j.
apcbee.2014.01.005.
14. Gao JM, et al. Process development for selective precipita-
tion of valuable metals and simultaneous synthesis of single-
phase spinel ferrites from saprolite-limonite laterite leach
liquors. Hydrometallurgy. 2017;173:98–105. Available from:
10.1016/j.hydromet.2017.08.004.
15. Khataee A, Gholami P, Sheydaei M. Heterogeneous Fen-
ton process by natural pyrite for removal of a textile dye
from water :Effect of parameters and intermediate identifica-
tion. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers.
2015;58:366–73. Available from: 10.1016/j.jtice.2015.06.015.
16. Dindarsafa M, et al. Heterogeneous sono-Fenton-like process
using martite nanocatalyst prepared by high energy plane-
tary ball milling for treatment of a textile dye. Ultrasonics
Sonochemistry. 2017;34:389–99. Available from: 10.1016/j.
ultsonch.2016.06.016.
17. Sing KSW, Everett DH, Haul RAW, Moscou L, Pierotti RA,
Rouqurol J, et al. Reporting Physisorption Data for Gas/Solid
Systems with Special Reference to the Determination of
Surface Area Ond Porosity. Pure and Applied Chemistry.
1985;57(4):603–19. Available from: 10.1351/pac198557040603.
18. Rodrigues CSD, et al. p-Nitrophenol degradation by hetero-
geneous Fentons oxidation over activated carbon-based cat-
alysts. Applied Catalysis B: Environmental. 2017;219:109–22.
Available from: 10.1016/j.apcatb.2017.07.045.
19. Hajjaji W, et al. Aqueous Acid Orange 7 dye removal by clay
and redmudmixes. Applied Clay Science. 2016;126:197–206.
Available from: 10.1016/j.clay.2016.03.016.
20. Herney-Ramirez J, Vicente MA, Madeira LM. Heterogeneous
photo-Fenton oxidation with pillared clay-based catalysts for
wastewater treatment. Applied Catalysis B: Environmental.
2010;98:10–26. Available from: 10.1016/j.apcatb.2010.05.004.
21. Dükkanci M, et al. Heterogeneous Fenton-like degradation of
Rhodamine 6G inwater using CuFeZSM-5 zeolite catalyst pre-
pared by hydrothermal synthesis. Journal of Hazardous Ma-
terials. 2010;181:343–50. Available from: 10.1016/j.jhazmat.
2010.05.016.
22. Navalon S, Alvaro M, Garcia H. Heterogeneous Fenton cata-
lysts based on clays, silicas and zeolites. Catalysis B: Environ-
mental. 2010;99(1-2):1–26. Available from: 10.1016/j.apcatb.
2010.07.006.
23. Aleksić M, et al. Heterogeneous Fenton type processes for the
degradation of organic dye pollutant in water-The applica-
tion of zeolite assisted AOPs. Desalination. 2010;257(1-3):22–
9. Available from: 10.1016/j.desal.2010.03.016.
24. Flores Y, Flores R, Gallegos AA. Heterogeneous catalysis in
the Fenton-type system reactive black 5/H2O2. Journal of
Molecular Catalysis A: Chemical. 2008;81(1-2):184–91. Avail-
able from: 10.1016/j.molcata.2007.10.019.
64
Science & Technology Development Journal – Science of The Earth & Environment, 3(2):56- 65
Open Access Full Text Article Research Article
1Department of Chemistry, VietNam
National University of Forestry, Hanoi,
Viet Nam
2Institute of Environmental Technology,
Vietnam Academy of Science and
Technology, Hanoi, Viet Nam
3Graduate Unviversity of Science and
Technology, Vietnam Academy of
Science and Technology, Viet Nam
Correspondence
Vu Huy Dinh, Department of Chemistry,
VietNam National University of Forestry,
Hanoi, Viet Nam
Email: vuhuydinh@vnuf.edu.vn
History
 Received: 03-12-2018
 Accepted: 09-7-2019
 Published: 26-11-2019
DOI : 10.32508/stdjsee.v3i2.465
Copyright
© VNU-HCM Press. This is an open-
access article distributed under the
terms of the Creative Commons
Attribution 4.0 International license.
Study on usingmodified laterite in the heterogeneous Fenton
process for removing dye compound
Vu Huy Dinh1,*, Dang Thi Thom2,3, Dang The Anh1
Use your smartphone to scan this
QR code and download this article
ABSTRACT
In this work, laterite was modified by iron (III) sulfate (Lat-Fe), and it was used in heterogeneous
Fenton for the removal of Reactive Yellow 160 dye (RY 160). Properties of chemical composition,
surface morphology and specific surface area of modified laterite were characterized by Energy
dispersive X-ray spectroscopy (EDX), scanning electron microscopes (SEM) and BET method and
that laterite was assessed effectively to apply in the heterogeneous Fenton process. Experimental
investigations about conditions such as pH, H2O2 concentration, andmodifiedmaterials were con-
ducted to look for the suitable conditions for removing dye compound by Fenton process. Studied
results showed that modified laterite by procedure without iron Fe3+ had not catalyzed activation
in Fenton process. However, using modified laterite by iron (III) sulfate (Lat-Fe) get good results
in the heterogeneous Fenton process for removing Reactive Yellow 160 dye. Removing Reactive
Yellow 160 dye (RY 160) with initial concentration of 50ppm with investigated optimal conditions
of Lat-Fe: 1,25g/L, H2O2 2,45 mM, pH 7 at 30oC get 70% of removal efficiency in 120 minutes.
Key words: Laterite, heterogeneous Fenton, Reactive Yellow 160 dye
Cite this article : Dinh V H, ThomD T, Anh D T. Study on usingmodified laterite in the heterogeneous
Fenton process for removing dye compound. Sci. Tech. Dev. J. - Sci. Earth Environ.; 3(2):56-65.
65

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_su_dung_da_ong_bien_tinh_trong_qua_trinh_fenton_d.pdf
Tài liệu liên quan