NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH KHOÁNG HÓA MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ HỌ AZO TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG PHƯƠNG PHÁP FENTON ĐIỆN HÓA
Hóa lí thuyết và hóa lí
Luận án tập trung nghiên cứu giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do nước thải từ ngành dệt nhuộm, đặc biệt là các hợp chất hữu cơ khó xử lý như thuốc nhuộm azo. Nhận thấy những hạn chế của các phương pháp xử lý truyền thống, nghiên cứu này đã khai thác tiềm năng của phương pháp oxy hóa tiên tiến, cụ thể là Fenton điện hóa. Bản chất của phương pháp này là tạo ra gốc hydroxyl (HO.) có khả năng oxy hóa mạnh, phân hủy hoàn toàn các hợp chất hữu cơ độc hại thành CO2 và H2O.
Nghiên cứu đã tổng hợp và đặc trưng oxit phức hợp Cu1.5Mn1.5O4 có cấu trúc spinel với kích thước hạt nhỏ mịn. Đồng thời, các màng Ppy và Ppy(Cu1.5Mn1.5O4)/Ppy được tổng hợp trên điện cực cacbon nền. Phân tích EDX xác nhận sự hiện diện của oxit phức hợp Cu và Mn trong màng.
Các kết quả thực nghiệm cho thấy điện cực catôt C/Ppy(Cu1.5Mn1.5O4)/Ppy có khả năng xúc tác điện hóa hiệu quả cho phản ứng khử oxy tạo H2O2, đặc biệt tối ưu ở pH 3. Trên anôt platin, các quá trình oxy hóa nước, oxy hóa Fe2+ và oxy hóa trực tiếp các chất hữu cơ diễn ra. Trên catôt cacbon, phản ứng khử oxy tạo H2O2 là đáng kể.
Khi áp dụng phương pháp Fenton điện hóa để khoáng hóa metyl đỏ và công gô đỏ, hiệu suất suy giảm COD và hiệu suất dòng đều cao hơn so với oxy hóa điện hóa trực tiếp, chứng tỏ vai trò quan trọng của quá trình oxy hóa gián tiếp thông qua gốc HO.. Điện cực catôt C/Ppy(Cu1.5Mn1.5O4)/Ppy mang lại hiệu suất khoáng hóa vượt trội hơn so với điện cực C và C/Ppy. Mật độ dòng tối ưu được xác định là 1 mA/cm2, mang lại hiệu suất khoáng hóa cao nhất cho cả hai loại thuốc nhuộm. Quan sát bằng mắt thường cũng cho thấy sự suy giảm màu sắc nhanh chóng của dung dịch metyl đỏ, gần như mất màu hoàn toàn sau 5 giờ xử lý, minh chứng cho hiệu quả phân hủy.
Nghiên cứu này cung cấp những hiểu biết sâu sắc về đặc điểm của quá trình khoáng hóa hợp chất hữu cơ họ azo trong nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp Fenton điện hóa, mở ra hướng ứng dụng tiềm năng trong xử lý ô nhiễm môi trường.