1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Nghiên cứu động học quá trình phân hủy trong môi trường nước của hợp chất có tính nổ dạng este nitrat và nitrotoluen bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao (tóm tắt)

27 256 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 27
Dung lượng 356,76 KB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Tuy nhiên các thông tin và kết quả nghiên cứu ứng dụng công bố còn hạn chế, vấn đề cơ chế cũng như động học của phản ứng phân hủy các hợp chất có tính nổ nhóm este nitrat, nitrotoluen bằ

Trang 1

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ

-

ĐÀO DUY HƯNG

NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC CỦA HỢP CHẤT CÓ TÍNH NỔ DẠNG ESTE NITRAT VÀ NITROTOLUEN BẰNG MỘT SỐ TÁC NHÂN

OXI HÓA NÂNG CAO

Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý

Mã số : 62 44 01 19

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

HÀ NỘI - 2017

Trang 2

Viện Khoa học và Công nghệ quân sự - Bộ Quốc phòng

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS Đinh Ngọc Tấn GS.TSKH Đỗ Ngọc Khuê

Có th ể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Viện Khoa học và Công nghệ quân sự

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

Trang 3

1 Đào Duy Hưng, Đỗ Ngọc Khuê, Đinh Ngọc Tấn (2015) Nghiên cứu đặc điểm phản ứng phân hủy DNT, NG trong môi trường nước bằng tác

nhân quang Fenton, Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, 35 (2),

T ạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 20 (4), tr.177-182.

4 Đào Duy Hưng, Đỗ Ngọc Khuê, Đinh Ngọc Tấn, Nguyễn Văn Hoàng (2015) Nghiên cứu phân hủy đồng thời NG, PETN trong môi trường

nước bằng tác nhân quang Fenton, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh

The 4 th analytica Vietnam conference, 2015, pp.147-152

7 Do Ngoc Khue, Tran Dai Lam, Dao Duy Hung, Vu Quang Bach, Nguyen Van Anh, Nguyen Hoai Nam, Nguyen Viet Thai and Do Binh Minh (2017) Parameters controlling the advanced oxidation degradation

kinetics of nitroglycerin and pentaerythritol tetranitrate, Green Process

Synth, DOI 10.1515

Trang 4

ô nhiễm cho môi trường nước, đất, không khí và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của con người

Hiện nay, trên thế giới và trong nước đã có nhiều phương pháp xử lý các chất thải trong ngành sản xuất thuốc phóng - thuốc nổ như: hấp phụ trên than hoạt tính, sử dụng bức xạ UV, oxy hóa khử điện hóa, sử dụng các tác nhân oxy hóa tiên tiến, tác nhân sinh học Mỗi phương pháp đều có những

ưu, nhược điểm nhất định Phương pháp sử dụng các tác nhân oxi hóa nâng cao trên cơ sở sử dụng gốc tự do hydroxyl có thế oxi hóa rất cao trong các tác nhân oxi hóa thường gặp hiện nay (2,8V) để xử lý nước thải bị nhiễm các hợp chất hữu cơ độc đang được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu Kết quả nghiên cứu cho thấy, quá trình oxi hóa nâng cao có khả năng phân hủy với tốc độ và hiệu quả cao các hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong đó có các hợp chất có tính nổ như: nitrophenol (NPs), nitrotoluen (NTs), nitramin

Tuy nhiên việc nghiên cứu xử lý một số hợp chất có tính nổ, đặc biệt là các thuốc nổ nhóm este nitrat, nitrotoluen bằng các tác nhân oxi hóa nâng cao còn ít được quan tâm ở trong nước Ở nước ngoài mới chỉ có một số nghiên cứu xử lý sử dụng phương pháp như thủy phân, sử dụngtác nhân sắt, nano sắt để xử lý hợp chất nhóm este nitrat Để xử lý các hợp chất có tính nổ dạng nitrotoluen đã có một số nghiên cứu như: phân hủy bằng tác nhân sắt, sắt nano, phân hủy bằng tác nhân Fenton, quang Fenton Tuy nhiên các thông tin và kết quả nghiên cứu ứng dụng công bố còn hạn chế, vấn đề cơ chế cũng như động học của phản ứng phân hủy các hợp chất có tính nổ nhóm este nitrat, nitrotoluen bằng các tác nhân oxi hóa nâng cao còn chưa được đề cập nhiều Đây chính là lý do nghiên cứu sinh lựa chọn

đề tài luận án tiến sĩ: “Nghiên cứu động học quá trình phân hủy trong

Trang 5

môi trường nước của hợp chất có tính nổ dạng este nitrat và nitrotoluen bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao”

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án:

Đã xác lập được cơ sở khoa học để nghiên cứu các yếu tố động học của phản ứng chuyển hóa, phân hủy các hợp chất hữu cơ có tính nổ dạng este nitrat (NG, PETN) và nitrotoluen (DNT, TNT) trong môi trường nước tương tự như các chất có trong nước thải của công nghệ sản xuất thuốc phóng, thuốc nổ bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao

Phương pháp nghiên cứu:

Để nghiên cứu đặc điểm động học phản ứng dựa trên sự thay đổi nồng

độ chất phản ứng, độ chuyển hóa đã sử dụng thiết bị phân tích sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)

Để xác định các phương trình động học mô tả phản ứng phân hủy với tác nhân .OH đã sử dụng mô hình đo tốc độ đầu theo nồng độ đầu

Để đánh giá hiệu quả chuyển hóa các hợp chất ENs và NTs đã sử dụng phương pháp so sánh độ chuyển hóa các chất phản ứng

Mục tiêu của luận án:

Xác định được khả năng chuyển hóa và mô hình động học quá trình phân hủy trong môi trường nước của một số hợp chất có tính nổ dạng este nitrat (như: NG, PETN) và nitrotoluen (như: TNT, DNT) bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao không và có kết hợp bức xạ UV Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu lựa chọn, đề xuất được giải pháp công nghệ có tính khả thi

để khử độc cho môi trường bị nhiễm đồng thời một số thuốc nổ dạng este nitrat

Các nội dung chính của luận án:

1 Khảo sát, đánh giá được khả năng chuyển hóa ENs, NTs bằng tác nhân quang hóa (UV), oxi hóa cổ điển (H2O2) và hệ phản ứng oxi hóa nâng cao (UV-H2O2, Fenton, UV-Fenton)

2 Nghiên cứu xây dựng mô hình động học thực nghiệm biểu diễn quá trình chuyển hóa, phân hủy các hợp chất este nitrat, nitrotoluen bằng các tác nhân oxi hóa là UV, H2O2 và hệ phản ứng oxi hóa nâng cao trên cơ sở gốc hydroxyl (UV-H2O2, Fenton, UV-Fenton), trọng tâm là mô hình động học giả bậc nhất dựa theo phương pháp đo tốc độ đầu và nồng độ đầu của phản ứng

Trang 6

3 Nghiên cứu, đánh giá được sự khác nhau về khả năng chuyển hóa và

mô hình động học của phản ứng phân hủy một số hợp chất ENs với khả năng chuyển hóa và mô hình động học của phản ứng phân hủy một số hợp chất NTs bằng tác nhân H2O2, Fenton trong điều kiện không và có kết hợp bức xạ UV

4 Thử nghiệm, đánh giá về khả năng và hiệu quả phân hủy các chất ô nhiễm ENs trong các hệ oxi hóa không và có kết hợp sử dụng bức xạ UV như ENs/H2O2, ENs/UV-H2O2, ENs/Fenton, ENs/UV-Fenton; trên cơ sở

đó lựa chọn và đề xuất quá trình oxi hóa nâng cao thích hợp nhất cho mục tiêu xử lý khử độc cho nguồn nước thải công nghiệp quốc phòng bị nhiễm đồng thời nhiều hợp chất ENs độc hại

Bố cục của luận án:

Chương 1: Tổng quan; chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu; chương 3: Kết quả và thảo luận; Kết luận

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ bằng tác nhân oxi hóa nâng cao

1.1.1 Phân lo ại các quá trình oxi hóa nâng cao

Theo cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ, dựa theo đặc tính của quá trình có hay không có sử dụng nguồn năng lượng bức xạ tử ngoại (UV) mà có thể phân loại các quá trình oxi hóa nâng cao thành hai nhóm: quá trình oxi hoá nâng cao không kết hợp với tác nhân ánh sáng và quá trình oxi hoá nâng cao có kết hợp với tác nhân ánh sáng

1.1.2 Quá trình oxi hoá nâng cao không k ết hợp với tác nhân ánh sáng

Quá trình oxi hóa nâng cao không kết hợp với tác nhân ánh sáng là quá trình không sử dụng năng lượng bức xạ tia cực tím UV trong quá trình phản ứng

1.1.3 Quá trình oxi hoá nâng cao có k ết hợp với tác nhân ánh sáng

Quá trình oxi hóa nâng cao có kết hợp với tác nhân ánh sáng là quá trình có

sử dụng năng lượng bức xạ tia cực tím UV

1.1.4 Đặc điểm tác nhân gốc hydroxyl ( . OH)

1.1.5 Đặc điểm quá trình Fenton phân hủy các hợp chất hữu cơ trong môi

tr ường nước

Trang 7

1.1.6 Đặc điểm quá trình quang Fenton phân hủy các hợp chất hữu cơ

trong môi tr ường nước

1.2 Đặc điểm cấu tạo, tính chất hóa lý, độc tính của một số hợp chất

có tính nổ

1.3 Hiện trạng nghiên cứu, ứng dụng các quá trình oxi hóa nâng cao

để chuyển hóa và phân hủy hợp chất độc hại có tính nổ nhiễm trong môi trường nước

1.3.1 Hi ện trạng nghiên cứu phân hủy các hợp chất hữu cơ có tính nổ

nhóm este nitrat trong môi tr ường nước

Các hợp chất có tính nổ nhóm este nitrat đã được một số tác giả nghiên cứu xử lý trong môi trường nước, tuy nhiên các tác giả mới dừng lại nghiên cứu sử dụng phương pháp thủy, sử dụng tác nhân Fe, Fe nano để chuyển hóa, phân hủy Các kết quả cho thấy sự chuyển hóa các hợp chất này trong điều kiện thường là khó khăn, khi kết hợp thêm các tác nhân như sóng siêu âm, nhiệt độ, thì hiệu quả chuyển hóa tăng lên đáng kể Tuy nhiên về bản chất quá trình nghiên cứu ở đây vẫn dừng lại ở việc sử dụng tác thủy phân hay tác nhân có tính khử để phân hủy hợp chất este nitrat

Về kết quả nghiên cứu khả năng sử dụng quá trình Fenton, quang Fenton

để phân hủy các hợp chất este nitrat có tính nổ trong môi trường nước như Nitroglyxerin, Pentaerythriol tetranitrat hoặc Etylenglycoldinitrat hiện chưa thu thập được thông tin nào về các nghiên cứu này

1.3.2 Hi ện trạng nghiên cứu động học và khả năng ứng dụng quá trình

Fenton, quang Fenton phân h ủy các hợp chất có tính nổ cấu trúc mạch

vòng trong môi tr ường nước

Các hợp chất nhóm nitrotoluen, nitrophenol, nitramin đã được một số tác giả nước ngoài nghiên cứu Các nghiên cứu đã tập trung thử nghiệm một

số phương pháp như: điện phân, phân hủy bằng tác nhân Fenton, quang Fenton Các tác giả đã nghiên cứu về cơ chế quá trình phân hủy cũng như

so sánh hiệu quả phân hủy của nhiều loại hợp chất có tính nổ, tuy nhiên chưa có công trình nào nghiên cứu so sánh về hiệu quả quá trình phân hủy

Trang 8

các hợp chất có tính nổ nhóm este nitrat bằng tác nhân Fenton với các hợp chất kể trên

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Các đối tượng nghiên cứu chính của luận án gồm:

- Hợp chất có tính nổ độc hại nhóm este nitrat và nhóm nitrotoluen: NG, PETN, TNT, DNT

- Các tác nhân quang hóa và oxi hóa: H2O2; UV; UV-H2O2; Fenton; Fenton

UV Các phương pháp và mô hình nghiên cứu động học phản ứng oxi hóa nâng cao trên cơ sở gốc .OH trong các hệ trên

2.2 Thiết bị và hoá chất

2.2.1 Thi ết bị nghiên cứu

2.2.1.1 Thi ết bị phân tích

- Thiết bị quang phổ tử ngoại - khả kiến UV-Vis, hệ thống thiết bị sắc

ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), cân phân tích CHYO (Nhật Bản), máy

đo pH

2.2.1.2 Thi ết bị công nghệ

Mô hình thiết bị phản ứng oxi hóa và quang hóa các hợp chất ENs, NTs

2.2.2 Hóa chất dùng để nghiên cứu

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Ph ương pháp phân tích xác định hàm lượng ENs, NTs

Bảng 2.1 Điều kiện đo và thời gian lưu (t R) ứng với đỉnh pic HPLC của

các hợp chất ENs, NTs Hợp chất NG PETN TNT DNT

Tỉ lệ pha động (ACN/H2O) 70:30 70:30 70:30 70:30

Thời gian lưu, t R (phút) 3,86 4,56 4,0 4,17 Tín hiệu đo, λ (nm) 215 204 227 245

Trang 9

2.3.2 Xây d ựng đường chun xác định NG, PETN, TNT, DNT bằng

2.3.3 Thí nghi ệm xác định các yếu tố ảnh hưởng đến độ chuyển hóa NG,

PETN, TNT và DNT b ằng tác nhân UV, H 2O2, H2O2, Fenton và Fenton

UV-2.3.4 Xây d ựng mô hình thí nghiệm khả năng xử lý đồng thời hợp chất

PETN, NG b ằng tác nhân UV-Fenton

2.3.5 Ph ương pháp nghiên cứu xác định các yếu tố động học phản ứng

2.3.5.1 Ph ương pháp xác định tốc độ đầu của phản ứng

Tốc độ đầu của phản ứng được xác định bằng phương pháp đo độ suy giảm nồng độ của các chất sau khoảng thời gian phản ứng tương đối ngắn (10 giây) Việc xác định tốc độ đầu có ý nghĩa để xây dựng mô hình tính toán động học phản ứng phân hủy các hợp chất ENs

2.3.5.2 Ph ương pháp xác định độ chuyển hóa của các chất trong các hệ

Ở đây : η là độ chuyển hóa của các hợp chất (%),

C 0- nồng độ tại thời điểm t=0, mM ;

C t- nồng độ tại thời điểm t, mM

2.3.5.3 Ph ương pháp xác định hằng số tốc độ phản ứng oxi hóa giả bậc

nh ất

Phương pháp nghiên cứu động học và xác định bậc phản ứng oxi hóa của DNT, NG bằng các tác nhân dựa vào kết quả đo sự biến đổi nồng độ ENs, NTs theo thời gian phản ứng

Cơ sở của phương pháp này là phương trình động học giả bậc nhất:

Trang 10

ln{C/Co}= - k’.t

Ở đây: C và Co là nồng độ ENs, NTs tại thời điểm t và t=0 trong quá

trình phản ứng với các tác nhân, k’ là hằng số tốc độ phản ứng giả bậc

nhất, t- thời gian phản ứng Dựa trên kết quả đo sự biến đổi chỉ số C và Co

và xây dựng đồ thị phụ thuộc -ln{C/Co} - t sẽ tính được hằng số tốc độ phản ứng giả bậc nhất (k’)

2.3.6 Ph ương pháp xử lý số liệu thực nghiệm

Để xử lý các số liệu thực nghiệm, luận án đã sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu đặc điểm quá trình chuyển hóa các hợp chất este

nitrat bằng tác nhân quang hóa (UV), oxi hóa cổ điển (H 2 O 2 ) và oxi hóa nâng cao (UV- H 2 O 2 , Fenton, UV-Fenton)

3.1.1 Các y ếu tố ảnh hưởng đến độ chuyển hóa các hợp chất este nitrat

b ằng tác nhân quang hóa (UV), oxi hóa cổ điển (H 2O2) và oxi hóa nâng cao (UV- H2O2, Fenton, UV-Fenton)

3.1.1.1 Ảnh hưởng của nồng độ H 2O2

Đối với hệ ENs/H2O2 khi tăng nồng độ chất oxi hóa H2O2 lên thì độ chuyển hóa ENs có tăng lên, tuy nhiên sự chênh lệch giá trị của độ chuyển hóa ở các điểm nồng độ H2O2 khác nhau là không lớn

Đối với hệ ENs/UV-H2O2 nhận thấy: Khi có cả hai tác nhân oxi hóa là

UV và H2O2 thì độ chuyển hóa PETN, NG cao hơn so với hệ phản ứng chỉ

có tác nhân H2O2 Nhưng khác với hệ phản ứng chỉ có tác nhân H2O2

(ENs/H2O2), trong hệ này có thêm UV nên độ chuyển hóa tăng liên tục khi tăng nồng độ H2O2 từ 10 mM đến cả 160 mM nhưng mức tăng vẫn không lớn

Đối với hệ ENs/Fenton nhận thấy khác với hệ chỉ có H2O2 hoặc

UV-H2O2, trong hệ phản ứng ENs/Fenton khi tăng nồng độ H2O2 thì độ chuyển hóa có chiều hướng giảm dần Xu hướng này thể hiện qua hiệu số độ chuyển hóa ENs sau 60 phút phản ứng của hệ ENs/Fenton ở các điểm nồng

độ H2O2 sử dụng khác nhau

Đối với hệ ENs/UV-Fenton nhận thấy độ chuyển hóa các hợp chất ENs hầu như đạt 100% sau 60 phút phản ứng, khi tăng nồng độ H2O2 từ 10 mM lên 40 mM độ chuyển hóa của ENs tăng lên, tuy nhiên khi tăng tiếp nồng

Trang 11

độ H2O2 lên 160 mM thì độ chuyển hóa không tăng tiếp mà có xu hướng giảm đi

3.1.1.2 Ảnh hưởng của pH dung dịch tới độ chuyển hóa ENs trong hệ phản ứng ENs/Fenton; ENs/UV-Fenton

Qua kết quả nghiên cứu trong hệ PETN/Fenton ta thấy độ chuyển hóa PETN có giá trị tăng dần theo thời gian, sau 60 phút phản ứng độ chuyển hóa chuyển hóa PETN đạt 73,1% ở pH=2; 77,6% ở pH=3 và 57% ở pH=5 Tương tự xét với hệ NG/Fenton, từ kết quả dẫn ra ở hình 3.10 nhận thấy

độ chuyển hóa chuyển hóa NG có giá trị tăng dần theo thời gian, sau 60 phút phản ứng độ chuyển hóa chuyển hóa NG đạt 58,4% ở pH=2; 64,1% ở pH=3 và 25,8% ở pH=5

Như vậy trong hệ phản ứng ENs/Fenton thì pH=3 là thích hợp nhất Đối với hệ ENs/UV-Fenton nhận thấy độ chuyển hóa PETN, NG có giá trị tăng khi tăng giá trị pH từ 2 lên 3, tuy nhiên tiếp tục tăng pH lên 5 thì

độ chuyển hóa bị giảm đi, điều này phù hợp với quy luật chung về ảnh hưởng của pH tới phản ứng Fenton mà các tác giả khác đã phát hiện giống như với quy luật biến đổi giá trị độ chuyển hóa PETN, NG trong hệ phản ứng PETN/Fenton, NG/Fenton Tuy nhiên hiệu quả chuyển hóa các hợp chất ENs bằng tác nhân Fenton trong điều kiện có sử dụng bức xạ UV lớn hơn nhiều so với trường hợp không sử dụng bức xạ UV

3.1.1.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch tới độ chuyển hóa ENs trong hệ

b) Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ chuyển hóa PETN, NG bằng tác nhân

UV- Fenton:

Từ các kết quả nghiên cứu cũng nhận thấy việc tăng nhiệt độ dung dịch

từ 20 oC đến 40 oC đều dẫn sự tăng đáng kể độ chuyển hóa hợp chất PETN, NG

Trang 12

3.1.1.4 T ổng hợp kết quả nghiên cứu về khả năng chuyển hóa hợp chất

PETN, NG b ằng tác nhân quang hóa (UV), oxi hóa cổ điển (H 2O2) và oxi hóa nâng cao (UV-H2O2, Fenton, UV-Fenton)

Từ các kết quả nghiên cứu nhận thấy một số đặc điểm chính của quá trình chuyển hóa ENs trong các hệ phản ứng đã nêu trên như sau:

Độ chuyển hóa ENs trong 5 hệ phản ứng đã khảo sát tuân theo quy luật sau:

Đối với NG:

NG/UV(~6%) < NG/H2O2(~20%) < NG/UV- H2O2 (~30%) <

NG/Fenton(~60%) < NG/UV-Fenton(~100%)

Đối với PETN:

PETN/UV(~14%) < PETN/H2O2(~30%) < PETN/UV- H2O2 (~58%)

< PETN/Fenton(~72%) < PETN/UV-Fenton(100%)

3.1.2 Đặc điểm động học phản ứng phân hủy các hợp chất este nitrat

b ằng tác nhân quang hóa (UV), oxi hóa cổ điển (H 2O2) và oxi hóa nâng cao (UV-H2O2, Fenton, UV-Fenton)

3.1.2.1 Đặc điểm động học phản ứng phân hủy ENs trong hệ ENs/UV

Phản ứng quang phân chuyển hóa các hợp chất ENs về bản chất là các phản ứng tự phân hủy khi hấp thu năng lượng UV (ENs → SP) vì vậy mô hình động học quá trình chuyển hóa của ENs bằng bức xạ UV tuân theo quy luật phản ứng bậc nhất Điều này được thể hiện rõ qua dạng đường cong phụ thuộc -lnC/Co - t đối với hệ ENs/UV

Hình 3.17 Đồ thị phụ thuộc -lnC/Co- t đối với hệ NG/UV và PETN/UV

(C 0

NG=0,228 mM; C 0

PETN=0,056 mM; UV=254 nm; pH=3; t o=25 oC)

3.1.2.2 Đặc điểm động học phản ứng phân hủy ENs trong hệ ENs/H 2O2

Phản ứng chuyển hóa ENs trong hệ ENs/H2O2 có các đặc trưng của phản ứng giả bậc nhất

3.1.2.3 Đặc điểm động học phản ứng phân hủy ENs trong hệ ENs/UV-H 2O2

y = 0.0011x R² = 0.9956

y = 0.0028x R² = 0.9885

0 0.02 0.04 0.06

0.12 0.14 0.16 0.18

Trang 13

Để xác định mô hình động học và các đặc trưng động học quá trình oxi hóa phân hủy ENs trong hệ ENs/UV-H2O2 đã thử nghiệm áp dụng phương pháp đo tốc độ đầu

Phương trình động học phản ứng phân hủy ENs bằng H2O2 có thể được biểu diễn như sau:

ݒ = −ୢ஼

ୢ௧ = k[H2O2]a.[C]b

Ở đây, [H2O2] và [C] là nồng độ hydroperoxit và ENs (PETN, NG),

(mol/l); a, b là bậc phản ứng của hydroperoxit và ENs; k là hằng số tốc độ

phản ứng [(mol.l-1)(1-a-b).s-1]

Như vậy phương trình tốc độ phản ứng phân hủy PETN, NG bằng tác nhân H2O2 trong trường hợp sử dụng bức xạ UV xác định bằng phương pháp tốc độ đầu lần lượt có dạng như sau:

VPETN = 0,498 x[H2O2]0,277x[PETN]0,894 (mM/s)

VNG = 0,294 x[H2O2]0,335x[NG]0,931 (mM/s)

3.1.2.4 Động học phản ứng phân hủy ENs trong hệ ENs/Fenton

a) Ảnh hưởng của nồng độ H 2O2 đến đặc trưng động học phản ứng chuyển

hóa PETN, NG b ằng tác nhân Fenton:

Phản ứng chuyển hóa ENs bằng tác nhân Fenton tuân theo mô hình phản ứng giả bậc nhất

10mM y = 0,016x; R2 = 0,996 0,016

40mM y = 0,014x; R2 = 0,998 0,014

160mM y = 0,012x; R2 = 0,978 0,012

Từ kết quả bảng 3.13 và 3.14 cũng nhận thấy hằng số tốc độ phản ứng giả bậc nhất phân hủy PETN trong hệ PETN/Fenton lớn hơn khoảng 1,6 lần so với hằng số tốc độ phản ứng chuyển hóa NG trong hệ NG/Fenton

Ngày đăng: 11/07/2017, 14:22

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 3.17. Đồ thị phụ thuộc -lnC/Co- t đối với hệ NG/UV và PETN/UV  (C 0 NG =0,228 mM; C 0 PETN =0,056 mM; UV=254 nm; pH=3; t o =25  o C) - Nghiên cứu động học quá trình phân hủy trong môi trường nước của hợp chất có tính nổ dạng este nitrat và nitrotoluen bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao (tóm tắt)
Hình 3.17. Đồ thị phụ thuộc -lnC/Co- t đối với hệ NG/UV và PETN/UV (C 0 NG =0,228 mM; C 0 PETN =0,056 mM; UV=254 nm; pH=3; t o =25 o C) (Trang 12)
Bảng 3.16. Phương trình tốc độ và hằng số tốc độ phản ứng giả bậc nhất  (k’) của hệ phản ứng NG/Fenton ở các điều kiện nồng độ H 2 O 2  khác nhau  (C 0 NG =0,228 mM; C 0 Fe2+ =0,4 mM; C 0 H2O2  = 10 mM; t o  =25  o C) - Nghiên cứu động học quá trình phân hủy trong môi trường nước của hợp chất có tính nổ dạng este nitrat và nitrotoluen bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao (tóm tắt)
Bảng 3.16. Phương trình tốc độ và hằng số tốc độ phản ứng giả bậc nhất (k’) của hệ phản ứng NG/Fenton ở các điều kiện nồng độ H 2 O 2 khác nhau (C 0 NG =0,228 mM; C 0 Fe2+ =0,4 mM; C 0 H2O2 = 10 mM; t o =25 o C) (Trang 14)
Bảng 3.15. Phương trình tốc độ và hằng số tốc độ phản ứng giả bậc nhất  (k’) của hệ phản ứng PETN/Fenton ở các điều kiện pH khác nhau  (C 0 PETN =0,056 mM; C 0 Fe2+ =0,4 mM; C 0 H2O2  = 10 mM; t o  =25  o C)  Giá trị pH  Phương trình tốc độ  Hằng số tốc đ - Nghiên cứu động học quá trình phân hủy trong môi trường nước của hợp chất có tính nổ dạng este nitrat và nitrotoluen bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao (tóm tắt)
Bảng 3.15. Phương trình tốc độ và hằng số tốc độ phản ứng giả bậc nhất (k’) của hệ phản ứng PETN/Fenton ở các điều kiện pH khác nhau (C 0 PETN =0,056 mM; C 0 Fe2+ =0,4 mM; C 0 H2O2 = 10 mM; t o =25 o C) Giá trị pH Phương trình tốc độ Hằng số tốc đ (Trang 14)
Hình 3.29. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phụ thuộc -ln(C/Co) vào thời - Nghiên cứu động học quá trình phân hủy trong môi trường nước của hợp chất có tính nổ dạng este nitrat và nitrotoluen bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao (tóm tắt)
Hình 3.29. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phụ thuộc -ln(C/Co) vào thời (Trang 15)
Hình 3.42. Sự phụ thuộc -ln(C/Co) vào thời gian phản ứng trong hệ phản  ứng PETN/UV-Fenton ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau (C 0 PETN =0,056 - Nghiên cứu động học quá trình phân hủy trong môi trường nước của hợp chất có tính nổ dạng este nitrat và nitrotoluen bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao (tóm tắt)
Hình 3.42. Sự phụ thuộc -ln(C/Co) vào thời gian phản ứng trong hệ phản ứng PETN/UV-Fenton ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau (C 0 PETN =0,056 (Trang 17)
Hình 3.43. Sự phụ thuộc -ln(C/Co) vào thời gian phản ứng trong hê  NG/Fenton ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau (C 0 NG  =0,228 mM, - Nghiên cứu động học quá trình phân hủy trong môi trường nước của hợp chất có tính nổ dạng este nitrat và nitrotoluen bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao (tóm tắt)
Hình 3.43. Sự phụ thuộc -ln(C/Co) vào thời gian phản ứng trong hê NG/Fenton ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau (C 0 NG =0,228 mM, (Trang 17)
Hình 3.52. Biểu đồ so sánh giá trị thời gian bán hủy của PETN xác định  theo phương pháp giả bậc nhất t 1/2 (1) và phương pháp đo tốc độ đầu t 1/1 (2)  (1- ứng với C 0 PETN  =0,056 mM; 2- ứng với C 0 PETN  =0,028 mM; 3- ứng với - Nghiên cứu động học quá trình phân hủy trong môi trường nước của hợp chất có tính nổ dạng este nitrat và nitrotoluen bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao (tóm tắt)
Hình 3.52. Biểu đồ so sánh giá trị thời gian bán hủy của PETN xác định theo phương pháp giả bậc nhất t 1/2 (1) và phương pháp đo tốc độ đầu t 1/1 (2) (1- ứng với C 0 PETN =0,056 mM; 2- ứng với C 0 PETN =0,028 mM; 3- ứng với (Trang 18)
Hình 3.60. Độ chuyển hóa DNT bằng tác nhân Fenton ở các nồng độ H 2 O 2 - Nghiên cứu động học quá trình phân hủy trong môi trường nước của hợp chất có tính nổ dạng este nitrat và nitrotoluen bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao (tóm tắt)
Hình 3.60. Độ chuyển hóa DNT bằng tác nhân Fenton ở các nồng độ H 2 O 2 (Trang 20)
Bảng 3.37. Phương trình động học, hằng số tốc độ biểu kiến (k’) và thời - Nghiên cứu động học quá trình phân hủy trong môi trường nước của hợp chất có tính nổ dạng este nitrat và nitrotoluen bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao (tóm tắt)
Bảng 3.37. Phương trình động học, hằng số tốc độ biểu kiến (k’) và thời (Trang 20)
Hình 3.64. Ảnh hưởng của pH đến độ chuyển hóa NTs bằng tác nhân - Nghiên cứu động học quá trình phân hủy trong môi trường nước của hợp chất có tính nổ dạng este nitrat và nitrotoluen bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao (tóm tắt)
Hình 3.64. Ảnh hưởng của pH đến độ chuyển hóa NTs bằng tác nhân (Trang 21)
Hình 3.69. Cấu trúc phân tử hợp chất PETN, NG, DNT và TNT - Nghiên cứu động học quá trình phân hủy trong môi trường nước của hợp chất có tính nổ dạng este nitrat và nitrotoluen bằng một số tác nhân oxi hóa nâng cao (tóm tắt)
Hình 3.69. Cấu trúc phân tử hợp chất PETN, NG, DNT và TNT (Trang 24)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w