Tài liệu Nghiên cứu động hóa quá tình phân hủy 2,4,6 - Triclophenol (TCP) trong nước bằng hệ xúc tác Fe(III) - TaML/H2O2 - Đào Thế Hữu: Húa học & Kỹ thuật mụi trường
Đ. T. Hữu, Đ. N. Tấn, N. H. Phong, “Nghiờn cứu động học FE(III)-TAML/ H2O2.” 138
NGHIêN cứU động học QUá TRìNH PHâN HủY
2,4,6 –TRICLOPHENOL (TCP) TRONG Nước
BằNG Hệ XúC TáC Fe(III) -TAML/H2O2
ĐÀO THẾ HỮU**, ĐINH NGỌC TẤN*, NGUYỄN HÙNG PHONG**
Túm tắt: Bài bỏo trỡnh bày cỏc kết quả nghiờn cứu đặc điểm động học quỏ trỡnh
phõn hủy 2,4,6-triclophenol (TCP) trong nước bằng hệ xỳc tỏc Fe-TAML/H2O2,
trong đú cú xột tới sự ảnh hưởng của nồng độ H2O2, tỷ lệ nồng độ Fe(III)-
TAML/TCP và nhiệt độ đến đặc điểm động học của phản ứng. Ngoài ra, bài bỏo đó
tớnh toỏn một số thụng số động học như hằng số tốc độ k, năng lượng hoạt húa
trong khoảng nhiệt độ từ 25 oCữ60 oC.
Từ khúa: Xỳc tỏc Fe(III)-TAML, 2,4,6-triclophenol, Động học.
1. MỞ ĐẦU
Xỳc tỏc Fe(III)-TAML là một dạng xỳc tỏc oxy húa tiờn tiến, thõn thiện với
mụi trường và cú hoạt tớnh xỳc tỏc oxy húa cao đối với nhiều dạng chất ụ nhiễm
khỏc nhau như: cỏc hợp chất clo hữu cơ, cỏc hợp ...
9 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 632 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu động hóa quá tình phân hủy 2,4,6 - Triclophenol (TCP) trong nước bằng hệ xúc tác Fe(III) - TaML/H2O2 - Đào Thế Hữu, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Hóa học & Kỹ thuật môi trường
Đ. T. Hữu, Đ. N. Tấn, N. H. Phong, “Nghiên cứu động học FE(III)-TAML/ H2O2.” 138
NGHIªN cøU ®éng häc QU¸ TR×NH PH©N HñY
2,4,6 –TRICLOPHENOL (TCP) TRONG Níc
B»NG HÖ XóC T¸C Fe(III) -TAML/H2O2
ĐÀO THẾ HỮU**, ĐINH NGỌC TẤN*, NGUYỄN HÙNG PHONG**
Tóm tắt: Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu đặc điểm động học quá trình
phân hủy 2,4,6-triclophenol (TCP) trong nước bằng hệ xúc tác Fe-TAML/H2O2,
trong đó có xét tới sự ảnh hưởng của nồng độ H2O2, tỷ lệ nồng độ Fe(III)-
TAML/TCP và nhiệt độ đến đặc điểm động học của phản ứng. Ngoài ra, bài báo đã
tính toán một số thông số động học như hằng số tốc độ k, năng lượng hoạt hóa
trong khoảng nhiệt độ từ 25 oC÷60 oC.
Từ khóa: Xúc tác Fe(III)-TAML, 2,4,6-triclophenol, Động học.
1. MỞ ĐẦU
Xúc tác Fe(III)-TAML là một dạng xúc tác oxy hóa tiên tiến, thân thiện với
môi trường và có hoạt tính xúc tác oxy hóa cao đối với nhiều dạng chất ô nhiễm
khác nhau như: các hợp chất clo hữu cơ, các hợp chất màu, các hợp chất hữu cơ
chứa lưu huỳnh [7]... Về mặt cơ chế quá trình oxi hóa chất ô nhiễm bằng hệ xúc tác
Fe-TAML/H2O2, xúc tác Fe(III)- TAML hoạt động không giống cơ chế của phản
ứng Fenton.Gốc tự do OH* được tạo ra ở phản ứng Fenton có thể có hoạt tính cao
và có khả năng làm sạch nhiều chất hữu cơ nhưng nó lại không có tính chọn lọc
cao, độ bền thấp, thời gian sống không dài. Trong cơ chế phản ứng của xúc tác
Fe(III)- TAML, thay vì tạo ra gốc tự do OH*, xúc tác sẽ được hoạt hóa bởi các
chất oxy hóa hữu cơ hay hydroperoxittạo ra các hợp chất trung gian hoạt động là
dạng Fe-oxo hay Fe-per oxo của phức sắt với số oxy hóa của nguyên tử Fe là +IV
hay +V [1,3,8]. Chính dạng chất trung gian này mới là các tác nhân oxy hóa chính
trong quá trình phân hủy các hợp chất ô nhiễm [1,3,8]. Để hoàn thiện quá trình
nghiên cứu xúc tác Fe(III)-TAML, tiến tới đưa xúc tác này vào ứng dụng thực tế
nhóm tác giả của giáo sư Terrence J.Collins đã tiến hành nghiên cứu về sự hình
thành các sản phẩm trung gian hoạt động của hệ xúc tác Fe(III)-TAML/H2O2, cũng
như cơ chế của quá trình phản ứng của hệ xúc tác Fe(III)-TAML/H2O2 với một số
chất hữu cơ ô nhiễm điển hình [1,8].
2,4,6 – triclophenol (TCP) là một chất gây ô nhiễm môi trường thường phát thải từ
các quá trình như: tẩy trắng giấy, xử lý, bảo quản gỗ và sản xuất thuốc trừ sâu... Do
phân tử có cấu tạo đối xứng và chứa các nguyên tử clo nên TCP có độc tính cao và
khá bền hóa học [2,6]. Mặc dù vậy, trong các nghiên cứu thời gian gần đây cho thấy
hệ xúc tác Fe(III)-TAML(B*)/H2O2 có khả năng oxi hóa mạnh đối với TCP [10]. Để
hoàn thiện các nghiên cứu này, thì việc nghiên cứu cơ chế động học của phản ứng là
rất quan trọng, góp phần làm rõ đặc điểm của xúc tác Fe(III)-TAML cũng như khả
năng ứng dụng của nó trong quá trình xử lý TCP ô nhiễm nói riêng, các hợp chất clo
hữu cơ ô nhiễm nói chung.
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 34, 12 - 2014 139
2. PHẦN THỰC NGHIỆM
2.1. Hoá chất, thiết bị
2.1.1. Hóa chất thí nghiệm:
- Xúc tác Fe(III)-TAML (B*): Tổng hợp
- 2,4,6-Triclophenol (2,4,6 – TCP) (Meck) : 98%
- Hydroperoxit (Sigma): 30%
- n- Hexan(Meck) :độ tinh khiết phân tích
- Các hóa chất khác: Na2SO4, axit Photphoric là các hóa chất hãng
Merck, độ tinh khiết phân tích (PA).
2.1.2. Thiết bị thí nghiệm
- Máy sắc kí khí HP 6890
- Cân điện tử Toledo, độ chính xác 10-4gam (Thụy Sỹ)
- Các thiết bị thí nghiệm thông dụng khác: pipet bán tự động, bình định mức,
ống nghiệm chịu nhiệt...
2.2. Phương pháp tạo mẫu phản ứng oxi hóa
Dung dịch mẫu được cố định pH bằng dung dịch đệm, đặt trong nồi ổn nhiệt
và được điều chỉnh về nhiệt độ phản ứng, sau đó thêm vào dung dịch Fe(III)-TAML,
tiếp theo thêm H2O2 vào để thực hiện phản ứng phân hủy. Theo thời gian, lấy mỗi lần
5ml mẫu đem đem xử lý mẫu và phân tích xác định lượng TCP còn lại.
2.3. Phương pháp phân tích
2.3.1. Phương pháp phân tích xác định nồng độ TCP
Hàm lượng TCP trong mẫu được xác định bằng phương pháp phân tích sắc
kí khí như sau: 5ml dung dịch mẫu được chiết bằng 2ml n-hexan/ 2 lần, mẫu sau khi
được làm khô bằng Na2SO4 khan, sẽ được cô cạn đến còn 1ml bằng cách sục khí N2.
Sau đó mẫu được bơm vào máy sắc khí khí HP 6890 với đầu đo ECD, cột: HP-1
(30m x 0,32mm x 0,25µm) và chương trình nhiệt độ: nhiệt độ đầu: 70oC, tốc độ gia
nhiệt: 10oC/phút, nhiệt độ kết thúc: 270oC, nhiệt độ inlet là 250 oC, nhiệt độ buồng
đo 300 oC. Nồng độ TCP trong mẫu được xác định căn cứ vào đường chuẩn.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Quá trình động học phản ứng oxi hóa TCP trong nước bằng hệ xúc tác
Fe(III)-TAML/H2O2
Cơ chế động học của quá trình phản ứng oxi hóa TCP trong nước bằng hệ xúc
tác Fe(III)-TAML/H2O2 được biểu diễn theo sơ đồ hình 1[1,3].
Xúc tác Fe(III)-TAML chịu một dãy các phản ứng, đầu tiên xúc tác tương tác
với H2O2 tạo ra dạng hoạt động của xúc tác (Fe(IV)-oxo) đặc trưng bằng hằng số
tốc độ kI, Fe(IV)-oxo không chỉ oxy hóa TCP (kII) mà chúng còn phân hủy H2O2
theo cách tương tự catalaza (một enzym có khả năng xúc tác quá trình phân hủy
hydroperoxit). Ngoài ra, trong dung dịch, xúc tác Fe(III)-TAML còn có thể trải qua
quá trình phân hủy do môi trường (đặc trưng bằng hằng tốc độ phản ứng kd) như
quá trình thủy phân (một quá trình xảy ra ở pH< 7) nhưng quá trình này là không
đáng kể đối với các nghiên cứu trong hệ oxy hóa TCP (bởi các nghiên cứu được
tiến hành ở điều kiện pH tối ưu gần 10) tức có thể coi kd = 0.
Đ. T. Hữu, Đ. N. Tấn, N. H. Phong,140
Hình 1. Sơ đồ biễu diễn hệ xúc tác Fe(III)
Thêm nữa, trong các đi
TAML là Fe(IV)-Oxo cũng trải qua quá tr
bằng hằng tốc độ phản ứng
giữa các phân tử (đặc trưng b
sẽ được giả định là không đáng k
hóa được tiến hành ở nồng độ xúc tác rất thấp
oxo là rất nhỏ, do vậy số va chạm hiệu quả cho quá tr
giữa các phân tử oxo là vô cùng bé
hủy TCP bằng hệ xúc tác Fe(III)
phản ứng sau [1,3]:
Từ các phương trình trên, áp d
độ tạo thành Fe(IV)-oxo theo ph
đi theo phản ứng nghịch I, phản ứng II )
k . [Fe(III
Gọi tổng nồng độ hợp ch
[Fe(III)
Suy ra:
[Fe(III) − L] = [Fe
(2)
Thay (2) vào (1) ta được:
[Fe(IV) − oxo
Phương trình tốc độ phản ứng phân hủy đối với c
II được viết như sau:
Hóa học & Kỹ thuật môi tr
“Nghiên cứu động học FE(III)-TAML/ H
-TAML/H2O2.
ều kiện nghiên cứu, dạng oxy hóa của xúc tác Fe
ình tự suy thoái nội phân tử (
ki) và quá trình suy thoái ngoại phân tử do t
ằng k2i). Trong đó, quá trình thoái hóa ngo
ể về mặt động học, tức là k2i = 0 bởi quá tr
(cỡ 10-6M) nên số lượng các phân tử
ình phân hủy do t
. Như vậy, cơ chế động học của quá tr
-TAML có thể được thể hiện qua các ph
ụng định luật bảo toàn với Fe(IV)-oxo
ản ứng thuận I sẽ bằng tổng tốc độ Fe(IV)
ta có:
) − L]. [H O ] = k . [Fe(IV) − oxo] + k
oxo]. [
ất sắt trong dung dịch là [ ( ) − ]
− TAML] = [Fe(III) − L] + [Fe(IV) − oxo]
(III) − TAML] − [Fe(IV) − oxo]
] =
.[ ( ) ].[ ]
.[ ] .[ ]
ơ chất TCP theo phương tr
ường
2O2.”
(III)-
đặc trưng
ương tác
ại phân tử
ình oxi
ương tác
ình phân
ương trình
(tổng tốc
-oxo mất
. [Fe(IV) −
TCP] (1)
thì ta có:
(3)
ình
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 34, 12 - 2014 141
−
([ ])
= k . [Fe(IV) − oxo]. [TCP] (4)
Thay (3) vào (4) ta được phương trình lý thuyết về tốc độ phân hủy TCP bằng
hệ xúc tác Fe-TAML/H2O2:
−
[ ]
=
[ ( ) ].[ ][ ]
[ ] [ ]
(5)
Trong phương trình 5, tốc độ phân hủy TCP phụ thuộc vào tổng nồng độ xúc
tác, nồng độc H2O2 và nồng độ TCP. Theo tài liệu [1,3] thì hằng số tốc độ kI trong
điều kiện pH = 10, ở t = 25 oC (điều kiện phù hợp cho quá trình phản ứng của hệ
xúc tác Fe(III)-TAML/H2O2 ) bằng khoảng 10
4 (M-1 s-1), trong điều kiện này kết
hợp với điều kiện [H2O2] ≫ [Fe(III)-TAML] (tỷ lệ [H2O2]/[Fe(III)-TAML] cao) thì
có thể coi:
(k + k )[H O ] ≫ k + k [TCP]
Khi đó, phương trình (5) sẽ được viết lại là:
−
[ ]
=
.[ ( ) ].[ ]
( )
= k . [Fe(III) − TAML]. [TCP] (6)
Như vậy, phương trình tốc độ phản ứng chỉ còn phụ thuộc vào nồng độ Fe(III)-
TAML và [TCP] mà không phụ thuộc vào nồng độ H2O2 và lúc này phản ứng phân
hủy dựa trên hệ xúc tác Fe(III)-TAML/H2O2 là dạng phản ứng bậc 2. Tuy nhiên,
trong điều kiện [TCP] ≫ [Fe(III)-TAML] (đây là điều kiện hoạt động thông
thường của hệ xúc tác này vì nồng độ Fe(III)-TAML thường được sử dụng ở mức
còn nồng độ chất bị phân hủy thường ở mức mM) nên khi đó trong giai đoạn
đầu và giữa của quá trình sự biến thiên nồng độ Fe(III)-TAML là rất nhỏ so với sự
biến thiên nồng độ TCP. Do vậy khi đó có thể bỏ qua đại lượng [Fe(III)-TAML]
trong phương trình (6), và lúc này phương trình (6) có thể được viết lại như sau:
−
[ ]
= k
. [TCP] (7)
Trong điều kiện như trên, quá trình phản ứng phân hủy chất ô nhiễm dựa trên
hệ xúc tác Fe(III)-TAML/H2O2 là quá trình phản ứng giả bậc 1 theo TCP.
3.2. Đặc điểm động học của phản ứng phân hủy TCP bằng hệ xúc tác Fe-
TAML/H2O2
3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ H2O2
3.2.1.1. Ảnh hưởng của tổng nồng độ H2O2 trong dung dịch phản ứng
Thí nghiệm được tiến hành với điều kiện như sau: [Fe(III)-TAML]: 1,5.10-6 M;
[2,4,6 –TCP]: 3 (mM), [H2O2] lần lượt là 0,5; 1; 5 mM điều kiện pH của phản ứng
là 10. Từ kết quả hiệu suất phân hủy và giả thiết động học phản ứng là bậc 1 theo
nồng độ TCP, ta được đồ thị biểu diễn sự thay đổi của ln(Co/C) theo thời gian như
hình 2. Từ đồ thị trên ta thấy bậc phản ứng không thay đổi khi tổng nồng độ H2O2
trong dung dịch thay đổi và bậc phản ứng là giả bậc nhất theo nồng độ TCP.
Đ. T. Hữu, Đ. N. Tấn, N. H. Phong,142
Hình 2. Đồ thị mối tương quan ln(C
3.2.1.2. Ảnh hưởng của số lần th
Điều tương tự cũng có thể đ
xúc tác Fe-TAML/H2O2 trong trư
ứng với nồng độ 0,3mM) sau mỗi khoảng thời gian nhất định v
H2O2 trong toàn quá trình là 0,9mM. K
biểu diễn trên đồ thị mối tương quan ln(
Hình 3. Đồ thị mối tương quan
Qua đồ thị trên cho thấy sau mỗi lần th
ứng mà chỉ góp phần thay đổi một phần nhỏ tốc độ phân hủy.
động học phản ứng phân hủy TCP bằng hệ xúc tác Fe(III)
thuộc vào nồng độ H2O2 với các giá trị nồng độ H
bậc phản ứng là bậc không khi tính theo nồng độ H
thích như sau: Quá trình ph
oC nên kI sẽ có giá trị khoảng
từ 3,3.106 ÷ 33.106 lần tức [H
0
1
2
3
4
5
0
ln(Co/C
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
ln(Co/
)
Hóa học & Kỹ thuật môi tr
“Nghiên cứu động học FE(III)-TAML/ H
o/C) – t khi nồng độ H2O2 thay đ
êm H2O2 đến quá trình động học của phản ứng
ược thấy trong thí nghiệm phân hủy TCP bằng hệ
ờng hợp thêm H2O2 thành 3 lần (mỗi lần t
à tổng nồng
ết quả quá trình phân hủy được tính toán v
Co/C) theo thời gian như hình 3.
ln(Co/C) – t khi thêm H2O2 theo 3 giai đo
êm H2O2 không làm thay đổi bậc phản
Như vậy, đặc điểm
-TAML/H2O2
2O2 nghiên cứu hay nói cách khác
2O2. Điều này có th
ản ứng được tiến hành trong điều kiện pH =10, t= 25
104 (M-1s-1), và tỷ lệ [H2O2]/[Fe(III)-TAML] thay đ
2O2] ≫ [Fe(III)-TAML] nên có thể coi:
k [H O ] ≫ k + k [TCP]
R² = 0.986
R² = 0.997
R² = 0.999
200 400 600 800 1000
)
t(s)
[H2O2]=0,5mM
[H2O2]=1mM
[H2O2]=5mM
R² = 1 R² = 0.912
R² = 0.994
0 200 400 600
C
t(s)
0,3mM H2O2 lần 1
0,3mM H2O2 lần 2
0,3mM H2O2 lần 3
ường
2O2.”
ổi
ương
độ
à
ạn
không phụ
ể được giải
ổi
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 34, 12 - 2014 143
Do vậy, phương trình động học của quá trình sẽ có dạng như phương trình (6).
Thêm nữa, do có sự chênh lệch lớn giữa nồng độ TCP (3mM) và nồng độ Fe(III)-
TAML (1,5.10-3mM) nên sự biến thiên nồng độ của Fe(III)-TAML là rất nhỏ so
với sự thay đổi của nồng độ [TCP] nên có thể bỏ qua đại lượng này, và phương
trình (6) có thể được viết lại như phương trình 7. Tức quá trình phản ứng phù hợp
với dạng phương trình phản ứng giả bậc 1 như các số liệu thực nghiệm đã thu
được.
3.2.2. Ảnh hưởng tỷ lệ [Fe-TAML]/[TCP] đến quá trình động học của quá trình
Hình 4. Đồ thị mối tương quan ln(Co/C) – t khi thay đổi tỷ lệ [Fe(III)-
TAML]/[TCP]
Qua đồ thị hình 4 cho thấy: khi tỷ lệ [Fe(III)-TAML]/[TCP] thay đổi từ 1/5000
đến 1/1000 thì phương trình động học quá trình phân hủy TCP phù hợp với dạng giả
bậc 1 (thể hiện qua hệ số tương quan R2 lần lượt là 0,9742; 0,996; 0,9943), nhưng
khi tỷ lệ [Fe(III)-TAML]/[TCP] tăng lên 1/100 thì dạng giả bậc 1 chỉ đúng khi nồng
độ TCP còn lớn (với 3 điểm đầu tiên trên đồ thị với tỷ lệ 1/100), còn khi nồng độ
TCP giảm xuống < 10ppm (thể hiện trên 2 điểm cuối của đồ thị với tỷ lệ 1/100) thì
quá trình phản ứng không còn phù hợp với dạng giả bậc 1, xét trên tổng thể khi tỷ lệ
nồng độ [Fe(III)-TAML]/[TCP] = 1/100 thì quá trình phản ứng ít phù hợp với dạng
giả bậc 1 (thể hiện ở hệ số tương quan thấp R2 = 0,9041). Điều này có thể được giải
thích như sau: trong điều kiện phản ứng với pH=10, t=25oC với khi tỷ lệ nồng độ
[Fe(III)-TAML]/[TCP] nhỏ tức có thể bỏ qua sự biến thiên của [Fe(III)-TAML] so
với sự biến thiên [TCP], thì phương trình tốc độ phản ứng phân hủy TCP có thể
được viết dưới dạng như phương trình (7) tức phù hợp với dạng giả bậc 1. Còn khi
tỷ lệ nồng độ [Fe(III)-TAML]/[TCP] tăng lên đến giá trị > 1/10 thì không thể bỏ
qua sự thay đổi [Fe(III)-TAML] so với sự biến thiên [TCP] trong phương trình (6),
nên bậc phản ứng không còn phù hợp với dạng giả bậc 1 nữa.
3.3. Các đại lượng động học của quá trình phân hủy TCP
trong điều kiện tối ưu
Điều kiện phân hủy TCP tối ưu để nghiên cứu đặc điểm động học của quá trình
phân hủy TCP bằng hệ xúc tác Fe(III)-TAML/H2O2 là: tỷ lệ [Fe(III)-
TAML]/[TCP]: 1/2000, pH = 10, [TCP]: 3mM (592,5ppm); [Fe(III)-TAML]:
Hóa học & Kỹ thuật môi trường
Đ. T. Hữu, Đ. N. Tấn, N. H. Phong, “Nghiên cứu động học FE(III)-TAML/ H2O2.” 144
1,5.10-3 mM; nồng độ H2O2 là 1mM. Do có tỷ lệ nồng độ Fe(III)-TAML/TCP nhỏ,
[H2O2] cao, điều kiện pH =10 phù hợp cho phản ứng tạo Fe(IV)-oxo, nên quá trình
phản ứng sẽ tuân theo quy tắc giả bậc 1. Kết quả quá trình biến đổi nồng độ TCP
theo nhiệt độ được trình bày trong bảng 1 và đồ thị hình 4 như sau:
Bảng 1. Ảnh hưởng nhiệt độ tới hằng số tốc độ phản ứng giả bậc nhất k’
của phản ứng phân hủy TCP bằng hệ xúc tác Fe(III)-TAML/H2O2
([TCP]= 3mM, pH=10; ; [Fe(III)-TAML]: 1,5.10-3 mM; [H2O2]:1mM).
T (oC) Thời gian (s) C (mg/l) ln(Co/C) k’(s-1)
25
0 592,5 0 -
120 338 0,561305 0,004678
300 147 1,393918 0,004646
540 23 3,248857 0,004512
900 7,6 4,356203 0,00484
40
0 592,5 0 -
120 298 0,687257 0,005727
300 117 1,622177 0,005407
540 14 3,745294 0,005202
900 4,3 4,925736 0,005473
60
0 592,5 0 -
120 268 0,793364 0,006611
300 78 2,027642 0,006759
540 5,6 4,661584 0,006474
900 2,1 5,642414 0,006269
Hình 4. Đồ thị mối tương quan -ln(k) –103/T
Từ các giá trị thực nghiệm thu được ở bảng 1 ta dựng được đồ thị quan hệ -lnk-
103/T, từ đó, ta có thể xác định giá trị hệ số góc của đường thẳng tg(α) = −0,95 .
y = 0.95x + 2.178
R² = 0.999
5
5.1
5.2
5.3
5.4
2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4
-lnk
103/T
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 34, 12 - 2014 145
Theo phương trình Arrhenius:
lnk = lnk −
.
↔ −lnk =
.
.
− lnk
Từ đồ thị ta có: E = R. 10
. tg(α)
Suy ra: E = 8,314. 10
. 0,950 = 7898,3 (J/mol) = 7,8983 (KJ/mol). Giá trị
Ea tương đối thấp chứng tỏ quá trình phản ứng xảy ra dễ dàng.
4. KẾT LUẬN
Đã nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ H2O2, tỷ lệ nồng độ [Fe(III)-
TAML]/[TCP] đến quá trình động học của phản ứng phân hủy TCP trong nước
bằng hệ xúc tác Fe(III)-TAML/H2O2 .
Đã nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến quá trình động
học của phản ứng phân hủy TCP bằng hệ xúc tác Fe(III)-TAML/H2O2 trong điều
kiện tối ưu.
Đã nghiên cứu xác định một số đại lượng động học như hằng số tốc độ phản
ứng, năng lượng hoạt hóa E của phản ứng ở điều kiện nhiệt độ từ 25
oC ÷ 60oC.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Anindya Ghosh, Douglas A. Mitchell, Arani Chanda, Alexander D. Ryabov,
Delia Laura Popescu, Erin C. Upham, Gregory J. Collins, and Terrence J.
Collins. Catalase-Peroxidase Activity of Iron(III)-TAML Activators of
Hydrogen Peroxide. J. AM. CHEM. SOC, No.130, pp.15116–15126, 2008.
[2]. Alfredo Gallego, Virginia Gemini, Susana Rossi, Marı’a S. Fortunato, Estela
Planes, Carlos E. Go´mez, Sonia E. Korol. Detoxification of 2,4,6-
trichlorophenol by an indigenous bacterial community. International
Biodeterioration & Biodegradation No.63, pp.1073-1078, 2009.
[3]. Alexander D.Ryabov, Terrence J. Collins. Mechanistic considerations on the
reactivity of green FeIII-TAML activators of peroxides. Advances in inorganic
chemistry, vol.61, pp.472-517, 2009.
[4]. Collin G. Joseph , Gianluca Li Puma , Awang Bono , Yun Hin Taufiq-Yap,
Duduku Krishnaiah. Operating parameters and synergistic effects of combining
ultrasound and ultraviolet irradiation in the degradation of 2,4,6-
trichlorophenol. Desalination, No.276, pp.303-309, 2011.
[5]. L.J. Xua, J.L. Wanga. Degradation of chlorophenols using a novel Fe0/CeO2
composite. Applied Catalysis B: Environmental 142-143, pp.396-405, 2013.
[6]. Lei Xu, Ruixia Yuan, Yaoguang Guo, Dongxue Xiao, Yuan Cao, Zhaohui
Wang, Jianshe Liu. Sulfate radical-induced degradation of 2,4,6-
trichlorophenol: A denovo formation of chlorinated compounds. Chemical
Engineering Journal, No.217, pp.169-173, 2012.
[7]. M Farrokhi1, A RMesdaghinia, A Ryazdanbakhsh, Snasseri. Characteristics of
Fenton’s Oxidation of 2,4,6 Trichlorophenol. Iranian J Env Health Sci Eng,
Vol.1, No.1, pp.13-19, 2004.
1. Valerie J. Brown. Environmental Health Perspectives. Fe-TAML: Catalyst for
Cleanup, Vol.114, No.11, 2006
Hóa học & Kỹ thuật môi trường
Đ. T. Hữu, Đ. N. Tấn, N. H. Phong, “Nghiên cứu động học FE(III)-TAML/ H2O2.” 146
[8]. Y.R.Wang, W.Chu. Photo-assisted degradation of 2,4,5-trichlorophenol by
Electro-Fe(II)/Oxone process using a sacrificial iron anode: Performance
optimization and reaction mechanism. Chemical Engineering Journal 215-216,
pp.643-650, 2012.
[9]. Đinh Ngọc Tấn, Nguyễn Hùng Phong, Đào Thế Hữu. Nghiên cứu một số yếu
tố ảnh hưởng tới quá trình phân hủy 2,4,6-triclophenol trong dung dịch bằng
hệ xúc tác Fe – TAML/H2O2. Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, Tập 19,
Số 2, 2012.
ABSTRACT
RESEARCH DEGRADATION PROCESS KINETICS
OF 2,4,6 -TRICLOPHENOL (TCP) IN WATER
BY Fe(III) – TAML/H2O2 CATALYTIC SYSTEM
This paper presents research results of kinetics of 2,4,6 -Triclophenol
(TCP) degradation in water by Fe(III) - TAML/H2O2 catalytic system, such
as results of influences of H2O2 concentration, rate of Fe(III)-TAML/TCP
and temperature of reaction on kinetic characteristic of the reaction. This
paper also calculate some kinetic parameters such as the activation energy
of the reaction , reaction rate contants k in 25, 40 and 60
oC.
Keywords: Fe(III) – TAML/H2O2, 2,4,6 -Triclophenol (TCP), Kinetics.
Nhận bài ngày 01 tháng 08 năm 2014
Hoàn thiện ngày 07 tháng 10 năm 2014
Chấp nhận đăng ngày 05 tháng 12 năm 2014
Địa chỉ: * Viện Hoá học - Môi trường quân sự, BTL Hoá học;
** Viện Hóa học - Vật liệu, Viện KH&CN quân sự SĐT: 0983028108;
Email: daohuu19@gmail.com
§Ýnh chÝnh sè 33, 10/2014
Bµi b¸o “Nghiên cứu điều chế vải than hoạt tính từ sợi Visco Việt Nam tẩm phụ gia
axit H3PO4” ®îc ®¨ng trong môc Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ, sè 33, th¸ng 10,
n¨m 2014 xin ®îc söa l¹i tªn cña ®ång t¸c gi¶ trong Môc lôc lµ TrÇn V¨n Chung.
Ban biªn tËp xin th«ng b¸o vµ mong b¹n ®äc th«ng c¶m.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 18_daohuuthe_138_146_8969_2150055.pdf