Việc xử lý chất ô nhiễm từ nước công nghiệp và nước thải đang là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng do số lượng và chất lượng nước sạch có sẵn trên thế giới tiếp tục giảm mà nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng. Với nỗ lực giảm thiểu những ảnh hưởng của các quá trình công nghiệp tới môi trường thì các tiêu chuẩn thải nước thải trên toàn thế giới ngày càng nghiêm ngặt. Công nghiệp hóa chất và dầu khí sinh ra một lượng lớn chất thải hữu cơ độc hại. Trong số các chất bẩn hữu cơ được sử dụng làm vật liệu thô cho công nghiệp hóa dầu, hóa chất và dược thì phenol và các dẫn xuất của phenol đang ngày càng nhận được sự quan tâm do độ độc hại của chúng. Gần đây, việc sử lý phenol đã được thực hiện bởi quá trình oxy hoá có sử dụng xúc tác với tác nhân oxy hoá H2O2 (CWPO) trong dung dịch nước ở điều kiện mềm (nhiệt độ thấp, áp suất thường). Xúc tác thường dùng là các muối kim loại hoặc zeolit kim loại. Nhưng những xúc tác này có nhược điểm chung là kim loại bị tan ra trong quá trình phản ứng, gây hiệu ứng ô nhiễm thứ cấp.Việc tìm kiếm các xúc tác, hệ xúc tác mới đáp ứng được những nhu cầu trên đang thu hút được sụ quan tâm của nhiều nhà khoa học. Hướng nghiên cứu sử dụng xúc tác vi mao quản Zeolit thay thế đồng hình các nguyên tố kim loại như: Cu, Fe, Ti., đã khắc phục được những nhược điểm trên, mở ra hướng nghiên cứu đầy triển vọng, đáp ứng được các nhu cầu về kinh tế và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, để sử lý chất hữu cơ có kich thước phân tử lớn trong môi trường nước, các chất xúc tác này lại tỏ ra kém hiệu quả. Do đó, xu hướng mới là tìm kiếm và chế tạo các xúc tác co kích thước hạt mao quản lớn hơn. Trong điều kiện đó, vật liệu mao quản trung bình (MQTB) hay còn gọi là vật liệu có cấu trúc nano đã ra đời và nhanh chóng gây được sự chú ý trong linh vực xúc tác xử lý môi trường. Sự phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong nước thải sử dụng mesopours (Vật liệu mao quản trung bình) TiO2 là một lĩnh vự mới và hấp dẫn bởi khả năng hấp thụ, tính xúc tác oxy hoá cao của TiO2, là chất liệu rất bền, không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường, khả năng diệt khuẩn cao và đặc biệt là khả năng tái sử dụng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi bước đầu tiến hành nghiên cứu và tổng hợp vật liệu TiO2 MQTB (meso- TiO2). CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.2. Các xúc tác sử dụng cho quá trình xử lý môi trường 1.1. Giới thiệu về TiO2 Hình 1. 1 Cấu trúc vật liệu MQTB TiO2 Vật liệu mao quản trung bình TiO2 là vật liệu rắn, xốp, có cấu trúc tổ ong, trật tự, sắp xếp dạng 3 chiều. Vật liệu MQTB TiO2 có diện tích bề mặt lớn, vào khoảng 500 m2/g, đường kính mao quản vào khoảng từ 13- 50 nm. Và độ bền nhiệt trong các phản ứng vào khoảng 500oC. Với mao quản lớn như vậy, vật liệu MQTB TiO2 làm xúc tác rất tốt cho quá trình sử lý những chất hữu cơ khó phân hủy như phenol và các dẫn xuất cuat phenol trong nước thải. Quá trình xử lý sinh học thông thường là cách xử lý thân thiện với môi trường mà giá thành lại hợp lý tuy nhiên nó không đủ để xử lý nước thải không phải do thoái biến sinh học và thường yêu cầu thời gian lưu lâu của vi sinh vật lâu để làm giảm chất bẩn. Giữa các xử lý sinh học, quá trình suy biến sinh học của phenol trong thiết bị phản ứng sinh học giả sôi đang được chú ý đến do hoạt động tốt hơn và ưu điểm riêng tốt hơn thiết bị phản ứng sinh khối. Xử lý nhiệt thể hiện rất nhiều hạn chế như sự thoát ra đáng kể các chất nguy hiểm. Xử lý hóa học như đông tụ, kết tủa, hấp phụ trên cacsbon hoạt tính, stripping không khí hay thẩm thấu ngược không giải quyết được yêu cầu xử lý ban đầu. Công nghệ phá hủy các chất ô nhiễm khác là quá trình oxy hóa cao cấp (AOPs). Quá trình này được đặc trưng bởi 1 tính chất hóa học chung: có khả năng khai thác được hoạt tính cao của gốc HO. trong quá trình oxy hóa, các gốc này cho thấy sự phù hợp trong quá trình mất mát hoàn toàn và thậm chí quá trình khoáng hóa các chất bẩn kém hoạt động. Các chất bẩn bị oxy hóa qua 4 tác nhân: ozone, hydro peroxit, oxi và không khí hoặc liên kết của chúng. Các quá trình có thể cũng liên kết với bức xạ UV. Để lựa chọn công nghệ thích hợp nhất, một số yếu tố như nồng độ và bản chất của chất bẩn, thể tích nước thải phải được xem xét. Hơn nữa, quá trình sinh học liên kết với quá trình AOPs như là quá trình xử lý sơ bộ thể hiện cơ hội cho vấn đề tiết kiệm. AOPs thiết lập một công nghệ có triển vọng cho xử lý nước thải chứa các chất hữu cơ khó cháy. Quá trình oxy hóa xúc tác không khí ẩm (CWAO) là một trong những quá trình oxy hóa cao cấp quan trọng. AOPs bao gồm rất nhiều kĩ thuật khác như phương pháp dựa trên siêu âm, plasma và sản lượng thủy điện cùng với quá trình các quá trình dựa trên hydro peroxit ((H2O2 + UV, Fenton, photo-Fenton and Fenton-like processes), quá trình quang phân, quang xúc tác và các quá trình dựa trên ozon (O3, O3 + UV and O3 + catalyst) Giữa các quá trình AOPs khác nhau cho quá trình xử lý nước thải chứa các chất hữu cơ khó cháy, quan điểm hiện này sẽ tập trung vào sự giảm của phenol và dẫn xuất của phenol bằng xúc tác dị thể. Mặc dù một vài quan điểm về sự giảm của chất bẩn hữu cơ được đưa ra trong thập niên trước, công trình hiện nay sẽ chỉ tóm tắt một số công nghệ AOPs trong quá trình giảm phenol và dẫn xuất phenol bằng xúc tác dị thể qua hoạt tính xúc tác và điều kiện phản ứng. Oxy hóa phenol tạo ra nhiều hợp chất vòng thơm đã được hydroxyl hóa mà các hợp chất này có thể bị oxy hóa thành quinon trong khi đó quá trình oxy hóa sâu cho hỗn hợp các chất hữu cơ phức tạp được đưa ra trong sơ đồ hình duới.

LINK DOWN: http://www.fshare.vn/file/R9PI74Q3X7UE

NGUỒN: luanvan.net.vn