Kho tài liệu phong phú và chất lượng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐINH THỊ MINH HẰNG CHẾ TẠO VẬT LIỆU NỘI ĐIỆN PHÂN Fe-C VÀ ĐỊNH HƯỚNG TIỀN XỬ LÝ NHÓM PHENOL TRONG NƯỚC THẢI QUÁ TRÌNH LUYỆN CỐC LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2020 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐINH THỊ MINH HẰNG CHẾ TẠO VẬT LIỆU NỘI ĐIỆN PHÂN Fe-C VÀ ĐỊNH HƯỚNG TIỀN XỬ LÝ NHÓM PHENOL TRONG NƯỚC THẢI QUÁ TRÌNH LUYỆN CỐC Ngành: HOÁ PHÂN TÍCH Mã số: 8.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Trà Hương THÁI NGUYÊN - 2020 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng trong bất cứ một công trình nào. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, tháng 6 năm 2020 Tác giả luận văn Đinh Thị Minh Hằng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới cô giáo PGS.TS Đỗ Trà Hương người đã trực tiếp giao đề tài, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện và hoàn thành đề tài. Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, các thầy, cô giáo Khoa Hóa học đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu. Em xin chân thành cảm ơn Thầy PGS.TS Phạm Văn Khang, cô Lê Thị Phương đã hướng dẫn chỉ bảo và giúp em đo mẫu trên máy HPLC. Em xin chân thành cảm ơn Thầy TS. Nguyễn Văn Tú Viện Hóa học - Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự đã cố vấn, chia sẻ kinh nghiệm và hướng dẫn em tiến hành thí nghiệm. Do thời gian có hạn và trình độ còn hạn chế, đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô để luận văn này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 6 năm 2020 Người thực hiện Đinh Thị Minh Hằng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC Lời cam đoan ..................................................................................................................i Lời cảm ơn .....................................................................................................................ii Mục lục ........................................................................................................................ iii Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ........................................................................vi Danh mục các bảng......................................................................................................vii Danh mục các hình .................................................................................................... viii MỞ ĐẦU......................................................................................................................................1 Chương 1: TỔNG QUAN.........................................................................................................2 1.1. Giới thiệu về phenol..............................................................................................................3 1.1.1. Cấu tạo và tính chất của phenol........................................................................................3 1.1.2. Độc tính của phenol với sinh vật và con người...............................................................3 1.2. Công nghệ luyện than cốc và nguồn phát sinh nước thải luyện cốc ................................6 1.2.1. Quy trình luyện than cốc...................................................................................................6 1.2.2. Nguồn phát sinh, thành phần nước thải luyện cốc trên thế giới và Việt Nam........7 1.3. Các phương pháp xử lý phenol trong nước thải cốc hóa ................................................10 1.3.1. Phương pháp sử dụng vật liệu hấp phụ..........................................................................11 1.3.2. Phương pháp xử lý bằng các tác nhân oxy hóa mạnh..................................................11 1.3.3. Phương pháp xử lý bằng vật liệu xúc tác quang...........................................................11 1.3.4. Phương pháp Fenton........................................................................................................11 1.3.5. Phương pháp xử lý bằng vi sinh vật phân hủy phenol.................................................13 1.4. Giới thiệu về phương pháp nội điện phân ........................................................................13 1.4.1. Nguyên lý .........................................................................................................................13 1.4.2. Ứng dụng công nghệ nội điện phân xử lý nước thải....................................................16 1.5. Nhà máy Cốc hóa - Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên.....................................21 1.5.1. Giới thiệu chung...............................................................................................................21 1.5.2. Quy trình công nghệ xử lý nước thải có phenol của nhà máy Cốc hóa......................22 Chương 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................25 2.1. Dụng cụ, hóa chất................................................................................................................25 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 2.1.1. Dụng cụ.............................................................................................................................25 2.1.2. Hóa chất............................................................................................................................25 2.2. Chế tạo vật liệu nội điện phân Fe-C..................................................................................26 2.3. Khảo sát đặc điểm bề mặt, cấu trúc, thành phần hóa học của vật liệu nội điện phân Fe-C .............................................................................................................................................26 2.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất xử lý phenol của vật liệu Fe-C...............26 2.4.1. Ảnh hưởng của pH...........................................................................................................26 2.4.2. Ảnh hưởng của thời gian.................................................................................................26 2.4.3. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu................................................................................26 2.4.4. Ảnh hưởng của tốc độ lắc ...............................................................................................27 2.4.5. Ảnh hưởng nồng độ đầu của phenol..............................................................................27 2.5. Nghiên cứu phân hủy phenol trong nước thải cốc hóa bằng vật liệu nội điện phân Fe - C...........................................................................................................................................27 2.5.1. Phương pháp khảo sát thực địa, lấy mẫu hiện trường..................................................27 2.5.2. Phương pháp phân tích....................................................................................................27 2.6. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu .............................................................28 2.6.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)...............................................................................28 2.6.2. Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM), Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDS) ......................................................................................................................30 2.6.3. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ- khử hấp phụ N2 (BET)..........................................31 2.6.4. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HP-LC).......................................................34 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...........................................................................36 3.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu xác định phenol.................................................................36 3.1.1. Khảo sát bước sóng hấp thụ quang của phenol.............................................................36 3.1.2. Khảo sát lựa chọn tốc độ dòng chảy ..............................................................................37 3.1.3. Khảo sát lựa chọn tỉ lệ pha động ....................................................................................39 3.1.4. Khảo sát lựa chọn nhiệt độ cột........................................................................................40 3.2. Lập đường chuẩn xác định nồng độ phenol .....................................................................42 3.3. Đặc trưng cấu trúc, hình thái bề mặt, thành phần của vật liệu Fe-C..............................42 3.4. Kết quả các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất xử lý phenol của vật liệu Fe-C.................47 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 3.4.1. Ảnh hưởng của pH...........................................................................................................47 3.4.2. Ảnh hưởng của thời gian.................................................................................................49 3.4.3. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu................................................................................51 3.4.4. Ảnh hưởng của tốc độ lắc ...............................................................................................52 3.4.5. Ảnh hưởng nồng độ đầu của phenol..............................................................................54 3.4.6. Phân tích nồng độ phenol bằng HPLC..........................................................................55 3.5. Mức độ hình thành kết tủa..................................................................................................56 3.6. Động học quá trình phân hủy phenol bằng vật liệu Fe-C ...............................................57 KẾT LUẬN ...............................................................................................................................62 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................63 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI ..........................72 PHỤ LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 1 BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa 2 COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học 3 HPLC High Performance Liquid Chromatography Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao 4 PDA Photometric Diode Array Dãy diod quang 5 SEM Scanning Electron Microscory Kính hiển vi điện tử quét 6 TOC Total Organic Carbon Tổng cacbon hữu cơ 7 TSS Total Suspended Solids Tổng chất rắn lơ lửng