Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Hình 9. Mô hình cấu tạo hạt Sắt nano và các phản ứng khử xảy ra trên bề mặt của hạt Fe0 nano.

Hình 9. Mô hình cấu tạo hạt Sắt nano và các phản ứng khử xảy ra trên bề mặt của hạt Fe0 nano.

Tải bản đầy đủ - 0trang

được bọc tinh bột là những hạt riêng rẽ và ít bị kết dính hơn nhiều.Kết quả của họ

cho thấy vật liệu nano tinh bột có hoạt tính mạnh hơn.

Sắt nano xử lý cả dẫn xuất halogen hóa các dung môi hữu cơ [54] và các chất ô

nhiễm vô





như thạch tín, crom, đồng. Các sản phẩm cuối cùng là hydrocacbon,



clorua, oxit sắt và nhiều sản phẩm phụ khác[42][43].

Sắt nano có thể khử tiêu chuẩn E= 0.44 V, thấp hơn nhiều so với kim loại như

Pb(E= 0,13), Cd(E= 0,4), Ni(E= 0,25), Cr3+(E= 0,42) cũng như nhiều hợp chất hữu cơ

như Clo Hydrocacbon. Các hợp chất này do đó dễ bị khử bởi hạt Fe0 nano. Những sự

khác nhau về hình thức hạt Sắt nano có ích cho sự khử các chất ô nhiễm như dung

môi hữu cơ clo, thuốc trừ sâu clo hữu cơ, PCBs, thuốc nhuộm hữu cơ, hợp chất vô

cơ khác nhau của các kim loại As(III), Pb(II), Cu(II), Ni(II), Cr(VI)…

1.3.3.2.



Tính chất của hạt nano lưỡng kim



Do kích thước siêu nhỏ và diện tích bề mặt riêng lớn, hạt Sắt nano rất dễ bị

oxy hóa trong khơng khí. Chính vì vậy mà nhiều nhà nghiên cứu đã phủ một lớp mỏng

chứa oxit hoặc lớp vỏ kim loại quý lên bề mặt vật liệu để tránh sự oxy hóa sắt.

Để nâng cao hiệu quả của phản ứng oxihóa khử, giảm bớt những tác động ảnh

hưởng đến kết quả, bổ xung một lượng nhỏ kim loại xúc tác thứ 2 như Pd, Pt, Ag,

Cu, Ni vào bề mặt để tăng tốc độ khử của Fe0 nano. Kim loại hóa trị 2 phủ trên bề

mặt sắt giống như một lớp bảo vệ để chống ăn mòn bề mặt, đồng thời tạo chất xúc

tác kim loại đơi, có hiệu quả hơn trong xử lý chất ô nhiễm bởi tốc độ phản ứng

nhanh hơn so với 1 mình Sắt nano. Ưu điểm khi sử dụng nano lưỡng kim:

+ Làm giảm năng lượng kích hoạt các chất ô nhiễm, tăng tốc độ

dechlorination và làm giảm sự hình thành các sản phẩm phụ [42];

+ Giảm các vấn đề hình thành các oxit trên bề mặt hạt sắt;

+ Nhanh chóng giải phóng electron từ Fe0 của Fe0 nano kim loại [23].



phản ứng



He và Zhao [30] đã sử dụng dung dịch tinh bột để ổn định vật liệu nano lưỡng

kim (Fe – Pb). Vật liệu nano đã được bọc tinh bột là những hạt riêng rẽ và ít bị kết

dính hơn nhiều. Kết quả của họ cũng cho thấy vật liệu nano bọc tinh bột có hoạt tính

mạnh hơn.

Theo Zhanqiang Fang và cộng sự (2010) [59] đã điều chế thành cơng nano lưỡng

kim FeNi có kích thước từ 2050nm. Cùng với đó, họ cũng tiến hành thử nghiệm để

kiểm tra sự ổn định, độ bền và sự rò rỉ Ni của các hạt nano lưỡng kim FeNi khi xử

lý. Nano lưỡng kim (FeNi) được chế tạo như sau: sử dụng Natri Borohydrit (NaBH4).

Pha

0.1M FeSO4.7H2O pha trong 100mL cồn/nước (tỷ



lệ 30:70). Bổ



sung thêm PVP



(polyvinyl pyrrolidone) với hạt nano tỷ lê 1:1 vào dung dịch FeSO4.7H2O. Cho 0,3M

NaBH4 vào dung dịch FeSO4.7H2O và khuấy từ trong thời gian 5 phút và dừng lại

khi dung dịch chuyển màu đen. Dùng nam châm thu được các sắt nano và rửa 3 lần

với cồn 99%. Phản ứng này được mô tả như sau:

2Fe2+ +2H20 + BH4− → 2Fe0 +BO2− +4H− +2H2 (1)

Định mức dung dịch này bằng cồn lên 50ml. Để phủ một lớp kim loại tạo nano

lưỡng kim, thêm một lượng muối NiCl2.6H2O trong dung dịch vừa tạo



ở (1), đem



khuấy trong thời gian 30 phút. Quá trình này diễn ra:

Fe(s) + Ni2+ → Fe2+ +Ni(s) (2)

Tách và rửa hạt nano lưỡng kim như đối với sắt nano. Cuối cùng hạt nano

lưỡng kim được sấy khô trong môi trường chân không qua đêm ở nhiệt độ 500C

trước khi sử dụng. Kết quả thu được cũng được phân tích tính chất và đặc điểm bằng

chụp XRay, TEM, BET (Brunnaer–Emmett–Teller). Hàm lượng kim loại Fe và Ni của

các hạt nano lưỡng kim được xác định bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (TAS986,

Pgeneral, Trung Quốc) [53].

Trong đề tài này, chúng tôi lựa chọn Cu làm ngun tố kim loại thứ hai bởi:



Đồng có tính khử nhỏ hơn Fe, khi đồng đi vào bề mặt hạt Fe0, sự khác nhau này

giữa hai kim loại là nguyên nhân của sự giải phóng điện tử để làm tăng sự ăn

mòn và khả năng phản ứng của hạt Fe0 nano.

Lắng đọng của Cu trên bề mặt sắt sẽ tạo ra nhiều tế bào điện gốc, thúc đẩy ăn

mòn sắt để tạo điều kiện giải phóng các điện tử [43] [40] và thuận lợi cho việc

phản ứng nhiệt động lực học (∆E0 = +0,784 V)

Theo Alowitz và cộng sự [46], động học của quá trình khử phụ thuộc vào một số

yếu tố như nồng độ chất ô nhiễm, pH dung dịch, diện tích bề mặt (hàm lượng Fe

cho vào), thời gian tiếp xúc với chất ô nhiễm.

1.4.



Tổng quan về khu công nghiệp Phố Nối A



1.4.1. Giới thiệu chung

Là cửa ngõ phía Đơng của Hà Nội, Hưng n có 23 km quốc lộ 5A và trên

20 km tuyến đường sắt Hà Nội – Hải Phòng chạy qua. Ngồi ra có quốc lộ 39A, 38

nối từ quốc lộ 5 qua thị xã đến quốc lộ 1A qua cầu Yên Lệnh và quốc lộ 10 qua cầu

Triều Dương, là trục giao thông quan trọng nối các tỉnh Tây Nam Bắc bộ (Hà Nam,

Ninh Bình, Nam Định, Thanh Hóa…) với Hải Dương, Hải Phòng, Quảng Ninh.

Hưng Yên gần các cảng biển Hải Phòng, Cái Lân và sân bay quốc tế Nội Bài,

giáp ranh với các tỉnh và thành phố là Hà Nội, Bắc Ninh, Hà Nam, Thái Bình và Hải

Dương.

Khu cơng nghiệp Phố Nối A là một khu công nghiệp tổng hợp, gồm nhiều

loại hình sản xuất khác nhau, đi vào hoạt động từ năm 2003. Tồn khu cơng nghiệp có

tổng diện tích 390 ha thuộc địa bàn của các xã Đình Dù, Lạc Hồng, Trưng Trắc và

Minh Hải của huyện Văn Lâm và xã Giai Phạm của huyện Yên Mỹ, tỉnh Hưng Yên.

Công ty Cổ phần xây dựng và phát triển đô thị Hòa Phát với tư cách là chủ đầu tư,

thực hiện các hạng mục như san nền đường, hệ thống điện chiếu sáng, hệ thống thoát

nước và



xử lý nước thải, cây xanh, hàng rào,… thu hồi vốn thông qua thu phí cho thuê lại đất

và các dịch vụ sử dụng hạ tầng khác trong khu cơng nghiệp.



Hình 10: Sơ đồ mặt bằng vị trí quy

hoạch khu cơng nghiệp Phố Nối

A.

Khu công nghiệp Phố Nối A là khu

công nghiệp tổng hợp, gồm nhiều loại hình

sản xuất

khác nhau với lĩnh vực hoạt động chủ yếu là

sản xuất lắp ráp điện, điện tử, điện lạnh cơ

khí, ơ tơ, xe máy; sản xuất thép và các sản

phẩm từ thép; sản xuất các loại sơn và bột

bả; sản xuất các loại bao bì, ống PVC, sản

xuất

giấy,



chế biến nông sản, thực phẩm;… Khu



công nghiệp đã và đang thu hút rất nhiều

các dự án đầu tư, cho đến nay đã tiếp nhận

114 dự án trong và ngoài nước, trong đó có

nhiều dự án

của các nhà đầu tư từ Nhật Bản, Hàn Quốc,

Mỹ,…

1.4.2. Hiện trạng môi trường nước thải khu công nghiệp Phố Nối A

Hệ thống xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp này được xây dựng

từ năm 2008, có cơng suất 3.000 m3/ngày đêm, trong khi đó theo quyết định 744 của Bộ

Tài Ngun&Mơi trường hệ thống xử lý nước thải phải có cơng suất 10.200m3/ngày



đêm mới đáp ứng nhu cầu thực tế.

Theo Chi cục bảo vệ môi trường Hưng Yên, do công suất chưa đạt tiêu chuẩn

nên Công ty quản lý khai thác hạ tầng khu cơng nghiệp Phố Nối A chưa hồn thành



các thủ tục cấp phép xả nước thải ra môi trường. Theo đó, việc xả nước thải như hiện

nay là trái phép. Tại đây hiện còn 29 doanh nghiệp xây nhà xưởng trên diện tích 110ha

chưa đấu nối hệ thống nước thải với nhà máy xử lý tập trung, mà được xử lý riêng

rồi trực tiếp xả ra môi trường và khơng có sự kiểm sốt.

Ngồi ra, Cơng ty quản lý khai thác hạ tầng khu công nghiệp Phố Nối A còn

chưa chấp hành đầy đủ các qui định về kiểm sốt ơ nhiễm mơi trường định kỳ, việc

quản lý chất thải rắn sinh hoạt, chất thải công nghiệp và nguy hại chưa đúng qui định.

Một số đơn vị như Công ty trách nhiễm hữu hạn Taeyang Việt Nam đốt chất thải

ngay trong khn viên nhà máy. Khơng ít doanh nghiệp mới hoạt đông cũng chưa đấu

nối nước thải vào hệ thống xử lý như Công ty Alphanam, Công ty giấy Pulppy

Corelex Việt Nam với lượng nước thải phát sinh trên 5.000m3/ngày đêm đã xả trực tiếp

ra môi trường

Nguồn nước thải từ khu công nghiệp Phố Nối A đang gây ô nhiễm nặng các

dòng sông, chịu ảnh hưởng nhiều nhất là sông Bần và sông Bắc Hưng Hải. Theo đánh

giá của Bộ tài nguyên và Môi trường, nguồn nước trên hai dòng sơng này khơng đạt

tiêu chuẩn B1 để dung cho nước tưới tiêu thủy lợi vì các chỉ số BOD, COD vượt quá

quy chuẩn nước mặt QCVN. Hậu quả đã làm cho lượng hóa chất độc hại tại các

nguồn nước của khu dân cư vượt tiêu chuẩn từ 2 – 6 lần.Hệ thống kênh mương, sông

hồ đã bị ô nhiễm nặng và khơng còn khả năng tưới tiêu cho nơng nghiệp.

Hàng chục con kênh mương đã biến thành dòng nước chết, bốc mùi hơi tanh

khó chịu. Nước chảy đến đâu, cá tơm chết nổi đến đó, cây trồng cũng héo rũ. Trên

địa bàn Văn Lâm, Mỹ Hào do hệ thống thủy lợi sơng ngòi bị ơ nhiễm khơng thể tưới

tiêu phục vụ sản xuất, hàng chục hecta đất canh tác phải bỏ hoang, khơng thể cấy

trồng vì nguồn nước ô nhiễm nặng.

Chính những tồn tại ở trên, nguồn nước thải không đảm bảo tiêu chuẩn đã và đang

ngày đêm xả ra môi trường là nguồn dẫn nước tưới tiêu nông nghiệp cho 2 huyện Văn



Lâm và Yên Mỹ. Nguồn nước tưới tiêu cho nông nghiệp bị ô nhiễm này đã khiến

hàng trăm hecta đất canh tác màu mỡ phải bỏ hoang. Trên các sơng trục chính của hệ

thống thủy lợi nội đồng dọc các sông Bần, sông Bắc Hưng Hải, sông Bún do phải

hứng nước thải trực tiếp từ các nhà máy, các dòng sơng, kênh này bị biến dạng thành

những dòng nước chết.



CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1.



Đối tượng nghiên cứu



Vật liệu sắt nano và nano lưỡng kim được điều chế trong phòng thí nghiệm, bộ

môn Thổ nhưỡng và môi trường đất – Khoa Môi trường – Trường Đại học Khoa

học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội.



Mẫu nước ô nhiễm chứa Cr và Pb với các nồng độ khác nhau được pha chế trong

phòng thí nghiệm.

Mẫu nước ơ nhiễm trước và sau khi xử lý tại khu công nghiệp Phố Nối A.

Nội dung nghiên cứu



2.2.



Điều chế vật liệu sắt nano, nano lưỡng kim và phân tích các đặc điểm của vật

liệu điều chế được.

Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến q trình xử lý nước ơ nhiễm Cr và Pb.

Hiện trạng ô nhiễm nước tại khu công nghiệp Phố Nối A của tỉnh Hưng Yên:

Đánh giá hiện trạng ô nhiễm bằng cách lấy mẫu nước trước khi xử lý của khu

cơng nghiệp, tiến hàng phân tích và so sánh với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về

nước thải QCVN 40:2011/BTNMT.

Đánh giá hiệu quả xử lý nước ô nhiễm Cr và Pb của vật liệu sắt nano và nano

lưỡng kim.

2.3.



Phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Hóa chất và thiết bị



2.3.1.1.



Hố chất



Muối sắt (II): FeSO4.7H2O;

Borohidrit NaBH4;

Tinh thể PAA;

Cồn 95%;

Muối CuSO4.5H2O;

Muối K2Cr2O7;

Muối Pb(CH3COO)2.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Hình 9. Mô hình cấu tạo hạt Sắt nano và các phản ứng khử xảy ra trên bề mặt của hạt Fe0 nano.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×