Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật môi trường: Nghiên cứu ứng dụng hệ xúc tác quang Fenton trên cơ sở nano MOFs trong xử lý chất bảo vệ thực vật Chlorpyrifos trong môi trường nước

Giới thiệu đề tài

Luận văn Thạc sĩ "Nghiên cứu ứng dụng hệ xúc tác quang Fenton trên cơ sở nano MOFs trong xử lý chất bảo vệ thực vật Chlorpyrifos trong môi trường nước" tập trung giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do chất bảo vệ thực vật (BVTV), đặc biệt là Chlorpyrifos, gây ra. Việc sử dụng BVTV ngày càng phổ biến do nhu cầu nông sản tăng cao, dẫn đến những hệ lụy nghiêm trọng về sức khỏe con người và môi trường do độc tính cao, khó phân hủy và khả năng tích lũy sinh học.

Đề tài nghiên cứu ứng dụng các phương pháp oxy hóa tiên tiến (AOPs), cụ thể là phản ứng quang Fenton, sử dụng hệ xúc tác nano MOFs (Metal-Organic Frameworks) có khả năng xúc tác quang hóa vượt trội. MOFs với cấu trúc xốp cao, diện tích bề mặt riêng lớn và khả năng tùy biến cấu trúc, hứa hẹn mang lại hiệu quả xử lý ô nhiễm cao và triệt để.

Mục tiêu chính của luận văn:

• Tổng hợp và khảo sát tính chất của hệ xúc tác quang Fenton trên cơ sở vật liệu nano MOFs chứa Fe và graphen oxit.
• Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện phản ứng (pH, nồng độ H2O2, hàm lượng chất xúc tác, điều kiện phản ứng, nồng độ Chlorpyrifos ban đầu, số lần tái sử dụng) đến hiệu quả xử lý Chlorpyrifos.
• Xác định các sản phẩm chuyển hóa của Chlorpyrifos trong quá trình xử lý bằng phản ứng quang Fenton, từ đó đề xuất cơ chế phân hủy hóa học.

Luận văn cung cấp cái nhìn tổng quan về chất bảo vệ thực vật Chlorpyrifos, tình hình sử dụng tại Việt Nam, tổng quan về phản ứng quang Fenton và vật liệu MOFs. Phần phương pháp nghiên cứu trình bày chi tiết hóa chất, thiết bị, phương pháp tổng hợp vật liệu và các kỹ thuật phân tích. Kết quả nghiên cứu và thảo luận đi sâu vào phân tích tính chất vật liệu và đánh giá hiệu quả xử lý Chlorpyrifos. Cuối cùng, luận văn đưa ra kết luận và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU
• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
  • 1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT CHLORPYRIFOS
    • 1.1.1. Tổng quan về chất bảo vệ thực vật (BVTV)
    • 1.1.2. Tổng quan về chất bảo vệ thực vật Chlorpyrifos
    • 1.1.3. Tổng quan về tình hình sử dụng chất bảo vệ thực vật Chlorpyrifos tại Việt Nam và trên thế giới
  • 1.2. TỔNG QUAN VỀ PHẢN ỨNG QUANG FENTON VÀ ỨNG DỤNG CỦA CHẤT XÚC TÁC KHUNG CƠ KIM TRONG PHẢN ỨNG QUANG FENTON
    • 1.2.1. Tổng quan về phản ứng quang Fenton
    • 1.2.2. Tổng quan về vật liệu khung cơ kim MOFs
    • 1.2.3. Các phương pháp tổng hợp vật liệu khung cơ kim MOFs
    • 1.2.4. Ứng dụng của vật liệu MOFs trong phản ứng quang Fenton xử lý chất ô nhiễm gốc hữu cơ
• CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
  • 2.1. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ
    • 2.1.1. Hóa chất
    • 2.1.2. Thiết bị
  • 2.2. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
    • 2.2.1. Phương pháp tổng hợp vật liệu graphen oxit
    • 2.2.2. Phương pháp tổng hợp vật liệu Fe-BTC/GO
    • 2.2.3. Phương pháp thử nghiệm khảo sát tính năng xúc tác quang hóa của vật liệu Fe-BTC/GO
  • 2.3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
    • 2.3.1. Phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X (XRD)
    • 2.3.2. Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại chuyển hóa Fourier (FT-IR)
    • 2.3.3. Phương pháp phân tích quang phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis)
    • 2.3.4. Phương pháp phân tích phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) và kính hiển vi điện tử quét (SEM)
    • 2.3.5. Phương pháp phân tích đẳng nhiệt hấp phụ và khử hấp phụ N2 (BET)
    • 2.3.6. Phương pháp phân tích đẳng nhiệt hấp phụ và khử hấp phụ N2 (BET)
    • 2.3.7. Phương pháp phân tích nhu cầu oxy hóa học (COD)
    • 2.3.8. Phương pháp phân tích sắc kí khí ghép nối khối phổ (GC/MS)
• CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
  • 3.1. PHÂN TÍCH CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU FE-BTC/GO TỔNG HỢP ĐƯỢC
    • 3.1.1. Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X (XRD)
    • 3.1.2. Kết quả phân tích kính hiển vi điện tử quét (SEM)
    • 3.1.3. Kết quả phân tích phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX)
    • 3.1.4. Kết quả phân tích đẳng nhiệt hấp phụ và khử hấp phụ N2 (BET)
    • 3.1.5. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại chuyển hóa Fourier (FT-IR)
    • 3.1.6. Kết quả phân tích quang phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis)
  • 3.2. NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ CỦA VẬT LIỆU FE-BTC/GO SỬ DỤNG LÀM CHẤT XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH XỬ LÝ CHLORPYRIFOS BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG FENTON
    • 3.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của loại chất xúc tác lên quá trình phân hủy quang Fenton của Chlorpyrifos
    • 3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ pH lên quá trình phân hủy quang Fenton của chlorpyrifos
    • 3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ H2O2 ban đầu lên quá trình phân hủy quang Fenton của chlorpyrifos
    • 3.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất xúc tác ban đầu lên quá trình phân hủy quang Fenton của chlorpyrifos
    • 3.2.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện phản ứng lên quá trình phân hủy của chlorpyrifos
    • 3.2.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chlorpyrifos ban đầu lên quá trình phân hủy của chlorpyrifos
    • 3.2.7. Nghiên cứu ảnh hưởng của số lần sử dụng chất xúc tác lên quá trình phân hủy của chlorpyrifos
    • 3.2.8. Nghiên cứu đánh giá cơ chế phân hủy của Chlorpyrifos trong hệ phản ứng quang Fenton xúc tác bằng Fe-BTC/GO-30
• KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO