Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu ảnh hưởng của khoáng chất bentonit di linh biến tính đến phản ứng phân hủy nhiệt policlobiphenyl (luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------------------

PHẠM THỊ HIÊN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA KHOÁNG CHẤT BENTONIT DI
LINH BIẾN TÍNH ĐẾN PHẢN ỨNG PHÂN HỦY NHIỆT
POLICLOBIPHENYL

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2014

1


MỞ ĐẦU
P y

y PC


T

y PC


ự k


a

ầu

u

a

uy

-

k k

au
k

í

ự ồ


C

y

x

PC

PC


a

ô



[10]. Đ u





uy
ay

ay

a

a
í

ự Đ

a PC

u

qua

PC





a

ọ V



ô




k

í

yu



N



k

PC

k uy

Tuy

u
y

a

k ô

PC

au C

9





T

uy

au T ô
a

ầu

k a

a

a

ô

y ự

y ô

PC



y

u

y

k





ầ k

a PC





k
x y a

y ằ

a



xu PC



a

k ẻ



1979 ã

[29, 33].
Tuy

ay

ởV

PC
… V

Na

/

ầu


ầu
ầu
[8]. Đ y

í
ừ Ru a

y

a
í

Tu

k
uồ

Quố

ã



a

2



u

ô

ò

L

u

3

Xô Hầu
u

ữu





ậ k u k

x


Na

k

u

uy
y




T


ã
ô

u ô

x
ò

qu

u ố ở

qu

ux

ù

ỞV

ằm nâng cao

u a
ã ựa

a



x
a

Na

y. Tuy nhiên,

ính bentonit

PCBs

ậy

k ô
qua

u

ô

V



a

trên,

a

ố k

a PC



uy

ố ở
a

y

PC

y ã


xúc tác

u su

qua

y

Xu

ừ qua

“Nghiên cứu ảnh hƣởng của khoáng chất

bentonit Di Linh biến tính đến phản ứng phân hủy nhiệt policlobiphenyl”
y ọ

k

qu

u ẽ

x
 M

u

 N

a uậ

u

í

u ặ

ố v

í



ễu x

SiO2, bentonit Di Linh tự nhiên và
+S

í
i

+ Đ nh giá
phân h y

policlobiphenyl.

a entonit D L

t


a X và

+ Nghiên c u kh n ng phân h y nhi

k

Na

c a bentonit Di Linh tự nhiên và bentonit Di Linh

F (III) và Cr(III) ằ

dete

ởV

PC

a uậ

+N

d

x

:

n kh n ng phân h y nhi

u

ô

h

Đ nh giá nh h ở
bi n tính



í

k

ổ TPR.

policlobiphenyl trên c sở s
í

.
ắ k k í ete

k ố phổ và

ân tích s n ph m phân h y.

ố liên h giữa ặ tính vậ li u nh h ở

policlobiphenyl.

3

kh n ng


Chƣơng 1
TÔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về policlobiphenyl
1.1.1. Định nghĩa
ữu

Policlobiphenyl
z

k

au ằ

k

z

các hydro
x

a


u

nhau [29]. PCBs

u

ừd

ò

-carbon duy nh
uy

y





k



a ự

F C 3. PC

x

1.1.2. Cấu tạo, thành phần và tính chất
1.1.2.1. Cấu tạo


: C12H10-nCln



u



qu

= 110.
a PC

hình 1.

Hình 1. Công thức cấu tạo tổng quát của PCBs



D

ựk

PC

1

au








C

ík

au

í 3 3’ 5 5’

uy

k

au M





PC
ò
í

ù
z

a


C

í 4 4’

4



ốx

uy
í

’ 6 6’
í a a Ha

í
ò


z
K

a


ò

z

Đ


uy

z

ở ù


u

Hở

quay k

ò

quay qua



ay
z

PC







ầu Vò

k

PC

u
í

í a

ầu ố

ữa



PC

uy

C ở

í

uy

C ẽ

z


Sự
ò

quay

9

0

ò

N

198

ọ PC

x



ự ừ1

ã

9

a

Z



quy ắ IUPAC

1.1.2.2. Tính chất của PCBs
PC

a í

u




ax



az
xu

PC
k

ô

D
xu







uk

x

a

y

PC

ầu

ô


a

a
u

PC

a

í
a

ô a

í

ô

k a



y ự

ô

a ẻ


Ở ô

ồ PC

ô
k ô

í


a

a

ò qua

a



y

uỷ PC
k í








k



k í PC

uỷ ở
y

ầu PC

x y a
ậ N ữ



ờ M k






k ô

PC

uỷ PC


k ô

í

k




ay



a

k í T

PC

T

í

a

a




ậ qua

5



a

uỷ


uy

a ố

u



a


u

PC
ay

y










ô

í



ờ a

ô

ù

T

k ô

k ô

u

ù

k í



k
PC

í

ở ô



k

y

PC







ù

au





ô



a




a
u

xy
a

k





y

í

ô ù

1

PC

PC

a

và khu công

K

a



k í

k u ô

a

y u

x

k ô

xu
T

a
a

PC



ã



k u ô
u

xu

ờ a

u

PC



ờ T

D





k í

u



xa

PC
197

x

uỷ ay


ậ ố
a

M

ậ k ô



a

ậ ở ầu

PC

ù


ở ô

ô

a PC

PC

xy

d x

a



furan.
N

a PC

k

PC



í
xa

y
ô

ậ D




uy

a

ậ xuy
1.1.3. Độc tính của PCBs
Đ


PC



PC


PC

qua

tính c a PCBs ã
qua



a



u [33][10]. Con

nghiên

u

a

ô

ữa

T ô












a ầ

ã

6



a

uố

Sự


khi


197

au

ã



199



PC







k ô

ờ Tuy



y

a



a

uy
a
uố












a





x

N

PC

a PC



í

PC

k

u

k

qu

K

a ọ

u



y a



u

y



ô
ô

P

PC



uỷ

u

PC
a a

u

a



a

k

k





í

k

a

u
ữa k



a PC



qu

ờ a

x

x








í

u



PC




uy

uỵ



y ở



a



qua




k


uố

y
ô

uk





PC


uk
y ự

a

uy

N ữ



a PC

a

x

a

7

a



PC
au M
uy





u

k


í

qua

au




uy

a

qua



y
ọ k

PC

a





N ữ

au

a PC

kỳ

k

yở

N ữ

a

y

k
ã


a

ò



a




uy

N ữ

í

PC

ô


ù

k ík

y
u

a

a

ầ k

u





C



PC


k ô



k í



ay uố

ù

u

ặ qua a M

k




y

ờ a
ữa

ã



í

ờ k

au

N
uy

P



u

a a

u

u

xuy


ay ổ

ù





ữa

ù
ữa
H
a

a


a

a ẻ

a a

qua


a





ã

PC
y
í
u

u

8

PC




í





í


PC

a

u

y

ờ ằ

PC


qua





Mặ k

a

au ầu k

ậ ẽk

Mặ

ờ kỳ




k

k ẻ

qu

ầ k


a M

a

Sự



x

y

qua





a

ở ữ ồ




a




k

k



y

u a

N u

qua

R



u

k

ù

a




PC



au



PC

uy



u

au

k
ữa

u Đố



k

PC

C

PC



PC

a

u



qua






u ở uố

uy

k

PC

M
ã



PC

ậ PC

ô



ô

y PC



í

uy
a



í

u
a







ay

u



x y a



i u ã



a PC

khẳng

k

u

policlodibenzo-p-dioxin (PCDD),
u

policlodibenzo-p-furan (PCDF)




au

u

u

a

PC

a PC

3 7 8-

tetraclodibenzo-p-dioxin (2,3,7,8-TCDD là
dioxin) c
ở ồ
a
PC

aa
aa



ẫu

ô

y



y ậu qu
: 3 3’ 4 4’-T

3 3’ 4 4’ 5 5’- xa

các

u [30]. Trên
a
y

y

ô

.

Trong quá trình nghiên
ù



PC


k


5 – 7 PC
C

a

uy

u

u

C ở

í

3 7 8 – TCDD. Ví d

a





y ; 3 3’ 4 4’ 5’-Pentaclobiphenyl;
ố PC

và meta, hình 2.

9

a

uy

C ở

í aa


Hình 2. Công thức cấu tạo của một số PCBs chứa nguyên tử Cl
ở vị trí para và meta
C
k



PC
í



k ô

a

uy

C ở

T

C

a

uy

4-6 ầ

qua

í

aa K

a PC
k

3 7 8-TCDD
C ở









ở PC
a

uy

C ở

í



u

PC

-

3 7 8-TCDD

k

ay

í octo [19].
Mặ





ù PC



í

k ắ

k
x

a


k



yu



C



ay
ô
y a

M
T

ố PC

a

ã

í

ô



í

a

u

a WHO

í

a

ầy a



ay ổ



PC

ù
y



ã

WHO

k

a

u

í



a

k



a


qu

í


ầ k



ô

u

a

u







ay ổ

N ễ

uy


í

y au ầu uy




ọ PC

a

a a



ầ qua
ờ M

au N ễ

k





a PC





ầ k

u

PC

ay

 0,5g PCBs/kg,

u

PC
a

k ô

k

u
u

uy

a ãx

ồ : PC 77 PC 81 PC 1 5 PC

a 14
114,

PCB 118, PCB 123, PCB 126, PCB 156, PCB 157, PCB 167, PCB 169, PCB

10


17

PC 18

PCDD
u

PC 189 T

14

PCDF k

y ậu qu

u

y x





u

u

í



u

dioxin [19][21].

1.2. Các phƣơng pháp xử lý PCBs
1.2.1. Một số quy định về xử lý PCBs
H
a

S

a

a ọ

k

ã

y u ầu
ữu



a a

quy

qua

PC

x

ô




[29].

a. Đối với các bên tham gia
T ự

í
í

y

5
u



PC



ựk

uy

ự ữ

aH

y:
- Quy


a


a

- Cố ắ



í

í

u
y

ã

u



k u ự

y

y

k
ò

ô

5 ít.

5 í

-C ỉ
a

ã

a

qu



5 í

x

k



í

5 % PC

5% PC



ã

1 % PC

- Quy

N



uy

k

k ô
u



11

PC



ò ỉ
a

:



-K ô







k u ự

ởk u ự


k

xu



-K

k

qua

ờ ở k



ù

ự ố



y a





k u ự





xuy

a ò ỉ
Đ

k ô

quy

k



xu



ậ k u

ã

xu
ô



quy

a PC


ậ k u

í

aĐ u3

qu

u ồ

%

PC

í

Quy

k





5%

ô


quy



8

Cố ắ

x




quy

a Đ u 6

ựk

uy

k

ởĐ

1

Lậ
u
C
[29]. H

k

u

u

qu

ừ PC

5



Đ u 15
ô

u

a

í

aĐ u6

a

H

aH
5 % PC






a
í



PC

1

ay

5



ự qu

a PC

í





K ô

u

theo

quy
uy



qua
ẽk

12

x
PC

a

x

ở H

aH





PC

au

k

x



x

a 5





a k

u

í



b. Đối với các phƣơng pháp xử lý [29]
-N ữ
k ô

ữu



uy

a

u

uậ
k ô

- Quá






uy





- PCDD /F k ô

u

- H u qu

y

1

% a



x





ầu

a
-T



a

x

u



k

a



-K ô

a

k ô

k

1.2.2. Các phƣơng pháp xử lý PCBs
N uy
185

x


ờ P

PC

ầu

A

Wu z ã

k
a


a

a
Q

y

uố

a

a ằ
a ky

a

a

a

NaX

R: ố a ky ; X=C

F; Q:

a

13

(1)
a a

k

R-X

(1):

R-X + R-X + 2Na  R-R + 2NaX + Q
T

:N

a

k ố


T



aA

a ằ

a


a

Wu z

186

y

k

a



(2):

A

D x

ã

a a

R-X + Ar-X + 2Na  R-Ar + 2Na
T

F f

y

fu a

PC

a


V

(2)

a

y

y

x

a
ữu

u ằ

y
H

ay



u
-K
x

- Kỹ

uậ

- Qu

x

PCBs ã



[2, 1, 9, 27, 13, 22]


-K

í

ô

ak í
k
a

k

uố


- Qu

xy

- Muố

u

u

a

y

- Xúc tác hydro hoá
-K
-T
-K

y
u uỷ ằ



a



-P

uỷ

-P

a

k

14



u
y:


T

u ố

ã

a

u



u

Mỹ Ca a a P
T
a

u uỷ ằ

N u









y

u

k


u

CO2
0

1
u u

ô



uy






,... [25][26].

qu

u uỷ ằ

u

C



a

k í HC V

y qu

uỷ 99 9999% ố

x


kỳ

y

ữu

ừ fluorocarbon.
H

x

PC

ự PC

u ố ở
k ố

ô

ố ố

k



C

k

a

ioxin, furan hay không [22]. Tuy nhiên chi phí cho
y



ầu
y

Mỹ

0

a >1

y u ằ

a


k ô

k

ô

T y Âu

u

u

1.3. Bentonit
1.3.1. Bentonit trong tự nhiên

a ở



ốở



montmorillonit ò

75% ,



15

a ậ
k z

, hình 3.


Hình 3. Sự hình thành bentonit trong tự nhiên
C



y u

a

uồ

u





ữa

ậ 3

a

ặ x

ựa

ốở

u x



a C u

y




x

D

y

a







y

u

ữa
ux



a

ặ ắ

k



í



u

;

k

1-3



ồ - ã
a
k

y
k ô

uổ N
ốở
x

16



:

u ồ

x



u

í ;

4 -6 %

montmorillonit

u

ựa

5-6m.

móng

í

a

- u

k

uổ N

a







a

u kí







u

ô k
;

ã

u

k

3-5

ốở




a

xa ;



a ậ 3
ố:


montmorillonit cao (55- 8 % ;


D

a

y
uổ Đ



ựa

ô

uổ N

u ồ

;




-



k



uổ N

í






x

uồ k

montmorillonit
u

:



(25-3 %

a


u

í

u

-



u




y

kẽ


u

ĩ




H



u kí
ờ C u
a

T

montmorillonit 40-6 %

Tu
ặ ắ







u

k

u

ay ổ ừ
u

y

a ậ

a



Đ
C

15

u

ốởV
K

u kí
5

y

ắ a


qua



k

a
x



k



uỷ

ã

u

k



k

u

u

u ầ


phiên xen



a

ay

1.3.2. Tính chất của bentonit
k

Bentonit





montmorillonit [31]. Cô

a montmorillonit là

Al2O3.4SiO2.nH2O ô
u
Tuy
k



y


ay


a

u



a montmorillonit là (OH)4Al4Si8O20.nH2O.



A 3+, Fe3+, Fe2+, Mg2+
ay ổ

í

aS

4+

tro

ặ A 3+

a montmorillonit [17]. K qu

17

S O4 ở
A O6

ay
u ã

ã


y



ốF

Z

M

a montmorillonit

Na K





a

a

A 2O3 : SiO2 ằ

nguyên

k

ừ 1:

1:4 [16].


Trong bentonit
ò

a

ố k

í

k

a

a

là montmorillonit
(Al2O3[MgO]4SiO2.nH2O);

nontronit (Al2O3[Fe2O3]4SiO2.nH2O); beidellit (Al2O3.3SiO2.nH2O); kaolinit;
;

a

ốk

k

uố k

ữu




u

a ọ

a x

a

[16].

a montmorillonit
x

u

u

ầ bentonit

í

í

ô

k

au

1.3.3. Cấu trúc tinh thể và thành phần hóa học của montmorillonit
Montmorillonit
:1

au

a ự

a T

a montmorillonit

k
ữa

x
u

u

a

a



18

ữa

u
ừ a
u

X

, hình 4 [18][17].


Hình 4. Cấu trúc tinh thể của montmorillonit
N

uởh

4

ắ x

y






au



a

a

a



u

y

a

u

a on

9 6A0

y


k ô

a a

T

x

k ô

a montmorillonit

í
a

u

ữa

u



u

15A0 k
a

C

a

a

u

y

y

a

montmorillonit.

M


a montmorillonit

a

N
T

u

u

[31]. C


u

ay ổ



u

L

y

y ở

u

a montmorillonit k ô


x y a ự

19

ay




ã
ữa


a

N

ờ a







y u ự

ay

a

A

ò ở

Si4+

ay



Al3+

A 3+ và Fe3+. C

ay
xu

C

a

a

y

y



a



Đ

a montmorillonit

Fe2+, Li+

M

2+

a

15% D

í

í
C

a

[12] ã
k

a



ầ k ô

a

Ca

3+

ay
u

ữa

òa
u

Na +, K+, Ca2+, Mg2+,

ay ặ

a ở

ữa a

u

trúc.
T


y ux y a ự
2+

M


15



ay



3

D
u

k

k



1: 4

x y a

í



A :S

í

u

k

ay

aA
5

ò
k

a

3+

1:


u

[20][18].

T
chúng, b

M :A

ay


1


í

y

a

u

ậy
k



uk


a montmorillonit trong

au

Bảng 1. Thành phần hóa học của bentonit Di Linh và bentonit Hoa Kỳ
[3]

T



a ọ

Bentonit Di Linh (%)

H a Kỳ %

SiO2

53,99

58,6

Al2O3

20,50

19,59

Fe2O3

7,72

3,19

CaO

2,35

0,37

MgO

3,28

2,51

Na2O

0,60

1,69

20


Từ k

qu ở

k


u



y

CaO

u

a H a Kỳ

M O a
a

qu



ầy

u

a

T

a uy

u

ù

Đ



ầu

u


k

a


í

a

D L



qua

k a

a

uy

t ổ a


a

D L


u

k

u ầu

k í Đ
a

a

a

Na2O

k

ầu

Na2O trong sét

ầu

k ô


ô

Fe2O3 a

D L

u

a

ù

Tuy



D L

u
k

ầ k

a


ờ a



ù



í



ỷ ố

a



a

1.3.4. Các tính chất bentonit
+ Tính chất trao đổi cation
N

ã

u a ở
ậy k

montmorillonit
a bentonit. Do

a

u
a

a
y a ự

qu



ĩa

u



Sự

ay

u

a



a

a

a
í

x y a ự

a

a

ay



ở a

í
L

K




Đố

y ux y a
k

a

21

a

ình

a

u

xu
a



a montmorillonit, nên các

í
ay

k



a montmorillonit

montmorillonit ự
a

í

u

montmorillonit
này

a

ữa



ố y u

ậy

a

y ễ

cation khác, hình 5. K
a



a





a

uy

a



a

a

ổ T ô

a



a montmorillonit


u

a

a



V

í a



V

í a



Hình 5. Các vị trí trao đổi của montmorillonit [3]
N

a

ự ãy



xu

a
au
u

a
H

Du
ĩa

a

í

ô

a

a

k

a




a


D k
u

x a


q

a

1

a

u



a



k


a
ĩ

a a y

k ô [3].
a

ầ : u

a



u



k ố


ữa

ax y u

í

CEC Ca

a
Du

í



ổ a

ố a

a

az y u Đ



a


u

a
Du

k


a

5 – 10 meq, trong

4 – 120 meq.
ổ cation nên khoáng sét bentonit

ự k

au Ví

22

ự a

ổ Ca2+ ằ

Na+


ã

uy

a bentonit a x k

ở a

a

k

a
a



u

bentonit a

k a



ậ 4



ữu

u

u

ữu
k



H ặ

a



ux

a ầu S

ữu

k

a



[28].



í

ổ cation

ay ổ í

ầu

ô

a



u

a

+ Tính chất trƣơng nở
T



bentonit K

x



í

2 T

b
k

a

k

a

a

a



k í



a

a



y a

uk

k ô a



a

u


k

a

a
y a



a



k


í

ầu,


y



k

bentonit
í

L


a

a k

k ô

x

ữa
y a

a





ữa
C

ô
15 –

qu

k ô
u





ữa a




k


ở [28].
Bảng 2. Đường kính hydrat hóa của một số cation kim loại [5]
Đƣờng

Đƣờng kính

hydrat hóa

kính ion

hydrat hóa

(A0)

(A0)

(A0)

(A0)

Li+

1,56

14,6

Mg2+

1,30

21,6

Na+

1,9

11,2

Ca2+

1,98

19,2

K+

2,66

7,6

Al3+

1,00

18,0

Cation

Đƣờng

Đƣờng kính

kính ion

Cation

23


NH4+

2,86

5,0

-

-

-

+ Tính chất hấp phụ của bentonit


a khoáng sét bentonit


u

a
– 760 m2/

k

bentonit

T

quy

í

í

k

í



15 – 20 m2/g, silicagel 200 – 800 m2/

k
bentonit ồ

í





x
í
í

D

í

ở k

k ô




a a

a

a

í





a

u



ở í

D

a

í

ữa

u



k

a

+ Khả năng mất nƣớc của bentonit
Bentonit ch a montmorillonit
k

ở 15 – 2000C



k

0

ở7
735



C

ở1

a ọ ở

y

0

C

0

C

0

4

ô

C

k

85 0C.

1.3.5. Khoáng sét bentonit ở Việt Nam
V

Na

a ổ quố

vùng
Đồ

uồ k

Tuy P

ốở

sét bentonit khá phong phú [5], p


u

T uậ

Sông Ba (Phú Yên), Di Linh (Lâm

Cổ Đ

T a

H a ,...

+ Mỏ khoáng sét bentonit Di Linh.
M khoáng sét bentonit D L
trên cao nguy

D L



a ừ
ô



S

í

ux

k
a

y

xa

xa

24

ốk
u

N uồ

a


xa

4k
y



2


u T



í

a x

a k
k

a

35 – 4 %

a x

yk

y

1

q/1

u

a ò

a
a

a

u



a

u

Du

k ô Ca

bentonit D L

sét bentonit Di Linh là montmorillonit
k

Tữ

ổ a



khoáng
u

k

1

Ca2+ và Mg2+. Khoáng sét

y u

bentonit a x





+ Mỏ khoáng sét bentonit Tuy Phong
Khoáng sét bentonit Tuy P
Tổ




u

k a
H

k ô

a

y u

a x

bentonit a

k

H

75

u



N aM

u

montmorillonit natri trong bentonit Tuy Phong

k

1 –

% ò

a

f

C
a cao lanh.

+ Mỏ khoáng sét bentonit Cổ Định
Khoáng sét bentonit Cổ Đ
M khoáng sét bentonit Cổ Đ
y u

k



ở uy



k

montmorillonit Du

bentonit Cổ Đ

k ô

a



T

uS

9

T a

u
a

k



T

ổ a

q/1

H a


a khoáng sét

bentonit.

1.3.6. Xúc tác là oxit kim loại
C

ữu
k

a ọ

H

nói chung và policlobiphenyl (PCBs) nói riêng



u

u

u

y

a a quy



x

ù

í

a

.
T

x
u ố ở ù

ữu
a



2,4,5-triclophenoxyaxetic axit (2,4,5-T
a

9



- 1200oC) [28]. Tuy

25

ã

uy

99 99%
k

uở ù
a qu


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×