Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tăng cường phân hủy (4-chloro-2-methylphenoxy) axit acetic nhờ phương pháp kết hợp siêu âm và xử lý oxy hóa
Tóm tắt
Việc xử lý kết hợp siêu âm (US) và natri peroxodisulfate (Na2S2O8) đã được nghiên cứu nhằm thúc đẩy cả phân hủy của (4-chloro-2-methylphenoxy) axit acetic (MCPA) và khoáng hóa các chất hữu cơ còn lại. Phương pháp này được kỳ vọng sẽ tăng tốc độ của cả hai phản ứng, vì hiệu ứng tạo bọt siêu âm thúc đẩy sự sản xuất của các gốc tự do như SO₄⁻· và OH· thông qua sự phân hủy của Na2S2O8 và nước. Trong nghiên cứu này, các thí nghiệm phân hủy được thực hiện trên các dung dịch MCPA 100 ppm trong một thiết bị sonoreactor ở nhiệt độ phản ứng từ 298 đến 333 K với sự chiếu xạ US riêng lẻ, xử lý Na2S2O8 riêng lẻ và sự kết hợp giữa US và xử lý Na2S2O8. Kết quả cho thấy phương pháp kết hợp đạt được tỷ lệ phân hủy MCPA cao hơn và tỷ lệ loại bỏ carbon hữu cơ tổng (TOC) lớn hơn so với mỗi phương pháp riêng lẻ. Tỷ lệ phân hủy của cả MCPA và TOC đều tăng theo nhiệt độ phản ứng, và sự gia tăng đặc biệt rõ rệt được quan sát thấy ở 333 K do sự thúc đẩy đáng kể của phân hủy nhiệt của Na2S2O8. Sự sản xuất các loài gốc tự do cũng được thúc đẩy bởi phương pháp kết hợp. Những kết quả này gợi ý rằng tỷ lệ phân hủy MCPA cao hơn và tỷ lệ loại bỏ TOC lớn hơn là do sự tăng cường hình thành các gốc sulfato và hydroxyl thông qua quá trình phân hủy nhiệt và siêu âm của Na2S2O8.
Từ khóa
#siêu âm #phân hủy #natri peroxodisulfate #MCPA #khoáng hóa #gốc tự doTài liệu tham khảo
Park JS, Her NG, Yoon H (2011) Sonochemical degradation of chlorinated phenolic compounds in water: effects of physicochemical properties of the compounds on degradation. Water Air Soil Pollut 215:585–593
Cravotto G, Binello A, Orio L, Wu ZL, Ondruschka B (2010) Oxidative degradation of chlorophenol derivatives promoted by microwaves or power ultrasound: a mechanism investigation. Environ Sci Pollut Res 17:674–687
Hamdaoui O, Naffrechoux E (2008) Sonochemical and photosonochemical degradation of 4-chlorophenol in aqueous media. Ultrason Sonochem 15:981–987
Tiehm A, Neis U (2005) Ultrasonic dehalogenation and toxicity reduction of trichlorophenol. Ultrason Sonochem 12:121–125
Rong L, Koda S, Nomura H (2001) Study on degradation rate constant of chlorobenzene in aqueous solution using a recycle ultrasonic reactor. J Chem Eng Jpn 34(8):1040–1044
Ueno S, Fujita T, Kuchar D, Kubota M, Matsuda H (2009) Ultrasound assisted extraction and decomposition of Cl-containing herbicide involved in model soil. Ultrason Sonochem 16:169–175
Fujita T, Sawazaki M, Matsuda H, Kojima Y, Asakura Y, Kobayashi K (2006) Extraction and decomposition of (4-chloro-2-methyl phenoxy) acetic acid adsorbed on kaolin by ultrasonic irradiation. Kagaku Kogaku Ronbunshu 32(5):454–460 (in Japanese)
Kojima Y, Fujita T, Ona EP, Matsuda H, Koda S, Tanahashi N, Asakura Y (2005) Effects of dissolved gas species on ultrasonic degradation of (4-chloro-2-methylphenoxy) acetic acid (MCPA) in aqueous solution. Ultrason Sonochem 12:359–365
Fujita T, Ona EP, Kojima Y, Matsuda H, Koda S, Tanahashi N, Asakura Y (2003) Ultrasonic decomposition of (4-chloro-2-methyl phenoxy) acetic acid (MCPA) in aqueous solution. J Chem Eng Jpn 36(7):806–811
Eberson L (1987) Electron transfer reactions in organic chemistry. Springer, Berlin
Latimer WM (1952) Oxidation potentials, 2nd edn. Prentice-Hall, USA 345
Pettinger B, Schoppel HR, Gerischer H (1976) Electroluminescence at semiconductor electrodes caused by hole injection from electrolytes. Ber Bunsenges Phys Chem 80:849
Neta P, Huie RE, Ross AB (1988) Rate constants for reactions of inorganic radicals in aqueous solution. J Phys Chem Ref Data 17:1027–1284
Wardman P (1989) Reduction potentials of one-electron couples involving free radicals in aqueous solution. J Phys Chem Ref Data 18:1637–1657
Mora VC, Rosso JA, Le Roux GC, Martire DO, Gonzalez MC (2009) Thermally activated peroxydisulfate in the presence of additives: a clean method for the degradation of pollutants. Chemosphere 75:1405–1409
Liang C, Bruell CJ (2008) Thermally activated persulfate oxidation of trichloroethylene: experimental investigation of reaction orders. Ind Eng Chem Res 47:2912–2918
Huang KC, Zhao Z, Hoag GE, Dahmani A, Block PA (2005) Degradation of volatile organic compounds with thermally activated persulfate oxidation. Chemosphere 61:551–560
Ravera M, Ciccarelli C, Gianotti V, Scorza S, Osella D (2004) Electroassisted methods for waste destruction: silver(II) and peroxydisulfate reagents in the electrochemically mediated oxidation of polyaromatic sulfonates. Chemosphere 57:587–594
Liang C, Liang CP, Chen CC (2009) pH dependence of persulfate activation by EDTA/Fe(III) for degradation of trichloroethylene. J Contam Hydol 106:173–182
Yu CH, Wu CH, Ho TH, Andy Hong PK (2010) Decolorization of C.I. reactive black 5 in UV/TiO2, UV/oxidant and UV/TiO2/oxidant systems: a comparative study. Chem Eng J 158:578–583
Huang YF, Huang YH (2009) Identification of produced powerful radicals involved in the mineralization of bisphenol A using a novel UV-Na2S2O8/H2O2-Fe(II,III) two-stage oxidation process. J Hazard Mater 162:1211–1216
Criquet J, Karpel Vel Leitner N (2009) Degradation of acetic acid with sulfate radical generated by persulfate ions photolysis. Chemosphere 77:194–200
Neppolian B, Jung H, Choi H, Lee JH, Kang JW (2002) Sonolytic degradation of methyl tert-butyl ether: the role of coupled Fenton process and persulphate ion. Water Res 36:4699–4708
Price J, Clifton AA, Keen F (1996) Ultrasonically enhanced persulfate oxidation of polyethylene surfaces. Polymer 37(26):5825–5879
Neppolian B, Doronila A, Ashokkumar M (2010) Sonochemical oxidation of arsenic(III) to arsenic(V) using potassium peroxydisulfate as an oxidizing agent. Water Res 44:3687–3695