Khoá luận tốt nghiệp Một số yếu tố ảnh hưởng đến động học điện hóa phân hủy DDT bằng phương pháp thế tĩnh

58 466 0
Khoá luận tốt nghiệp Một số yếu tố ảnh hưởng đến động học điện hóa phân hủy DDT bằng phương pháp thế tĩnh

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

TRƯỜNG ĐAI HÀ NÔI • HOC • s PHAM • • KHOA HÓA HỌC ===20 Cũ ca=== TRÀN THỊ HUYỀN MỘT SỐ YÉU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐÉN ĐỘNG HỌC ĐIỆN HÓA PHÂN HỦY DDT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THẾ TĨNH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: H óa lý Người hướng dẫn khoa học TS TRƯƠNG ĐÌNH ĐỨC HÀ NỘ I-2016 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp LỜI CẢM ƠN Lời em xin gửi tới thày giáo TS Trương Đình Đức Giảng viên Trường Đại học Kinh tế Quốc dân lòi biết ơn chân thành sâu sắc Thày định hướng hướng dẫn em tận tình suốt trình nghiên cứu để em hoàn thành đề tài khóa luận Em xin chân thành cảm ơn PGS TS Lê Xuân Quế -Viện Kỹ thuật Nhiệt đới - Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam, thầy giáo ThS Trần Quang Thiện - Giảng viên Trường Đại học Sư phạm Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, Ban Chủ nhiệm Khoa thầy cô giáo ừong khoa dạy bảo giúp đỡ tận tình trình em nghiên cứu học tập trường Tôi xin cảm ơn người thân yêu gia đình bạn bè động viên, quan tâm tạo điều kiện tốt để hoàn thành khóa luận Hà Nội, ngày 14 tháng 05 năm 2016 Sinh viên Trần Thị Huyền Trần Thị Huyền K38A - SP Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Trần Thị Huyền, sinh viên lớp 38A, chuyên ngành Sư phạm Hóa học Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng hướng dẫn TS Trương Đình Đức Các số liệu, kết nêu khóa luận trung thực chưa công bố công trình nghiên cứu khác Hà Nội, ngày 14 tháng 05 năm 2016 Sinh viên Trần Thị Huyền Trần Thị Huyền K38A - SP Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Alpha-HCH : Alpha Hexachlorobenzen Beta-HCH : Beta Hexachlorobenzen BVTV : Bảo vệ thực vật cv : Quét tuần hoàn DDD : Diclodiphenyldicloetan DDE : Diclodiphenyldicloetylen DDT : Diclodiphenyltricloetan GC/MS : Sắc ký khí khối phổ HCB : Hexaclobenzen LD50 : Lethal Dose - nồng độ chất độc cần thiết để giết chết 50% quần thể sinh vật ừong điều kiện định LD50 dermal : Nồng độ chất độc càn thiết để giết chết 50% quần thể sinh vật ừong điều kiện định đường hấp thu qua da LD50 per os : Nồng độ chất độc cần thiết để giết chết 50% quàn thể sinh vật điều kiện định đường miệng nZVI : Nano Zero Valent Iron - hạt nano sắt hóa trị (Fe°) PCB : Polyclobiphenyl POPs : Các hợp chất hữu khó phân hủy UV : Phương pháp tia cực tím 2,4-D : 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid 2,4,5-T : 2,4,5-Trichlorophenoxyacetic acid Trần Thị Huyền K38A - SP Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: cấu tạo phân tử D D T 12 Hình 2.1.1: Hệ đo điện hóa Autolab 20 Hình 2.1.2: cấu tạo điện cực làm việc 21 Hình 2.2.1: Quan hệ dòng-điện quét tuần hoàn .22 Hình 2.2.3 Thiết bị GC - MS Viện Công nghệ Môi trường 23 Hình 3.1.1: Phổ CV đo dung dịch C2H5OH; C2H5OH + CaCỈ2 C2H5OH + CaCỈ2 + DDT chu kỳ Tốc độ quét lOmV/s, khoảng quét - 2,1 0,0V 31 Hình 3.1.2: Phổ CV chu kì đo dung dịch C2H5OH + CaCỈ2 + DDT với khoảng khác 32 Hình 3.2.1: Đường cong i-t dung dịch C2H5OH + CaCỈ2 0,5M + DDT Điện E = -1,25V 33 Hình 3.2.2: Đường cong i-t dung dịch C2H5OH + CaCỈ2 0,5M + DDT 34 Hình 3.3.5.1: Sự biến đổi lượng cho trình chuyển hóa từ C 14H9CI5 (DDT) thành C 14H 10CI4 41 Hình 3.3.5.2: Sự biến đổi lượng cho trình tách 1, 2, nguyên tử Clo ữong phân tử C14H9CI5 (DDT) .43 Hình 3.3.5.3: Sự biến đổi lượng cho trình tách 1, 2, nguyên tử clo phân tử C14H9CI5 (DDT) 44 Trần Thị Huyền K38A - SP Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tât nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Kết tính toán phân tử gốc tự trình biến đổi phân tử DDT, DDD, DDE .36 Bảng 2: Năng lượng cho chuyển hóa phân tử D D T 39 Trần Thị Huyền K38A - SP Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tât nghiệp MỤC LỤC MỞ Đ À U 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu .3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tà i CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan PO P 1.1.1 Khái quát .4 1.1.1.1 Độc tính hợp chất PO P 1.1.1.2 POP theo công ước Stockholm 1.1.2 Phân loại P O P 1.1.3 Các phương pháp xử lý POP .10 1.2 DDT 11 1.2.1 Cấu tạo phân tử DDT 11 1.2.2 Độc tính DDT .13 1.3 Các phương pháp phân hủy D D T 14 1.3.1 Các phương pháp phân hủy DDT giói 14 1.3.1.1 Phương pháp chôn lấp, cô lập 14 1.3.1.2 Phương pháp đốt có xúc tác 14 1.3.1.3 Phương pháp tia cực tím (UV) ánh sáng mặt trò i 14 Trần Thị Huyền K38A - SP Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp 1.3.1.4 Phương pháp hấp thụ 15 1.3.1.5 Phương pháp phân hủy kiềm nóng 16 1.3.1.6 Phương pháp phân hủy sinh học 16 1.3.1.7 Sử dụng bột sắt nano xử lý ô nhiễm DDT 16 1.3.2 Phương pháp phân hủy DDT Việt N am 17 CHƯƠNG 2: THựC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 20 2.1 Thực nghiệm 20 2.1.1 Thiết bị - Hóa chất 20 2.1.2 Thực nghiệm .20 2.2 Phương pháp nghiên cứu .22 2.2.1 Phương pháp quét tuần hoàn 22 2.2.2 Phương pháp tĩnh 23 2.2.3 Phương pháp nghiên cứu phân tích hàm lượng DDT (GC/MS) 23 2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu 25 2.2.5 Phương pháp động học phản ứng điện hóa 27 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.2 Ảnh hưởng điện đến động học điện hóa phân hủy DDT 33 3.3 Nghiên cứu lượng cho trình phân tách Clo phân tử DDT 35 3.3.1 Phương pháp tính toán 35 3.3.2 Cách tính toán lượng tử .35 3.3.3 Kết tính toán nhiệt hình thành phân tử 35 Trần Thị Huyền K38A - SP Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp 3.3.4 Xác định lượng cho trình chuyển hóa dạng phân tử DDT 39 3.3.5 Kết xác định lượng cho phân tử DDT 40 3.3.5.1 Xét trình ưu tiên nguyên tử Clo phân tử DDT 40 3.3.5.2 Xét trình nguyên tử C1 - c sp3 ữong phân tử DDT .41 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM K H Ả O 47 Trần Thị Huyền K38A - SP Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Chất ô nhiễm hữu bền (POPs - Persistent Organic Pollutans) hợp chất hóa học có nguồn gốc từ Cacbon, sản sinh hoạt động công nghiệp ngưòi POP hợp chất có tính độc hại, tồn bền vững môi trường, phát tán rộng tích lũy hệ sinh thái, gây hại cho sức khỏe người Ban đầu Công ước Stockholm quy định việc quản lý an toàn, giảm phát thải tiến tới tiêu huỷ hoàn toàn 12 nhóm chất POP ừong có DDT DDT (Dichloro-Trichloroethane Diphenyl) thuốc trừ sâu tổng hợp biết đến nhiều DDT sử dụng với lượng lớn để kiểm soát muỗi truyền bệnh sốt rét, bệnh sốt phát ban bệnh côn trùng khác gây quân đội lẫn dân cư DDT trở thành loại thuốc trừ sâu phổ biến sử dụng nông nghiệp Chúng có mặt khắp nơi, ừong không khí, đất, nước lượng lớn giải phóng phun cánh đồng rừng để diệt muỗi côn trùng Ngày DDT bị cấm sử dụng tính độc có khả gây ung thư tiềm tàng, gây đột biến gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Để bảo vệ môi trường sức khỏe người, cần phải có biện pháp xử lý khử độc DDT môi trường đất môi trường khác Trên giới có số phương pháp xử lý DDT khác như: phương pháp chôn lấp, cô lập; phương pháp đốt có xúc tác; phương pháp hấp thụ; phương pháp phân hủy sinh học; phân hủy DDT tia cực tím (UV) ánh sáng mặt trời; sử dụng bột sắt nano xử lý ô nhiễm DDT, phương pháp xử lý tiêu hủy hóa chất nhiều hạn chế Cho đến nay, nước ta chưa có công nghệ xử lý triệt để đất có tồn dư nhóm chất hữu khó phân hủy POP (trong có DDT) sử Trần Thị Huyền K38A - SP Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp đến 40 phút, mật độ dòng giảm mạnh, tốc độ phản ứng ttong khoảng đạt 0,4608 pA/cm2/phút Tốc độ khoảng thấp nhiều so với khoảng điện ban đầu -1,25V ứng với khoảng thòi gian từ 40 đến 100 phút, tốc độ trung bình đạt 0,1239 pA/cm2/phút Và khoảng từ 100 đến 150 phút, tốc độ trung bình đạt 0,036 pA/cm2/phút Kết cho thấy, ứng với điện -1,25V, biến đổi mật độ dòng tốc độ trình điện hóa diễn nhanh hơn, thuận lợi cho trình nghiên cứu điện hóa 33 Nghiên cứu lượng cho trình phân tách Clo phân tử DDT 3.3.1 Phương pháp tính toán - Tính toán lượng tử cho phân tử DDT, DDD, DDE: Được tính toán tích họp phần mềm lượng tử Gaussian 09; Gaussview; Chemcraff - Phân tử xây dựng phàn mềm lượng tử Gaussview Chemcraff; tính toán phàn mềm Gaussian 09 - Phương pháp tính toán: Sử dụng phương pháp HF với hàm sử dụng 3-21g 3.3.2 Cách tính toán lượng tử - Tính toán cho trình phân hủy DDT, DDD, DDE tính toán dựa lượng hình thành phân tử - Bằng việc thay nguyên tử Clo phân tử DDT, DDD, DDE nguyên tử H - Tính toán xác định biến đổi lượng cho trình biến đổi hóa học Từ đó, lựa chọn điều kiện tối ưu cho trình biến đổi lượng 3.3.3 Kết tính toán nhiệt hình thành phân tử Kết tính toán lượng cho trình hình thành phân tử gốc tự trình phân hủy DDT, DDD, DDE cho bảng Trần Thị Huyền 35 K38A - SP Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp Nhìn vào kết tính toán bảng ta thấy, nhiệt hình thành phân tử DDT nhỏ nhất, bền vững Sự thay đổi nguyên tử phân tử làm biến đổi đáng kể lượng hình thành nên phân tử Các phân tử có tính đối xứng cao, mật độ điện tích giải tỏa phân tử bền Đặc biệt, trình chuyển hóa phân tử DDT, DDD, DDE chuyển hóa lẫn Tuy nhiên, DDT tồn dạng bền vững vói nhiệt hình thành thấp (-4344,467 eV), DDE bền vững (3920,561840 eV) DDD -3953,63165 eV Bảng 1: Kết tỉnh toán phân tử gốc tự trình biến đồi phân tửDDT, DDD, DDE P h â n tử A H D n g p h â n tử Đ iệ n t í c h n g u y ê n (e V ) P h â n tử 14 H C a t — I5 c u C9 ®f C 14 H C D ng C 13 ]**• 01 • ' • 011 * ^ I4 V ^0 C13 C14 C13 * ce «HCS tể 1» C7 D ng I4 «C li C13 s i? H6 ! — «5 « ^ c • 314 C14 C1 - 2 C l2 - C l3 - C l4 C l5 C li - 3 C l2 - C l3 C l4 C li - 2 C l2 - C l3 - - 5 6 C6 -áio c3 C9 C li - 6 m * CIO ^1 * te 14 H C (£ '^ C3 ^ 05 C11 C - 4 4 n 52 C5 c lo D D T te C ll C tử ụj m Trần Thị Huyền 36 K38A - SP Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tôt nghiệp Cl4 2.727 011 í* C14 H1 C13 cií cể Cll C9 H3 c3 t tC7 \ u C1 «eí cll c9 cs c8 C2 CX3 cl° te ỵ V Cl3 0.923 c14 H11 * H6 C1 C4 p CỄ 2.901 Cl2 1.126 Cli 1.842 012 c.5 ĩỉ-_ 'M ĩ ' iẹ Cli -3172.1191 C5 Ũ C1 H8 C1 -3562.821241 c ,2 te * € -2.384 Cl2 2.691 m *0 -¿Ị 'Si ® X, Ị r l C12 c13 Cll « ự * C14 H1 C12 Cli * 014 -3386.566636 Cl2 0.169 \ Phân tử DDD I C 11 C14 H10 CI4 w C I5 *iẳP «ir w cH £9" «É»7—^

Ngày đăng: 02/03/2017, 17:52

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan