BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  22,288,089
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

31

Kỹ thuật hoá vô cơ

Trương Thị Bình Giang, Dương Tuấn Hưng, Vũ Đức Lợi, Hoàng Thị Hương Thảo(1)

Xác định các sản phẩm của phản ứng khử điện hóa nitrat trên xúc tác Cu bằng phương pháp quang phổ hấp thụ UV-Vis và sắc ký khí online

Determination of nitrate reduction reaction products on Cu catalyst by UV-Vis spectroscopy and online gas chromatography

Khoa học & công nghệ Việt Nam

2023

08B

45 - 49

1859-4794

Cu, Điện hóa, Khử nitrat, Quang phổ, Hấp thụ UV-Vis, Sắc ký khí, Xúc tác

Cu, Electrocatalyst, Electrochemical nitrate reduction reaction, Electrochemistry, Gas chromatography, UV-Vis spectroscopy

Ô nhiễm nitrat (NO3-) trong hệ thống nước thải và nước ngầm đang là một vấn đề cấp thiết cần được giải quyết không chỉ ở Việt Nam mà còn ở nhiều quốc gia khác trên thế giới. Hiện nay, với nền khoa học phát triển có rất nhiều phương pháp xử lý nitrat, trong đó điện hóa để khử nitrat được đánh giá là một phương pháp tiềm năng vì khả năng chọn lọc sản phẩm phản ứng của nó. Tuy nhiên, việc nghiên cứu này hiện còn bị hạn chế bởi sự thiếu hụt các phương pháp phân tích phù hợp để xác định các sản phẩm của phản ứng khử nitrat. Trong nghiên cứu này, hệ điện phân bán liên tục (Semi-flow cell) được thiết kế và sử dụng để khử nitrat, nhờ đó sản phẩm khí của phản ứng khử nitrat được dẫn trực tiếp vào sắc ký khí để phân tích. Sau phản ứng, quang phổ hấp thụ UV-Vis được sử dụng để xác định các sản phẩm NO2- và NH4+ trong dung dịch chất điện ly. Hoạt tính và các sản phẩm khử nitrat của điện cực Cu đã được khảo sát cho thấy sự phù hợp của thiết kế thí nghiệm cũng như các phép phân tích đối với phương pháp khử nitrat bằng điện hóa.

Nitrate, well-known as a harmful contaminant in waste and groundwater systems, is an issue in Vietnam and many other countries globally. Many techniques have been developed for the treatment of nitrated polluted water, in which the electrochemical reduction of nitrate is attracting many researchers due to its high treatment efficiency with any type of water, scalability with low investment, and maintenance costs. A key challenge to study the electrochemical reduction of nitrate is determining reaction products conveniently and accurately for better evaluation of the yield and efficiency of the main products on each catalyst. In this study, a semi-flow cell was developed and utilized as an electrochemical cell for the reduction of nitrate, allowing the gas to flow directly into the gas chromatography (GC) for N2 detection during the reaction. Meanwhile, UV-Vis spectroscopy was utilized to detect NO2- and NH4+ after the reaction. The nitrate reduction on the Cu cathode was tested to prove the suitability of the electrolysis and analysis setup for the nitrate reduction reaction.

TTKHCNQG, CVv 8

Xem toàn văn
  • [1] T. Noel; Y.R. Cao; G. Laudadio (2019), The fundamentals behind the use of flow reactors in electrochemistry.,Acc. Chem. Res., 52(10), pp.2858-2869, DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00412.
  • [2] R.B. Baird; A.D. Eaton; E.W. Rice (2017), Standard Methods for The Examination of Water and Wastewater.,23rd Edition
  • [3] Hoàng Thị Hương Thảo; Nguyễn Thị Ngọc Bích; Dương Tuấn Hưng; Vũ Đức Lợi (2020), Xác định online các khí CO, CO2 , H2 bằng phương pháp sắc ký khí detector dẫn nhiệt TCD.,Tạp chí Phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 3, tr.21-26.
  • [4] Trương Thị Bình Giang; Dương Tuấn Hưng; Vũ Đức Lợi; Hoàng Thị Hương Thảo (2021), Xác định online sản phẩm N2 và H2 của phản ứng khử điện hóa nitrat bằng phương pháp sắc ký khí Detector dẫn nhiệt TCD.,Tạp chí Phân tích Hóa Lý và Sinh học, 3, tr.61-66.
  • [5] G. Mendow G. N.S. Veizaga. C.A. Querini (2019), A continuous process for the catalytic reduction of water nitrate.,Journal of Environmental Chemical Engineering, 7(1), DOI : 10.1016/j.jece.2018.11.052.
  • [6] M. Duca; M.T.M. Koper (2012), Powering denitrification: The perspectives of electrocatalytic nitrate reduction.,Energ. Environ. Sci., 12, pp.9726-9742, DOI: 10.1039/C2EE23062C.
  • [7] T. Yoshioka; K. Iwase; S. Nakanishi (2016), Electrocatalytic reduction of nitrate to nitrous oxide by a copper-modified covalent triazine framework.,The Journal of Physical Chemistry C, 120(29), pp.15729-15734, DOI: 10.1021/acs.jpcc.5b10962.
  • [8] G. Kreysa; Ken-ichiro Ota; Robert F. Savinell (2014), Encyclopedia of Applied Electrochemistry.,
  • [9] Y.Y. Birdja; J. Yang; M.T.M. Koper (2014), Electrocatalytic reduction of nitrate on tin-modified palladium electrodes.,Electrochim. Acta, 140, pp.518-524, DOI: 10.1016/j.electacta.2014.06.011.
  • [10] M. Kato; M. Okui; S. Taguchi; I. Yagi (2017), Electrocatalytic nitrate reduction on well-defined surfaces of tin-modified platinum, palladium and platinum-palladium single crystalline electrodes in acidic and neutral media.,J. Electroanal. Chem., 800, pp.46-53, DOI: 10.1016/j.jelechem.2017.01.020.
  • [11] L. Li; Y. Yun; Y.Z. Zhang (2018), Electrolytic reduction of nitrate on copper and its binary composite electrodes.,J. Alloy. Compd., 766, pp.157-160, DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.07.004.
  • [12] C. Polatides; G. Kyriacou (2005), Electrochemical reduction of nitrate ion on various cathodes-reaction kinetics on bronze cathode.,J. Appl. Electrochem., 35, pp.421-427, DOI: 10.1007/s10800-004-8349-z.
  • [13] S. Kerkeni; E.L. Pitara; J. Barbier (2002), Copper-platinum catalysts prepared and c-haracterized by electrochemical methods for the reduction of nitrate and nitrite.,Catal. Today, 75(1-4), pp.35-42, DOI: 10.1016/S0920- 5861(02)00041-X.
  • [14] G.E. Badea (2009), Electrocatalytic reduction of nitrate on copper electrode in alkaline solution.,Electrochim. Acta, 54(3), pp.996-1001, DOI: 10.1016/j.electacta.2008.08.003.
  • [15] G.E. Dima; A.C.A. De Vooys; M.T.M Koper (2003), Electrocatalytic reduction of nitrate at low concentration on coinage and transition-metal electrodes in acid solutions.,J. Electroanal. Chem., 554-555, pp.15-23, DOI: 10.1016/S0022-0728(02)01443-2.
  • [16] K. Bouzek; M. Paidar; A. Sadilkova (2001), Electrochemical reduction of nitrate in weakly alkaline solutions.,J. Appl. Electrochem., 31, pp.1185-1193, DOI: 10.1023/A:1012755222981.
  • [17] J.F.E. Gootzen; L. Lefferts L; J.A.R. Van Veen (1999), Electrocatalytic nitrate reduction on palladium based catalysts activated with germanium.,Appl. Catal. A: Gen., 188(1-2), pp.127-136, DOI: 10.1016/S0926-860X(99)00221-5.
  • [18] Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ và photpho.,
  • [19] Archna; S.K. Sharma; R.C. Sobti (2012), Nitrate removal f-rom ground water: A review.,J. of Chem., 9(4), pp.1667-1675, DOI: 10.1155/2012/154616.
  • [20] I.U. Haque; M. Tariq (2010), Electrochemical reduction of nitrate: A review.,J. Chem. Soc. Pakistan, 32(3), pp.396-418.
  • [21] D.S. Powlson; T.M. Addiscott; N. Benjamin (2008), When does nitrate become a risk for humans?.,J Environ. Qual., 37(2), pp.291-295, DOI: 10.2134/jeq2007.0177.
  • [22] A. Kapoor; T. Viraraghavan (1997), Nitrate removal f-rom drinking water - Review.,J. Environ. Eng. - ASCE, 123(4), pp.371-380, DOI: 10.1061/ (ASCE)0733-9372(1997)123:4(371).