Quan điểm: 12 Tác giả: Trình chỉnh sửa trang web Thời gian xuất bản: 2024-04-30 Nguồn gốc: Địa điểm
Kali permanganate (KMNO4), như một chất oxy hóa mạnh, đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực thanh lọc môi trường. Nó không chỉ có thể loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm hữu cơ khỏi nước, giảm nhu cầu oxy hóa sinh (BOD), mà còn tiêu diệt vi khuẩn, virus và các vi sinh vật khác trong nước, do đó làm sạch chất lượng nước và đảm bảo an toàn và vệ sinh tài nguyên nước.
Trong quá trình xử lý nước, kali permanganate phá vỡ cấu trúc của chất hữu cơ thông qua quá trình oxy hóa, làm cho nó dễ dàng bị phân hủy hơn bởi các quá trình điều trị sinh học tiếp theo. Ngoài ra, sản phẩm giảm kali permanganate, mangan dioxide (MNO2), không hòa tan và có thể được tách ra khỏi nước thải thông qua các phương pháp vật lý để làm sạch chất lượng nước.
Việc áp dụng kali permanganate không giới hạn trong xử lý nước, nó cũng đóng một vai trò trong khử trùng đất, phòng ngừa và kiểm soát bệnh nông nghiệp và các khía cạnh khác. Trong khử trùng đất, kali permanganate có thể tiêu diệt mầm bệnh và sâu bệnh trong đất, làm giảm sự xuất hiện của các bệnh cây trồng. Trong phòng ngừa và kiểm soát các bệnh nông nghiệp, kali permanganate được sử dụng để ngăn ngừa các bệnh thực vật khác nhau và đảm bảo sự phát triển lành mạnh của cây trồng.
Với nhận thức ngày càng tăng về bảo vệ môi trường và sự phát triển của công nghệ, việc áp dụng kali permanganate trong tinh chế môi trường có thể được mở rộng hơn nữa. Thông qua sự đổi mới và tối ưu hóa công nghệ liên tục, việc sử dụng kali permanganate sẽ hiệu quả hơn, an toàn và thân thiện với môi trường hơn, đóng góp lớn hơn để bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.
Kali permanganate. Nó thường xuất hiện dưới dạng màu tím đen, tinh thể hình lăng trụ thanh mảnh hoặc các hạt, với ánh kim loại. Trọng lượng phân tử của kali permanganate là 158.03400, với mật độ xấp xỉ 1,01g/ml (ở 25 ° C) và điểm nóng chảy 240 ° C. ở 20 ° C axit.
Đặc điểm quan trọng nhất của kali permanganate là khả năng oxy hóa mạnh mẽ của nó. Là một chất oxy hóa mạnh, kali permanganate có thể oxy hóa nhiều chất vô cơ và hữu cơ. Trong môi trường có tính axit, nó dần phân hủy thành dioxide mangan (MnO2), muối kali và oxy và ánh sáng có tác dụng xúc tác đối với sự phân hủy này, do đó nó thường được lưu trữ trong các chai màu nâu để ngăn chặn sự phân hủy do ánh sáng. Các đặc tính oxy hóa của kali permanganate làm cho nó được sử dụng rộng rãi như một chất oxy hóa trong các phòng thí nghiệm và ngành công nghiệp, chẳng hạn như tổng hợp hữu cơ để oxy hóa các hợp chất như rượu, aldehyd, ketone, v.v. Kiểm soát mùi và khử màu. Ngoài ra, kali permanganate cũng có tác dụng diệt khuẩn, khử mùi và giải độc, thường được sử dụng để khử trùng và làm sạch vết thương. Khi sử dụng, nồng độ và thời gian của kali permanganate cần được kiểm soát nghiêm ngặt để tránh tác hại tiềm tàng đối với sức khỏe con người và môi trường.
Kali permanganate, như một chất oxy hóa mạnh, có thể phản ứng với các chất ô nhiễm hữu cơ khác nhau, phá hủy cấu trúc hóa học của chúng, và do đó đạt được mục tiêu loại bỏ các chất ô nhiễm. Trong phạm vi pH phổ biến của xử lý nước, kali permanganate có khả năng oxy hóa mạnh đối với các chất ô nhiễm hữu cơ. Sản phẩm giảm của nó là không hòa tan và thân thiện với môi trường dioxide (MNO2), rất dễ tách khỏi giải pháp. Nó cũng có thể được loại bỏ hiệp đồng khỏi ô nhiễm bằng cách hấp phụ, oxy hóa và hỗ trợ đông máu với kali permanganate. Ngoài ra, quá trình oxy hóa trước permanganate kali có thể làm giảm hiệu quả việc tạo ra các sản phẩm phụ khử trùng trong nước thải, như trihalomethane và axit haloacetic.
Kali permanganate cũng thường được sử dụng để khử trùng và khử trùng trong xử lý nước. Nó có thể tiêu diệt hiệu quả các vi sinh vật khác nhau như vi khuẩn, virus, nấm và tảo, làm giảm ô nhiễm vi sinh vật trong nước và ngăn ngừa sự lây lan của bệnh. Tác dụng diệt khuẩn của kali permanganate mạnh hơn so với hydro peroxide, và tác dụng của nó là lâu dài. Trong thực hành y tế, kali permanganate có thể được sử dụng để làm sạch vết thương, loét hoặc áp xe, cũng như điều trị bệnh chàm và các bệnh da cấp tính như băng ướt hoặc trộn với một giải pháp tập trung nhất định. Ngoài ra, kali permanganate cũng có thể được sử dụng để khử trùng nước uống và nước thải, cải thiện chất lượng nước và đảm bảo sức khỏe và an toàn công cộng.
Kali permanganate, do tính chất oxy hóa mạnh mẽ của nó, có thể được sử dụng để loại bỏ một số khí có hại từ không khí. Ví dụ, nó có thể được sử dụng như một chất phụ gia cho các bộ lọc carbon trong các bộ lọc không khí để tăng phạm vi khí có thể được loại bỏ. Carbon hoạt hóa có thể loại bỏ hiệu quả benzen, formaldehyd và nhiều hợp chất hữu cơ dễ bay hơi khác, nhưng hiệu quả của nó trong việc loại bỏ các khí bao gồm sulfide là tương đối thấp. Đối với các tình huống mà sunfua hoặc mùi không thể chịu đựng được, kali permanganate có thể được thêm vào carbon được kích hoạt. Kali permanganate cũng có thể được sử dụng để hấp thụ các khí có hại như hơi thủy ngân.
Vai trò của thực vật trong tinh chế không khí chủ yếu được phản ánh trong việc giảm nồng độ hạt và tinh chế không khí thông qua việc duy trì, gắn kết và bám dính, còn được gọi là lắng đọng khô. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng thảm thực vật có thể làm tăng độ nhám bề mặt, giảm tốc độ gió, tăng độ ẩm bề mặt và do đó làm tăng tốc độ lắng của các hạt không khí. Ngoài ra, việc bắt giữ và hấp phụ các chất ô nhiễm khí quyển bằng thảm thực vật có thể làm giảm hiệu quả nồng độ vật chất hạt trong môi trường, điều này có ý nghĩa lớn đối với phòng chống ô nhiễm không khí đô thị, lập kế hoạch khu vực không gian xanh và phát triển bền vững.
Kali permanganate có thể cải thiện chất hữu cơ trong đất và thúc đẩy tối ưu hóa cấu trúc đất thông qua hiệu ứng oxy hóa của nó. Trong đất, kali permanganate có thể phản ứng với chất hữu cơ để tạo thành các hợp chất ổn định hơn, do đó cải thiện khả năng sinh sản và tính thấm của đất. Ngoài ra, kali permanganate cũng có thể thúc đẩy hoạt động của các vi sinh vật trong đất, cải thiện hơn nữa chất lượng đất.
Kali permanganate cũng cho thấy tiềm năng trong việc loại bỏ ô nhiễm kim loại nặng khỏi đất. Nó có thể chuyển đổi các kim loại nặng thành các dạng độc tính không hòa tan hoặc thấp thông qua các phản ứng oxy hóa khử, do đó làm giảm khả dụng sinh học và di chuyển của các kim loại nặng. Ví dụ, kali permanganate có thể phản ứng với các ion kim loại nặng như chì và cadmium trong đất, tạo ra các kết tủa oxit hoặc hydroxit không hòa tan, do đó làm giảm khả dụng sinh học của các kim loại nặng này.
Vấn đề chọn lọc: Kali permanganate thể hiện tính chọn lọc đối với các chất ô nhiễm hữu cơ trong quá trình oxy hóa, đặc biệt là các hợp chất hữu cơ có chứa các nhóm giàu electron như phenol, liên kết đôi và nhóm anilin. Điều này có nghĩa là đối với một số chất gây ô nhiễm không chứa các nhóm chức năng này, hiệu quả loại bỏ của kali permanganate có thể không cao.
Sự phụ thuộc pH: Khả năng oxy hóa của kali permanganate bị ảnh hưởng rất nhiều bởi pH và tác dụng oxy hóa của nó tốt hơn trong điều kiện axit. Do đó, trong điều kiện trung tính hoặc kiềm, có thể cần phải điều chỉnh giá trị pH hoặc tìm các phương pháp phụ trợ khác để cải thiện hiệu quả oxy hóa của nó.
Rủi ro ô nhiễm thứ cấp: Việc sử dụng kali permanganate có thể dẫn đến việc giải phóng các ion mangan, điều này có thể gây ra các vấn đề ô nhiễm thứ cấp khi bước vào môi trường.
Kiểm soát liều lượng oxy hóa: Để đạt được hiệu ứng oxy hóa mong muốn, cần phải kiểm soát chính xác liều lượng của kali permanganate. Việc lạm dụng có thể dẫn đến chất thải tài nguyên và rủi ro môi trường.
Đặc tính oxy hóa mạnh: Kali permanganate là một chất oxy hóa mạnh có thể loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm hữu cơ khỏi nước và giảm nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD), đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước và nước thải.
Thân thiện với môi trường: Sản phẩm giảm của kali permanganate là không hòa tan và thân thiện với môi trường dioxide (MNO2), dễ tách rời khỏi dung dịch và giảm khó khăn trong điều trị tiếp theo.
Tác dụng khử trùng và khử trùng: kali permanganate có tác dụng diệt khuẩn, khử mùi và giải độc, mạnh hơn và lâu hơn so với tác dụng kháng khuẩn và khử mùi của dung dịch hydro peroxide. Nó có thể được sử dụng để khử trùng nước uống và nước thải.
Tiến bộ công nghệ: Thông qua công nghệ xúc tác hoặc kết hợp với các quá trình khác, hiệu quả oxy hóa của kali permanganate có thể được cải thiện, chẳng hạn như sử dụng xúc tác kim loại chuyển tiếp, ổn định tác nhân phức tạp và xúc tác axit humic theo dõi. Sự phát triển của các công nghệ này cung cấp nhiều khả năng hơn cho việc áp dụng kali permanganate.
Tiềm năng khắc phục đất: Việc áp dụng kali permanganate trong khắc phục đất đã chứng minh tiềm năng của nó, chẳng hạn như thông qua công nghệ khắc phục tăng cường điện oxy hóa, có thể cải thiện hiệu quả hiệu quả loại bỏ crom trong đất bị ô nhiễm crom.
Hiệu quả chi phí: So với các chất oxy hóa khác, kali permanganate có những ưu điểm của việc sử dụng thuận tiện và giá thấp, điều này làm cho nó hiệu quả hơn trong việc thanh lọc môi trường.
Trong lĩnh vực xử lý nước thải công nghiệp, kali permanganate được sử dụng rộng rãi để loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ, các chất ô nhiễm vô cơ và các chất ô nhiễm ion trong nước thải do đặc tính oxy hóa mạnh mẽ của nó. Ví dụ, nước thải có tính axit và nước thải từ một nhà máy mạ điện nhất định chứa các ion kim loại nặng quá mức như sắt, crom và mangan. Bằng cách sử dụng kali permanganate làm chất oxy hóa và kết hợp với phương pháp lọc tiếp xúc xúc tác oxy hóa oxy hóa, các nước thải này đã được xử lý thành công. Trong các điều kiện quá trình tối ưu, nồng độ khối lượng của kali permanganate được thêm vào là 10mg/L, pH phản ứng là 8, tốc độ lọc là 5m/h và tốc độ loại bỏ tổng crom, mangan, tổng số sắt và độ đục đều đạt hơn 99%. CODCR và PH và pH đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải quốc gia.
Trong quá trình điều trị, quá trình oxy hóa kali permanganate không chỉ có thể phá hủy cấu trúc của chất hữu cơ và cải thiện khả năng phân hủy sinh học của nó, mà còn hấp thụ vật lý dioxide mangan (MnO2) được tạo ra để loại bỏ các chất gây ô nhiễm còn lại. Ngoài ra, công nghệ oxy hóa trước permanganate kali cũng đã được sử dụng để xử lý nước bị ô nhiễm vi mô. Ví dụ, trong trường hợp xử lý nước Dongiang, quá trình oxy hóa trước quá trình đông máu đã cải thiện hiệu quả tốc độ loại bỏ TOC và CODMN, và tỷ lệ loại bỏ tổng số vi khuẩn cũng vượt quá 92,11%. Những trường hợp này chứng minh hiệu quả ứng dụng thực tế và tiềm năng của kali permanganate trong xử lý nước thải công nghiệp.
Trong lĩnh vực tinh chế không khí, các chất lọc không khí có chứa các chất oxy hóa kali permanganate được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ dễ bay hơi (VOC) như formaldehyd từ không khí trong nhà. Bằng cách tải kali permanganate lên các chất mang khác nhau, chẳng hạn như alumina được kích hoạt, sàng phân tử hoặc perlite mở rộng, có thể cải thiện hiệu quả loại bỏ formaldehyd. Ví dụ, trong một nghiên cứu, kali permanganate có tác dụng tốt nhất trong việc oxy hóa formaldehyd bằng cách sử dụng alumina hoạt hóa làm chất mang và loại bỏ tích lũy formaldehyd đạt 42% giá trị lý thuyết.
Trong thiết kế của các máy lọc không khí, các lò phản ứng hình ống và tấm đã được sử dụng để kiểm tra hiệu quả loại bỏ của các chất oxy hóa kali permanganate trên các chất mang khác nhau. Kết quả thử nghiệm cho thấy khi alumina được kích hoạt được sử dụng làm chất mang, hiệu suất của chất oxy hóa cao hơn và tốc độ vượt qua của formaldehyd một lần nằm trong khoảng từ 21,88% đến 69,33% với tốc độ dòng không khí là 300m/h. Khi lượng chất oxy hóa là 1,25kg, hiệu suất tinh khi hóa của lò phản ứng hình ống nằm trong phạm vi đủ điều kiện, trong khi khi lượng chất oxy hóa trên 2,5kg, hiệu quả tinh khi hóa đạt đến mức hiệu quả cao. Ngoài ra, sửa đổi vonfram Δ- Việc chuẩn bị MnO2 cũng cho thấy tiềm năng ứng dụng của nó trong việc tinh chế không khí, đặc biệt là trong sự phân hủy xúc tác của formaldehyd. Sửa đổi vonfram sau 200 ℃ xử lý nhiệt Δ- MnO2 thể hiện hoạt động và ổn định xúc tác tuyệt vời.
Kali permanganate, như một chất oxy hóa mạnh, có giá trị đáng kể trong lĩnh vực tinh chế môi trường. Ứng dụng của nó trong xử lý nước thải công nghiệp và tinh chế không khí đã được xác minh và công nhận rộng rãi. Trong xử lý nước thải, kali permanganate có thể loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng, cải thiện đáng kể chất lượng nước thông qua quá trình oxy hóa và hấp phụ, và làm cho nó đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải. Về mặt tinh chế không khí, kali permanganate được sử dụng trong các máy lọc không khí để loại bỏ hiệu quả formaldehyd trong nhà và các chất gây ô nhiễm hữu cơ dễ bay hơi khác, cải thiện chất lượng không khí trong nhà.
Trong sự phát triển trong tương lai, việc áp dụng kali permanganate có thể được mở rộng hơn nữa. Đổi mới công nghệ sẽ thúc đẩy cải thiện hiệu quả và an toàn trong việc sử dụng kali permanganate, chẳng hạn như phát triển các công thức hoặc quy trình mới để giảm tác động của nó đối với môi trường hoặc cải thiện hiệu suất của nó trong các ứng dụng cụ thể. Trong khi đó, việc tăng cường các quy định môi trường có thể thúc đẩy sự điều chỉnh chặt chẽ hơn về tác động môi trường trong quá trình sử dụng kali permanganate, thúc đẩy sự phát triển của các lựa chọn thay thế thân thiện với môi trường hơn hoặc cải thiện các quy trình hiện có. Ngoài ra, với nhu cầu ngày càng tăng đối với các sản phẩm khử trùng, việc áp dụng kali permanganate trong phòng ngừa bệnh tật và y tế công cộng sẽ tiếp tục nhận được sự chú ý. Thông qua sự đổi mới công nghệ liên tục và tuân thủ quy định, việc áp dụng kali permanganate sẽ hiệu quả hơn, an toàn và thân thiện với môi trường hơn, đóng góp nhiều hơn để bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.