Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.Hợp chất màu hữu cơ 1.1.1.Khái niệm về Hợp chất màu hữu cơ Hợp chất màu hữu cơ là hợp chất hữu cơ có màu, có khả năng nhuộm màu các vật liệu như vải, giấy, nhựa, da. Ngoài những nhóm mang màu (quinon, azo, nitro), phẩm nhuộm còn chứa các nhóm trợ màu như OH, NH2... có tác dụng làm tăng màu và tăng tính bám của phẩm vào sợi. 1.1.2.Phân loại các hợp chất màu hữu cơ Căn cứ vào tính năng kĩ thuật, phân ra các loại phẩm nhuộm chính : a) Phẩm nhuộm trực tiếp: Là các Hợp chất màu hữu cơ có nhóm SO3Na tan trong nước, kém bền đối với ánh sáng và giặt giũ nên phải kèm thêm chất cầm màu. b) Phẩm nhuộm Axit: Là các hợp chất màu hữu cơ có nhóm SO3H hoặc COOH dùng nhuộm trực tiếp các tơ sợi có tính bazơ. c) Phẩm nhuộm Bazơ: Là các hợp chất hữu cơ được gắn vào sợi do phẩm tạo muối với nhóm chức axit trong sợi. d) Phẩm nhuộm hoàn nguyên. e) Phẩm nhuộm hoạt tính. f) Phẩm nhuộm phân tán : Là các loại hợp chất hữu cơ có dạng huyền phù trong nước, có thể phân tán trên sợi axetat, polieste. Ngoài phẩm nhuộm tổng hợp còn có phẩm nhuộm tự nhiên tách ra từ một số loài thực vật như củ nâu, chàm, v.v… Một số loại phẩm nhuộm tiêu biểu: Phẩm nhuộm Acriđin: Dẫn xuất của acriđin hoặc 9 phenylacriđin, có những nhóm thế khác nhau (OH, NH2, SH, vv.) ở vị trí 3 và 6. phẩm nhuộm Acriđin thuộc loại phẩm nhuộm arylmetan có màu vàng và da cam. Dùng để nhuộm da, giấy, gỗ, vv.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN Năm học 2015 - 2016 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG BIẾN TÍNH CỦA AMINOPOLYSACHARIDE TỰ NHIÊN ỨNG DỤNG LÀM CHẤT HẤP PHỤ HỢP CHẤT MÀU HỮU CƠ TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN THỊ LINH Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Cường – Lọc hóa Dầu A – K58 Nguyễn Hà Trang – Lọc Hóa Dầu A – K58 Hồ Văn Hà – Lọc Hóa Dầu A – K58 Hà Nội, tháng 05 năm 2016 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU .1 1.Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Đối tượng nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .4 1.1.Hợp chất màu hữu 1.1.1.Khái niệm Hợp chất màu hữu 1.1.2.Phân loại hợp chất màu hữu 1.1.3.Tìm hiểu phẩm màu hữu .6 1.1.3.1 Phẩm màu Azo 1.1.3.2.Phẩm màu antraquinon 1.1.3.3.Phẩm màu indigoit 1.1.3.4.Phẩm màu arylmeta 1.1.3.5 Phẩm màu nitro .8 1.1.3.6.Phẩm màu lưu huỳnh .9 1.1.3.7 Phẩm màu hoàn nguyên đa vòng .9 1.1.3.8 Phẩm màu phtaloxiamin 10 1.2.Aminopolysacharide dẫn xuất 11 1.2.1.Nguồn cung Aminopolysacharide 11 1.2.2.Quá trình chuyển hóa Chitin thành Chitosan 12 1.2.3 Tìm hiểu Chitosan .13 1.2.3.1 Tính Chất Vật Lý 13 1.2.3.2 Tính Chất Hóa học 13 1.2.3.3.Nghiên cứu cấu trúc phân tử Chitosan thuận lợi cho việc hấp phụ hợp chất màu hữu 15 1.3 Khả biến tính chitosan 16 1.3.1 Chitosan biến tính khâu mạch AMS .16 1.3.1.1 Chitosan biến tính Amoniumpersulfate (AMS) 16 1.3.1.2 Nghiên cứu cấu trúc phân tử APS – AMS thuận lợi cho việc hấp phụ hợp chất màu hữu 16 1.3.2 Chitosan biến tính khâu mạch PAA .17 1.3.2.1 Chitosan biến tính khâu mạch PAA 17 1.3.2.2 Nghiên cứu cấu trúc phân tử APS – PAA thuận lợi cho việc hấp phụ hợp chất màu hữu 18 1.3.3.Khả biến tính ghép mạch .18 1.3.3.1 Biến tính ghép mạch Chitosan Polyaniline (PAL) 18 1.3.3.2 Nghiên cứu cấu trúc phân tử APS – PAL thuận lợi cho việc hấp phụ hợp chất màu hữu 19 1.4 Ứng dụng Chitosan chitosan biến tính 20 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 21 2.1 Phương pháp chuyển hóa chitin tạo Chitosan 22 2.2 Phương pháp biến tính Chitosan Amonium persulfate 28 2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 28 2.2.2 Quy trình khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ APS: AMPS .28 2.3 Phương pháp biến tính ghép mạch với Polyanilin 29 2.3.1 Chuẩn bị nguyên liệu hóa chất 29 2.3.2 Quy trình thực nghiệm 30 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1.Kết chuyển hóa chitin thành chitosan 31 3.2.Kết biến tính khâu mạch tạo APS-AMS 32 3.4 Kết đánh giá khả hấp phụ VLHP 36 3.4.1 So sánh khả hấp phụ ba vật liệu: APS, APS – AMS, APS – PAL 36 3.4.2 Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng tới khả hấp phụ APS – PAL .38 3.4.2.1 Ảnh hưởng thời gian tới khả hấp phụ APS – PAL .38 3.4.2.2 Ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ APS – PAL 41 3.4.2.3 Ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ APS – PAL 43 3.5 Đánh giá khả hấp phụ khác VLHP 44 3.5.1.Hấp phụ hợp cation kim loại 44 3.5.2 Hấp phụ dầu DO 45 3.5.2.1 Khả hấp phụ APS 45 3.5.2.2 Khả hấp phụ APS - AMS 47 3.5.2.3 Khả hấp phụ APS – PAL .48 KẾT LUẬN 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU .1 1.Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Đối tượng nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .4 1.1.Hợp chất màu hữu 1.1.1.Khái niệm Hợp chất màu hữu 1.1.2.Phân loại hợp chất màu hữu 1.1.3.Tìm hiểu phẩm màu hữu .6 1.1.3.1 Phẩm màu Azo 1.1.3.2.Phẩm màu antraquinon 1.1.3.3.Phẩm màu indigoit 1.1.3.4.Phẩm màu arylmeta 1.1.3.5 Phẩm màu nitro .8 1.1.3.6.Phẩm màu lưu huỳnh .9 1.1.3.7 Phẩm màu hoàn nguyên đa vòng .9 1.1.3.8 Phẩm màu phtaloxiamin 10 1.2.Aminopolysacharide dẫn xuất 11 1.2.1.Nguồn cung Aminopolysacharide 11 1.2.2.Quá trình chuyển hóa Chitin thành Chitosan 12 Hình 1: trình chuyển hóa chung Chitin thành Chitosan 12 1.2.3 Tìm hiểu Chitosan .13 1.2.3.1 Tính Chất Vật Lý 13 1.2.3.2 Tính Chất Hóa học 13 1.2.3.3.Nghiên cứu cấu trúc phân tử Chitosan thuận lợi cho việc hấp phụ hợp chất màu hữu 15 Hình 2: Công thức phân tử Chitosan 15 1.3 Khả biến tính chitosan 16 1.3.1 Chitosan biến tính khâu mạch AMS .16 1.3.1.1 Chitosan biến tính Amoniumpersulfate (AMS) 16 Hình 3: Khả biến tính khâu mạch APS – AMS 16 1.3.1.2 Nghiên cứu cấu trúc phân tử APS – AMS thuận lợi cho việc hấp phụ hợp chất màu hữu 16 1.3.2 Chitosan biến tính khâu mạch PAA .17 1.3.2.1 Chitosan biến tính khâu mạch PAA 17 Hình 4: Khả biến tính khâu mạch APS – PAA 17 Hình 5: Cấu trúc hiển vi APS – PAA 17 1.3.2.2 Nghiên cứu cấu trúc phân tử APS – PAA thuận lợi cho việc hấp phụ hợp chất màu hữu 18 1.3.3.Khả biến tính ghép mạch .18 1.3.3.1 Biến tính ghép mạch Chitosan Polyaniline (PAL) 18 Hình 6: Khả biến tính ghép mạch APS - PAL 19 1.3.3.2 Nghiên cứu cấu trúc phân tử APS – PAL thuận lợi cho việc hấp phụ hợp chất màu hữu 19 1.4 Ứng dụng Chitosan chitosan biến tính 20 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 21 2.1 Phương pháp chuyển hóa chitin tạo Chitosan 22 Hình 7: Cơ chế chuyển hóa Chitin thành Chitosan 27 2.2 Phương pháp biến tính Chitosan Amonium persulfate 28 2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 28 2.2.2 Quy trình khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ APS: AMPS .28 2.3 Phương pháp biến tính ghép mạch với Polyanilin 29 2.3.1 Chuẩn bị nguyên liệu hóa chất 29 2.3.2 Quy trình thực nghiệm 30 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1.Kết chuyển hóa chitin thành chitosan 31 Hình 8: Chitosan thành phẩm 31 Hình 9: Kết phổ IR mẫu Chitosan thu sau chuyển hóa .31 3.2.Kết biến tính khâu mạch tạo APS-AMS 32 Hình 10: APS – AMS (4:1) thành phẩm 32 Hình 11: Phổ IR mẫu APS : AMS = 2:1 khối lượng 32 Hình 12: Phổ IR mẫu APS : AMS = 4:1 khối lượng 33 Hình 13: Phổ IR mẫu APS : AMS = 1:1 khối lượng 34 Hình 14: Phổ IR mẫu APS : AMS = 4:1 khối lượng tham gia khảo sát 35 Hình 15: APS – PAL thành phẩm .35 Hình 16: Phổ IR mẫu APS : PAL 36 3.4 Kết đánh giá khả hấp phụ VLHP 36 3.4.1 So sánh khả hấp phụ ba vật liệu: APS, APS – AMS, APS – PAL 36 Hình 17: Kết đo UV – Vis so sánh khả hấp phụ VLHP 37 3.4.2 Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng tới khả hấp phụ APS – PAL .38 3.4.2.1 Ảnh hưởng thời gian tới khả hấp phụ APS – PAL .38 Hình 18: Kết đo UV – Vis khả hấp phụ dung dịch Methylen xanh nồng độ 10mg/l theo thời gian 39 Hình 19: Đường động học hấp phụ theo thời gian 39 Hình 20: Dung lượng hấp phụ theo thời gian 40 Hình 21: Kết đo UV – Vis khả hấp phụ dung dịch Methylen xanh nồng độ 1mg/l theo thời gian 40 Hình 22: Dung lượng hấp phụ xanh methylene nồng độ thấp theo thời gian 41 3.4.2.2 Ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ APS – PAL 41 Hình 23: Kết đo UV – Vis khả hấp phụ dung dịch Methylen xanh nồng độ 1mg/l ảnh hưởng pH 42 Hình 24: Dung lượng hấp phụ ảnh hưởng pH 42 3.4.2.3 Ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ APS – PAL 43 Hình 25: Kết đo UV – Vis khả hấp phụ dung dịch Methylen xanh nồng độ 1mg/l ảnh hưởng nhiệt độ 43 Hình 26: dung lượng hấp phụ ảnh hưởng nhiệt độ 44 3.5 Đánh giá khả hấp phụ khác VLHP 44 3.5.1.Hấp phụ hợp cation kim loại 44 3.5.2 Hấp phụ dầu DO 45 3.5.2.1 Khả hấp phụ APS 45 3.5.2.2 Khả hấp phụ APS - AMS 47 3.5.2.3 Khả hấp phụ APS – PAL .48 KẾT LUẬN 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT APS: Aminopolysacharide AMS: Amoniumpersulfate PAA: Poly acrylic axit PAL : Polyanilin APS – AMS : dẫn xuất khâu mạch Aminopolysacharide Amoniumpersulfate APS – PAA : dẫn xuất khâu mạch Aminopolysacharide Poly acrylic axit APS – PAL: dẫn xuất ghép mạch Aminopolysacharide Polyaniline MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Ở nước ta ngành công nghiệp may mặc dệt nhuộm đầu phát triển kinh tế, tạo điều kiện công ăn việc làm cho công nhân lao động, thúc đẩy GDP tăng Song với phát triển phát sinh trình sản xuất mà tiêu biểu đến nước thải Ngành dệt nhuộm sử dụng lượng nước lớn để sản xuất đồng thời thải lượng nước thải đáng kể cho môi trường Nhắc đến nước thải ngành dệt nhuộm loại nước thải ô nhiễm nặng, hàm lượng chất hữu cao, khó phân hủy, pH dao động từ 9- 12 thành phần chất tẩy Trong trình sản xuất có nhiều hóa chất độc hại sử để sản xuất tạo màu: phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất ngậm, chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất oxy hoá….Các chất thường có chứa ion kim loại hòa tan, hay kim loại nặng khó phân hủy môi trường, gây ô nhiễm môi trường trầm trọng thời gian dài Nếu chưa xử lý xử lý chưa đạt QCVN mà thải hóa chất giết chết vi sinh vật xung quanh, làm chết cá loại động vật sống nước, chất độc thấm vào đất, tồn lâu dài ảnh hưởng tới nguồn nước ngầm bên cạnh ảnh hưởng đến đời sống người Ngoài ra, nước thải dệt nhuộm thường có độ màu lớn thay đổi thường xuyên tùy loại thuốc nhuộm, có nhiệt độ cao nên cần phải xử lý triệt để trước thải ra, tránh gây ô nhiễm môi trường Trong trình sản xuất ngành dệt nhuộm sử dụng nước nhiều nguồn phát sinh nước thải ngành dệt nhuộm nhiều công đoạn khác nhau, thay đổi theo loại sản phẩm Nhưng đặc trưng loại nước thải có pH, nhiệt độ, COD cao độ màu tương đối cao Do cần có biện pháp hợp lý để quản lý lượng nước thải triệt để Về nguyên lý xử lý, nước thải dệt nhuộm áp dụng phương pháp sau: Phương pháp học: nước thải thường chứa chất không tan dạng lơ lửng Để tách chất khỏi nước thải thường áp dụng phương pháp học lọc qua song chắn rác, lắng tác dụng trọng lực lực ly tâm lọc Tùy theo kích thước, tính chất hóa lý , nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nướcai ảiavà mức độc ần làm mà lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp: công nghệ song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng cát, bể vớt dầu mỡ Tuy nhiên, nhược điểm phương pháp mang tính chất xử lý sơ Phương pháp hóa học: phương pháp hóa học xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy hóa khử Người ta sử dụng phương pháp hóc học để khử chất hòa tan hệ thống nước khép kín Chính có nhiều loại chất hấp phụ nghiên cứu tìm Than hoạt tính, zeolit, silicagel Đôi phương pháp dung để xử lý sơ trước sử lý sinh học hay sau công đoạn phương pháp xử lý nươc thải lần cuối để thải vào nguồn Tuy nhiên, tất phương pháp dung tác nhân hóa học nên tốn nhiều tiền Phương pháp Hóa – Lý: chế phương pháp hóa lý đưa vào nước thải chất phản ứng đó, chất phản ứng với tập chất bẩn nước thải dạng cặn lắng dạng hòa tan không độc hại Các phương pháp hóa lý thường sử dụng để khử nước thải trình keo tụ, hấp phụ, trích lý, tuyển nổi…… Tuy nhiên, khó phương pháp tìm Hóa chất có khả hấp phụ tốt Chỉ xử lý với nước thải có hàm lượng chất thải lớn Tại nồng độ nhỏ khả loại bỏ hoàn toàn Phương pháp sinh học: phương pháp dung vi sinh, chủ yếu vi khuẩn để phân hủy sinh hóa hợp chất hữu biến hợp chất có khả thối rữa thành chất ổn định với sản phẩm cuối Cabonic, nước chất vô khác Phương pháp sinh học chia thành hai loại: xử lý hiếu khí xử lý yếm khí sở có oxy hòa toan oxy hòa tan Tuy nhiên, phương pháp thụ động hoạt động vi sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ, ánh sáng, hàm lượng oxi không khí yếu tố môi trường thay đổi trình xử lý bị ảnh hưởng Vì vậy, việc tạo hóa chất hấp phụ nước thải dệt nhuộm nguyên liệu sẵn có, tự nhiên biện pháp hiệu ưu việt Đặc biệt nguyên liệu có khả hấp phụ chất màu nồng độ nhỏ nước Trong nghiên cứu nhóm nghiên cứu tìm hiểu thực hành thí nghiệm với đối tượng Aminopolysacharide, nguồn nguyên liệu thân thiện với môi trường, dễ thực hiện, dễ làm kinh phí rẻ Trong nhóm nghiên cứu tập trung biến tính Aminopolysacharide Chitosan Amino polysacharide điều chế thông qua phản ứng đề axetyl hóa Chitin Chitin thành phần vỏ loài giáp xác như: đầu tôm, vỏ tôm, mai mực phụ phẩm nghành chế biến thực phẩm Như vậy, việc sử dụng Chitosan aminopolysacarit biến tính làm chất hấp phụ xử lý nước thải dệt nhuộm vừa giúp giải vấn đề ô nhiễm nguồn nước vừa giải xử lý phế phẩm ngành chế biến thủy, hải sản Vì lý trên, đề tài "nghiên cứu khả biến tính aminopolysacharide tự nhiên, ứng dụng làm chất hấp phụ hợp chất màu hữu " thực nhằm đạt mục đích sau: Mục đích nghiên cứu Aminopolysacharide khả biến tính Aminopolysacharide hấp phụ hợp chất màu hữu Đối tượng nghiên cứu - Aminopolysacharide - Aminopolyshachride biến tính việc hấp phụ nước màu hữu Áp dụng phương pháp: • Phương pháp biến tính bề mặt • Phương pháp biến tính cấu trúc • Phương pháp biến tính hình dạng vật liệu khả hấp phụ APS APS – AMS 3.4.2 Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng tới khả hấp phụ APS – PAL 3.4.2.1 Ảnh hưởng thời gian tới khả hấp phụ APS – PAL Để khảo sát ảnh hưởng thời gian tới khả hấp phụ tiến hành hai hướng chính: khảo sát hấp phụ nồng độ cao (dung dịch methylen xanh 10mg/l), khảo sát hấp phụ nồng độ thấp (dung dịch methylen xanh 1mg/l) Tiến hành hấp phụ 10ml dung dịch xanh methylen ban đầu với lượng chất hấp phụ 0,1g qua thời gian khác nhau: phút, 10 phút, 30 phút, giờ, giờ, Từ trái sang phải mẫu: methylene xanh ban đầu nồng độ 10mg/l (M0); Hấp phụ M0 sau phút, sau 10 phút, sau 30 phút, giờ, Bằng cảm quan ta thấy nồng độ dung dịch methylene xanh 10mg/l hấp phụ theo thời gian bị màu dần Và thời gian hấp phụ tối ưu 2h 38 Tiến hành đo UV – Vis dung dịch ta Hình 18: Kết đo UV – Vis khả hấp phụ dung dịch Methylen xanh nồng độ 10mg/l theo thời gian Từ kết đo UV – Vis tiến hành xử lý số liệu ta thu kết sau: Hình 19: Đường động học hấp phụ theo thời gian 39 Hình 20: Dung lượng hấp phụ theo thời gian Theo thời gian dung lượng hấp phụ tăng lên, sau 2h dung lượng hấp phụ đạt bão hòa Ngoài ra, để khảo sát xem APS – PAL có khả hấp phụ methylene xanh nồng độ thấp không, ta tiến hành khảo sát tương tự với mốc thời gian thay đổi nồng độ dung dịch methyelen xanh 1mg/l Hình 21: Kết đo UV – Vis khả hấp phụ dung dịch Methylen xanh nồng độ 1mg/l theo thời gian 40 Tương tự trường hợp ta tiến hành xử lý số liệu với nồng độ dung dịch hấp phụ ta được: Hình 22: Dung lượng hấp phụ xanh methylene nồng độ thấp theo thời gian Như vậy, sau thời gian hấp phụ quan sát kiểm chứng UV – Vis ta thấy dung dịch methylene xanh ban đầu hấp phụ gần hoàn toàn Tuy nhiên đồ thị dung lượng hấp phụ hình 23, dung lượng hấp phụ không lớn lượng chất hấp phụ dung nhiều so với lượng cần dùng Vì kết thúc trình hấp phụ vật liệu hấp phụ chưa hấp phụ bão hòa 3.4.2.2 Ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ APS – PAL Để khảo sát ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ vật liệu Ta tiến hành pha dung dịch Methylen xanh với pH khác nhờ dung dịch NaOH HCl Các pH khảo sát 3,5,7,9 Kết thúc khảo sát ta thu dung dịch, tiến hành đo dung dịch phương pháp đo UV – Vis ta nhận kết sau: 41 Hình 23: Kết đo UV – Vis khả hấp phụ dung dịch Methylen xanh nồng độ 1mg/l ảnh hưởng pH Tiến hành xử lý kết ta đồ thị sau: Hình 24: Dung lượng hấp phụ ảnh hưởng pH Với quy mô phòng thí nghiệm, thời gian khảo sát mẫu có pH thay đổi, sai số không đáng kể Ta nhận thấy pH tăng dung lượng hấp phụ tăng lên Nguyên nhân môi trường kiềm Methylen xanh bị khoáng hóa làm tăng khả tương tác với ion N+ APS – PAL 42 3.4.2.3 Ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ APS – PAL Để khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ tới khả hấp phụ vật liệu Ta tiến hành cho vật liệu hấp phụ vào lọ đánh số chứa lượng vật liệu hấp phụ Sau tiến hành thay đổi nhiệt độ cho mẫu với nhiệt độ ghi nhãn Tiến hành hấp phụ sau đồng hồ thu lại dung dịch sau hấp phụ đo UV – Vis ta kết sau: Hình 25: Kết đo UV – Vis khả hấp phụ dung dịch Methylen xanh nồng độ 1mg/l ảnh hưởng nhiệt độ Tiến hành xử lý số liệu ta được: 43 Hình 26: dung lượng hấp phụ ảnh hưởng nhiệt độ Với quy mô phòng thí nghiệm, thời gian khảo sát mẫu có nhiệt độ thay đổi, sai số không đáng kể Ta nhận thấy nhiệt độ tối ưu cho trình hấp phụ APS – PAL nhiệt độ phòng 25 – 27 ⁰C 3.5 Đánh giá khả hấp phụ khác VLHP 3.5.1.Hấp phụ hợp cation kim loại Hợp chất màu chứa cation Cu2+ Sau trình hấp phụ 44 Giải thích tượng hấp phụ tính chất hóa học Chitosan Chitosan có nhóm chức hoạt động NH2 OH nguyên tử N O chứa cặp electron chưa tham gia liên kết chúng dễ dàng tạo phức với kim loại chuyển tiếp => tạo nên tượng hấp phụ kim loại chitosan 3.5.2 Hấp phụ dầu DO 3.5.2.1 Khả hấp phụ APS Pha ml dầu DO vào cốc 80ml chứa 20ml nước Khuấy hỗn hợp quan sát Dầu DO H2O Sau cho từ từ lượng nhỏ chitosan vào cốc thấy có tượng 45 Chitosan hấp phụ sử dụng với lượng nhỏ Thêm chitosan vừa đủ Chitosan hấp phụ vừa đủ Sau dùng thìa nhựa lấy toàn lượng chitosan bị hấp phụ quan sát thấy cốc nước sau 46 Giải thích tượng hấp phụ dầu DO phân tử Chitosan có cấu trúc vòng không phân cực có khả ưa dầu mỡ Đồng thời cấu trúc Chitosan xốp nên trở thành đặc điểm thuận lợi cho việc hấp phụ dầu 3.5.2.2 Khả hấp phụ APS - AMS Lấy vào cốc tích 80ml lượng 20ml nước, thêm 1ml dầu DO vào cốc khuấy hỗn hợp Dầu DO H2O 47 Thêm từ từ vừa đủ AMP - AMS hấp phụ lượng nhỏ hấp phụ lượng vừa đủ Sau trình hấp phụ dùng thìa nhựa lấy toàn lượng chất rắn ta thấy tượng Sau trình hấp phụ Kết tượng giải thích tương tự chitosan 3.5.2.3 Khả hấp phụ APS – PAL Tương tự trường hợp trên, làm cốc chứa 20ml nước Dầu DO 48 Dầu DO H2O Dẫn xuất hấp phụ phần Dẫn xuất hấp phụ hoàn toàn Sau trình hấp phụ lấy toàn lượng chất rắn thìa nhựa 49 Sau trình hấp phụ Giải thích tượng do: Chitosan chất hấp phụ dầu tương đối tốt Bên cạnh ta thấy Chitosan biến tính nhờ anilin trường hợp làm tăng số vòng thơm mạch qua lại làm tăng khả kỵ nước, ưa dầu ( ưa hợp chất hữu cơ) Chitosan lên Nên khả hấp phụ chúng tốt nhiều lần 50 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu đề tài nhóm hoàn thành Mọi nội dung thực nghiệm kết đề cập Tổng quát lại thấy đề tài đạt vấn đề sau: Đã chuyển hóa Chitosan (APS) từ nguồn phế thải vỏ tôm Đã biến tính khâu mạch Chitosan Amoniumpersulfate (APS – AMS) Đã biến tính biến tính ghép mạch Chitosan Polyaniline (APS – PAL) Đã khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ VLHP APS – PAL: thời gian, pH nhiệt độ Vật liệu hấp phụ tốt điều kiện nhiệt độ phòng, thời gian sau 60 phút, môi trường kiềm chất bị hấp phụ xanh metylen Đã so sánh khả hấp phụ VLHP: APS; APS – AMS; APS – PAL Kết cho thấy vật liệu APS-PAL cho hiệu hấp thụ cao với dung lượng hấp phụ đạt 92,36 mg/g Qua khảo sát thực nghiệm, đưa dự đoán chế hấp phụ phẩm màu xanh metylen lên vật liệu APS-PAL tương tác tĩnh điện lực Van der Wall 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO (1) Đề tài Sản xuất chitin-Chitosan từ vỏ tôm ứng dụng chitosan làm màng bao bảo quản cà chua – Bùi Thanh Trung - http://doan.edu.vn/do-an/de-tai-sanxuat-chitin-chitosan-tu-vo-tom-va-ung-dung-chitosan-lam-mang-bao-bao-quanca-chua-25027/ (2) Tài liệu TỔNG HỢP CHẤT MÀU - http://websrv1.ctu.edu.vn/ (3) Synthesis and Characterization of Chitosan-g-Poly(acrylic acid)/ Attapulgite Superabsorbent Composites - www.researchgate.net (4) Studies on the Degradation Behavior of Chitosan-g-Poly (acrylic acid) Copolymers - http://www2.tku.edu.tw/~tkjse/5-4/5-4-6.pdf (5) Synthesis of Chitosan-graft-Polyaniline-Based Composites S.R Khairkar , A.R Raut - http://pubs.sciepub.com/ajmse/2/4/3/ (6) Hóa học hợp chất Polyme – TS Nguyễn Thị Linh (7) Giáo trình hợp chất màu hữu http://doc.edu.vn/tai-lieu/giao-trinh-hop-chatmau-huu-co-60783/ 52 [...]... TỔNG QUAN 1.1 .Hợp chất màu hữu cơ 1.1.1.Khái niệm về Hợp chất màu hữu cơ Hợp chất màu hữu cơ là hợp chất hữu cơ có màu, có khả năng nhuộm màu các vật liệu như vải, giấy, nhựa, da Ngoài những nhóm mang màu (quinon, azo, nitro), phẩm nhuộm còn chứa các nhóm trợ màu như OH, NH2 có tác dụng làm tăng màu và tăng tính bám của phẩm vào sợi 1.1.2.Phân loại các hợp chất màu hữu cơ Căn cứ vào tính năng kĩ thuật,... hơn Làm tăng hiệu suất hấp phụ của dẫn xuất hơn Ngoài ra, phản ứng làm biến tính này còn làm giảm các nhóm tự do ưa nước là NH2 và OH trong phân tử Chitosan đi, làm cho các vòng ưa dầu/ hợp chất hữu cơ lại gần nhau hơn, điều này làm tăng khả năng hấp phụ dầu, chất màu hữu cơ của dẫn xuất 16 Như vậy về cơ bản ứng dụng của dẫn xuất này giống như Chitosan nhưng nó làm cải thiện hơn tính chất hóa học của. .. chitosan biến tính có thể ứng dụng để - Hấp phụ cation kim loại trong nước Hấp phụ các hợp chất hữu cơ no Hấp phụ chất béo, lipid, …… Hấp phụ một số hợp chất màu hữu cơ Tuy nhiên khả năng hấp phụ của các chitosan biến tính cải thiện hơn nhiều so với chitosan a) Trong y dược - Từ chitosan vỏ cua, vỏ tôm có thể điều chế Glucosamin – dược chất quý dùng để chữa bệnh khớp - Chỉ phẫu thuật tự hoại - Chito-oligosacharide... hóa học của dẫn xuất này có điểm tương đồng với Chitosan tuy nhiên cấu trúc không gian của dẫn xuất đã thay đổi làm tăng sự tiếp xúc của nước và dung dịch vào chitosan qua đó làm tăng hiệu suất hấp phụ lên => APS – PAA có những đặc tính sau: - Cải thiện rõ nét hơn khả năng hấp phụ hợp chất màu hữu cơ của chitosan , do - tăng diện tích bề mặt trao đổi Tăng khả năng hấp phụ hợp chất hữu cơ do tác dụng của. .. chất màu, hay cũng chính hợp chất màu lên vật liệu Ngoài ra, trên cấu trúc của nguyên liệu ta thấy có các nhóm –COOH có vai trò làm tăng hoạt tính của APS – PAA trong việc hấp phụ hợp chất màu hữu cơ trong môi trường axit Ngoài ra, với một số hợp chất màu hữu cơ tích điện dương thì nhóm chức này cũng có vai trò hấp phụ các hợp chất màu tích điện dương ấy lên bề mặt vật liệu Như vậy về cơ bản tính chất. .. việc hấp phụ hợp chất màu hữu cơ Dựa vào công thức hóa học của APS – AMS ta thấy, các mạch chitosan được ghép với nhau tạo cấu trúc không gian Điều này là lý do giải thích cho vấn đề tại sao dẫn xuất này lại có khả năng hấp phụ cation kim loại trong hợp chất hữu cơ tốt hơn Chitosan bình thường Do phản ứng làm tăng độ xốp của nguyên liệu lên, đồng thời làm cho các phần tử hợp chất màu hữu cơ có trong nước. .. phẩm nhuộm chính : a) Phẩm nhuộm trực tiếp: Là các Hợp chất màu hữu cơ có nhóm -SO3Na tan trong nước, kém bền đối với ánh sáng và giặt giũ nên phải kèm thêm chất cầm màu b) Phẩm nhuộm Axit: Là các hợp chất màu hữu cơ có nhóm -SO3H hoặc -COOH dùng nhuộm trực tiếp các tơ sợi có tính bazơ c) Phẩm nhuộm Bazơ: Là các hợp chất hữu cơ được gắn vào sợi do phẩm tạo muối với nhóm chức axit trong sợi d) Phẩm nhuộm. .. chiều hướng làm tăng hoạt tính hấp phụ lên 1.3.2 Chitosan biến tính khâu mạch bằng PAA 1.3.2.1 Chitosan biến tính khâu mạch bằng PAA Hình 4: Khả năng biến tính khâu mạch của APS – PAA Như vậy sau phản ứng ta thu được sản phẩm có cấu trúc không gian dạng như sau Hình 5: Cấu trúc hiển vi của APS – PAA 17 1.3.2.2 Nghiên cứu cấu trúc phân tử của APS – PAA thuận lợi cho việc hấp phụ hợp chất màu hữu cơ Nhận... khả năng hấp phụ phân tử dầu ăn/lipid theo phương trình đề xuất sau: 19 Vai trò của Chitosan và gốc Aniline Vì chitosan là một chất không tan trong nước, hay khả năng phân cực kém Ngoài ra gốc polyaniline chứa vòng thơm, bản chất là chất hữu cơ không phân cực, vì vậy mà Chitosan-aniline có khả năng hấp phụ dầu DO 1.4 Ứng dụng của Chitosan và chitosan biến tính Chitosan và chitosan biến tính có thể ứng. .. NH2 và nhóm OH của Chitosan còn có cặp eletron chưa tham gia liên kết nên nó dễ dàng tham gia phản ứng tạo phức với các cation kim loại trong hợp chất màu hữu cơ 15 1.3 Khả năng biến tính của chitosan 1.3.1 Chitosan biến tính khâu mạch bằng AMS 1.3.1.1 Chitosan biến tính bằng Amoniumpersulfate (AMS) Hình 3: Khả năng biến tính khâu mạch của APS – AMS 1.3.1.2 Nghiên cứu cấu trúc phân tử của APS – AMS