ĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ VÀ ỨNG DỤNG

139 6 0
  • Loading ...
1/139 trang
Tải xuống

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 26/02/2019, 14:05

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ ỨNG DỤNG Họ tên sinh viên: TRƯƠNG NGUYỄN ĐẠT THÀNH Ngành: CÔNG NGHỆ HĨA HỌC Niên khóa: 2009 – 2013 Tháng 08/2013 ĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ ỨNG DỤNG Tác giả TRƯƠNG NGUYỄN ĐẠT THÀNH Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành Cơng Nghệ Hóa Học Giáo viên hướng dẫn: Th.S ĐINH TẤN THÀNH Tháng 08 năm 2013 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang i Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang ii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành LỜI CẢM ƠN Lời em xin trân trọng cảm ơn Thạc Sỹ Đinh Tấn Thành tận tình giúp đỡ em hồn thành luận văn tốt nghiệp Thầy dẫn cho em cách đặt vấn đề, tư logic, hướng dẫn em tận tình bước tiến hành thí nghiệm để giải vấn đề đặt đặc biệt tính trung thực khoa học Một lần em xin kính gửi đến thầy lời tri ân chân thành sâu sắc Xin chân thành cảm ơn anh Minh, chị Hạnh, Minh anh chị Công ty Cao su Kỹ thuật Tiến Bộ giúp đỡ em suốt trình làm luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc, anh Phương, chị Vi, anh Thái, anh Duy, chị Uyên Anh anh chị phòng kiểm nghiệm (Trung tâm Kỹ thuật Nhựa – Cao su Đào tạo Quản lý Năng Lượng) tạo nhiều điều kiện, hỗ trợ chu đáo giúp em phân tích đo lường mẫu thí nghiệm Xin chân thành cảm ơn chị Bội An Viện Hóa Thành Phố Hồ Chí Minh Xin chân thành cảm ơn chị Ngân, chị Thương Khoa Khoa Học Vật Liệu, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Thành Phố Hồ Chí Minh giúp đỡ em việc phân tích đo lường mẫu thí nghiệm Em xin bày tỏ lời tri ân trân trọng đến quý thầy, cô Bộ Mơn Cơng Nghệ Hóa Học tận tâm dạy dỗ, bảo em suốt bốn năm học vừa qua, giúp em có thêm nhiều kiến thức tảng bổ ích, cần thiết cho q trình thực luận văn Trân trọng cảm ơn gia đình bạn bè ln quan tâm, động viên suốt q trình học tập thực luận văn tốt nghiệp Tp.HCM, ngày 31 tháng năm 2013 Trương Nguyễn Đạt Thành SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang iii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành ĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ ỨNG DỤNG TÓM TẮT Điều chế Cellulose từ bột rơm hóa chất khác để loại bỏ Hemicellulose, Lignin, Sáp Silica Sau thu bột rơm tinh khiết, khảo sát trình thủy phân cellulose tạo thành tinh thể nano cellulose (CNC) acid sulfuric điều kiện thủy phân khác nhau: nồng độ acid thủy phân 60% 64%, nhiệt độ thủy phân 300C 450C, thời gian thủy phân 30 phút 45 phút Sau điều chế CNC, biến tính hóa học bề mặt CNC với hai loại Silane - Amino Propyl Triethoxy Silane (APTS) - Glycidoxy Propyl Trimethoxy Silane (GPTS) Sau tạo network CNC hai loại CNC biến tính phản ứng mở vòng epoxy GPTS với nhóm – NH2 chức APTS, khảo sát tính lý với CNC chưa thủy phân, CNC CNC network tạo nên chất độn với tỷ lệ 1%, 2% 3% với nhựa TPU SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang iv Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành PREPARATION OF CELLULOSE NANO CRYSTALS AND APPLICATION ABSTRACT Cellulose was prepared from rice straw by using different chemicals to remove Hemicellulose, Lignin, wax and silica After obtained pure cellulose powder, it will be hydrolysed for making cellulose nano crystals (CNCs) by sulfuric acid in different hydrolysed conditions: 60%, 64%; at 300C, 450C and in 30 minutes, 45 minutes When CNCs were prepared, modified CNCs were made between CNC with two type of Silane are - Amino Propyl Triethoxy Silane (APTS) and - Glycidoxy Propyl Trimethoxy Silane (GPTS) After network was created by opening the ring of epoxy (GPTS) with – NH2 funtional group (APTS), then determine physical properties with unhydrolysed CNC, CNC and CNC network as filler in the ratio 1%, 2% and 3% with TPU SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang v Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành MỤC LỤC Đề mục Trang NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN……………………………………… i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN……………………………………… ii LỜI CÁM ƠN……………………………………………………………………………iii TÓM TẮT……………………………………………………………………………… iv ABSTRACT………………………………………………………………………………v DANH MỤC PHỤ LỤC ……………………………………………………………… ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ………………………………………………………… x DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT………………………………………………… xiv GIỚI THIỆU……………………………………………………………………………xv PHẦN I TỔNG QUAN MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I NGUYÊN LIỆU I.1 Giới thiệu sơ lược lúa I.2 Triển vọng thách thức nghề trồng lúa Việt Nam I.2.1 Những thuận lợi triển vọng I.2.2 Những trở ngại thách thức I.3 Giới thiệu rơm I.4 Các thành phần chứa rơm I.4.1 Các thành phần I.4.1.1 Cellulose I.4.1.2 Hemicellulose 11 I.4.1.3 Lignin 13 I.4.2 Các thành phần phụ 15 I.4.2.1 Sáp 15 I.4.2.2 Silic đioxit 15 SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang vi Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành I.5 Nhựa nhiệt dẻo TPU (Thermoplastic Polyurethane) 16 1.6 Silane 20 CHƯƠNG II TINH THỂ NANO CELLULOSE ỨNG DỤNG 22 II.1 Giới thiệu chung tinh thể nano cellulose (CNC) 22 II.2 Các đặc tính tinh thể nano cellulose (CNC) 23 II.3 Sản xuất CNC 24 II.4 Ứng dụng tinh thể nano cellulose CNC 27 CHƯƠNG III CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 29 III.1 Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) 29 III.2 Nhiễu xạ tia X (XRD) 31 III.3 Kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ (FE SEM) 33 III.4 Khối phổ cặp plasma cảm ứng (ICP - MS) 34 PHẦN II THỰC NGHIỆM 39 CHƯƠNG IV PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 39 IV.1 Hóa chất, nguyên liệu thiết bị thí nghiệm, phân tích 39 IV.1.1 Hóa chất 39 IV.1.2 Nguyên liệu 41 IV.1.3 Các thiết bị sử dụng 43 IV.1.4 Các dụng cụ thí nghiệm khác 47 IV.2 Thực nghiệm 50 IV.2.1 Quy trình tạo bột rơm 50 IV.2.2 Quy trình tạo thành bột cellulose từ bột rơm 51 IV.2.3 Quá trình thủy phân tạo thành tinh thể nano cellulose CNC 56 IV.2.4 Quy trình ứng dụng trộn nhựa TPU 61 PHẦN III KẾT QUẢ BIỆN LUẬN 66 SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang vii Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG V GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành KẾT QUẢ BIỆN LUẬN 66 V.1 Khảo sát phân lập cellulose từ bột rơm 66 V.2 Khảo sát độ kết tinh cellulose nano tinh thể 76 V.3 Khảo sát độ hòa tan cellulose acid sulfuric 85 V.4 Khảo sát kích thước cuả tinh thể nano cellulose CNC: 87 V.5 Khảo sát kết gắn Silane CNC 89 V.5.1 Kết kiểm nghiệm phổ hồng ngoại FTIR 90 V.5.2 Kết kiểm nghệm khối phổ cặp plasma cảm ứng (ICP - MS) 92 V.6 Khảo sát tạo thành network CNC phổ FTIR 94 V.7 Khảo sát tính lý TPU trước sau độn 95 V.7.1 Kết đo độ cứng shore A 95 V.7.2 Kết đo độ kéo, độ dãn đứt Young`s modulus mẫu 96 V.7.2.1 So sánh TPU TPU có độn Celulose …………………………97 V.7.2.2 So sánh TPU TPU có độn CNC 97 V.7.2.3 So sánh TPU TPU có độn CNC network 98 PHẦN IV KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 99 I Kết luận 99 II Kiến nghị 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang viii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành Bột rơm xử lý NaOH H2O2 SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang B Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành Bột rơm xử lý NaOH NaClO2 SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang C Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành Bột giấy SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang D Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành Bột rơm xử lý NaOH, H2O2 NaClO2 SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang E Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành Bột cellulose chưa thủy phân SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang F Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành CNC 60% - 450C – 30 phút SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang G Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành CNC 60% - 450C – 30 phút SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang H Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành CNC CNC + APTS CNC + GPTS CNC, CNC – APTS, CNC – GPTS SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang I Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành Network CNC SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang J Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành PHỤ LỤC B KẾT QUẢ ĐO NHIỄU XẠ TIA X (XRD) CNC chưa thủy phân SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang K Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành CNC 60% - 450C – 30 phút SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang L Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành CNC 60% - 450C – 45 phút SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang M Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành PHỤ LỤC C KẾT QUẢ ĐO FE SEM CNC 60% - 450C – 30 phút SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang N Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành CNC 60% - 450C – 45 phút SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang O Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Đinh Tấn Thành PHỤ LỤC D KẾT QUẢ ĐO ICP - MS SVTH: Trương Nguyễn Đạt Thành Trang P ... Silane 20 CHƯƠNG II TINH THỂ NANO CELLULOSE VÀ ỨNG DỤNG 22 II.1 Giới thiệu chung tinh thể nano cellulose (CNC) 22 II.2 Các đặc tính tinh thể nano cellulose (CNC) 23 II.3... Th.S Đinh Tấn Thành ĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ VÀ ỨNG DỤNG TÓM TẮT Điều chế Cellulose từ bột rơm hóa chất khác để loại bỏ Hemicellulose, Lignin, Sáp Silica Sau thu bột rơm tinh khiết, khảo... DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CNC (Cellulose Nanocrystal): Tinh thể nano cellulose CF (Cellulose Fiber): Cellulose dạng sợi CNW (Cellulose Nano Whisker): Tinh thể nano cellulose dạng que APTS: – Amino
- Xem thêm -

Xem thêm: ĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ VÀ ỨNG DỤNG , ĐIỀU CHẾ CELLULOSE NANO TINH THỂ VÀ ỨNG DỤNG

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay