NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION Ni2+, Pb2+ CỦA VẬT LIỆU XƠ DỪA BIẾN TÍNH BẰNG CHITOSAN TRONG DUNG DỊCH NƯỚC (2018)
https://app.box.com/s/8z8dciryjtz3pfninlgrrq776ff142ln
https://app.box.com/s/8z8dciryjtz3pfninlgrrq776ff142ln
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
L U Ậ N V Ă N S I Ê U C Ấ P<br />
C H A N N E L<br />
vectorstock.com/1593604<br />
Ths Nguyễn Thanh Tú<br />
eBook Collection<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN DISSERTAT<strong>ION</strong><br />
PHÁT TRIỂN NỘI <strong>DUNG</strong><br />
<strong>NGHIÊN</strong> <strong>CỨU</strong> <strong>KHẢ</strong> <strong>NĂNG</strong> <strong>HẤP</strong> <strong>PHỤ</strong> <strong>ION</strong> <strong>Ni2+</strong>, <strong>Pb2+</strong><br />
<strong>CỦA</strong> <strong>VẬT</strong> <strong>LIỆU</strong> <strong>XƠ</strong> <strong>DỪA</strong> <strong>BIẾN</strong> <strong>TÍNH</strong> <strong>BẰNG</strong> <strong>CHITOSAN</strong><br />
<strong>TRONG</strong> <strong>DUNG</strong> <strong>DỊCH</strong> <strong>NƯỚC</strong> (<strong>2018</strong>)<br />
PDF VERS<strong>ION</strong> | <strong>2018</strong> EDIT<strong>ION</strong><br />
ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL<br />
TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM<br />
Tài liệu chuẩn tham khảo<br />
Phát triển kênh bởi<br />
Ths Nguyễn Thanh Tú<br />
Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật :<br />
Nguyen Thanh Tu Group<br />
Hỗ trợ trực tuyến<br />
Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon<br />
Mobi/Zalo 0905779594
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG<br />
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM<br />
KHOA HÓA HỌC<br />
TRẦN THỊ HẬU<br />
<strong>NGHIÊN</strong> <strong>CỨU</strong> <strong>KHẢ</strong> <strong>NĂNG</strong> <strong>HẤP</strong> <strong>PHỤ</strong> <strong>ION</strong> Ni 2+ , Pb 2+<br />
<strong>CỦA</strong> <strong>VẬT</strong> <strong>LIỆU</strong> <strong>XƠ</strong> <strong>DỪA</strong> <strong>BIẾN</strong> <strong>TÍNH</strong> <strong>BẰNG</strong> <strong>CHITOSAN</strong><br />
<strong>TRONG</strong> <strong>DUNG</strong> <strong>DỊCH</strong> NƢỚC<br />
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC<br />
Đà Nẵng- Năm <strong>2018</strong>
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG<br />
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM<br />
KHOA HÓA HỌC<br />
<strong>NGHIÊN</strong> <strong>CỨU</strong> <strong>KHẢ</strong> <strong>NĂNG</strong> <strong>HẤP</strong> <strong>PHỤ</strong> <strong>ION</strong> Ni 2+ , Pb 2+ <strong>CỦA</strong><br />
<strong>VẬT</strong> <strong>LIỆU</strong><strong>XƠ</strong> <strong>DỪA</strong> <strong>BIẾN</strong> <strong>TÍNH</strong> <strong>BẰNG</strong> <strong>CHITOSAN</strong><br />
<strong>TRONG</strong> <strong>DUNG</strong> <strong>DỊCH</strong> NƢỚC<br />
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC<br />
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Hậu<br />
Lớp<br />
: 14CHP<br />
Giáo viên hướng dẫn : TS Trần Mạnh Lục<br />
Đà Nẵng-Năm <strong>2018</strong>
LỜI CAM ĐOAN<br />
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu<br />
trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kì công trình<br />
nào khác.<br />
Tác giả luận văn<br />
Trần Thị Hậu
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM<br />
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM<br />
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc<br />
KHOA HÓA<br />
NHIỆM VỤ LÀM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP<br />
Họ và tên sinh viên: TRẦN THỊ HẬU<br />
Lớp: 14 CHP<br />
1. Tên đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion Ni 2+ , Pb 2+ của vật liệu xơ dừa<br />
biến tính bằng chitosan trong dung dịch nước”.<br />
2. Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ<br />
- Nguyên liệu:<br />
+ Chitosan đƣợc điều chế từ vỏ tôm phế thải của công ty xuất nhập khẩu thủy<br />
sản Thọ Quang, quận Sơn Trà, Thành phố Đà Nẵng.<br />
+ Xơ dừa đƣợc thu mua từ cơ sở Xuân Sang, lô số 10, đƣờng Nguyễn Tƣờng<br />
Phổ, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng.<br />
- Hóa chất: HCl, CH 3 COOH, H 2 O 2 , Ni(NO 3 ) 2 .6H 2 O, Pb(NO 3 ) 2 , Na 2 CO 3 , NaCl,<br />
MgCl 2 , CaCl 2 , CaCO 3 , NaOH.<br />
- Dụng cụ:<br />
+ Dụng cụ thủy tinh: bình tam giác, cốc có mỏ, pipet các loại, buret, đũa thủy<br />
tinh, bình định mức.<br />
+ Thiết bị điện tử: Cân phân tích, tủ sấy, lò nung.<br />
3. Nội dung nghiên cứu<br />
- Xác định một số chỉ tiêu vật lí của chitin, chitosan.<br />
- Xác định tải trọng hấp phụ ion kim loại Ni 2+ , Pb 2+ của vật liệu xơ dừa biến<br />
tính bằng phƣơng pháp hấp phụ bể.<br />
4. Giáo viên hƣớng dẫn: TS. Trần Mạnh Lục<br />
5. Ngày giao đề tài: 10/9/2017<br />
6. Ngày hoàn thành đề tài: 20/4/<strong>2018</strong><br />
Chủ nhiệm khoa<br />
Giáo viên hƣớng dẫn<br />
(Ký và ghi rõ họ tên)<br />
( Ký và ghi rõ họ tên)<br />
PGS.TS.Lê Tự Hải<br />
TS.Trần Mạnh Lục
LỜI CẢM ƠN<br />
Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền<br />
với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù nhiều hay ít, dù trực tiếp hay<br />
gián tiếp của ngƣời khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu<br />
học tập tại trƣờng Đại học Sƣ Phạm Đà Nẵng đến nay, em đã<br />
nhận đƣợc rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý thầy cô, gia<br />
đình và bạn bè.<br />
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý thầy cô ở<br />
Khoa Hóa Học đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để<br />
truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt<br />
thời gian học tập tại trƣờng.<br />
Em xin cảm ơn thầy giáo TS.Trần Mạnh Lục, ngƣời đã hƣớng<br />
dẫn tận tình, động viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình<br />
nghiên cứu, thực hiện và hoàn hành khóa luận.<br />
Đà Nẵng, ngày 20 tháng 4 năm <strong>2018</strong><br />
Sinh viên<br />
Trần Thị Hậu
MỤC LỤC<br />
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1<br />
1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................... 1<br />
2. Mục đích nghiên cứu............................................................................................... 2<br />
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................... 2<br />
4. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................ 2<br />
4.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết ...................................................................... 2<br />
4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm................................................................. 2<br />
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................ 3<br />
6. Cấu trúc ................................................................................................................... 3<br />
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 4<br />
1.1. Giới thiệu về nguồn phế liệu vỏ tôm .................................................................... 4<br />
1.2.Tổng quan về chitin và chitosan ........................................................................... 5<br />
1.2.1. Lƣợc sử nghiên cứu chitin/ chitosan ................................................................. 5<br />
1.2.2. Sự tồn tại của chitin ........................................................................................... 5<br />
1.2.3. Đặc điểm cấu tạo và tính chất của chitin, chitosan ........................................... 6<br />
1.2.3.1. Đặc điểm cấu tạo và tính chất vật lí của chitin ............................................... 6<br />
1.2.3.2. Đặc điểm cấu tạo và tính chất vật lí của chitosan ........................................... 8<br />
1.2.3.3. Tính chất hóa học của chitin ........................................................................... 9<br />
1.2.3.4. Tính chất hóa học của chitosan..................................................................... 10<br />
1.2.3.5. Tính chất sinh học của chitosan .................................................................... 10<br />
1.2.4. Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin và chitosan trong nƣớc ........................ 10<br />
1.2.4.1. Tình hình nghiên cứu chitin và chitosan trên thế giới .................................. 10<br />
1.2.4.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin và chitosan trong nƣớc ...................... 11<br />
1.3. Giới thiệu về xơ dừa ........................................................................................... 12<br />
1.3.1. Dừa và sợi xơ dừa ............................................................................................ 12<br />
1.3.2. Cấu trúc của sợi xơ dừa ................................................................................... 13<br />
1.3.3. Tính chất của sợi xơ dừa ................................................................................. 14<br />
1.3.4. Xử lí sợi xơ dừa ............................................................................................... 15<br />
1.3.4.1. Lý thuyết chung về quá trình xử lí sợi .......................................................... 15
1.3.4.2. Xử lý sợi tự nhiên tạo ra các loại sợi đáp ứng nhu cầu biến tính ................. 16<br />
1.4. Phƣơng pháp hấp phụ ......................................................................................... 17<br />
1.4.1. Giới thiệu chung về phƣơng pháp hấp phụ ..................................................... 17<br />
1.4.2. Khái niệm về sự hấp phụ ................................................................................. 17<br />
1.4.3. Nguyên lí của quá trình hấp phụ ..................................................................... 18<br />
1.4.4. Phƣơng trình mô tả quá trình hấp phụ ............................................................. 19<br />
1.4.5. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hấp phụ .................................................. 22<br />
1.4.6. Cơ chế hấp phụ ................................................................................................ 23<br />
1.5. Tính chất và ảnh hƣởng của kim loại nặng trong nƣớc đối với sức khỏe con<br />
ngƣời và sinh vật ....................................................................................................... 24<br />
1.5.1. Khái quát chung ............................................................................................... 24<br />
1.5.2. Giới thiệu về niken và chì ............................................................................... 25<br />
1.5.2.1. Niken............................................................................................................. 25<br />
1.5.2.2. Chì................................................................................................................. 26<br />
CHƢƠNG 2: NGUYÊN <strong>LIỆU</strong> VÀ PHƢƠNG PHÁP <strong>NGHIÊN</strong> <strong>CỨU</strong> ................... 27<br />
2.1. Nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất .......................................................................... 27<br />
2.1.1. Nguyên liệu ..................................................................................................... 27<br />
2.1.2. Hóa chất ........................................................................................................... 27<br />
2.1.3. Dụng cụ và các thiết bị chính .......................................................................... 27<br />
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 27<br />
2.2.1. Quy trình tách chitin và điều chế chitosan ...................................................... 27<br />
2.2.1.1. Quy trình tách chitin từ vỏ tôm .................................................................... 28<br />
2.2.1.2. Qui trình điều chế chitosan ........................................................................... 29<br />
2.2.2. Xác định một số chỉ tiêu hóa lí của chitin/chitosan ......................................... 31<br />
2.2.2.1. Xác định độ ẩm của chitin/ chitosan ............................................................. 31<br />
2.2.2.2. Xác đinh hàm lƣợng tro của chitin/chitosan ................................................. 31<br />
2.2.3. Nghiên cứu chế tạo VLHP xơ dừa biến tính bằng chitosan ............................ 32<br />
2.2.3.1. Quy trình xử lí sợi xơ dừa............................................................................. 32<br />
2.2.3.2. Điều chế VLHP xơ dừa biến tính ................................................................. 32
2.2.3.3. Xác định đặc trƣng của cấu trúc xơ dừa, VLHP xơ dừa biến tính dựa trên<br />
phổ hồng ngoại .......................................................................................................... 33<br />
2.2.3.4. Xác định đặc trƣng cấu trúc xơ dừa, VLHP xơ dừa biến tính dựa trên phổ<br />
phân tích nhiệt ........................................................................................................... 33<br />
2.3. Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion Ni 2+ , Pb 2+ của VLHP xơ dừa biến tính bằng<br />
phƣơng pháp hấp phụ bể ........................................................................................... 34<br />
2.3.1. Cách tiến hành ................................................................................................. 34<br />
2.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của pH đến quá trình hấp phụ ........................................ 36<br />
2.3.4. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ ion Ni 2+ , Pb 2+ đến quá trình hấp phụ ......... 36<br />
2.3.5. Khảo sát ảnh hƣởng của lực ion lạ .................................................................. 37<br />
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 38<br />
3.1. Tách chitin từ vỏ tôm ......................................................................................... 38<br />
3.1.1. Xác định hàm lƣợng chitin trong vỏ tôm ........................................................ 38<br />
3.1.2. Xác định độ ẩm ................................................................................................ 39<br />
3.1.3. Xác định độ tro ................................................................................................ 39<br />
3.2. Deaxetyl hóa chuyển chitin thành chitosan ........................................................ 39<br />
3.2.1. Xác định hiệu suất của quá trình điều chế chitosan từ chitin .......................... 39<br />
3.2.2. Xác định hàm lƣợng tro của chitosan .............................................................. 40<br />
3.3. Kết quả nghiên cứu chế tạo VLHP xơ dừa biến tính ......................................... 41<br />
3.3.1. Xác định hiệu suất của quá trình xử lí xơ dừa ................................................. 41<br />
3.3.2. Ảnh hƣởng của tỉ lệ rắn – rắn chitosan/xơ dừa đến quá trình điều chế VLHP<br />
xơ dừa biến tính ......................................................................................................... 41<br />
3.3.3. Hiệu suất của quá trình chế tạo VLHP xơ dừa biến tính ................................. 42<br />
3.3.4. Phổ hồng ngoại của xơ dừa, VLHP xơ dừa biến tính...................................... 43<br />
3.3.5. Phổ phân tích nhiệt trọng lƣợng TGA của xơ dừa, VLHP xơ dừa biến tính .. 46<br />
3.4. Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion M 2+ bằng phƣơng pháp hấp phụ bể ............. 47<br />
3.4.1. Khảo sát ảnh hƣởng của pH ............................................................................ 47<br />
3.4.2. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ ......................................................... 49<br />
3.4.3. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ ion M 2+ ban đầu ........................................ 51<br />
3.4.4. Khảo sát ảnh hƣởng của lực ion lạ .................................................................. 54
3.4.4.1. Ảnh hƣởng của lực ion NaCl ........................................................................ 54<br />
3.4.4.2. Ảnh hƣởng của lực ion Na 2 CO 3 ................................................................... 55<br />
3.4.4.3. Ảnh hƣởng của lực ion Na 3 PO 4 .................................................................... 56<br />
3.4.4.4. Ảnh hƣởng của lực ion CaCl 2 ....................................................................... 57<br />
3.4.4.5. Ảnh hƣởng của lực ion MgCl 2 ...................................................................... 58<br />
3.4.4.6. Ảnh hƣởng của các cation Na + , Ca 2+ , Mg 2+ .................................................. 59<br />
3.4.4.7. Ảnh hƣởng các anion Cl - , CO 2- 3 , PO 3- 4 ........................................................ 60<br />
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 62<br />
DANH MỤC TÀI <strong>LIỆU</strong> THAM <strong>KHẢ</strong>O .................................................................. 63
EDTA<br />
IR<br />
ET-OO<br />
VLHP<br />
TGA<br />
TA<br />
DTA<br />
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU – CÁC CHỮ VIÊT TẮT<br />
: Etilendiamintetraaxetic acid<br />
: Hồng ngoại ( Infrared Radiation)<br />
: Eriocrom T đen<br />
: Vật liệu hấp phụ<br />
:Thermal Gravimetric Analysis<br />
: Theomogravimetric Analysis<br />
: Differential Thermal Analysis
DANH MỤC BẢNG BIỂU<br />
Bảng 1.1. Hàm lƣợng chitin có trong vỏ của các loài động vật giáp xác ................... 6<br />
Bảng 1.2. Tính chất cơ bản của sợi xơ dừa............................................................... 14<br />
Bảng 1.3. So sánh tính chất của sợi xơ dừa với những sợi tự nhiên khác ................ 15<br />
Bảng 3.1. Kết quả thể hiện hàm lƣợng chitin có trong vỏ tôm................................. 38<br />
Bảng 3.2. Độ ẩm của chitin ...................................................................................... 39<br />
Bảng 3.3. Độ tro của chỉtin ....................................................................................... 39<br />
Bảng 3.4. Kết quả hiệu suất của quá trình điều chế chitosan từ chitin ..................... 40<br />
Bảng 3.5. Hàm lƣợng tro của chitosan ..................................................................... 40<br />
Bảng 3.6. Hiệu suất của quá trình xử lí xơ dừa ........................................................ 41<br />
Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của tỉ lệ rắn- rắn chitosan/ xơ dừa đến quá trình điều chế<br />
VLHP xơ dừa biến tính ............................................................................................. 42<br />
Bảng 3.8. Kết quả hiệu suất của quá trình điều chế VLHP xơ dừa biến tính ........... 43<br />
Bảng 3.9. Những dải hồng ngoại chính của mẫu xơ dừa và VLHP xơ dừa biến tính<br />
................................................................................................................................... 43<br />
Bảng 3.10. Kết quả ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ................................. 47<br />
Bảng 3.11. Kết quả ảnh hƣởng của thời gian đạt cân bằng hấp phụ. ....................... 49<br />
Bảng 3.12. Kết quả ảnh hƣởng của nồng độ ion Ni 2+ , Pb 2+ ban đầu đến khả năng<br />
hấp phụ ...................................................................................................................... 51<br />
Bảng 3.13. Ảnh hƣởng của lực ion NaCl đến quá trình hấp phụ ............................. 54<br />
Bảng 3.14. Ảnh hƣởng của lực ion Na 2 CO 3 đến quá trình hấp phụ ......................... 55<br />
Bảng 3.15. Ảnh hƣởng của lực ion Na 3 PO 4 đến quá trình hấp phụ ......................... 56<br />
Bảng 3.16. Ảnh hƣởng của lực ion CaCl 2 đến quá trình hấp phụ ............................. 57<br />
Bảng 3.17. Ảnh hƣởng của lực ion MgCl 2 đến quá trình hấp phụ ............................ 58
DANH MỤC HÌNH ẢNH<br />
Hình 1.1. Tôm thẻ chân trắng ..................................................................................... 4<br />
Hình 1.2. Nguồn cung cấp chitin chủ yếu trong tự nhiên .......................................... 6<br />
Hình 1.3. Các dạng cấu trúc của chitin ....................................................................... 7<br />
Hình 1.4. Dừa và sợi xơ dừa ..................................................................................... 13<br />
Hình 1.5. Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir ...................................................... 20<br />
Hình 1.6. Đƣờng cong hấp phụ đẳng nhiệt Frendlich .............................................. 21<br />
Hình 1.7. Đƣờng cong hấp phụ dẳng nhiệt dạng hình chữ S ngƣợc. ....................... 21<br />
Hình 2.1. Vỏ tôm ...................................................................................................... 27<br />
Hình 2.2. Quy trình tách chitin ................................................................................. 28<br />
Hình 2.3. Quy trình sản xuất chitosan ...................................................................... 30<br />
Hình 2.4. Quy trình xử lí sợi xơ dừa ........................................................................ 32<br />
Hình 2.5. Quy trình điều chế VLHP xơ dừa biến tính ............................................. 33<br />
Hình 3.1.Chitin tách từ vỏ tôm ................................................................................. 38<br />
Hình 3.2. Chitosan thu đƣợc từ chitin ...................................................................... 40<br />
Hình 3.3. Xơ dừa sau xử lí ....................................................................................... 41<br />
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của tỉ lệ rắn- rắn chitosan/ xơ dừa đến quá trình điều chế<br />
VLHP xơ dừa biến tính ............................................................................................. 42<br />
Hình 3.5. VLHP xơ dừa biến tính ............................................................................ 43<br />
Hình 3.6. Phổ hồng ngoại của xơ dừa ...................................................................... 44<br />
Hình 3.7. Phổ hồng ngoại của VLHP xơ dừa biến tính ............................................ 45<br />
Hình 3.8. Phổ phân tích nhiệt trọng lƣợng của xơ dừa ............................................ 46<br />
Hình 3.9. Phổ phân tích nhiệt trọng lƣợng TGA của VLHP xơ dừa biến tính ......... 46<br />
Hình 3.10. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất hấp phụ ............................................. 48<br />
Hình 3.11. Ảnh hƣởng của pH đến tải trọng hấp phụ .............................................. 48<br />
Hình 3.12. Ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ .................................... 50<br />
Hình 3.13. Ảnh hƣởng của thời gian đến tải trọng hấp phụ ..................................... 50<br />
Hình 3.14. Ảnh hƣởng của nồng độ ion Ni 2+, Pb 2+ ban đầu đến hiệu suất hấp phụ . 51<br />
Hình 3.15. Ảnh hƣởng của nồng độ ion Ni 2+, Pb 2+ ban đầu đến tải trọng hấp phụ .. 52
Hình 3.16. Dạng tuyến tính của phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của ion<br />
Ni 2+ ............................................................................................................................ 53<br />
Hình 3.17. Dạng tuyến tính của phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của ion<br />
Pb 2+ ............................................................................................................................ 53<br />
Hình 3.18. Ảnh hƣởng của lực ion NaCl đến hiệu suất hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+ ............. 55<br />
Hình 3.19. Ảnh hƣởng của lực ion Na 2 CO 3 đến hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+ ......................... 56<br />
Hình 3.20. Ảnh hƣởng của Na 3 PO 4 lực ion đến hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+ ........................ 57<br />
Hình 3.21. Ảnh hƣởng củaCaCl 2 lực ion đến hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+ ............................ 58<br />
Hình 3.22. Ảnh hƣởng của MgCl 2 lực ion đến hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+ .......................... 59<br />
Hình 3.23. Ảnh hƣởng các cation Na + , Ca 2+ , Mg 2+ đến hiệu suất hấp phụ Ni 2+ ...... 59<br />
Hình 3.24. Ảnh hƣởng các cation Na + , Ca 2+ , Mg 2+ đến hiệu suất hấp phụ Pb 2+ ...... 60<br />
Hình 3.25. Ảnh hƣởng của các anion Cl - , CO 2- 3 , PO 3- 4 đến hiệu suất hấp phụ Ni 2+ 60<br />
Hình 3.26. Ảnh hƣởng của các anion Cl - , CO 2- 3 , PO 3- 4 đến hiệu suất hấp phụ Pb 2+ 61
1<br />
MỞ ĐẦU<br />
1. Lý do chọn đề tài<br />
Nhƣ chúng ta đã biết, nƣớc có vị trí và vai trò rất là quan trọng trong cuộc sống<br />
của con ngƣời, là một dạng tài nguyên đặc biệt, là thành phần thiết yếu của sự sống<br />
và môi trƣờng. Trong những năm gần đây, do sự phát triển kinh tế và gia tăng dân<br />
số, môi trƣờng nƣớc ngày càng bị ô nhiễm bởi các kim loại nặng mà nguồn gốc chủ<br />
yếu là công nghiệp. Các kim loại nặng nói chung rất khó loại bỏ bằng các phƣơng<br />
pháp xử lí thông thƣờng và nếu chúng xâm nhập vào nguồn nƣớc sinh hoạt với mức<br />
cao hơn cho phép sẽ là nguồn gốc của nhiều bệnh hiểm nghèo đe dọa đến sức khỏe,<br />
sự phát triển của con ngƣời và cân bằng hệ sinh thái. Việc nghiên cứu loại trừ kim<br />
loại nặng ra khỏi môi trƣờng nƣớc là một trong những mối quan tâm hàng đầu của<br />
các quốc gia và tổ chức trên thế giới.<br />
Nhiều phƣơng pháp xử lí kim loại nặng trong nƣớc thải đã đƣợc nghiên cứu và<br />
áp dụng nhƣ: phƣơng pháp sinh hóa, phƣơng pháp hóa lí, phƣơng pháp hóa học,…<br />
Trong đó, phƣơng pháp hấp phụ - sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo từ các phụ phẩm<br />
nông nghiệp, công nghiệp nhƣ: xơ dừa, vỏ tôm, bã mía, vỏ chuối, bã đậu nành,… để<br />
tách các kim loại nặng ra khỏi môi trƣờng nƣớc đƣợc nghiên cứu nhiều vì chúng có<br />
các ƣu điểm là nguồn nguyên liệu có sẵn, giá thành rẻ, vật liệu thân thiện với môi<br />
trƣờng. Nhiều nguyên liệu có nguồn gốc sinh học đã đƣợc nghiên cứu là chất hấp<br />
phụ để loại bỏ kim loại nặng trong nƣớc.<br />
Xơ dừa là nguồn nguyên liệu phổ biến ở Việt Nam. Xơ dừa có khả năng tách<br />
các kim loại hòa tan trong nƣớc nhờ cấu trúc nhiều lỗ xốp và thành phần gồm các<br />
polymer nhƣ xenlulozơ, hemixenlulozơ, lignin, pectin và protein. Các polymer này<br />
có thể hấp phụ đƣợc nhiều chất tan đặc biệt là các ion kim loại rất thích hợp cho<br />
việc nghiên cứu biến tính các vật liệu hấp phụ để tách loại các ion kim loại nặng ra<br />
khỏi môi trƣờng nƣớc.<br />
Đặc biệt chitosan, dẫn xuất N-decacetylation của chitin – một polysaccharide<br />
tự nhiên có nhiều trong phế liệu thủy sản nhƣ vỏ tôm, vỏ cua ghẹ, tăm mực,… đã
2<br />
đƣợc nghiên cứu có khả năng hấp phụ kim loại nặng nhƣ: chì, nikel, cadimi, crom,<br />
đồng,…<br />
Hiện nay, ở Việt Nam, tôm đông lạnh chiếm một phần khá lớn trong ngành<br />
xuất khẩu thủy sản. Nhƣ vậy, hằng năm các nhà máy này thải ra hàng nghìn tấn vỏ<br />
tôm phế liệu. Vỏ tôm phế liệu phần lớn dùng làm thức ăn gia súc, tuy nhiên do chƣa<br />
sử dụng hết, vỏ tôm bị thối gây lãng phí và ô nhiễm môi trƣờng.<br />
Chính vì những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài:“Nghiên cứu khả năng hấp<br />
phụ ion Ni 2+ , Pb 2+ của vật liệu xơ dừa biến tính bằng chitosan trong dung dịch<br />
nước”.<br />
2. Mục đích nghiên cứu<br />
- Tách chitin từ vỏ tôm phế liệu và điều chế chitosan từ chitin thu đƣợc.<br />
- Chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP) xơ dừa biến tính.<br />
- Ứng dụng VLHP xơ dừa biến tính để xử lí ion Ni 2+ , Pb 2+ trong nƣớc.<br />
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu<br />
- Xơ dừa<br />
- Chitin/ chitosan đƣợc điều chế từ vỏ tôm phế liệu đƣợc cung cấp bởi Công ty<br />
xuất nhập khẩu thủy sản hải sản thọ Quang, quận Sơn Trà, TP. Đà Nẵng.<br />
- Khả năng hấp phụ ion Ni 2+ , Pb 2+ của VLHP xơ dừa biến tính.<br />
4. Phƣơng pháp nghiên cứu<br />
4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết<br />
- Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu, tƣ liệu, sách báo trong và ngoài<br />
nƣớc liên quan đến đề tài.<br />
- Xử lí các thông tin về lí thuyết để đƣa ra các vấn đề cần thực hiện trong quá<br />
trình thực nghiệm.<br />
4.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm<br />
- Phƣơng pháp hóa lí: Các đặc trƣng hóa lí của vật liệu đƣợc khảo sát bằng<br />
phƣơng pháp ghi phổ hồng ngoại (IR), phƣơng pháp phân tích nhiệt vi sai (TGA).<br />
- Phƣơng pháp hóa học: Khả năng hấp phụ đƣợc xác định xử lí bằng phƣơng<br />
trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir.
3<br />
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài<br />
Sự thành công của đề tài sẽ góp phần tạo ra một loại vật liệu có khả năng hấp<br />
phụ các ion kim loại, ứng dụng trong tách làm giàu kim loại quý và xử lí ô nhiễm<br />
môi trƣờng.<br />
6. Cấu trúc<br />
Luận văn gồm 64 trang, trong đó có 20 bảng và 38 hình. Phần mở đầu gồm 3<br />
trang, kết luận và kiến nghị gồm 1 trang, sử dụng 27 tài liệu tham khảo. Nội dung<br />
luận văn chia làm 3 chƣơng:<br />
Chƣơng 1 – Tổng quan, 24 trang<br />
Chƣơng 2 – Nguyên liệu và phƣơng pháp nghiên cứu, 11 trang<br />
Chƣơng 3 – kết quả và thảo luận, 24 trang
4<br />
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN<br />
1.1. Giới thiệu về nguồn phế liệu vỏ tôm<br />
Đối với hầu hết các nƣớc, ngành thủy sản có vai trò quan trọng trong ngành<br />
kinh tế, đặc biệt đối với những nƣớc có vùng biển và vùng nƣớc nội địa phong phú.<br />
Nói về kinh tế biển không thể không nhắc đến vai trò, vị trí của ngành chế biến thủy<br />
sản.<br />
Hiện nay, tôm là mặt hàng chế biến chủ lực của ngành thủy sản Việt Nam, chủ<br />
yếu là tôm đông lạnh. Theo báo cáo của bộ thủy sản năm 2016, tại các tỉnh Đồng<br />
bằng sông Cửu Long, sản lƣợng tôm sú ƣớc đạt 260 nghìn tấn, sản lƣợng tôm thẻ<br />
ƣớc đạt 390 nghìn tấn [15]. Tùy thuộc vào sản phẩm chế biến và sản phẩm cuối<br />
cùng, phế liệu tôm có thể lên tới 40-70% khối lƣơng nguyên liệu. Trong thành phần<br />
phế liệu tôm, phần đầu thƣờng chiếm khoảng 35-45% trọng lƣợng tôm nguyên liệu,<br />
phần vỏ chiếm 10 -15%, còn lại là các phế liệu khác. Các thành phần chiếm tỉ lệ<br />
đáng kể trong đầu, vỏ tôm là chitin, protein, canxi cacbonat, lipit, sắc tố [5],…<br />
Trong những năm gần đây, nghề nuôi tôm thẻ chân trắng thƣơng phẩm phát<br />
triển mạnh, sản lƣợng chế biến ngày càng lớn nên nguồn phế liệu tôm thẻ trở thành<br />
nguyên liệu chính để sản xuất chitin, chitosan, nhất là các tỉnh miền trung. Vì vậy,<br />
nguồn phế liệu tôm thẻ đƣợc chúng tôi sử dụng trong đề tài nghiên cứu này.<br />
Tôm thẻ chân trắng có tên tiếng Anh: White Leg shrimp, tên khoa học:<br />
Penaeus vannamei, ngành: Arthropoda, lớp: Crustacea, bộ: Decapoda, họ:<br />
Fabricius, giống: Penaeus [19].<br />
Hình 1.1. Tôm thẻ chân trắng
5<br />
Phân bố chủ yếu ở Châu Mỹ La Tinh, Hawaii, hiện nay đƣợc nuôi ở rất nhiều<br />
nƣớc trên thế giới nhƣ: Đài Loan, Trung Quốc, Việt Nam [19],…<br />
1.2.Tổng quan về chitin và chitosan<br />
1.2.1. Lược sử nghiên cứu chitin/ chitosan<br />
Năm 1811, chitin lần đầu tiên đƣợc phát hiện bởi Henri Braconnot – một nhà<br />
khoa học tự nhiên ngƣời Pháp, khi ông phân lập đƣợc từ một loại nấm [9]. Cho đến<br />
năm 1830, trên một bài báo về côn trùng học, tác giả của bài báo cũng ghi nhận chất<br />
này có trong lớp vỏ côn trùng và cái tên chitin lần đầu tiên đƣợc công bố. Tên gọi<br />
chitin theo tiếng Hi Lạp có nghĩa là lớp vỏ hay màng bao. Chitin là polysaccharide<br />
đầu tiên đƣợc con ngƣời tìm ra và nghiên cứu, thậm chí trƣớc cellulose 30 năm.<br />
Năm 1843, Lasaigne tìm ra sự hiện diện của nguyên tố nitơ trong chitin. Năm 1859,<br />
C. Rouget làm thí nghiệm cho chitin vào môi trƣờng kiềm, ông thu đƣợc chất có<br />
tính chất khác với chitin là khả năng hòa tan trong axit. Và tên chitosan đƣợc đặt tên<br />
cho sản phẩm deacetyl bởi Hoppe – Seiler.<br />
Trong một thời gian dài, nguồn chitin tự nhiên không đƣợc sử dụng cho đến<br />
gần đây, khi ngƣời ta càng phát hiện ra nhiều ứng dụng của các loại polymer là dẫn<br />
xuất của chitin nhƣ chitosan. Chitin và chitosan đƣợc các nhà khoa học đi sâu<br />
nghiên cứu từ những năm 1970, Nhật Bản cũng nhƣ một số nƣớc Châu Âu đƣa<br />
chúng vào lĩnh vực thƣơng mại từ những năm 1990.<br />
1.2.2. Sự tồn tại của chitin<br />
Chitin là một polysacharit tồn tại trong tự nhiên với sản lƣợng rất lớn (đứng thứ<br />
hai sau xellulose). Trong tự nhiên chitin tồn tại trong cả động vật và thực vật.Trong<br />
động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của các vỏ một số động vật<br />
không xƣơng sống nhƣ: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác và giun tròn.Trong động<br />
vật bậc cao monomer của chitin là một thành phần chủ yếu trong da nó giúp cho sự<br />
tái tạo và gắn liền các vết thƣơng ở da. Trong thực vật chitin có ở thành tế bào nấm<br />
họ Zygenmyctes, các sinh khối nấm mốc, một số loại tảo…[26].<br />
Trong các loài thủy sản đặc biệt là trong vỏ tôm, cua ghẹ,… hàm lƣợng chitin<br />
chiếm tỉ lệ cao, dao động từ 14-35% so với lƣợng khô [13]. Vì vậy, hiện nay vỏ<br />
tôm, cua ghẹ là nguồn chính để sản xuất chitin – chitosan.
6<br />
Hình 1.2. Nguồn cung cấp chitin chủ yếu trong tự nhiên<br />
Từ kết quả nghiên cứu trƣớc đây, ta có thể biết đƣợc hàm lƣợng chitin trong vỏ<br />
của các loài động vật giáp xác đƣợc thể hiện trong bảng 1.1 [13].<br />
Bảng 1.1. Hàm lƣợng chitin có trong vỏ của các loài động vật giáp xác<br />
Hàm lƣợng<br />
Nguồn<br />
% CaCO3 % Protein % Chitin<br />
Vỏ tôm 40,26 32,02 27,72<br />
Nang mực 88,44 6,12 5,40<br />
Tăm mực ống 4,74 46,23 49,00<br />
Vỏ cua 66,58 16,60 16,73<br />
Vỏ loài tép nhỏ 63,94 15,46 20,06<br />
Từ bảng 1.1, ta thấy hàm lƣợng chitin trong tăm mực ống là nhiều nhất. Bên<br />
cạnh đó, vỏ tôm chứa một lƣợng α – chitin khá lớn (27,72%) do đó để sản xuất α –<br />
chitin ngƣời ta thƣờng chọn vỏ tôm, tăm mực làm nguyên liệu.<br />
Chiotosan đƣợc xem là polymer tự nhiên quan trọng nhất vì nó có hoạt tính<br />
sinh học cao và có nhiều ứng dụng đa dạng nhất trong thực tế. Việc sản xuất<br />
chitosan cũng đơn giản, không cần dùng hóa chất độc hại đắt tiền. Chitosan thu<br />
đƣợc bằng cách deaxyl hóa chitin, trong đó nhóm ( -NH 2 ) thay thế nhóm<br />
( -NHCOCH 3 ) Ở VỊ TRÍ C (2) .<br />
1.2.3. Đặc điểm cấu tạo và tính chất của chitin, chitosan<br />
1.2.3.1. Đặc điểm cấu tạo và tính chất vật lí của chitin
7<br />
Đặc điểm cấu tạo phân tử và cấu trúc:<br />
Chitin có công thức phân tử: (C 8 H 13 O 5 N)n; phân tử lƣợng: M chitin = (203,09)n;<br />
( giá trị n trong tôm thẻ từ 400 đến 500), đây là một loại polysaccharide mạch thẳng,<br />
nếu xem chitn là dẫn xuất của cellulose, thì trong nhóm –OH ở nguyên tử C (2) của<br />
cellulose đƣợc thay thế bằng nhóm –NHCOCH 3 . Nhƣ vậy chitin là poly ( N-acetyl-<br />
2-amino-2-deoxy-β-D-glucopyranose), các mắt xích liên kết với nhau bởi các liên<br />
kết β-( 1,4) glucopyzit:<br />
Phân loại chitin:<br />
Chitin có cấu trúc tinh thể rất chặt chẽ và đều đặn. Bằng phƣơng pháp nhiễu xạ<br />
tia X, ngƣời ta đã chứng minh đƣợc chitin tồn tại ở ba dạng cấu trúc hình: α, β, γ-<br />
chitin. Các dạng này của chitin chỉ do sự sắp xếp khác nhau về hƣớng của mỗi mắt<br />
xích trong mạch. Nếu biểu diễn mỗi mắt xích này bằng một mũi tên sao cho phần<br />
đầu mũi tên chỉ nhóm –CH 2 OH, phần đuôi chỉ nhóm –NHCOCH 3 thì các cấu trúc α,<br />
β, γ –chitin đƣợc mô tả nhƣ hình 1.3 [4].<br />
Hình 1.3. Các dạng cấu trúc của chitin<br />
+ Ở α –chitin ngoài ngoài liên kết hidro trong một lớp và chuỗi hệ nó còn có kết<br />
hidro giữa các lớp do các chuỗi thuộc lớp kề nhau nên rất bền vững. α-chitin là dạng<br />
phổ biến nhất trong tự nhiên, nó có mặt trong dây cơ chằng, trong các loài nhuyễn<br />
thể, vỏ của cua và tôm, biểu bì của các loài côn trùng,…
8<br />
+ Ở β, γ –chitin, giữa các lớp không có loại liên kết hidro, do vậy β, γ –chitin có<br />
liên kết lỏng lẻo hơn α-chitin. Dạng β-chitin cũng có thể chuyển sang dạng α-chitin<br />
nhờ quá trình acetyl hoá cho cấu trúc tinh thể bền vững hơn, β-chitin hiếm gặp hơn<br />
α-chitin.<br />
- Tính chất vật lí<br />
Chitin là chất rắn màu trắng hoặc ngà, có cấu trúc lỗ xốp, cứng không đàn hồi,<br />
không mùi vị, và không tan trong hầu hết các dung môi, Chitin chỉ tan trong một số<br />
ít dung môi nhƣ N-N-dimetylacetamid có chứa 5–10% LiCl hay một số dung môi<br />
đã đƣợc flo hóa nhƣ hexafloacetone hay hexaflo-2-propanol với mức tan phụ thuộc<br />
vào nguồn gốc điều chế. Chitin có khả năng hấp thu tia hồng ngoại có bƣớc sóng<br />
890-884 cm -1 [4].<br />
Ngoài ra, do chitin có khối lƣợng phân tử lớn nên nó dễ bị cắt mạch làm giảm<br />
khối lƣợng trong phản ứng với kiềm đặc ở nhiệt độ cao, có khả năng phân hủy sinh<br />
học bởi nhiều loài sinh vật.<br />
1.2.3.2. Đặc điểm cấu tạo và tính chất vật lí của chitosan<br />
- Đặc điểm cấu tạo phân tử và cấu trúc:<br />
Khi thực hiện phản ứng deacetyl hóa chitin thu đƣợc chitosan, công thức phân<br />
tử của chotosan ứng với deacetyl hóa hoàn toàn: (C 6 H 11 O 4 N)n , khối lƣợng phân tử:<br />
Mchitosan = (161,07)n ( khoảng 10.000-500.000 đvc).<br />
Chitosan đƣợc cấu tạo từ các mắt xích D-glucosamine liên kết với nhau bởi các<br />
liên kết β-(1,4)-glycpzit, do vậy chitosan có thể gọi là poly-β-(1,4)-2-amino-2-<br />
desoxy-D-glucose hoặc β-(1,4)-D-glucosamine [21].<br />
Công thức cấu tạo của chitosan:<br />
Do chitosan đƣợc điều chế từ sự khử nhóm acetyl trên các mắt xích của chitin,<br />
nên khối lƣợng phân tử của nó phụ thộc vào giá trị n, tỷ lệ phần trăm nhóm acetyl<br />
và cả điều kiện điều chế nó. Để phân biệt chitin với chitosan, ta dựa vào khái niệm
9<br />
độ deacetyl hóa: DDA ( degree of acetylation), là mức độ tách nhóm acetyl khỏi<br />
phân tử chitin và đƣợc tính bằng tỉ lệ phần trăm của số mắt xích chitosan sau phản<br />
ứng deacetyl với số mắt xích chitin ban đầu. Thông thƣờng khi đại phân tử có DDA<br />
< 50% gọi là chitin, DDA ≥ 50% gọi là chitosan [24].<br />
Chất lƣợng của chitosan đƣợc đánh giá thông qua chất lƣợng chitosan của công<br />
ty Protan-Biopolymer là một trong những công ty lớn trên thế giới, các chỉ tiêu<br />
đánh giá chất lƣợng thấp nhất là:<br />
+ Độ ẩm: 10%<br />
+ Chất không hòa tan: 20%<br />
+ Độ deacetyl: 70%<br />
+ Hàm lƣợng tro: 1,5%<br />
+ Độ nhớt: 200 cps<br />
Tính tan của chitosan trong dung dịch axit loãng tăng dần theo chiều tăng của<br />
tần số xuất hiện nhóm amin trong đại phân tử, nên cũng có khi ngƣời ta sử dụng đặc<br />
điểm này để phân biệt chitin với chitosan. Độ nhớt của chitosan cũng liên quan đến<br />
cấu trúc phân tử, nếu đọ nhớt thấp chứng tỏ chitosan có kích thƣớc nhỏ do bị cắt<br />
mạch trong quá trình deacetyl hóa [1].<br />
- Tính chất vật lí<br />
Chitosan là chất rắn hình vẩy, màu trắng hoặc vàng nhạt, xốp, nhẹ, không mùi,<br />
không vị, tồn tại ở hai dạng: dạng tinh thể (50-60%) và dạng vô định hình. Nhiệt độ<br />
nóng chảy 309-311 0 C. Chitosan không tan trong nƣớc, dung dịch kiềm và axit đặc<br />
nhƣng tan trong môi axit loãng tạo dung dịch keo trong và có khả năng tạo màng<br />
tốt, tính tan của chitosan phụ thuộc nguồn gốc chitosan, và nồng độ và loại axit, một<br />
số axit ức chế tính tan của chitosan nhƣ axit sunfuric, axit photphoric, axit citric,…<br />
1.2.3.3. Tính chất hóa học của chitin<br />
Chitin ổn định với các chất oxi hóa mạnh nhƣ thuốc tím (KMnO 4 ); oxy già<br />
(H 2 O 2 ); nƣớc javen ( NaOCl-NaCl)… Lợi dụng tính chất đó mà ngƣời ta sử dụng<br />
các chất oxy hóa trên để khử màu cho chitin. Khi đun nóng trong dung dich NaOH<br />
đậm đặc (40-50%), ở nhiệt độ khoảng 70-100 0 C thì chitin sẽ bị mất gốc acetyl tạo<br />
thành chitosan ( tuy nhiên ở nhiệt độ cao thì quá trình deacetyl sẽ kèm sự cắt mạch),
10<br />
tùy các điều kiện khác nhau mà quá trình deacetyl cho những sản phẩm chitosan có<br />
độ deacetyl khác nhau dao động từ 50-100%. Ngoài ra còn có một số phản ứng este<br />
hóa, nhƣ tác dụng với HNO 3 đậm đặc cho sản phẩm chitin nitrat, tác dụng với<br />
anhydrite sunfuric trong pyridin, dioxin và N-N-dimetylanilin cho sản phẩm<br />
sunfonat…[8], [23].<br />
1.2.3.4. Tính chất hóa học của chitosan<br />
Chitosan tan trong môi tƣờng axit loãng, khi đó nhóm –NH 2 trong phân tử nhận<br />
proton tạo thành cation cho khả năng tạo màng trên catot khi tại đây nó giải phóng<br />
H + dƣới dạng H 2 . Khi đun nóng trong axit HCl đậm đặc, ở nhiệt độ cao thì chitosan<br />
sẽ bị cắt mạch thu đƣợc glucosamine hidroclorua [4].<br />
Chitosan có phản ứng ankyl hóa, phản ứng axyl hóa, có thể tác dụng với<br />
benzensunfonyl clorua C 6 H 5 SO 3 Cl tạo thành dẫn xuất N-benzensunfonyl. Quy ƣớc<br />
chitosan đƣợc kí hiệu là R-NH 2 [9].<br />
R-NH 2 + C 6 H 5 SO 3 Cl → R-NH-SO 2 C 6 H 5 + HCl<br />
Ngoài ra, chitosan còn là một poliamin, nó đƣợc xem nhƣ một polyme cationit<br />
có khả năng bám dính vào các bề mặt điện tích âm có khả năng tạo phức với nhiều<br />
kim loại [4].<br />
1.2.3.5. Tính chất sinh học của chitosan<br />
Chitosan không độc dùng an toàn cho ngƣời, chúng có tính hòa hợp sinh học<br />
cao với cơ thể, có khả năng tự phân hủy sinh học.<br />
Chitosan có nhiều tác dụng sinh học nhƣ: tính kháng nấm, tính kháng khuẩn với<br />
nhiều chủng loại khác nhau, kích thích sự phát triển tăng sinh của tế bào, có khả<br />
năng nuôi dƣỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dƣỡng, tác dụng cầm máu,<br />
chống sƣng u.<br />
Ngoài ra, chitosan còn có tác dụng giảm cholesterol và lipit máu, hạ huyết áp,<br />
điều trị thận mãn tính, chống rối loạn nội tiết [3].<br />
1.2.4. Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin và chitosan trong nước<br />
1.2.4.1. Tình hình nghiên cứu chitin và chitosan trên thế giới<br />
Việc phát hiện ra chitin/chitosan đƣợc công bố từ những thập niên của đầu thế<br />
kỉ XIX, các nhà khoa học trên thế giới khi phát hiện ra những đặc tính quý của
11<br />
chitin/chitosan đã dày công nghiên cứu về dạng tồn tại, cấu trúc, tính chất lí hóa và<br />
các ứng dụng chitin/chitosan và công bố từ những năm 30 của thế kỉ này. Hiện nay<br />
hai nƣớc phát triển nhất trong lĩnh vực này là Nhật Bản, Mỹ rồi đến các nƣớc Nauy,<br />
Trung Quốc, Ấn Độ, Pháp, Thái Lan,…[5].<br />
Một số nhà khoa học Nga nhƣ: V. Krasavtsev, G. Maslora, E. Degtyareva, V.<br />
Bykoda, L. Noudga đã nghiên cứu ứng dụng màng chitosan làm bao gói để bảo<br />
quản cá và các sản phẩm từ cá, thì thấy sản phẩm giữ nƣớc rất tốt và giữ đƣợc các<br />
đặc tính tự nhiên.<br />
Năm 2011, một nhóm các nhà khoa học thuộc trƣờng Đại học Alexandria – Hi<br />
Lạp ( Mohamed E. I. Badawy và Entsar I. Rabea và các cộng sự) nghiên cứu phát<br />
hiện một cách tổng hợp các đặc tính lí hóa và hoạt tính sinh học. Theo đó các nhà<br />
khoa học nhận thấy có thể sử dụng chitosan để giảm mức độ bệnh thực vật, ngăn<br />
chặn sự phát triển và lây lan của các tác nhân gây bệnh, do đó bảo tồn đƣợc năng<br />
suất cây trồng và chất lƣợng.<br />
1.2.4.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin và chitosan trong nước<br />
Với những ứng dụng rộng rãi của chitin/chitosan trong các ngành công nghiệp<br />
cũng nhƣ nhiều lĩnh vực của đời sống, từ những thập niên 90 của thế kỉ XX nhiều<br />
nhà khoa học thuộc các trƣờng đại học , các trung tâm nghiên cứu của nƣớc ta cũng<br />
bắt đầu đi sâu nghiên cứu sản xuất chitin/chitosan cũng nhƣ những ứng dụng của<br />
chúng một cách cụ thể. Về điều chế chitin/chitosan có nhiều quy trình công nghệ,<br />
điển hình có:<br />
Tác giả Bùi Văn Miên và Nguyễn Anh Trinh ( Khoa công nghệ thực phẩm<br />
trƣờngĐại học Nông lâm thành phố Hồ Chí Minh) đã nghiên cứu ứng dụng chitosan<br />
tạo màng để bao gói thực phẩm. Màng chitosan có tính kháng khuẩn, tính giữ nƣớc<br />
dùng bao gói các loại thực phẩm tƣơi sống giàu đạm nhƣ: cá, thịt,… Đồng thời, bổ<br />
sung phụ gia là các chất hóa dẻo ( Etylin Glyco–EG, polyetylen Glyco-PEG) để<br />
tăng tính dẻo dai và đàn hồi của màng.<br />
Một số đề tài nghiên cứu từ Đại học Huế nhƣ năm 2005, PGS.TS. Trần Thái<br />
Hòa “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình deacetyl và cắt mạch chitin<br />
để điều chế glucosamine”, Nguyễn Thị Ái Nhung trong luận văn thạc sĩ năm 2007:
12<br />
“Nghiên cứu điều chế chitin/chitosan tan trong nước và khảo sát khả năng hấp phụ<br />
Cd 2+ của chitosan”.<br />
Đại học Đà Nẵng cũng có nhiều công trình nghiên cứu đƣợc công bố cũng nhƣ<br />
trình bày trong các luận văn thạc sĩ khoa học nhƣ Nguyễn Bá Trung năm 2008 trong<br />
bài báo khoa học công bố công trình “Nghiên cứu tách chitin/chitosan từ vỏ tôm,<br />
nang mực và ứng dụng trong xử lí ô nhiếm kim loại nặng trong nước”. Luận văn<br />
thạc sĩ Nguyễn Thị Thùy Trang năm 2011 với đề tài “Nghiên cứu sử dụng chitosan<br />
chiết tách từ vỏ tôm làm tác nhân hấp phụ một số ion kim loại nặng trong môi<br />
trường nước”.<br />
Năm 2004, PGS.TS. Trần Thị Luyến - trƣờng Đại học Thủy sản Nha Trang báo<br />
cáo tổng kết đề tài cấp bộ“Sản xuất chitin/chitosan từ phế liệu thủy sản ( vỏ tôm, vỏ<br />
ghẹ)”.<br />
Từ năm 1998, một nhóm cán bộ nghiên cứu thuộc phòng Polymer Dƣợc phẩm,<br />
Viện Hóa học thuộc Viện khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu và chế<br />
tạo thành công công nghệ sản xuất chất phụ gia thực phẩm Chitofood có nguồn gốc<br />
từ chitosan có thể thay thế hoàn toàn hàn the trong chế biến, bảo quản thực phẩm,<br />
ngoài ra còn nhiều ƣu điểm hơn về tính không độc hại với cơ thể, thải loại hoàn<br />
toàn và chi phí rẻ hơn hàn the.<br />
1.3. Giới thiệu về xơ dừa<br />
1.3.1. Dừa và sợi xơ dừa<br />
Dừa ( danh pháp khoa học: Cocos nucifera) thuộc giới thực vật, bộ Arecales, họ<br />
Arecacee, phân họ Arecoideae, tông Cocoeae, chỉ Cocos, loài C, nucifera.<br />
Về mặt thực vật học, dừa là loại quả khô đơn độc đƣợc biết đến nhƣ quả hạch<br />
có xơ. Vỏ quả ngoài thƣờng cứng, nhẵn, nổi rõ ba gờ, lớp vỏ quả giữa là các sợi xơ<br />
gọi là xơ dừa và bên trong nó là lớp vỏ quả trong hay gáo dừa hoặc sọ dừa, lớp vỏ<br />
quả trong hóa gỗ, khá cứng, có ba lỗ mầm có thể nhìn thấy rất rõ từ phía mặt ngoài<br />
khi bóc hết lớp vỏ ngoài và vỏ giữa ( gọi là các mắt dừa).<br />
Dừa phát triển tốt trên đất pha cát và có khả năng chống chịu mặn tốt cũng nhƣ<br />
nó ƣa thích các nơi sinh sống có nhiều nắng và lƣợng mƣa bình thƣờng ( 750-2000
13<br />
mm hàng năm), điều này giúp nó trở thành loại cây định cƣ bên các bờ biển nhiệt<br />
đới một cách tƣơng đối dễ dàng [18].<br />
Ở Việt Nam ta có rất nhiều loại dừa nhƣ: dừa ta, dừa sọc, dừa dứa, dừa sáp, dừa<br />
giấy, dừa Tam Quan, dừa Xiêm, dừa lùn cao sản,…<br />
Xơ dừa là một chất xơ tự nhiên đƣợc tách ra từ vỏ quả dừa và đƣợc sử dụng<br />
trong các sản phẩm nhƣ nệm, dây thừng, chão, thảm, bàn chải, khảm thuyền cũng<br />
nhƣ vật liệu lèn; nó còn đƣợc sử dụng rộng rãi trong nghề làm vƣờn để làm chất độn<br />
trong phân bón [22].<br />
Vỏ và xơ dừa có thể làm nguồn nhiên liệu hay để sản xuất than củi. Một loại<br />
dừa hiếm tại Nam Bộ có xơ dừa tƣơi cho nƣớc khá ngọt khi nhai, trong khi các loài<br />
khác có vị chát.<br />
Hình 1.4.Dừa và sợi xơ dừa<br />
1.3.2. Cấu trúc của sợi xơ dừa<br />
Các sợi xơ dừa có các tế bào sợi cá nhân đƣợc thu hẹp và rỗng, với những bức<br />
tƣờng dày đƣợc làm từ xenlulozo. Chúng có màu nhạt khi chƣa trƣởng thành nhƣng<br />
sau đó trở thành cứng và có màu vàng của một lớp lignin đƣợc lắng đọng trên các<br />
xenlulozo. Mỗi tế bào dài khoảng 1mm (0.04 in) và đƣờng kính thƣờng từ 10 đến<br />
20 micromet ( 0.0004 đến 0.0008 in). Sợi xơ dừa có chiều dài thƣờng là từ 10 đến<br />
30 cm. Có hai loại xơ dừa. Xơ dừa nâu đƣợc thu hoạch từ dừa chín hoàn toàn.<br />
Chúng dày, chắc và có khả năng chống mài mòn cao. Chúng thƣờng đƣợc sử dụng<br />
trong chiếu, bàn chải…Sợi xơ dừa nâu trƣởng thành có chứa lignin và xenlulozo ít<br />
hơn so với những sợi khác nhƣ lanh, bông và vì nó mạnh mẽ nhƣng ít linh hoạt hơn.
14<br />
Sợi xơ dừa trắng đƣợc tu hoạch từ các quả dừa trƣớc khi chín. Những sợi này có<br />
màu trắng hoặc ánh sáng màu nâu và mƣợt mà và mịn hơn, nhứng cũng yếu hơn.<br />
Chúng thƣờng đƣợc quay thành sợi để sử dụng trong chiếu thảm chùi chân hoặc dây<br />
thừng [20].<br />
Các sợi xơ dừa tƣơng đối không thấm nƣớc và là một trong những loại sợi tự<br />
nhiên có khả năng chịu đƣợc sự phá hủy của nƣớc muối. Nƣớc ngọt đƣợc xử dụng<br />
để xử lý xơ dừa nâu, trong khi nƣớc biển và nƣớc ngọt đều đƣợc sử dụng để xử lí xơ<br />
dừa trắng.<br />
1.3.3. Tính chất của sợi xơ dừa<br />
Xơ dừa đƣợc tách ra từ vỏ quả dừa. Chiều dài sợi khác nhau, từ 10-30cm. Sợi<br />
xơ dừa mạnh, đàn hồi, có một độ bền màu thấp và độ bền cao ( vì thành phần<br />
xenlulozo 35-45%, 40-45% lignin và pectin 2,7-4% và hemixenlulozo 0,15-0,25%)<br />
[20]. Xơ dừa, cũng nhƣ các sợi thiên nhiên khác, số lƣợng đáng kể của đƣờng kính<br />
đi kèm với chiều dài riêng biệt của các sợi. Chất lƣợng sợi đƣợc tính dựa trên nhiều<br />
nhân tố khác nhau nhƣ kích cỡ, cƣờng độ trƣởng thành và tất nhiên là còn tùy vào<br />
các loại cây dừa khác nhau cũng nhƣ là các quá trình, phƣơng pháp nuôi dƣỡng.<br />
Những nghiên cứu về độ mạnh của sợi xơ dừa đƣợc lấy từ những vùng khác<br />
nhau ở Kerala đã đƣợc đƣa ra bởi MathaiPrabhu đã nghiên cứu những tính chất cơ<br />
học của sợi xơ dừa nhƣ mô đun Young độ bền kéo, độ giãn dài, độ dẫn điện…và so<br />
sánh với các loại sơi tự nhiên khác nhau nhƣ dứa, chuối, đay,…Các kết quả đƣợc<br />
đƣa ra dƣới các bảng 1.2 và 1.3 [20].<br />
Bảng 1.2. Tính chất cơ bản của sợi xơ dừa<br />
Giá trị<br />
Đơn vị<br />
Mô đun Young 4000-5000 Mpa<br />
Độ bền kéo 140-150 Mpa<br />
Độ dẫn điện 0,047 W/mK<br />
Tỷ trọng 1.15-1.33 g/cm3<br />
Độ thấm nƣớc 10 %
15<br />
Bảng 1.3. So sánh tính chất của sợi xơ dừa với những sợi tự nhiên khác<br />
Dừa Chuối Dừa Đay<br />
Đƣờng kính 100-460 80-250 20-80 -<br />
Tỷ trọng 1.15 1.35 1.44 1.45<br />
Suất điện trở riêng tại 100V 9-14 6.5 - 7 0.7-0.8 -<br />
Góc hình sợi 30-49 11 14 - 18 8.1<br />
Tỷ lệ xenlulozo/lignin 43/45 65/5 81/12 63/12<br />
Mô đun đàn hồi 4-6 8-20 34-81 20-22<br />
Độ bền 131-175 529-759 413-1627 533<br />
Độ giãn 15-40 1.0-3.5 0.8-1.6 1-1.2<br />
1.3.4. Xử lí sợi xơ dừa<br />
1.3.4.1. Lý thuyết chung về quá trình xử lí sợi<br />
Thành phần của sợi thực vật gồm: xenlulozo, hemixenlulozo, lignin, và các chất<br />
khác. Thực chất của quá trình xử lí sợi là dùng hóa chất để tách những thành phần<br />
không cần thiết có trong sợi thực vật nhƣ: lignin, pectin, chất trích ly,…đó là những<br />
thành phần vô định hình, kém ổn định, làm giảm tính chất cơ lý, hóa lý của sợi thực<br />
vật. Để phản ứng xảy ra, hóa chất cần xâm nhập vào hình thái cấu trúc này. Để tăng<br />
cƣờng khả năng tiếp cận và khả năng phản ứng, xenlulozo cần đƣợc gây trƣơng và<br />
loai bỏ hemixenlulozo, lignin. Một số tác nhân gây trƣơng thƣờng đƣợc sử dụng là<br />
H 2 SO 4 , NaOH, ZnCl 2 … [26].<br />
* Ảnh hưởng của NaOH<br />
Dung dịch NaOH có nồng độ 5-30% có khả năng hòa tan các chất vô định hình.<br />
Khi ngâm sợi thực vật trong dung dịch NaOH thì có hai quá trình đồng thời xảy ra<br />
đó là quá trình tách lignin, các phần vô định hình và quá trình NaOH tƣơng tác với<br />
các đại phân tử holoxenlulozo, chúng phụ thuộc vào nồng độ NaOH và thời gian xử<br />
lý. Khi nồng độ dung dịch NaOH thì nó hòa tan phần vô định hình, còn xenlulozo<br />
chỉ bị tác động nhẹ. Khi tăng nồng độ NaOH và tăng thời gian xử lý thì quá trình<br />
tách phần vô định hình tăng không đáng kể vì hàm lƣợng của chúng có trong sợi là
16<br />
giới hạn, trong khi đó quá trình tƣơng tác giữa NaOH và các mạch đại phân tử<br />
holoxenlulozo lại tăng.<br />
* Ảnh hưởng của dung dịch axit<br />
Xenlulozo bị trƣơng nở trong dung dịch axit loãng. Trong môi trƣờng axit đậm<br />
đặc nhƣ H 2 SO 4 72%, HCl 44%, H 3 PO 4 85%,…xenlulozo sẽ bị hòa tan.<br />
Dƣới tác dụng của axit, mối liên kết glucozit sẽ bị thủy phân làm cho mạch<br />
xenlulozo bị đứt. Tốc độ của quá trình thủy phân phụ thuộc vào độ mạnh yếu của<br />
axit. Ngoài ra, tốc độ thủy phân xenlulozo phụ thuộc vào nhiệt độ môi trƣờng.<br />
Đối với việc khảo sát ảnh hƣờng của dung dịch axit trong xử lý sợi xenlulozo<br />
thì thông thƣờng ngƣời ta khảo sát xử lý hai giai đoạn: giai đoạn 1 là giai đoạn xử lý<br />
với axit, giai đoạn 2 là giai đoạn xử lý với kiềm.<br />
Khi thời gian ngâm trong dung dịch axit tăng thì hàm lƣợng tạp chất bị loại<br />
khỏi sợi cũng tăng. Dung dịch kiềm không chỉ có tác dụng hòa tan các chất sáp, vô<br />
cơ và các hemixenlulozo, lignin có độ trùng hợp thấp. Kiềm còn có tác dụng làm<br />
trƣơng nở mạch xenlulozo, tuy nhiên không phá hủy xenlulozo mà chỉ gây ra những<br />
biến đổi về hóa lý trong cấu trúc. Trong khi đó, axit có tác dụng làm đứt các liên kết<br />
axetal giữa nhóm chức lignin với nhóm hydroxyl của xenlulozo. Các sản phẩm<br />
lignin bị tách ra tuy chƣa hòa tan trong dung dịch này nhƣng ở giai đoạn xử lý kiềm<br />
chúng sẽ dễ dàng tham gia vào các phản ứng hóa học và tạo nên các sản phẩm dễ<br />
tan trong dung dịch kiềm, thậm chí tan trong nƣớc. Trong môi trƣờng axit,<br />
hemixenlulozo dễ bị thủy phân và tăng khả năng phân tán trong nƣớc.<br />
1.3.4.2. Xử lý sợi tự nhiên tạo ra các loại sợi đáp ứng nhu cầu biến tính<br />
Khi sử dụng xenlulozo tự nhiên nhƣ: đay, tre, bột gỗ mềm, bột vỏ trấu, hạt<br />
bông…làm vật liệu nền thì trong hầu hết các trƣờng hợp, thông số ghép phụ thuộc<br />
vào hàm lƣợng lignin có mặt trong chất nền. Nói chung hàm lƣợng lignin càng cao<br />
thì hiệu suất tổ hợp càng thấp. Điều đó là do lignin hoạt động nhƣ một chất bắt gốc<br />
tốt, làm hạn chế quá trình tổ hợp. Chẳng hạn ta nhận thấy có sự giảm cƣờng độ tín<br />
hiệu của phổ ESR (phổ cộng hƣởng spin điện tử) liên quan đến việc tăng hàm lƣợng<br />
lignin của xenlulozo đƣợc chiếu xạ quang học [20].
17<br />
Nhƣ đã nói ở trên, mặc dù lignin là một chất làm chậm quá trình tổ hợp, nhƣng<br />
đôi khi ở một số phƣơng pháp lại cho kết quả ngƣợc lại.<br />
1.4. Phƣơng pháp hấp phụ<br />
1.4.1. Giới thiệu chung về phương pháp hấp phụ<br />
Hiện nay, có nhiều phƣơng pháp để xử lí ô nhiễm kim loại nặng trong nƣớc và<br />
nƣớc thải nhƣ: điện hóa, kết tủa, keo tụ, trao đổi ion, trích li, màng sinh học, hấp<br />
phụ, hấp thụ,… Mỗi phƣơng pháp có những ƣu và nhƣợc điểm riêng tùy thuộc vào<br />
đặc tính của nƣớc thải, yêu cầu xử lí và một số yêu cầu cụ thể mà ta lựa chọn<br />
phƣơng pháp hoặc kết hợp nhiều phƣơng pháp với nhau để xử lí hiệu quả.<br />
Phƣơng pháp hấp phụ có nhiều ƣu điểm là xử lí hiệu quả kim loại nặng ở nồng<br />
độ thấp, đơn giản, dễ sử dụng, có thể tận dụng một số vật liệu hấp phụ là chất thải<br />
của các ngành khác, có thể giải hấp phụ để tái sinh vật liệu hấp phụ và thu lại một<br />
số kim loại quý. Tuy nhiên, phƣơng pháp này cũng có nhƣợc điểm là thƣờng chỉ áp<br />
dụng cho xử lí kim loại nặng ở nồng độ thấp và chi phí xử lí vẫn còn cao.<br />
Vật liệu hấp phụ cần đáp ứng các yêu cầu:<br />
- Có khả năng hấp phụ cao<br />
- Phạm vi tác dụng rộng – tách đƣợc nhiều loại ion kim loại.<br />
- Có độ bền cơ học cần thiết.<br />
-Khả năng hoàn nguyên dễ dàng.<br />
- Giá thành thấp [12].<br />
1.4.2. Khái niệm về sự hấp phụ<br />
Hấp phụ là quá trình tụ tập ( chất chứa, thu hút,..) các phân tử khí, hơi hoặc các<br />
phân tử, ion của các chất tan lên bề mặt chia pha, có thể là lỏng – rắn, khí – lỏng<br />
hay khí – rắn.<br />
Chất mà trên bề mặt của nó có sự hấp phụ xảy ra gọi là chất hấp phụ<br />
(adsorbate), còn chất mà tụ tập trên bề mặt phân chia đƣợc gọi là chất bị hấp phụ<br />
( adsorbent).
18<br />
1.4.3. Nguyên lí của quá trình hấp phụ<br />
Lực liên kết trong quá trình hấp phụ có thể là lực hút tĩnh điện, lực định hƣớng,<br />
lực tán xạ, trong trƣờng hợp lực đủ mạnh có thể gây ra liên kết hóa học, tạo phức<br />
hay trao đổi ion.<br />
Có hai quá trình hấp phụ:<br />
- Hấp phụ vật lí: Các phần tử bị giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ nhờ lực liên<br />
kết Van-der-Waals giữa các phần tử. Quá trình này có tỏa nhiệt, lƣợng nhiệt tỏa ra<br />
phụ thuộc vào cƣờng dộ lực liên kết phân tử. Lƣợng nhiệt hấp phụ vào khoảng 2-10<br />
kcal/mol, nghĩa là vào cỡ nhiệt lƣợng ngƣng tụ, trƣờng hợp này chất bị hấp phụ tạo<br />
thành nhiều lớp trên bề mặt chất hấp phụ. Quá trình này hoàn toàn thuận nghịch.<br />
- Hấp phụ hóa học: Khi bị hấp phụ do có phản ứng hóa học với vật liệu hấp<br />
phụ, lực liên kết phân tử trong trƣờng hợp này mạnh hơn ở hấp phụ vật lí. Do vậy<br />
lƣợng nhiệt tỏa ra lớn hơn và cần nănglƣợng nhiều hơn. Nhiệt lƣợng hấp phụ loại<br />
này cỡ 10-200 kcal/mol. Quá trình này là bất thuận nghịch.<br />
Giải hấp: Là quá trình ngƣợc lại với quá trình hấp phụ, nghĩa là quá trình các<br />
phân tử chất bị hấp phụ rời khỏi bề mặt chất hấp phụ. Giải hấp phụ dựa trên nguyên<br />
tắc sử dụng các yếu tố bất lợi đối với quá trình hấp phụ.<br />
Một số phƣơng pháp tái sinh vật liệu hấp phụ:<br />
- Phƣơng pháp nhiệt: đƣợc sử dụng cho các trƣờng hợp chất bị hấp phụ bay hơi<br />
hoặc sản phẩm phân hủy nhiệt của chúng có khả năng bay hơi.<br />
- Phƣơng pháp hóa lí: có thể thực hiện tại chỗ, ngay trong cột hấp phụ nên tiết<br />
kiệm đƣợc thời gian, công tháo dỡ, vận chuyển, không vỡ vụn chất hấp phụ và có<br />
thể thu hồi chất bị hấp phụ ở trạng thái nguyên vẹn. Phƣơng pháp hóa lí có thể thực<br />
hiện theo cách: chiết với dụng môi, sử dụng phản ứng oxi hóa khử, áp đặt các điều<br />
kiện làm dịch chuyển cân bằng không có lợi cho quá trình hấp phụ.<br />
- Phƣơng pháp vi sinh: là phƣơng pháp tái tạo khả năng hấp phụ của chất hấp<br />
phụ nhờ vi sinh vật.<br />
Sử khử hấp phụ là giai đoạn quan trọng của chu trình hấp phụ, khẳng định tính<br />
kinh tế của quá trình làm sạch nƣớc thải. Quá trình này nhằm khôi phục lại hoạt tính<br />
vốn có của chất hấp phụ và chính là quá trình hấp phụ ngƣợc [13].
19<br />
1.4.4. Phương trình mô tả quá trình hấp phụ<br />
Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir<br />
Theo thuyết Langmuir nguyên nhân của sự hấp phụ là:<br />
- Sự có mặt những phần tử hóa trị không bão hòa trên bề mặt chất hấp phụ. Khi<br />
hấp phụ do tác dụng lực hóa trị mà sinh ra liên kết hóa học.<br />
- Khoảng cách tác dụng của lực hóa trị rất ngắn không quá đƣờng kính phân tử<br />
do đó chỉ hấp phụ một lớp.<br />
- Quá trình hấp phụ chỉ xảy ra trên những điểm đặc biệt gọi là tâm hấp phụ chứ<br />
không xảy ra trên toàn bộ bề mặt chất hấp phụ. Hoạt tính chất hấp phụ phụ thuộc<br />
vào số lƣợng tâm hấp phụ.<br />
Khi nghiên cứu về sự hấp phụ của chất khí trên bề mặt vật rắn. Langmuir đã<br />
đƣa ra lí thuyết về sự hấp phụ vật lí học đơn phân tử dựa trên các giả thiết sau:<br />
- Sự hấp phụ do lực hóa trị gây ra.<br />
- Sự hấp phụ xảy ra trên các hóa trị tự do của các nguyên tử hay phân tử trên bề<br />
mặt vật hấp phụ.<br />
- Vì bán kính tác dụng của lực hóa trị bé nên mõi hóa trị tự do chỉ hấp phụ một<br />
phân tử - nghĩa là trên bề mặt vật hấp phụ chỉ hình thành một lớp hấp phụ đơn phân<br />
tử.<br />
- Phân tử bị hấp phụ chỉ bị giữ trên bề măt vật hấp phụ một thời gian nhất định:<br />
sau đó do thăng giáng về năng lƣợng, nó bị rứt ra - đó là sự giải hấp phụ. Khi tốc độ<br />
giải hấp phụ bằng tốc độ hấp phụ, khi đó trong hệ thiết lập một cân bằng hấp phụ.<br />
- Lực tƣơng tác giữa các phân tử chất bị hấp phụ trên bề mặt vật hấp phụ bị bỏ<br />
qua.<br />
Tại thời điểm t, áp suất chất bị hấp phụ trong pha rắn là P. Xét một đơn vị diện<br />
tích bề mặt vật hấp phụ, phần bề mặt ( đã bị che phủ bởi V thể tích chất bị hấp phụ<br />
ở điều kiện tiêu chuẩn) là thì (1 – θ) sẽ là phần bề mặt tự do. Gọi a max là đại lƣợng<br />
hấp phụ cực đại khi 100% bề mặt bị che phủ ( thể tích đơn lớp) thì θ = a/ a max . Vì<br />
tốc đọ hấp phụ tỉ lệ với áp suát và phần bề mặt tự do nên ta có tốc độ quá trình hấp<br />
phụ là: V hp = kP. (1 – θ ) ; còn tốc độ giải hấp tỷ lệ với phần bề mặt bị che phủ trên:<br />
V hp = k’.
20<br />
Ở trạng thái cân bằng tốc độ hấp phụ bằng tốc độ giải hấp, ta có V hp = V php :<br />
kP.( 1 – θ ) = k’ ( ở đây k và k’ tƣơng ứng là hằng số hấp phụ và giải hấp)<br />
Hình 1.5. Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir<br />
Phương trình hấp phụ Frenlich<br />
Frendrich nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ ( áp suất của chất khí) đến đại<br />
lƣợng hấp phụ ở nhiệt độ không đổi là quan trọng nhất. Sự phụ thuộc này đƣợc gọi<br />
là sự hấp phụ đẳng nhiệt. Nhận thấy rằng: các đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt có giống<br />
với một nhánh của đƣờng parapol nên ông đã đề nghị công thức thực nghiệm sau:<br />
- Với chất khí: a = x/m = k.P l/n (1.1)<br />
- Với chất tan trong dung dịch: a = x/m = k.C l/n (1.2)<br />
Trong đó:<br />
+ x là số mol chất bị hấp phụ.<br />
+ m là khối lƣợng vật hấp phụ ( gam).<br />
+ P là áp suất cân bằng của khí ( C là nồng độ cân bằng của chất tan) quanh<br />
chất hấp phụ.<br />
+ k và n là các hằng số đặc trƣng cho khả năng hấp phụ của từng chất.<br />
Tại vùng có P hay C thấp thì a tỷ lệ bậc nhất với P, C. Tại vùng có p hay C cao<br />
thì a = a max không phụ thuộc vào P, C nữa vì quá trình hấp phụ đã đạt bão hòa,<br />
đƣờng biểu diễn gần nhƣ song song với trục hoành.
21<br />
a<br />
C<br />
Hình 1.6. Đƣờng cong hấp phụ đẳng nhiệt Frendlich<br />
Có thể tìm các hằng số trong phƣơng trình Frendlich từ đồ thị bằng cách lấy<br />
logarit 2 vế để chuyển vế dạng đƣờng thẳng: lga = lgk + l/n.lgP. ( Phƣơng trình bậc<br />
nhất dạng y = ax + b).<br />
Thuyết hấp phụ đa phân tử BET<br />
Ở một số trƣờng hợp, đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt không tiệm cận với đƣờng<br />
nằm ngang mà có dạng hình chữ S ngƣợc.<br />
C<br />
Hình 1.7. Đƣờng cong hấp phụ dẳng nhiệt dạng hình chữ S ngƣợc.<br />
Có hai khả năng cho trƣờng hợp này:<br />
Một là: với các vật hấp phụ xốp, các phân tử chất bị hấp phụ có thể bị ngƣng tụ<br />
trong các lỗ xốp mao quản của vật hấp phụ, ở đó áp suất hơi bão hòa bé hơn áp suất<br />
bão hòa của nó ở trên bề mặt thoáng. Đây là sự ngƣng tụ mao quản.
22<br />
Hai là: Theo Poliani, trong một số trƣờng hợp, bán kính tác dụng của lực phân tử<br />
lớn hơn bán kính tác dụng của lực hóa trị dƣ trong thuyết Langmuir, khi đó sự hấp<br />
phụ không chỉ tạo lớp hấp phụ đơn phân tử mà thành nhiều lớp phân tử chồng lên<br />
nhau ( lớp đa phân tử).<br />
Brunaoe, Emet và Tele đã khái quát hóa các lí luận của Langmuir và Poliani và<br />
đƣa ra phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt cho quá trình nhƣ sau:<br />
= +<br />
Trong đó:<br />
+ P 0 là áp suất hơi bão hòa.<br />
+ V là thể tích khí bị hấp phụ ở áp suất đã cho.<br />
+ V m là thể tích khí bị hấp phụ ỏ lớp đơn phân tử.<br />
+ C là thừa số năng lƣợng với C = e As/ R .<br />
Theo các tác giả này thì miền tạo lớp đơn phân tử là từ gốc tọa độ đến điểm<br />
uốn, còn sau đó là sự hấp phụ lớp đa phân tử.<br />
1.4.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ<br />
Ảnh hưởng của nồng độ chất bị hấp phụ: Với nồng độ loãng, các ion chuyển<br />
động tự do, có khảnăng hấp phụ tốt. Ở nồng độ cao, có sự va chạm, cản trở chuyển<br />
động lẫn nhau, hạn chế khả năng hấp phụ. Sự phụ thuộc này có thể mô tả bằng<br />
phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Frendlich hay phƣơng trình Langmuir [3].<br />
Ảnh hƣởng của dung môi: Giữa môi trƣờng và chất tan thƣờng xảy ra sự cố cạnh<br />
tranh trong quá trình hấp phụ lên bề mặt vật rắn. Về mặt nhiệt động học, chất nào có<br />
ϭ nhỏ hơn sẽ bị hấp phụ mạnh hơn.<br />
Ảnh hưởng của bản chất vật hấp phụ: Bản chất và đọ xốp của vật hấp phụ ảnh<br />
hƣởng rất lớn đến khả năng hấp phụ của nó. Vật hấp phụ càng xốp thì khả năng hấp<br />
phụ càng cao và ngƣợc lại. Chất hấp phụ phân cực sẽ hấp phụ tốt chất phân cực và<br />
ngƣợc lại.<br />
Ảnh hưởng của bản chất bị hấp phụ: Theo Rebidia, nếu sự có mặt của chất bị<br />
hấp phụ có tác dụng làm giảm càng nhiều sự khác biệt về độ phân cực trên bề mặt<br />
phân cách pha thì khả năng bị hấp phụ của nó càng cao.
23<br />
Ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ: Trong quá trình hấp phụ, năng lƣợng tự<br />
do bề mặt hệ giảm, nghĩa là ΔG < 0. Đông thời độ hỗn độn của hệ giảm ( do các<br />
tiểu phân của chất bị hấp phụ lên trên bề mặt chất hấp phụ đƣợc sắp xếp một cách<br />
có trật tự), nghĩa là ΔS < 0. Từ đó suy ra: ΔG = ΔH – T. ΔS < 0, do đó ΔH < 0. Vậy<br />
quá trình hấp phụ là tỏa nhiệt. Điều này phù hợp với thực nghiệm: hấp phụ vật lí<br />
hay hấp phụ hóa học đều tỏa nhiệt [3].<br />
Ảnh hưởng của pH: Quá trình hấp phụ bị ảnh hƣởng rất nhiều bởi pH của môi<br />
trƣờng. Sự thay đổi pH của môi trƣờng dẫn đến sự thay đổi về bản chất của chất bị<br />
hấp phụ, các nhóm chức bề mặt, thế oxi hóa khử, dạng tồn tại của hợp chất đó ( đặc<br />
biệt đối với hợp chất có độ phân cực cao, các chất có tính lƣỡng tính, chất có tính<br />
axit yếu, bazơ yếu). Đối với chất hấp phụ rắn: hiện tƣợng hấp phụ xảy ra do lực<br />
tƣơng tác giữa các nguyên tử trên bề mặt chất rắn với các chất tan, trên cơ sở lực<br />
hút tĩnh điện, lực định hƣớng và lực tán xạ. Trong trƣờng hợp lực tƣơng tác đủ<br />
mạnh có thể gây ra liên kết hóa học hoặc tạo phức trao đổi ion. Lực tƣơng tác giữa<br />
chất hấp phụ và chất bị hấp phụ càng mạnh thì khả năng hấp phụ càng lớn, khả năng<br />
giữ các chất trên bề mặt vật rắn càng cao [7].<br />
Ảnh hưởng của diện tích bề mặt vật rắn: Diện tích bề mặt vất rắn đóng vai trò<br />
quan trọng đối với khả năng hấp phụ của một hệ, diện tích càng lớn thì khả năng<br />
hấp phụ càng cao. Diện tích bề mặt của một chất rắn đƣợc định nghĩa là tổng toàn<br />
bộ diện tích của chất rắn đó trên một đơn vị khối lƣợng chất hấp phụ ( m 2 /g). Đối<br />
với các chất rắn có nguồn gốc khác nhau thì diện tích bề mặt đó là khác nhau.<br />
1.4.6. Cơ chế hấp phụ<br />
Hấp phụ trong môi trƣờng nƣớc là quá trình hấp phụ hỗn hợp tức là trong hệ<br />
chứa nhiều chất bị hấp phụ, hay ngay cả khi trong môi trƣờng đó chỉ chứa duy nhất<br />
một chất tan, do sự có mặt của nƣớc. Khi đó xảy ra ít nhất ba cặp trong tƣơng tác là<br />
chất hấp phụ - chất bị hấp phụ, chất hấp phụ - dung môi nƣớc, chất bị hấp phụ -<br />
dung môi nƣớc. Có thể coi đây là một sự cạnh tranh tƣơng tác của lực các phân tử,<br />
lực nào tƣơng tác mạnh hơn sẽ đóng vai trò quyết định. Nƣớc là chất phân cực<br />
mạnh. Nếu chất hấp phụ và chất bị hấp phụ không phân cực thì hệ có lực tƣơng tác<br />
cao do chúng trái dấu nên đẩy nhau là lƣợng chất bị hấp phụ ít nên bị chèn ép.
24<br />
Hấp phụ trong môi trƣờng nƣớc tuân theo cơ chế hấp phụ cạnh tranh và chọn<br />
lọc: cặp chất hấp phụ - chất hấp phụ - bị hấp phụ có tƣơng tác lớn, độ bền cao (<br />
năng lƣợng thấp) chiếm ƣu thế về thành phần so với cặp có tƣơng tác yếu. Do ƣu<br />
thế về số lƣợng, khi vừa tiếp xúc với chất hấp phụ, các phân tử nƣớc lập tức chiếm<br />
chỗ hầu nhƣ toàn bộ diện tích bề mặt chất rắn, khi các chất bị hấp phụ chỉ có thể tìm<br />
đƣợc chỗ cho nó, khi tƣơng tác giữa nó với chất hấp phụ đủ mạnh để đẩy các phân<br />
tử nƣớc ra khỏi vị trí mà nó cần.<br />
Trong trƣờng hợp tổng quát quá trình hấp phụ gồm ba giai đoạn:<br />
- Di chuyển chất cần hấp phụ từ nƣớc thải tới bề mặt chất hấp phụ ( khuếch tán<br />
ngoài).<br />
- Thực hiện quá trình hấp phụ.<br />
- Di chuyển chất tan bên trong hay hấp phụ.<br />
Quá trình hấp phụ diễn ra rất nhanh, giai đoạn quyết định tốc độ quá trình có<br />
thể là khuếch tán ngoài hoặc khuếch tán trong. Trong vùng khuếch tán ngoài hấp<br />
phụ phụ thuộc vào tốc độ dòng chất lỏng. Trong khi vùng khuếch tán trong, cƣờng<br />
độ chuyển khối phụ thuộc vào loại, kích thƣớc mao quản các chất hấp phụ, hình<br />
dạng và kích thƣớc hạt của phân tử chất bị hấp phụ, kích thƣớc phân tử của chất bị<br />
hấp phụ, hệ số dẫn khối…<br />
1.5. Tính chất và ảnh hƣởng của kim loại nặng trong nƣớc đối với sức khỏe con<br />
ngƣời và sinh vật<br />
1.5.1. Khái quát chung<br />
Kim loai nặng là những kim loại có khối lƣợng riêng lớn hơn 5g/cm 3 .<br />
Trong môi trƣờng nƣớc thì kim loại nặng tồn tại dƣới 3 dạng khác nhau và đều<br />
có thể ảnh hƣởng tới sinh vật, đó là: (1) hòa tan, (2) bị hấp phụ bởi các thành phần<br />
vô sinh hoặc hữu sinh và lơ lửng trong nguồn nƣớc hoặc lắng tụ xuống đáy và (3)<br />
tích tụ trong cơ thể sinh vật. Các chất hòa tan trong nguồn nƣớc dễ bị các sinh vật<br />
hấp phụ. Các độc chất kị nƣớc có thể lắng xuống bùn đáy, ở dạng keo, khó bị sinh<br />
vật hấp phụ [2].<br />
Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là quá trình đổ vào môi<br />
trƣờng nƣớc nƣớc thải công nghiệp và nƣớc thải độc hại không xử lí hoặc xử lí
25<br />
không đạt yêu cầu. Ô nhiễm nƣớc bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới môi<br />
trƣờng sống của sinh vật và con ngƣời.<br />
1.5.2. Giới thiệu về niken và chì<br />
1.5.2.1. Niken<br />
Niken là kim loại đã đƣơc sử dụng từ rất lâu, có thể từ năm 3500 trƣớc Công<br />
Nguyên. Quặng đồng đƣợc tìm thấy ở Syria có chứa niken đến 2%. Ngoài ra có<br />
nhiều văn bản cổ Trung Quốc nói rằng loại “đồng trắng” này đã đƣợc sử dụng ở<br />
phƣơng Đông từ những năm 1700 đến 1400 trƣớc Công Nguyên.<br />
Nguyên tố Niken kí hiệu hóa học là Ni, có số hiệu nguyên tử là 28, thuộc nhóm<br />
VIIIB trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Niken là kim loại màu<br />
trắng bạc, bề mặt láng bóng. Đặc tính cơ học của kim loại này là: cứng, dễ dát<br />
mỏng, dễ uốn, dễ kéo sợi. Trong tự nhiên, niken xuất hiện ở dạng hợp chất với lƣu<br />
huỳnh trong khoáng chất millerit, với Asen trong khoáng chất niccolit, và với Asen<br />
cùng lƣu huỳnh trong quặng Niken.<br />
Niken thƣờng có mặt trong các chất sa lắng, trầm tích, trong thủy hải sản và<br />
trong một số thực vật.<br />
Niken có hai dạng thù hình: α-Ni lục phƣơng bền ở dƣới 250 0 C và β-Ni lập<br />
phƣơng tâm diện bền ở trên 250 0 C. Niken là kim loại có tính linh động cao trong<br />
môi trƣờng nƣớc, có khả năng tạo phức bền với các chất hữu cơ [10].<br />
Khoảng 65% lƣợng niken đƣợc tiêu thụ ở phƣơng Tây đƣợc dùng để sản xuất<br />
thép không gỉ. 12% đƣợc dùng làm “siêu hợp kim” và 23% còn lại đƣợc dùng trong<br />
luyện thép, pin sạc, chất xúc tác và các hóa chất khác, đúc tiền, sản phẩm đúc, và<br />
bảng kim loại.<br />
Niken có thể gây các bệnh về da, tăng khả năng mắc bệnh ung thƣ đƣờng hô<br />
hấp… Khi bị nhiễm độc Niken, các enzim mất hoạt tính, cản trở quá trình tổng hợp<br />
protein của cơ thể. Cơ thể bị nhiễm Niken chủ yếu qua đƣờng hô hấp, gây các triệu<br />
chứng khó chịu, buồn nôn, đau đầu, nếu tiếp xúc nhiều sẽ ảnh hƣởng đến phổi, hệ<br />
thần kinh trung ƣơng, gan, thận và có thể sẽ gây ra các chứng bệnh kinh niên. Nếu<br />
da tiếp xúc lâu dài với Niken sẽ gây ra hiện tƣợng viêm da, xuất hiện dị ứng ở một<br />
số ngƣời [6].
26<br />
1.5.2.2. Chì<br />
Chì có kí hiệu hóa học là Pb, khối lƣợng riêng d = 11,35 g/cm 3 , khối lƣợng<br />
nguyên tử 207,2. Chì tƣơng đối bền, có độc tính cao, có ái lực mạnh nên có thể thế<br />
chỗ kim loại khác trong cấu trúc của enzym. Nguồn nƣớc bị nhiễm các kim loại<br />
nặng đặc biệt là chì có ảnh hƣởng rất lớn đến sức khỏe của con ngƣời.<br />
Chì xâm nhập vào cơ thể con ngƣời thông qua nguồn nƣớc, không khí bị ô<br />
nhiễm, thức ăn là động thực vật bị nhiễm chì. Khi đi vào cơ thể, nó đƣợc tích tụ lại<br />
đến mức độ nhất định mới bắt đầu gây độc hại cho sức khỏe con ngƣời. Chì ảnh<br />
hƣởng đến hệ sinh sản dẫn đến vô sinh hoặc sẩy thai. Đặc biệt đối với phụ nữ đang<br />
mang thai và trẻ em là những đối tƣợng mẫn cảm nguy hại với chì nhất. Chì gây ảnh<br />
hƣởng đến hệ thần kinh đặc biệt đối với trẻ sơ sinh và trẻ đang ở tuổi phát triển hệ<br />
thần kinh. Một số nghiên cứu cho thấy nhiễm độc chì làm giảm chỉ số thông minh<br />
( IQ) của trẻ. Nhiễm độc chì làm hệ thần kinh luôn căng thẳng và rối loạn tập trung<br />
chú ý ở trẻ em từ 7-11 tuổi. Chì tích tụ ở xƣơng, cản trở chuyển hóa canxi bằng<br />
cách trực tiếp hay gián tiếp thông qua kìm hãm sự chuyển hóa vitamin D. Ở tuổi<br />
trung niên, nhiễm độc chì sẽ làm huyết áp tăng gây nhiều rủi ro về các bệnh tim<br />
mạch. Ngộ độc cấp tính do chì thƣờng ít gặp. Ngộ độc thƣờng diễn ra do ăn phải<br />
thức ăn có chứa một lƣợng chì, tuy ít nhƣng liên tục hằng ngày. Chỉ cần hằng ngày<br />
cơ thể hấp thu từ 1 mg chì trở lên thì sau một vài năm sẽ có triệu chứng nhƣ hơi thở<br />
có mùi hôi thối, sƣng lợi với viền đen ở lợi, da vàng, đau bụng dữ dội, táo bón, đau<br />
khớp xƣơng, bại liệt chi trên ( tay bị biến dạng), mạch yếu [6].<br />
Theo WHO, nồng độ chì tối đa cho phép trong nƣớc uống là 0,05mg/l.
27<br />
CHƢƠNG 2: NGUYÊN <strong>LIỆU</strong> VÀ PHƢƠNG PHÁP <strong>NGHIÊN</strong> <strong>CỨU</strong><br />
2.1. Nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất<br />
2.1.1. Nguyên liệu<br />
Vỏ tôm phế liệu ( chủ yếu vỏ tôm thẻ chân trắng) đƣợc cung bởi Công ty xuất<br />
nhập khẩu thủy hải sản Thọ Quang, quận Sơn Trà, Tp. Đà Nẵng.<br />
Hình 2.1. Vỏ tôm<br />
Xơ dừa đƣợc thu mua từ cơ sở Xuân Sang, lô số 10, đƣờng Nguyễn Trƣờng<br />
Phổ, quận Liên Chiểu, Tp. Đà Nẵng.<br />
2.1.2. Hóa chất<br />
- Dung dịch: HCl, H 2 O 2<br />
-Ni(NO 3 ) 2 .6H 2 O, Pb(NO 3 ) 2 , Na 2 CO 3 , NaCl, MgCl 2 , CaCl 2 , CaCO 3 , NaOH.<br />
Tất cả các hóa chất trên đều có xuất xứ Trung Quốc và đạt mức độ tinh khiết<br />
tiêu chuẩn.<br />
2.1.3. Dụng cụ và các thiết bị chính<br />
- Tủ sấy<br />
- Cân phân tích<br />
- Bếp cách thủy<br />
- Lò nung<br />
- Một số dụng cụ khác nhƣ: cốc ( 250 ml, 500 ml), phễu lọc, pipet, buret, đũa<br />
thủy tinh, giấy lọc, chén nung, bình định mức ( 500 ml, 1000 ml), bình tam giác,…<br />
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu<br />
2.2.1. Quy trình tách chitin và điều chế chitosan
28<br />
2.2.1.1. Quy trình tách chitin từ vỏ tôm<br />
Chitin trong tự nhiên thƣờng không tồn tại ở dạng tự do mà kết hợp với những<br />
chất khác nhƣ protein, khoáng chất, lipit, màu,… Do đó, cần phải dùng những tác<br />
nhân mạnh để tách các chất này ra khỏi chitin.<br />
Nhƣ vậy, nguyên tắc chung để điều chế chitin là loại bỏ muối khoáng (chủ yếu<br />
là muối cacbonat), protein và chất màu, phần còn lại là chitin. Hai bƣớc loại khoáng<br />
và loại protein có thể hoán đổi cho nhau tùy phƣơng pháp nghiên cứu.<br />
Qua tham khảo một số tài liệu, tôi chọn quy trình tách chiết chitin từ vỏ tôm<br />
nhƣ hình 2.2 sau:<br />
Vỏ tôm<br />
Rửa sạch, phơi khô.<br />
Nghiền nhỏ qua rây có kích thƣớc lỗ 0,04 mm.<br />
Vỏ tôm mịn<br />
Ngâm trong dung dịch HCl 1N, tỉ lệ w/v = 1/5, t = 5 giờ,<br />
ở nhiệt độ phòng, gạn và lọc. Thực hiện 3 lần.<br />
Rửa tới trung tính.<br />
Sản phẩm<br />
Ngâm trong dung dịch NaOH 1N, tỉ lệ w/v = 1/5, t = 5 giờ,<br />
ở nhiệt độ phòng, gạn và lọc. Thực hiện 3 lần.<br />
Rửa tới trung tính, sấy khô.<br />
Chitin sạch<br />
Hình 2.2. Quy trình tách chitin<br />
- Xử lí nguyên liệu: vỏ tôm rửa sạch, phơi khô, nghiền nhỏ, bảo quản ở nơi khô<br />
ráo.<br />
- Loại protein: rất nhiều tác nhân đƣợc sử dụng để loại protein nhƣ NaOH,<br />
NaHCO 3 , KOH, K 2 CO 3 ,…Tác nhân ƣa chuộng nhiều nhất là NaOH do tính phổ<br />
biến và hiệu quả loại protein của nó.
29<br />
Ngoài phản ứng thủy phân protein, dƣới tác dụng của NaOH, còn có phản ứng<br />
thủy phân lipit tạo xà phòng. Xà phòng tạo thành có tác dụng tẩy rửa và hấp phụ các<br />
chất màu trong nguyên liệu.<br />
- Loại khoáng: trong vỏ tôm, thành phần khoáng chủ yếu là muối CaCO 3 và rất<br />
ít Ca 3 (PO 4 ) 2 . Để loại khoáng, các nhà nghiên cứu đã sử dụng rất nhiều các tác nhân<br />
nhƣ HCl, H 2 SO 4 , HNO 3 , CH 3 COOH, … để khử khoáng. Nhƣng HCl đƣợc sử dụng<br />
nhiều nhất do loại khoáng gần nhƣ triệt để và không gây phản ứng phụ đáng kể.<br />
Nếu dùng H 2 SO 4 sẽ tạo muối khó tan khi lƣu chuyển nƣớc ngâm chậm. Phản ứng<br />
của HCl để khử khoáng canxi photphat, canxi cacbonat nhƣ sau:<br />
CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O<br />
Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6HCl → 3CaCl 2 + 2H 3 PO 4<br />
Trong quá trình rửa thì muối CaCl 2 tạo thành đƣợc rửa trôi, nồng độ HCl ảnh<br />
hƣởng lớn đến chất lƣợng của chitosan thành phẩm, đồng thời nó ảnh hƣởng lớn tới<br />
thời gian và hiệu quả khử khoáng. Nồng độ HCl cao sẽ rút ngắn đƣợc thời gian khử<br />
khoáng nhƣng độ nhớt chitin/chitosan giảm, nó sẽ làm cắt mạch polysaccharide<br />
( mạch này bị phân hủy thủy phân) dẫn đến chất lƣợng của chitin/chitosan sau này<br />
bị giảm. Ngƣợc lại nếu nồng độ HCl thấp thì thời gian khử khoáng sẽ tăng nhƣng ít<br />
bị ảnh hƣởng, song nếu nhƣ nồng độ HCl quá thấp thì khử khoáng sẽ không triệt để<br />
và thời gian xử lí kéo dài ảnh hƣởng tới chất lƣợng của chitin/chitosan, đồng thời<br />
phải kéo dài chu kì sản xuất.<br />
Nhiệt độ cũng ảnh hƣởng đến tốc độ khử khoáng. Nhiệt độ càng cao thì rút<br />
nắng thời gian khử khoáng.<br />
Tỷ lệ nguyên liệu và dung dịch HCl (%) cũng ảnh hƣởng tới hiệu quả khử<br />
khoáng. Nếu tỷ lệ này cao thì hiệu quả khử khoáng thấp do không đủ lƣợng HCl cần<br />
để phản ứng hết lƣợng khoáng có trong nguyên liệu. Nếu tỷ lệ này nhỏ có nghĩa là<br />
lƣợng dung dich HCl sử dụng cao khả năng cắt mạch polime lớn làm giảm chất<br />
lƣợng chitosan sau này.<br />
2.2.1.2. Qui trình điều chế chitosan<br />
Có thể dùng các tác nhân hóa học là NaOH đậm đặc hoặc tác nhân sinh học<br />
enzim deaxetylaza vi khuẩn để khử gốc axetyl của chitin để tạo thành chitosan.
30<br />
Phƣơng pháp hóa học: dùng NaOH đậm đặc ( 35-50%) để deaxetyl hóa [14].<br />
Chitin→<br />
Chitosan<br />
Qua nghiên cứu tài liệu, trong luận văn này tôi chọn quy trình chuyển hóa<br />
chitin thành chitosan đƣợc thực hiện theo hình 2.3 nhƣ sau:<br />
Chitin<br />
Ngâm trong dung dịch NaOH 46%, tỉ lệ w/v = 1/10, t = 24 giờ,<br />
ở nhiệt độ phòng, gạn và lọc. Thực hiện 3 lần.<br />
Rửa tới trung tính, sấy khô.<br />
Chitosan sạch<br />
Hình 2.3. Quy trình sản xuất chitosan<br />
Deaxetyl hóa chitin thành chitosan: Cân chính xác a gam chitin điều chế ra<br />
đƣợc ở trên cho vào cốc, sau đó cho dung dịch NaOH 35% vào đến ngập, đậy<br />
kín.Sau đó lọc, rửa bằng nƣớc cất nhiều lần cho đến khi nƣớc rửa ở môi trƣờng<br />
trung tính, sấy khô sản phẩm thu đƣợc chitosan thô.<br />
Hiệu suất của quá trình deaxetyl hóa đƣợc tính bằng công thức:<br />
H(%) = x 100% (2.1)<br />
Trong đó:<br />
m 0 : khối lƣợng chitin ban đầu (g)<br />
m 1 : khối lƣợng chitosan thu đƣợc (g)
31<br />
2.2.2. Xác định một số chỉ tiêu hóa lí của chitin/chitosan<br />
2.2.2.1. Xác định độ ẩm của chitin/ chitosan<br />
- Nguyên tắc: Sấy khô sản phẩm đến khối lƣợng không đổi.<br />
- Cách tiến hành:<br />
Cốc sạch đƣợc sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 105 0 C đến trọng lƣợng không đổi,<br />
dùng cân phân tích cân xác định trọng lƣợng lƣợng cốc cân m 0 (g). Bỏ vào cốc<br />
khoảng 1g chitin/ chitosan, đem cân phân tích, ghi nhận khối lƣợng, khi đó tổng<br />
lƣợng cốc cân và mẫu là m 1 (g).<br />
Đặt cốc vào tủ sấy đang ở nhiệt độ 100 0 C, sấy khoảng 4 giờ thì lấy cốc mẫu ra<br />
để nguội khoảng 15 phút trong bình hút ẩm có chất hút ẩm. Cân cốc mẫu đã sấy<br />
Cân xong để cốc vào sấy tiếp khoảng 2 giờ thì cân lại lần nữa cho đến khi<br />
trọng lƣợng cốc mẫu giữa các lần sấy không thay đổi. Ghi nhận khối lƣợng m 2 (g).<br />
Công thức tính độ ẩm: (W)<br />
W = (m 1 - m 2 ) x 100/( m 1 - m 0 ) % (2.2)<br />
Trong đó:<br />
m 0 : khối lƣợng cốc sau khi sấy đến khi khối lƣợng không đổi<br />
m 1 : khối lƣợng cốc và mẫu trƣớc khi sấy<br />
m 2 : khối lƣợng cốc và mẫu sau khi sấy đến khối lƣợng không đổi<br />
2.2.2.2. Xác đinh hàm lượng tro của chitin/chitosan<br />
Nguyên tắc: Tro hóa mẫu bằng nhiệt, sau đó xác định hàm lƣợng tro bằng<br />
phƣơng pháp khối lƣợng.<br />
Cách tiến hành:<br />
Lấy 2 mẫu vừa đƣợc xác định độ ẩm đem đi tro hóa. Đốt cẩn thận trên bếp điện<br />
đến than hóa. Nung nóng ở nhiệt độ 700 0 C cho đến khi thu đƣợc tro trắng ngà ( khi<br />
có mặt sắt sẽ có màu đỏ gạch, có mặt đồng và mangan có màu xanh nhạt). Làm<br />
nguội trong bình hút ẩm. Quá trình nung đƣợc lặp lại cho đến khi cốc nung có khối<br />
lƣợng không đổi m 2 . Để tăng nhanh quá trình tro hóa có thể cho vào cốc chứa tro (<br />
đã nguội) 3-5 giọt hydroperoxyt 5% sau đó tiến hành nhƣ trên.
32<br />
Hàm lƣợng tro (X) tính bằng % theo công thức<br />
X = [( m 2 – m 0 ) x 100]/ ( m 1 – m 0 ) (2.3)<br />
Trong đó:<br />
m 0 : khối lƣợng cốc nung<br />
m 1 : khối lƣợng cốc nung và mẫu ban đầu<br />
m 2 : khối lƣợng cốc nung và tro<br />
Kết quả là trung bình cộng kết quả 2 lần xác định song song. Chênh lệch kết<br />
quả giữa 2 lần xác định song song không đƣợc lớn hơn 0,02%.<br />
2.2.3. Nghiên cứu chế tạo VLHP xơ dừa biến tính bằng chitosan<br />
2.2.3.1. Quy trình xử lí sợi xơ dừa<br />
Quá trình xử lí sợi xơ dừa là quá trình tách loại các tạp chất nhƣ: lignin,<br />
pectin,… Một số tác nhân thƣờng đƣợc dùng cho quá trình xử lí sợi là H 2 SO 4 ,<br />
NaOH, ZnSO 4 ,…<br />
Xơ dừa<br />
Ngâm trong dung dịch HCl 0,5N, tỉ lệ w/v =6/100,<br />
t = 24 giờ, ở nhiệt độ phòng, gạn và lọc.<br />
Sản phẩm<br />
Ngâm trong dung dịch NaOH 0,5N + H 2 O 2 5%, tỉ lệ w/v =6/100,<br />
t = 24 giờ, ở nhiệt độ phòng, gạn và lọc.<br />
Rửa tới trung tính, sấy khô.<br />
Xơ dừa sau xử lí<br />
Hình 2.4. Quy trình xử lí sợi xơ dừa<br />
2.2.3.2. Điều chế VLHP xơ dừa biến tính<br />
Điều kiện tiến hành: Cân a gam chitiosan, 3-a gam xơ dừa sau xử lí cho vào cốc,<br />
sau đó, cho 50 ml CH 3 COOH 2% vào khuấy trong 1 giờ. Sau đó, lọc, rửa cho đến<br />
khi nƣớc lọc trung tính, đem sấy khô đến khối lƣợng không đổi.
Quy trình điều chế VLHP xơ dừa biến tính đƣợc tiến hành nhƣ sau:<br />
Chitosan + Xơ dừa<br />
33<br />
Khuấy trong dung dịch CH 3 COOH 2%, tỉ lệ w/v = 6/100,<br />
t = 1 giờ, ở nhiệt độ phòng.<br />
Ngâm trong dung dịch NaOH 5%, tỉ lệ w/v = 6/100,t = 1 giờ,<br />
ở nhiệt độ phòng.<br />
Gạn, lọc và rửa tới trung tính, sấy khô.<br />
Sản phẩm<br />
Hình 2.5. Quy trình điều chế VLHP xơ dừa biến tính<br />
2.2.3.3. Xác định đặc trưng của cấu trúc xơ dừa, VLHP xơ dừa biến tính dựa trên<br />
phổ hồng ngoại<br />
Nguyên tắc: Phƣơng pháp phổ hồng ngoại dựa trên cơ sở của sự tƣơng tác giữa<br />
chất cần phân tích với các tia đơn sắc có bƣớc sóng nằm trong miền hồng ngoại (<br />
400 – 4000 cm -1 ) [14]. Mỗi cực đại trong phổ IR đặc trƣng cho sự có mặt của một<br />
nhóm chức hoặc dao động của một liên kết. Do đó, có thể dựa vào tần số đặc trƣng<br />
này để dự đoán sự có mặt của các liên kết hoặc nhóm chức trong phân tử chất<br />
nghiên cứu.<br />
Thực nghiệm: Phổ IR của các vật liệu đƣợc thực hiện bởi kĩ thuật đo phản xạ<br />
truyền quang. Phổ hồng ngoại đƣợc ghi trên máy Nicolet iS10 Ft – IR trong vùng<br />
bƣớc sóng 400 đến 4000 cm -1 .<br />
2.2.3.4. Xác định đặc trưng cấu trúc xơ dừa, VLHP xơ dừa biến tính dựa trên phổ<br />
phân tích nhiệt<br />
Nguyên tắc: Phân tích nhiệt là nhóm phƣơng pháp theo dõi sự thay đổi tính chất<br />
của vật liệu ( mẫu đo) theo sự thay đổi nhiệt độ. Khi cung cấp nhiệt năng thì làm<br />
cho nhiệt độ của mẫu tăng lên một giá trị xác định tùy thuộc vào nhiệt lƣợng cung<br />
cấp và nhiệt lƣợng của mẫu. Ở trạng thái vật lí bình thƣờng nhiệt độ của mẫu biến<br />
đổi chậm theo nhiệt lƣợng, nhƣng khi có sự chuyển pha ( bay hơi, nóng chảy,…) thì
34<br />
sự biến đổi này bị gián đoạn hoặc thay đổi đột ngột. Các quá trình biến đổi này có<br />
thể ghi nhận bằng phƣơng pháp phân tích nhiệt.<br />
Phép phân tích nhiệt bao gồm nhiều phƣơng pháp khác nhau. Trong luận văn<br />
này, sử dụng phƣơng pháp phân tích TG ( Thermogravimetry) để đo sự biến đổi về<br />
khối lƣợng khi gia nhiệt và phép phân tích nhiệt vi sai quét ( Differential Thermal<br />
Analysis, DTA) xác định sự biến đổi của nhiệt lƣợng truyền qua mẫu.<br />
Thực nghiệm: Trong luận văn này, phƣơng pháp phân tích nhiệt TG – DTA<br />
đƣợc dùng để xác định sự có mặt của các vật liệu có trên bề mặt của xơ dừa và<br />
VLHP xơ dừa biến tính nhờ sự biến đổi của vật liệu theo nhiệt độ và hiện tƣợng mất<br />
khối lƣợng của vật liệu. Các mẫu đƣợc đo trong dòng khí trơ nitơ từ nhiệt độ phòng<br />
đến 800 o C với tốc độ gia nhiệt 10 o C/phút. Thông số của máy phân tích nhiệt là<br />
TGA/DSC model STA600 của hãng Perkin Elme – USA ở phòng thí nghiệm lọc<br />
dầu, khoa Hóa, trƣờng Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng.<br />
2.3. Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion Ni 2+ , Pb 2+ của VLHP xơ dừa biến tính<br />
bằng phƣơng pháp hấp phụ bể<br />
2.3.1. Cách tiến hành<br />
Chuẩn bị: Cân a gam VLHP xơ dừa biến tính cho mỗi lần thí nghiệm.<br />
Điều kiện tiến hành: Cho a gam VLHP xơ dừa biến tính cho vào 2 bình tam<br />
giác chứa 50 ml dung dịch ion kim loại Ni 2+ , Pb 2+ nồng độ C (ppm), pH. Tiến hành<br />
thí nghiệm ở nhiệt độ phòng với thời gian t ( giờ).<br />
Kết thúc thí nghiệm, lọc lấy dung dịch cho vào bình tam giác. Sau đó đem xác<br />
định nồng độ ion kim loại Ni 2+ , Pb 2+ của VLHP xơ dừa biến tính theo phƣơng pháp<br />
chuẩn độ tạo phức.<br />
Với đặc điểm dễ tạo phức của các kim loại trên, chúng tôi chọn phƣơng pháp<br />
chuẩn độ complexon, với các chỉ thị phù hợp. Quá trình thực hiện nhƣ sau:<br />
* Chuẩn hóa nồng độ Trilon B bằng dung dịch MgSO 4 chuẩn gốc: Dùng pipet<br />
bầu hút chính xác 10 ml dung dịch MgSO 4 0,01N cho vào bình nón, thêm 2 ml dung<br />
dịch đệm NH 4 OH + NH 4 Cl ( pH = 10) lắc đều, thêm chỉ thị ET-OO để dung dịch có<br />
màu đỏ nho. Sau đó định phân dung dịch MgSO 4 bằng dung dịch Trilon B ( định
35<br />
phân chậm và lắc đều) cho đến dung dịch đổi từ màu đỏ nho sang màu xanh biếc (<br />
không lẫn tím).<br />
Lặp lại thí nghiệm 2 – 3 lần, lấy kết quả trung bình: V 0 (ml). Từ đó tính đƣợc<br />
nồng độ của Triolon B.<br />
* Chuẩn độ Ni 2+ : Hút chính xác 10 ml dung dịch cho vào bình nón, thêm 1 ml dung<br />
dịch đệm NH 4 OH + NH 4 Cl ( pH = 10) lắc đều, thêm chỉ thị murexit để dung dịch có<br />
màu da cam. Sau đó định phân bằng dung dịch Trilon B đã biết trƣớc nồng độ<br />
( định phân chậm và lắc đều) cho đến khi dung dịch chuyển sang màu tím hoa cà.<br />
* Chuẩn độ Pb 2+ : Hút chính xác 10 ml dung dịch cho vào bình nón, thêm 2 – 3 giọt<br />
dung dịch HCl 0,1 M, rồi thêm 1 ml dung dịch đệm NH 4 OH + NH 4 Cl ( pH = 10) lắc<br />
đều, thêm chỉ thị ET-OO để dung dịch có màu đỏ nho. Sau đó định phân bằng dung<br />
dịch Trilon B đã biết trƣớc nồng độ ( định phân chậm và lắc đều) cho đến khi dung<br />
dịch chuyển sang màu xanh biếc ( không lẫn tím).<br />
Lặp lại thí nghiệm 2 – 3 lần, lấy kết quả thể tích Trilon B trung bình cần dùng.<br />
Từ đó tính đƣợc nồng độ ban đầu hoặc nồng độ sau hấp phụ của mỗi kim loại.<br />
Thay đổi các thông số thí nghiệm khác nhau: pH, thời gian, nồng độ ban đầu<br />
của ion kim loại để xác định điều kiện hấp phụ tối ƣu. Sau đó xây dựng phƣơng<br />
trình hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+ của VLHP xơ dừa biến tính theo phƣơng trình đẳng nhiệt<br />
Langmuir và đánh giá khả năng hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+ của VLHP xơ dừa biến tính.<br />
* Tải trọng hấp phụ là lƣợng chất bị hấp phụ bởi 1 gam chất hấp phụ rắn, đƣợc<br />
tính theo công thức:<br />
q=<br />
* Hiệu suất hấp phụ ( H% ) đƣợc tính theo công thức:<br />
H (%) = 00%<br />
Trong đó:<br />
q : Tải trọng hấp phụ (ppm)<br />
H: Hiệu suất hấp phụ (%)<br />
C i : Nồng độ của dung dịch trƣớc khi hấp phụ (ppm)
36<br />
C f : Nồng độ của dung dịch sau khi hấp phụ (mg/l)<br />
V: Thể tích dung dịch đem đi hấp phụ (l)<br />
m: Khối lƣợng chất đem đi hấp phụ (g)<br />
2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ<br />
Điều kiện tiến hành: Tiến hành ở điều kiện nhƣ trên, với: C = 50 ppm, t = 1 giờ;<br />
tỷ lệ rắn/lỏng = 1/100 (w/v), pH thay đổi từ 1 – 7.<br />
Từ kết quả khảo sát, chọn pH tốt nhất cho các nghiên cứu tiếp theo.<br />
2.3.3. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ<br />
Điều kiện tiến hành: Tiến hành ở điều kiện nhƣ trên, với: C = 50 ppm, tỉ lệ<br />
rắn/lỏng = 1/100 (w/v), pH là giá trị tối ƣu, t thay đổi từ 1- 3 giờ.<br />
Từ kết quả khảo sát, chọn thời gian tối ƣu ( tức là: thời gian đạt cân bằng hấp phụ)<br />
cho các nghiên cứu tiếp theo.<br />
2.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ion Ni 2+ , Pb 2+ đến quá trình hấp phụ<br />
Điều kiện tiến hành: Tiến hành ở điều kiện nhƣ trên, với: tỉ lệ rắn/lỏng = 1/100<br />
(w/v), pH là giá trị tối ƣu, t là thời gian tối ƣu, C thay đổi từ 50-500 ppm.<br />
Từ các kết quả thu đƣợc, tiến hành hồi qui các số liệu thực nghiệm bằng các<br />
phần mềm chuyên dụng để xác định các hằng số của phƣơng trình hấp phụ đẳng<br />
nhiệt Langmuir. Qua đó xác định tải trọng hấp phụ cực đại của ion kim loại Ni 2+ ,<br />
Pb 2+ .<br />
Phƣơng trình đẳng nhiệt có dạng: q = q max .<br />
q: tải trọng hấp phụ tại thời điểm cân bằng<br />
q max : tải trọng hấp phụ cực đại<br />
b: hằng số đặc trƣng cho năng lƣợng tƣơng tác của chất hấp phụ và chất bị hấp<br />
phụ<br />
Để xác định các hằng số trong phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, có<br />
thể chuyển phƣơng trình trên thành phƣơng trình đƣờng thẳng.<br />
= +
37<br />
Đây là phƣơng trình đƣờng thẳng biểu thị sự phụ thuộc của C f /q vào C f . Từ<br />
phƣơng trình này, ta xác định đƣợc các hằng số q max và b trong phƣơng trình từ độ<br />
dốc và đoạn cắt trục tung.<br />
2.3.5. Khảo sát ảnh hưởng của lực ion lạ<br />
Chuẩn bị: Cân 0,5 g VLHP xơ dừa biến tính cho mỗi lần thí nghiệm, chuẩn bị<br />
các bình định mức 50 ml, chuẩn bị dãy dung dịch có thể tích 50 ml, chứa các muối<br />
cần khảo sát ảnh hƣởng ( NaCl, MgCl 2 , CaCl 2 , Na 2 CO 3 , Na 3 PO 4 ) có nồng độ từ 20<br />
ppm đến 100 ppm và dung dịch Ni 2+ = 300 ppm, dung dịch Pb 2+ = 300 ppm.<br />
Điều kiện tiến hành: Chuẩn bị dãy dung dịch có thể tích 50 ml, chứa các muối<br />
cần khảo sát ảnh hƣởng có nồng độ từ 20 ppm đến 100 ppm và nồng độ xác điịnh<br />
các ion kim loại cho vào mỗi bình chứa 0,5 VLHP. Lắc đều hỗn hợp, sau đó để<br />
trong 24 giờ. Dung dịch sau khi lắc đƣợc lọc bỏ phần rắn và xác định nồng độ các<br />
ion kim loại [17].
38<br />
3.1. Tách chitin từ vỏ tôm<br />
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br />
Xử lí nguyên liệu: Vỏ tôm sau khi thu nhận về, rửa sạch, loại bỏ hết phần thịt,<br />
phơi khô, bảo quản trong túi nilon.<br />
Quá trình tách chitin từ vỏ tôm đƣợc thực hiện theo quy trình ở hình 2.2.<br />
3.1.1. Xác định hàm lượng chitin trong vỏ tôm<br />
Cách tiến hành: Cân 10g vỏ tôm và tiến hành tách chitin theo qui trình hình<br />
2.2. Hàm lƣợng chitin có trong vỏ tôm đƣợc xác định theo công thức sau:<br />
Hàm lƣợng chitin (%)= x 100%<br />
Trong đó: m 1 : số gam vỏ tôm ban đầu (g)<br />
m 2 : số gam chitin thu đƣợc (g)<br />
Kết quả quá trình tách chitin trong vỏ tôm đƣợc thể hiên ở bảng 3.1 và hình 3.1.<br />
STT<br />
Bảng 3.1. Kết quả thể hiện hàm lƣợng chitin có trong vỏ tôm<br />
Khối lƣợng vỏ tôm<br />
ban đầu (g)<br />
Khối lƣợng chitin<br />
thu đƣợc (g)<br />
Hàm lƣợng chitin (%)<br />
1 10 2,72 27,2<br />
2 10 2,68 26,8<br />
3 10 2,65 26,5<br />
4 10 2,75 27,5<br />
5 10 2,70 27,0<br />
Hàm lƣợng chitin trung bình 27<br />
Hình 3.1. Chitin tách từ vỏ tôm
39<br />
Nhận xét: Chitin tách từ vỏ tôm ở dạng hình vảy màu trắng phớt hồng, hàm<br />
lƣợng chitin trung bình trong vỏ tôm nghiên cứu là 27%.<br />
3.1.2. Xác định độ ẩm<br />
Sấy khô chitin ở điều kiện 100 o C trong 4 giờ. Kết quả xác định độ ẩm của<br />
chitin đƣợc trình bày ở bảng 3.2.<br />
Bảng 3.2. Độ ẩm của chitin<br />
STT<br />
Khối lƣợng Khối lƣợng Khối lƣợng<br />
cốc (m 0 ) cốc + mẫu (m 1 ) cốc + mẫu sau sấy (m 2 )<br />
Độ ẩm<br />
1 34,575 35,576 34,685 11,05<br />
2 33,152 34,160 33,262 10,91<br />
3 33,229 34,232 33,341 11,17<br />
Trung bình 11.043<br />
3.1.3. Xác định độ tro<br />
Tro hóa 1 gam chitin ở điều kiện 700 o C trong 4 giờ. Kết quả xác định độ tro của<br />
chitin đƣợc trình bày ở bảng 3.3.<br />
Bảng 3.3. Độ tro của chỉtin<br />
STT<br />
Khối lƣợng Khối lƣợng Khối lƣợng Độ tro<br />
cốc (m 0 ) cốc + mẫu (m 1 ) cốc + mẫu sau sấy (m 2 ) (%)<br />
1 32,795 33,809 32,808 1,282<br />
2 31,718 32,725 31,730 1,191<br />
3 33,132 34,139 33,143 1,290<br />
Trung bình 1,254<br />
3.2. Deaxetyl hóa chuyển chitin thành chitosan<br />
Quá trình deaxetyl hóa chuyển chitin thành chitosan đƣợc thực hiện theo qui<br />
trình ở hình 2.3.<br />
3.2.1. Xác định hiệu suất của quá trình điều chế chitosan từ chitin<br />
Hiệu suất của quá trình điều chế chitosan từ chitin đƣợc xác định theo công<br />
thức 2.1.
40<br />
Kết quả của quá trình điều chế chitosan từ chitin đƣợc thể hiện ở bảng 3.4 và<br />
hình 3.2.<br />
Bảng 3.4. Kết quả hiệu suất của quá trình điều chế chitosan từ chitin<br />
STT<br />
Khối lƣợng chitin Khối lƣợng chitosan<br />
ban đầu (g) thu đƣợc (g)<br />
Hiệu suất (%)<br />
1 5 3,253 65,06<br />
2 5 3,238 64,76<br />
3 5 3,313 66,26<br />
Trung bình 65,36<br />
Hình 3.2. Chitosan thu đƣợc từ chitin<br />
Nhận xét: Sau quá trình deaxetyl hóa và tinh chế chitosan, sản phẩm thu đƣợc<br />
là chitosan ở dạng vảy, hình kim, màu trắng đục. Có sự chuyển màu này là ở các<br />
quá trình khử khoáng, khử protein và deaxetyl đã làm mất đi một phần màu sắc.<br />
3.2.2. Xác định hàm lượng tro của chitosan<br />
Tro hóa 1 gam chitosan ở điều kiện 700 o C trong 4 giờ. Kết quả xác định hàm<br />
lƣợng tro của mẫu chitosan đƣợc trình bày ở bảng 3.5<br />
Bảng 3.5. Hàm lƣợng tro của chitosan<br />
STT<br />
Khối lƣợng Khối lƣợng Khối lƣợng Hàm lƣợng tro<br />
cốc (m 0 ) cốc + mẫu(m 1 ) cốc + tro (m 2 ) (%)<br />
1 33,480 34,485 33,491 1,1<br />
2 33,152 34,160 33,164 1,19<br />
3 34,575 35,576 34,588 1,29<br />
Trung bình 1,93
41<br />
Nhận xét: Dƣới điều kiện nhiệt độ cao hầu hết các chất hữu cơ bị đốt cháy.<br />
Hàm lƣợng tro thấp chứng tỏ quá trình khử khoáng vỏ tôm đƣợc thực hiện tƣơng<br />
đối triệt để.<br />
3.3. Kết quả nghiên cứu chế tạo VLHP xơ dừa biến tính<br />
3.3.1. Xác định hiệu suất của quá trình xử lí xơ dừa<br />
Quá trình xử lí xơ dừa đƣợc thực hiện theo qui trình hình 2.4. Kết quả của quá<br />
trình xử lí đƣợc thể hiện ở bảng 3.6 và hình 3.3.<br />
Bảng 3.6. Hiệu suất của quá trình xử lí xơ dừa<br />
STT<br />
Khối lƣợng xơ dừa<br />
ban đầu (g)<br />
Khối lƣợng xơ dừa<br />
sau xử lí (g)<br />
Hiệu suất (%)<br />
1 10 7,213 72,13<br />
2 10 7,157 71,57<br />
3 10 7,189 71,89<br />
Trung bình 71,86<br />
Hình 3.3. Xơ dừa sau xử lí<br />
Nhận xét: Xơ dừa sau xử lí có màu vàng khác với màu xơ dừa ban đầu là do đã<br />
loại các tạp chất nhƣ lignin, pectin, …<br />
3.3.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn – rắn chitosan/xơ dừa đến quá trình điều chế<br />
VLHP xơ dừa biến tính
Hiệu suất (%)<br />
42<br />
Điều kiện tiến hành: Cân a gam chitiosan, 3 - a gam xơ dừa sau xử lí cho vào<br />
cốc, sau đó, cho 50 ml CH 3 COOH 2% vào khuấy trong 1 giờ. Sau đó, lọc, rửa cho<br />
đến khi nƣớc lọc trung tính, đem sấy khô đến khối lƣợng không đổi. Kết quả thu<br />
đƣợc trình bày ở bảng 3.7 và hình 3.4.<br />
Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của tỉ lệ rắn- rắn chitosan/ xơ dừa đến quá trình điều chế<br />
VLHP xơ dừa biến tính<br />
Khối lƣợng chitosan (g) 0,5 1,0 1,5 2.0 2,5<br />
Khối lƣợng xơ dừa (g) 2,5 2.0 1,5 1,0 0,5<br />
Hiệu suất (%) 73 76 79 81 78<br />
82<br />
80<br />
78<br />
76<br />
74<br />
72<br />
70<br />
hiệu suất (%)<br />
68<br />
0.5 - 2.5 1.0 - 2.0 1.5 - 1.5 2.0 - 1.0 2.5 - 0.5<br />
Khối lƣợng chitosan/xơ dừa (g/g)<br />
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của tỉ lệ rắn- rắn chitosan/ xơ dừa đến quá trình điều chế<br />
VLHP xơ dừa biến tính<br />
Dựa vào bảng 3.7 và hình 3.4, có thể thấy tỉ lệ rắn- rắn ảnh hƣởng đến hiệu suất<br />
hấp phụ chitosan/ xơ dừa. Tại tỉ lệ chitosan/ xơ dừa, quá trình đạt cân bằng. Vậy ta<br />
chọn tỉ lệ rắn- rắn chitosan/ xơ dừa 2:1 cho quá trình nghiên cứu tiếp theo.<br />
3.3.3. Hiệu suất của quá trình chế tạo VLHP xơ dừa biến tính<br />
Hiệu suất của quá trình chế tạo VLHP xơ dừa biến tínhđƣợc tính theo công<br />
thức:<br />
H (%) = x 100 %<br />
Trong đó:<br />
m 1 : tổng số gam chitosan/ xơ dừa ban đầu
43<br />
m 2 : tổng số gam VLHP sau khi điều chế<br />
H: hiệu suất của quá trình<br />
Tiến hành điều chế VLHP xơ dừa biến tính nhƣ sơ đồ hình ở điều kiện khảo sát<br />
ở trên, kết quả đƣợc ghi ở bảng 3.8 và hình 3.5.<br />
Bảng 3.8. Kết quả hiệu suất của quá trình điều chế VLHP xơ dừa biến tính<br />
STT<br />
Tổng khối lƣợng Khối lƣợng VLHP<br />
chitosan/ xơ dừa (g) thu dƣợc (g)<br />
Hiệu suất (%)<br />
1 3 2,26 75,3<br />
2 3 2,29 76,3<br />
3 3 2.30 76,67<br />
Trung bình 76,09<br />
Hình 3.5. VLHP xơ dừa biến tính<br />
Nhận xét: VLHP xơ dừa biến tính có màu vàng nâu, gần giống với màu màu<br />
của xơ dừa sau xử lí.<br />
3.3.4. Phổ hồng ngoại của xơ dừa, VLHP xơ dừa biến tính<br />
Tiến hành đo phổ hồng ngoại của các mẫu trên máy Nicolet iS10 FT-IR tại<br />
khoa Hóa, trƣờng Đại Học Bách Khoa Đà nẵng. Mẫu đƣợc đo bằng kĩ thuật chụp<br />
phản xạ truyền quang trong vùng 400 – 4000cm -1 . Kết quả đo đƣợc trình bày ở bảng<br />
3.9, hình 3.6 và 3.7.
44<br />
Bảng 3.9. Những dải hồng ngoại chính của mẫu xơ dừa và VLHP xơ dừa biến tính<br />
Dải tần số (cm -1 )<br />
Xơ dừa Xơ dừa biến tính<br />
3420 3469<br />
Nhóm chức liên kết<br />
Dao động hóa trị của liên kết O-H<br />
Dao động hóa trị của liên kết N-H<br />
2839 2983 Dao động hóa trị của liên kết C-H<br />
1511- 1623 1511- 1629<br />
1076 1126<br />
Dao động biến dạng của liên kết N-H<br />
Dao động hóa trị của liên kết C=C (thơm)<br />
Dao động hóa trị của liên kết C-O (ete)<br />
Dao động hóa trị của liên kết C-N<br />
Hình 3.6. Phổ hồng ngoại của xơ dừa
45<br />
Hình 3.7. Phổ hồng ngoại của VLHP xơ dừa biến tính<br />
Nhận xét:<br />
Vạch hấp phụ ở 3420 cm -1 của xơ dừa và 3469 cm -1 của VLHP xơ dừa biến tính<br />
là 1 pic đặc trƣng cho dao động hóa trị của nhóm -OH trong ancol và dao động hóa<br />
trị của nhóm chức –NH trong amin bậc 1. Xuất hiện vạch hấp phụ ở 2839 cm -1 và<br />
2983 cm -1 là một pic đặc trƣng của dao động hóa trị của liên kết –CH trong hợp chất<br />
ankan. Các dao động hóa trị của nhóm -CO trong nghiên cứu ở vạch 1076 cm -1 của<br />
xơ dừa và 1126 cm -1 của VLHP xơ dừa biến tính, nó đặc trƣng cho nhóm chức ete.<br />
Từ số sóng ở 1511- 1629 cm -1 xuất hiện những pic đặc trƣng của dao động biến dạng<br />
của nhóm chức –NH trong amin bậc 1, và dao động hóa trị của liên kết C=C trong<br />
hợp chất thơm.<br />
Nhìn chung, Phổ IR của xơ dừa và xơ dừa biến tính khá giống nhau. Từ bƣớc<br />
sóng khoảng 1000 – 1650 cm -1 , đặc trƣng cho dao động hóa trị của nhóm chức -CO<br />
trong ancol, và dao động biến dạng của nhóm –NH trong amin bậc 1 trong phổ IR<br />
của VLHP xơ dừa biến tính xuất hiện nhiều pic với cƣờng độ mạnh hơn phổ IR của<br />
xơ dừa. Chứng tỏ các nhóm chức amin của chitosan đã phủ lên bề mặt xơ dừa.
46<br />
3.3.5. Phổ phân tích nhiệt trọng lượng TGA của xơ dừa, VLHP xơ dừa biến tính<br />
Giản đồ phân tích nhiệt ghi trong môi trƣờng khí trơ Nitơ, tốc độ gia nhiệt<br />
10 o C/ phút từ nhiệt độ phòng đến 800 o C trên máy TGA/DSC model STA600 của<br />
hãng Perkin Elme-USA ở phòng thí nghiệm lọc dầu, khoa Hóa, trƣờng Đại Học<br />
Bách Khoa Đà Nẵng.<br />
Hình 3.8. Phổ phân tích nhiệt trọng lƣợng của xơ dừa<br />
Hình 3.9. Phổ phân tích nhiệt trọng lƣợng TGA của VLHP xơ dừa biến tính<br />
Nhận xét:<br />
Từ giản đồ phân tích nhiệt TGA của xơ dừa, VLHP xơ dừa biến tính hình 3.8<br />
và hình 3.9, kết quả cho thấy: Ban đầu, ở điều kiện nhiệt độ bình thƣờng, chúng tôi<br />
thấy rằng ở vị trí bắt đầu phân tích, nhiệt độ khoảng 28 o C, khối lƣợng mẫu là 100%.<br />
Trong khoảng từ nhiệt 28 o C đến 200 o C có hiện tƣợng mất trọng lƣợng nhẹ, đây là
47<br />
quá trình mất nƣớc vật lí. Phần trăm khối lƣợng mẫu giảm khi tăng nhiệt độ 200 o C<br />
đến 500 o C đối với cả hai vật liệu nhƣng ở mẫu VLHP xơ dừa biến tính thì cƣờng độ<br />
pic mạnh hơn chứng tỏ có sự hấp thu nhiệt nhiều hơn mẫu xơ dừa , có sự giảm về<br />
phần trăm khối lƣợng ở đây là do các quá trình phân hủy một phần cấu trúc nhƣ<br />
lignin, pectin, … bởi quá trình gia tăng nhiệt. Đến nhiệt độ khoảng 500 o C đối với<br />
xơ dừa, 600 o C đối với VLHP xơ dừa biến tính phần trăm khối lƣợng mẫu giảm<br />
mạnh do quá trình phân hủy toàn bộ cấu trúc vật liệu, ở VLHP xơ dừa biến tính có<br />
nhiệt độ cao hơn điều đó cho thấy chitosan đã bao phủ bề mặt xơ dừa sau xử lí.<br />
3.4. Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion M 2+ bằng phƣơng pháp hấp phụ bể<br />
3.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH<br />
Điều kiện tiến hành: Chuẩn bị 1 dãy bình chứa 0,5 g vật liệu có thêm 50 ml các<br />
dung dịch M 2+ 50 ppm, thời gian hấp phụ trong 0,5 giờ, ở nhiệt độ phòng thí<br />
nghiệm, với giá trị pH thay đổi từ 1 – 7.<br />
Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ đƣợc trình bày ở<br />
bảng 3.10 và hình 3.10, hình 3.11.<br />
Bảng 3.10. Kết quả ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ<br />
STT pH<br />
C i<br />
(ppm)<br />
C f<br />
Dung dịch Ni 2+ Dung dịch Pb 2+<br />
H q<br />
(ppm) (%) (mg/g) (ppm) (%) (mg/g)<br />
C f<br />
H Q<br />
1 1 50 42,58 14,84 0,742 43,47 13,06 0,653<br />
2 2 50 38,115 23,77 1,1885 41,4 17,2 0,86<br />
3 3 50 32,285 35,43 1,7715 39,33 21,34 1,067<br />
4 4 50 28,176 43,648 2,1824 35,19 29,62 1,481<br />
5 5 50 22,983 54,034 2,7017 33,12 33,76 1,688<br />
6 6 50 24,345 52,31 2,5655 35,675 28,65 1,4325<br />
7 7 50 25,876 48,248 2,4124 37,98 24,04 1,202
Tải trọng hấp phụ (mg/g)<br />
Hiệu suất hấp phụ (%)<br />
48<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
1 2 3 4 5 6 7<br />
pH<br />
Ni(II)<br />
Pb(II)<br />
Hình 3.10. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất hấp phụ<br />
3<br />
2.5<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
0<br />
1 2 3 4 5 6 7<br />
pH<br />
Ni(II)<br />
Pb(II)<br />
Hình 3.11. Ảnh hƣởng của pH đến tải trọng hấp phụ<br />
Nhận xét: Khả năng hấp phụ ion M 2+ của VLHP xơ dừa biến tính phụ thuộc rất<br />
lớn vào pH của dung dịch hấp phụ. Nhìn vào đồ thị hình và hình ta thấy khả năng<br />
hấp phụ tăng dần theo pH. Vậy nên chọn pH = 5 cho cả hai ion cho các quá trình<br />
nghiên cứu tiếp theo.<br />
Giải thích: Đối với ion M 2+ , nhóm -NH 2 trên mạch VLHP xơ dừa biến tính<br />
đóng vai trò là chất cho electron, các electron tự do ở nguyên tử nitơ của nhóm<br />
amine có thể tạo liên kết phối trí với các ion M 2+ , làm giảm hàm lƣợng ion M 2+<br />
trong dung dịch.
49<br />
Ở pH thấp, khả năng hấp phụ của VLHP xơ dừa biến tính không đáng kể và khả<br />
năng đó tăng khi pH của dung dịch hấp phụ tăng từ 1-5. Nguyên nhân là do nhóm<br />
-NH 2 của VLHP xơ dừa biến tính sẽ kết hợp với H + và mang điện tích dƣơng. Nên<br />
các phần tử của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ đều tích điện dƣơng bởi vậy lực<br />
tƣơng tác là lực đẩy tĩnh điện, bên cạnh đó nồng độ H + cao sẽ cạnh tranh với cation<br />
kim loại trong quá trình hấp phụ nên làm giảm hiệu suất hấp phụ.<br />
Tại pH = 5, khả năng hấp phụ của VLHP xơ dừa biến tính là lớn nhất. Nguyên<br />
nhân là do khi ở pH cao, các nhóm amino không bị proton hóa và ion kim loại dễ<br />
dàng liên kết với nhóm amino. Vì vậy, nồng độ ion M 2+ còn lại sau hấp phụ càng<br />
thấp khi pH dung dịch hấp phụ càng cao.<br />
Khi pH > 5, khả năng hấp phụ của VLHP xơ dừa biến tính giảm. Nguyên nhân<br />
là do các ion kim loại kết hợp với ion -OH tạo kết tủa bám lên trên bề mặt VLHP.<br />
3.4.2. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ<br />
Điều kiện tiến hành: Chuẩn bị 1 dãy bình chứa 0,5 g vật liệu có thêm 50 ml các<br />
dung dịch M 2+ 50 ppm, giá trị pH = 5, ở nhiệt độ phòng thí nghiệm, với thời gian<br />
hấp phụ thay đổi từ 0,5 – 3,0 giờ.<br />
Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian đạt cân bằng hấp phụ đƣợc trình<br />
bày ở bảng 3.11 và hình 3.12, hình 3.13.<br />
STT<br />
Bảng 3.11. Kết quả ảnh hƣởng của thời gian đạt cân bằng hấp phụ.<br />
Thời gian<br />
( giờ)<br />
C i<br />
(ppm)<br />
Dung dịch Ni 2+ Dung dịch Pb 2+<br />
C f<br />
H q<br />
C f<br />
(ppm) (%) (mg/g) (ppm) (%)<br />
H<br />
Q<br />
(mg/g)<br />
1 0,5 50 12,9 74,2 3,71 22,77 54,46 2,723<br />
2 1,0 50 12,32 75,34 3,767 20,7 58,6 2,93<br />
3 1,5 50 11,74 76,52 3,826 16,54 66,92 3,346<br />
4 2,0 50 11,15 77,69 3,884 12,42 75,16 3,758<br />
5 2,5 50 10,56 78,86 3,943 12,42 75,16 3,758<br />
6 3,0 50 10,56 78,86 3,943 12,42 75,16 3,758
Tải trọng hấp phụ (mg/l)<br />
Hiệu suất hấp phụ (%)<br />
50<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
Ni(II)<br />
Pb(II)<br />
0<br />
0.5 1 1.5 2 2.5 3<br />
Thời gian (giờ)<br />
Hình 3.12.Ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ<br />
4.5<br />
4<br />
3.5<br />
3<br />
2.5<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
0<br />
0.5 1 1.5 2 2.5 3<br />
Thời gian ( giờ)<br />
Ni(II)<br />
Pb(II)<br />
Hình3.13.Ảnh hƣởng của thời gian đến tải trọng hấp phụ<br />
Nhận xét: Nhìn vào đồ thị hình và hình ta thấy khả năng hấp phụ tăng dần theo<br />
thời gian, quá trình hấp phụ đạt cân bằng tại t = 2,5 giờ ( đối với Ni 2+ ), t = 2 giờ (<br />
đối với ion Pb 2+ ) nên chọn t = 2,5 giờ ( đối với Ni 2+ ), t = 2 giờ ( đối với ion Pb 2+ )<br />
cho các quá trình nghiên cứu tiếp theo.<br />
Giải thích: Khi thời gian hấp phụ tăng thì ion kim loại Ni 2+ , Pb 2+ đi vào các<br />
mao quản của VLHP nhiều hơn, do đó hiệu suất hấp phụ và tải trọng hấp phụ tăng<br />
lên. Khi đã đạt cân bằng hấp phụ thì các tâm hấp phụ trên chất hấp phụ đã bị chiếm<br />
chỗ tới mức tối đa nên thời gian hấp phụ tăng lên nhƣng hiệu suất hấp phụ và tải<br />
trọng tăng lên không đáng kể.
Hiệu suất hấp phụ (%)<br />
51<br />
3.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ion M 2+ ban đầu<br />
Điều kiện tiến hành: Chuẩn bị 1 dãy bình chứa 0,5 g vật liệu có thêm 50 ml các<br />
dung dịch M 2+ có nồng độ thay đổi từ 50 – 500 ppm, giá trị pH = 5, thời gian hấp<br />
phụ 2,5 giờ đối với Ni 2+ , 2 giờ đối với Pb 2+ , ở nhiệt độ phòng thí nghiệm.<br />
Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ ion Ni 2+, Pb 2+ ban đầu đến khả<br />
năng hấp phụ đƣợc trình bày ở bảng 3.12 và hình 3.14, hình 3.15.<br />
Bảng 3.12. Kết quả ảnh hƣởng của nồng độ ion Ni 2+ , Pb 2+ ban đầu đến khả năng<br />
hấp phụ<br />
STT<br />
Nồngđộ<br />
(ppm)<br />
C i<br />
(ppm)<br />
dung dịch Ni 2+ dung dịch Pb 2+<br />
C f<br />
H q<br />
C f<br />
(ppm) (%) (mg/g) (ppm) (%)<br />
H<br />
q<br />
(mg/g)<br />
1 50 50 10.566 78.868 3.9434 12.42 75.16 3.758<br />
2 100 100 26.41 73.59 7.359 35.19 64.81 6.481<br />
3 200 200 109.18 45.409 9.0818 74.52 62.74 12.548<br />
4 300 300 189.61 36.795 11.039 134.55 55.15 16.545<br />
5 400 400 293.5 26.625 10.65 196.65 50.838 20.335<br />
6 500 500 381.55 23.69 11.845 267.03 46.594 23.297<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
50 100 200 300 400 500<br />
Nồng độ (ppm)<br />
Ni(II)<br />
Pb(II)<br />
Hình 3.14. Ảnh hƣởng của nồng độ ion Ni 2+, Pb 2+ ban đầu đến hiệu suất hấp phụ
Tải trọng hấp phụ (mg/l)<br />
52<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
Ni(II)<br />
Pb(II)<br />
5<br />
0<br />
50 100 200 300 400 500<br />
Hình 3.15. Ảnh hƣởng của nồng độ ion Ni 2+, Pb 2+ ban đầu đến tải trọng hấp phụ<br />
Nhận xét: Nhìn vào đồ thị hình, ta thấy tải trọng hấp phụ gần nhƣ tăng tuyến<br />
tính khi tăng nồng độ ion kim loại còn hiệu suất hấp phụ giảm khi tăng nồng độ ion<br />
kim loại. Cùng với một lƣợng VLHP, ở cùng một điều kiện thí nghiệm nhƣ nhau,<br />
nồng độ chất bị hấp phụ càng lớn thì khả năng hấp phụ của VLHP xơ dừa biến tính<br />
dừa càng tăng.<br />
Giải thích: Cùng một lƣợng VLHP với nồng độ loãng, các ion kim loại chuyển<br />
động tự do, có khả năng hấp phụ tốt. Ở nồng độ cao, có sự va chạm, cản trở chuyển<br />
động lẫn nhau giữa các chất bị hấp phụ trong quá trình hấp phụ nên làm giảm hiệu<br />
suất hấp phụ.<br />
* Xác định tải trọng hấp phụ cực đại<br />
Từ các số liệu thu đƣợc khi khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ ion kim loại ban<br />
đầu đến khả năng hấp phụ ion Ni 2+, Pb 2+ lên VLHP xơ dừa biến tính ta tính toán các<br />
giá trị q, C f , C f /q để xây dựng phƣơng trình đẳng nhiệt hấp phụ cho phép đánh giá,<br />
mô tả bản chất quá trình hấp phụ, tìm ra đƣợc điều kiện tối ƣu cho việc sử dụng chất<br />
hấp phụ. Ở đây, phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmiur đƣợc sử dụng để đánh<br />
giá khả năng hấp phụ của VLHP xơ dừa biến tính trong dung dịch. Phƣơng trình<br />
này giả thiết rằng sự hấp phụ chỉ xảy ra đơn lớp trên bề mặt và tại những vị trí nhất<br />
định trên bề mặt VLHP. Ái lực hấp phụ của tất cả các tâm hấp phụ là nhƣ nhau. Từ<br />
đó xác định tải trọng hấp phụ cực đại.
Cf/q<br />
Cf/q<br />
53<br />
Kết quả đƣợc trình bày ở hình 3.16 và hình 3.17<br />
25<br />
20<br />
15<br />
y = 0.0518x + 2.8244<br />
10<br />
R² = 0.9971<br />
5<br />
0<br />
0 100 200 300 400 500<br />
Cf<br />
Ni 2+<br />
q max = = 19,6 (mg/g)<br />
b = = 0,018 (ppm)<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
y = 0.03x + 3.7216<br />
6<br />
R² = 0.9719<br />
4<br />
2<br />
0<br />
0 50 100 150 200 250 300<br />
Cf<br />
Hình 3.16. Dạng tuyến tính của phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của ion<br />
Từ phƣơng trình y = 0,051x + 2,824, ta xác định đƣợc tải trọng hấp phụ cực đại<br />
và hằng số cân bằng hấp phụ ion Ni 2+ nhƣ sau:<br />
Hình 3.17. Dạng tuyến tính của phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của ion
54<br />
Từ phƣơng trình y = 0,03x + 3,721, ta xác định đƣợc tải trọng hấp phụ cực đại<br />
và hằng số cân bằng hấp phụ ion Pb 2+ nhƣ sau:<br />
q max =<br />
= 33,33 ( mg/g)<br />
b =<br />
= 8,063.10 -3 ( ppm)<br />
Nhận xét: Nhìn vào đồ thị hình cho thấy đại lƣợng hấp phụ (Cf/q) tăng dần<br />
theo chiều tăng của nồng độ của ion kim loại. Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt<br />
Langmuir mô tả khá chính xác sự hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+ lên VLHP xơ dừa biến tính<br />
( thể hiện qua hệ số tƣơng quan R 2 của phƣơng trình hồi quy). Từ phƣơng trình thu<br />
đƣợc, chúng tôi xác định đƣợc tải trọng hấp phụ cực đại và hằng số cân bằng hấp<br />
phụ của mỗi kim loại.<br />
3.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của lực ion lạ<br />
3.4.4.1. Ảnh hưởng của lực ion NaCl<br />
Điều kiện tiến hành: VLHP xơ dừa biến tính: 0,5 g; thể tích dung dịch: 50 ml,<br />
nồng độ dung dịch NaCl thay đổi từ 20 ppm đến 100 ppm; khuấy đều ở nhiệt độ<br />
phòng trong 24 giờ. Kết quả ảnh hƣởng của lực ion NaCl đƣợc trình bày ở bảng<br />
3.13 và hình 3.18.<br />
Bảng 3.13. Ảnh hƣởng của lực ion NaCl đến quá trình hấp phụ<br />
dung dịch Ni 2+ dung dịch Pb 2+<br />
STT<br />
nồng độ C i<br />
C f H C f H<br />
(ppm) (ppm)<br />
(ppm) (%) (ppm) (%)<br />
1 20 120 51,069 57,4425 12,432 89,64<br />
2 40 120 54,004 54,99667 18,648 84,46<br />
3 60 120 57,526 52,06167 26,936 77,55333<br />
4 80 120 59,874 50,105 31,08 74,1<br />
5 100 120 62,222 48,14833 37,297 68,91917
Hiệu suất hấp phụ ( %)<br />
55<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
20 40 60 80 100<br />
Nồng độ NaCl (ppm)<br />
Ni(II)<br />
Pb(II)<br />
Hình 3.18. Ảnh hƣởng của lực ion NaCl đến hiệu suất hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+<br />
Nhận xét: Lực ion của NaCl ảnh hƣởng nhiều đến hiệu suất hấp phụ. Hiệu suất<br />
hấp phụ ở VLHP giảm khi hàm lƣợng NaCl tăng từ 20 đến 100 ppm nhƣ trình bày ở<br />
hình. Trong trƣờng hợp này, lực ion tác động mạnh đến khả năng hấp phụ. Điều này<br />
cho thấy ion Cl - ít cạnh tranh với các anion của Ni 2+ , Pb 2+ .<br />
3.4.4.2. Ảnh hưởng của lực ion Na 2 CO 3<br />
Điều kiện tiến hành: VLHP xơ dừa biến tính: 0,5 g; thể tích dung dịch: 50 ml,<br />
nồng độ dung dịch Na 2 CO 3 thay đổi từ 20 ppm đến 100 ppm; khuấy đều ở nhiệt<br />
độ phòng trong 24 giờ. Kết quả ảnh hƣởng của lực ion Na 2 CO 3 đến quá trình hấp<br />
phụ đƣợc trình bày ở bảng 3.14 và hình 3.19.<br />
Bảng 3.14. Ảnh hƣởng của lực ion Na 2 CO 3 đến quá trình hấp phụ<br />
STT<br />
nồng độ<br />
(ppm)<br />
C i<br />
(ppm)<br />
dung dịch Ni 2+ dung dịchPb 2+<br />
C f<br />
H<br />
C f<br />
(ppm) (%) (ppm) (%)<br />
H<br />
1 20 120 52,243 56,46417 103,5 13,75<br />
2 40 120 45,786 61,845 82,8 31,00<br />
3 60 120 40503 66,2475 72,45 39,625<br />
4 80 120 35,22 70,65 51,75 56,875<br />
5 100 120 29,35 75,54167 31,05 74,125
Hiệu suất hấp phụ (%)<br />
56<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
20 40 60 80 100<br />
Nồng độ Na 2 CO 3 (ppm)<br />
Ni(II)<br />
Pb(II)<br />
Hình 3.19. Ảnh hƣởng của lực ion Na 2 CO 3 đến hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+<br />
Nhận xét: Lực ion Na 2 CO 3 ảnh hƣởng đến chuyển hóa hấp phụ. Khi nồng độ<br />
Na 2 CO 3 tăng từ 20 đến 100 ppm, có sự tăng nhẹ độ chuyển hóa hấp phụ ở VLHP<br />
đối với ion kim loại Ni 2+ và có sự tăng mạnh độ chuyển hóa hấp phụ ở VLHP đối<br />
với ion kim loại Pb 2+ . Điều này cho thấy ion CO 2- 3 cạnh tranh ít với các anion của<br />
Ni 2+ , cạnh tranh nhiều với các anion của Pb 2+ .<br />
3.4.4.3. Ảnh hưởng của lực ion Na 3 PO 4<br />
Điều kiện tiến hành: VLHP xơ dừa biến tính: 0,5 g; thể tích dung dịch: 50 ml,<br />
nồng độ dung dịch Na 3 PO 4 thay đổi từ 20 ppm đến 100 ppm; khuấy đều ở nhiệt<br />
độ phòng trong 24 giờ. Kết quả ảnh hƣởng của ion Na 3 PO 4 đến quá trình hấp phụ<br />
đƣợc trình bày ở bảng 3.15 và hình 3.20.<br />
Bảng 3.15. Ảnh hƣởng của lực ion Na 3 PO 4 đến quá trình hấp phụ<br />
STT<br />
nồng độ<br />
(ppm)<br />
C i<br />
(ppm)<br />
Dung dịch Ni 2+ dung dịch Pb 2+<br />
C f<br />
H<br />
C f<br />
(ppm) (%) (ppm) (%)<br />
H<br />
1 20 120 67,505 43,74583 31,08 74,1<br />
2 40 120 61,635 48,6375 24,864 79,28<br />
3 60 120 55,765 53,52917 20,72 82,73333<br />
4 80 120 49,308 58,91 16,576 86,18667<br />
5 100 120 44,025 63,3125 10,36 91,36667
Hiệu suất hấp phụ (%)<br />
57<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
20 40 60 80 100<br />
Ni(II)<br />
Pb(II)<br />
Nồng độ Na 3 PO 4 (ppm)<br />
Hình 3.20. Ảnh hƣởng củaNa 3 PO 4 lực ion đến hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+<br />
Nhận xét: Lực ion Na 3 PO 4 ảnh hƣởng đến độ chuyển hóa hấp phụ. Độ chuyển<br />
hóa của VLHP tăng nhẹ khi hàm lƣợng P0 3- 4 tăng từ 20 đến 100 ppm đối với cả hai<br />
ion kim loại Ni 2+ , Pb 2+ .<br />
3.4.4.4. Ảnh hưởng của lực ion CaCl 2<br />
Điều kiện tiến hành: VLHP xơ dừa biến tính: 0,5 g; thể tích dung dịch: 50 ml,<br />
nồng độ dung dịch CaCl 2 thay đổi từ 20 ppm đến 100 ppm; khuấy đều ở nhiệt độ<br />
phòng trong 24 giờ. Kết quả ảnh hƣởng của lực ion CaCl 2 đến quá trình hấp phụ<br />
đƣợc trình bày ở bảng 3.16 và hình 3.21.<br />
Bảng 3.16. Ảnh hƣởng của lực ion CaCl 2 đến quá trình hấp phụ<br />
nồng độ<br />
STT<br />
(ppm)<br />
C i<br />
(ppm)<br />
dung dịchNi 2+ dung dịch Pb 2+<br />
C f<br />
H<br />
C f<br />
(ppm) (%) (ppm) (%)<br />
1 20 120 69,853 41,78917 20,72 82,73333<br />
2 40 120 72,788 39,34333 31,08 74,1<br />
3 60 120 76,31 36,40833 43,512 63,74<br />
4 80 120 79,245 33,9625 51,8 56,83333<br />
5 100 120 82,767 31,0275 64,232 46,47333<br />
H
Hiệu suất hấp phụ (%)<br />
58<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
20 40 60 80 100<br />
Ni(II)<br />
Pb(II)<br />
Nồng độ CaCl 2 (ppm)<br />
Hình 3.21. Ảnh hƣởng của CaCl 2 lực ion đến hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+<br />
Nhận xét: Lực ion CaCl 2 ảnh hƣởng đến chuyển hóa hấp phụ. Khi nồng độ<br />
CaCl 2 tăng từ 20 đến 100 ppm, có sự giảm nhẹ độ chuyển hóa hấp phụ của VLHP<br />
đối với ion kim loại Ni 2+ và có sự giảm mạnh độ chuyển hóa hấp phụ của VLHP đối<br />
với ion kim loại Pb 2+ . Điều này cho thấy ion Cl - cạnh tranh ít với các anion của Ni 2+ ,<br />
cạnh tranh nhiều với các anion của Pb 2+ .<br />
3.4.4.5. Ảnh hưởng của lực ion MgCl 2<br />
Điều kiện tiến hành: VLHP xơ dừa biến tính: 0,5 g; thể tích dung dịch: 50 ml,<br />
nồng độ dung dịch MgCl 2 thay đổi từ 20 ppm đến 100 ppm; khuấy đều ở nhiệt<br />
độ phòng trong 24 giờ. Kết quả ảnh hƣởng của ion CaCl 2 đến quá trình hấp phụ<br />
đƣợc trình bày ở bảng 3.17 và hình 3.22.<br />
STT<br />
Bảng 3.17. Ảnh hƣởng của lực ion MgCl 2 đến quá trình hấp phụ<br />
nồng độ<br />
(ppm)<br />
C i<br />
(ppm)<br />
dung dịch Ni 2+ dung dịch Pb 2+<br />
C f<br />
(ppm)<br />
H<br />
(%)<br />
C f<br />
(ppm)<br />
H<br />
(%)<br />
1 20 120 73,375 38,85417 24,864 79,28<br />
2 40 120 80,419 32,98417 35,224 70,64667<br />
3 60 120 88,05 26,625 47,656 60,28667<br />
4 80 120 95,094 20,755 60,088 49,92667<br />
5 100 120 100,377 16,3525 72,52 39,56667
Hiệu suất hấp phụ (%)<br />
Hiệu suất hấp phụ (%)<br />
59<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
20 40 60 80 100<br />
Nồng độ MgCl 2 (ppm)<br />
Ni(II)<br />
Pb(II)<br />
Hình 3.22. Ảnh hƣởng của MgCl 2 lực ion đến hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+<br />
Nhận xét: Lực ion MgCl 2 ảnh hƣởng đến chuyển hóa hấp phụ. Khi nồng độ<br />
MgCl 2 tăng từ 0 đến 100 ppm, có sự giảm nhẹ độ chuyển hóa hấp phụ của VLHP<br />
đối với ion kim loại Ni 2+ và có sự giảm mạnh độ chuyển hóa hấp phụ của VLHP đối<br />
với ion kim loại Pb 2+ . Điều này cho thấy ion Cl - cạnh tranh ít với các anion của Ni 2+ ,<br />
cạnh tranh nhiều với các anion của Pb 2+ .<br />
3.4.4.6. Ảnh hưởng của các cation Na + , Ca 2+ , Mg 2+<br />
Để so sánh các cation cùng loại ảnh hƣởng đến hiệu suất hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+<br />
chúng tôi đã thể hiện trong hình 3.23 và 3.24.<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
20 40 60 80 100<br />
Nồng độ (ppm)<br />
Na+<br />
+<br />
Mg2+<br />
Mg 2+<br />
Ca2+<br />
Ca 2+<br />
Hình 3.23. Ảnh hƣởng các cation Na + , Ca 2+ , Mg 2+ đến hiệu suất hấp phụ Ni 2+
Hiệu suất hấp phụ (%)<br />
Hiệu suất hấp phụ (%)<br />
60<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
20 40 60 80 100<br />
Nồng độ (ppm)<br />
Na+ Na +<br />
Mg 2+<br />
Mg2+<br />
Ca 2+<br />
Ca2+<br />
Hình 3.24. Ảnh hƣởng các cation Na + , Ca 2+ , Mg 2+ đến hiệu suất hấp phụ Pb 2+<br />
Nhận xét: Các cation Na + , Ca 2+ , Mg 2+ đều làm ảnh hƣởng mạnh đến khả năng<br />
hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+ . Trong đó, Na + là ảnh hƣởng nhiều nhất, sau đó là Mg 2+ và Ca 2+ .<br />
Khi tăng nồng độ cation Na + , Ca 2+ , Mg 2+ đều làm giảm nhẹ khả năng hấp phụ Ni 2+ ,<br />
Pb 2+ . Điều này cho thấy cả ba cation đều cạnh tranh ít với Ni 2+ , Pb 2+ .<br />
3.4.4.7. Ảnh hưởng các anion Cl - , CO 2- 3-<br />
3 , PO 4<br />
Để so sánh các anion cùng loại ảnh hƣởng đến hiệu suất hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+<br />
chúng tôi đã thể hiện trong hình 3.25 và 3.26.<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
Na+ Cl -<br />
CO 3<br />
2-<br />
CO3-<br />
3-<br />
PO43-<br />
4<br />
0<br />
20 40 60 80 100<br />
Nồng độ (ppm)<br />
Hình 3.25. Ảnh hƣởng của các anion Cl - , CO 3 2- , PO 4 3- đến hiệu suất hấp phụ Ni 2+
Hiệu suất hấp phụ (%)<br />
61<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
20 40 60 80 100<br />
Nồng độ (ppm)<br />
Na+ Cl -<br />
CO 3<br />
2-<br />
PO 4<br />
3-<br />
CO3-<br />
PO43-<br />
Hình 3.26. Ảnh hƣởng của các anion Cl - , CO 2- 3 , PO 3- 4 đến hiệu suất hấp phụ Pb 2+<br />
Nhận xét: Các anion Cl - , CO 2- 3 , PO 3- 4 đều ảnh hƣởng mạnh đến khả năng hấp<br />
phụ Ni 2+ , Pb 2+ . Khi tăng nồng độ các anion thì ion CO 2- 3 , ion PO 3- 4 đều làm tăng<br />
khả năng hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+ 2-<br />
nhƣng ion CO 3 làm tăng mạnh khả năng hấp phụ Pb 2+ ,<br />
còn ion Cl - làm giảm nhẹ khả năng hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+ . Điều này cho thấy ion Cl - và<br />
3-<br />
ion PO 4 ít cạnh tranh với các anion của Ni 2+ , Pb 2+ , còn ion CO 2- 3 cạnh tranh rất<br />
mạnh với các anion của Pb 2+ và ít cạnh tranh với các anion của Ni 2+ .
62<br />
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ<br />
Kết luận<br />
Sau một thời gian nghiên cứu đề tài, chúng tôi đã đạt đƣợc một số kết quả nhƣ sau:<br />
1. Đã điều chế đƣợc chitosan từ vỏ tôm.<br />
2. Đã điều chế đƣợc VLHP xơ dừa biến tính.<br />
3. Đã nghiên cứu đƣợc điều kiện tối ƣu để hấp phụ ion M 2+ lên VLHP xơ dừa biến<br />
tính bằng phƣơng pháp hấp phụ bể:<br />
- Đối với quá trình hấp phụ bể Ni 2+ : pH = 5, thời gian hấp phụ là 2,5 giờ, tỉ lệ<br />
rắn – lỏng là 1/100 dung dịch Ni 2+ 50ppm. Và khi sử dụng đồng thời các điều kiện<br />
tải trọng hấp phụ cực đại Ni 2+ là q max = 19,6 (mg/g) và ái lực hấp phụ b = 0,018.<br />
- Đối với quá trình hấp phụ bểPb 2+ : pH = 5, thời gian hấp phụ là 2 giờ, tỉ lệ rắn<br />
– lỏng là 1/100 dung dịch Pb 2+ 50ppm. Và khi sử dụng đồng thời các điều kiện tải<br />
trọng hấp phụ cực đại Pb 2+ là q max = 33,33 (mg/g) và ái lực hấp phụ b = 8,063.10 -3 .<br />
4. Đã nghiên cứu ảnh hƣởng của lực ion đến quá trình hấp phụ:<br />
- Đối với cation: Các cation Na + , Ca 2+ , Mg 2+ đều làm giảm khả năng hấp phụ<br />
Ni 2+ , Pb 2+ . Trong đó, Na + là ảnh hƣởng nhiều nhất, sau đó là Mg 2+ và Ca 2+ .<br />
- Đối với anion: Các anion Cl - , CO 2- 3 , PO 3- 4 đều ảnh hƣởng mạnh đến khả năng<br />
hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+ . Trong đó, ion Cl - làm giảm khả năng hấp phụ của Ni 2+ , Pb 2+ ,<br />
còn ion CO 2- 3 , PO 3- 4 thì ngƣợc lại làm tăng khả năng hấp phụ Ni 2+ , Pb 2+ .<br />
Kiến nghị<br />
Tiếp tục nghiên cứu quá trình hấp phụ các ion kim loại nặng khác trên VLHP<br />
xơ dừa biến tính để từ đó đánh giá đƣợc khả năng hấp phụ của nó một cách hoàn<br />
thiện và tối ƣu hơn.<br />
Nghiên cứu khả năng giải hấp của VLHP và khả năng tái sử dụng của VLHP<br />
sau khi xử lí nƣớc thải.<br />
Nghiên cứu khả năng hấp phụ của VLHP xơ dừa biến tính đối với ion kim loại<br />
nặng trong nƣớc thải công nghiệp để có thể đƣa vào xử lí nƣớc thải cho các nhà<br />
máy, góp phần bảo vệ môi trƣờng.
63<br />
DANH MỤC TÀI <strong>LIỆU</strong> THAM <strong>KHẢ</strong>O<br />
Tiếng Việt<br />
1. Trịnh Bình, Phạm Lê Dũng, Cao Vân Điềm ( 2002), “Về độ độc của chitin<br />
và chitosan”, tạp chí khoa học, 40(2), tr. 74-76<br />
2. Lê Văn Cát (2002), “Hấp phụ và trao đổi ion trong kĩ thuật xử lí nước thải”,<br />
NXB Thống Kê, Hà Nội.<br />
3. Nguyễn Hữu Đức, “Ứng dụng chitosan trong y học”, Đại học Y Dƣợc<br />
TPHCM<br />
4. Phạm Thị Bích Hạnh (2003), “Nghiên cứu phản ứng đồng trùng hợp ghép<br />
một số vinyl momome với chitin và thăm dò khả năng hấp phụ kim loại<br />
nặng”, Luận văn Tiến sĩ Hóa Học, Hà Nội<br />
5. Nguyễn Hoàng Hà, Đào Quốc Ân (2000), “Sản xuất chitin và chitosan từ<br />
đầu vỏ tôm phế thải của ngành xuất khẩu thủy – hải sản”, tạp chí khoa hoch,<br />
tr 21, số 4.<br />
6. Nguyễn Đức Huệ, giáo trình “ Độc học môi trường”, Đại học Quốc Gia Hà<br />
Nội.<br />
7. Hoàng Văn Huệ (2004), “Công nghệ Môi trường – Xử lí nước”, tập 1, NXB<br />
Xây dựng.<br />
8. Nguyễn Hữu Hƣng (2000), “Góp phần nghiên cứu cách xác định một số<br />
tính chất của chitosan”, Tạp chí dƣợc học, số 7.<br />
9. Lê Thƣợng Mãn, Nguyễn Bảo Vệ, Vũ Ngọc Toàn, “Xử lí nước thải dệt<br />
nhuộm bằng OZON, kết hợp với xúc tác dị thể”.<br />
10. Phan Thanh Nguyệt (2004), “Nghiên cứu sản xuất chế phẩm chitosan phục<br />
vụ xử lí nước thải”. Luận văn tốt nghiệp đại học , Trƣờng Đại Học Cần Thơ.<br />
11. Phạm Luận , “Vai trò của muối khoáng và các nguyên tố vi lượng đối với sự<br />
sống của con người”, ĐHTH Hà Nội, 1994/2004.<br />
12. Trần Mạnh Lục, “ Vật liệu hấp phụ và xử lí môi trường”, Đại học Sƣ Phạm<br />
Đà Nẵng.<br />
13. Đỗ Đình Ràng, Phạm Đình Cƣờng (2000), “Xác định hàm lượng chitin của<br />
một số loài thủy sản ở Việt Nam”, Tạp chí HH và CNHH, số 7.
64<br />
14. Đào Đình Thức (2007), “ Một số phương pháp ứng dụng phổ trong hóa<br />
học”, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Hà Nội.<br />
15. Hƣơng Trà, “Xuất khẩu tôm 2016, dự án 2017,10-1-2017”, Tổng cục thủy<br />
sản.<br />
16. GS.TS. Lâm Minh Triết - T.S. Diệp Ngọc Sƣơng, “Các phương pháp phân<br />
tích kim loại trong nước và nước thải”.<br />
17. Bùi Hải Đăng Sơn (2016), “ Nghiên cứu biến tính Diatomit Phú Yên ứng<br />
dụng trong hấp phụ và xúc tác”.<br />
18. Lê thị Hải Yến, Nguyễn Thị Ngọc Tú (2003), “Khảo sát động học phản ứng<br />
deaxetyl hóa chitin thành chitosan ở nhiệt độ thường”. tạp chí khoa học,<br />
tr41, số 3.<br />
19. Bách Khoa toàn thƣ mở Wikipedia “Dừa”.<br />
20. Bánh khoa toàn thƣ mở Wikipedia “Tôm thẻ châm trắng”.<br />
Tiếng Anh<br />
21. A. K. Bledki, J. Gassan, Composites reinforced with cellulose based fibers.<br />
22. Eric Guibal, (2006). A Review of the use of chitosanfor the removal of<br />
particulate and dissolved contaminants, “Separation Science And<br />
Technology”, v 41, pp 2487 – 2514.<br />
23. FAO, Coconut palm products their processing indeveloping countries,<br />
No.99, Rome, pp. 124 – 145, 1975.<br />
24. George A. F. Roberts (1992), “Chitin chemistry”, McMillan, London.<br />
25. Ming – Shen Chiou, Pang – Yen Ho, HSing – Ya Li. “Adsorption of<br />
anionicdyes in acid solution using chemically sross – linked chitosan beads”.<br />
26. M. Sudhakaran, Rillai, R. Vasudev, Applications of coir in agricultural<br />
textiles, International seminar on technical textiles 2-3 June, 2001, Mumbai,<br />
India.<br />
27. Shahidi,F., Synowiecki, J.,1991. “Isolatation and characterization of<br />
nutrients and value- added products from snow crap (Chinoecefes opilio)<br />
and Shrimp ( Pandalus borealis) processing discards”. Jourmal of<br />
Agricultural and Food Chemistry.
65