ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------
VŨ THỊ NGỌC THU
NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH XENLULOZƠ TRONG THÂN CÂY ĐAY
ĐỂ LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC
LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI - 2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Vũ Thị Ngọc Thu
NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH XENLULOZƠ TRONG THÂN CÂY ĐAY
ĐỂ LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng
Mã ngành: 60520320
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. ĐỖ QUANG HUY
HÀ NỘI – 2016
i
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, với lòng biết ơn và sự kính trong sâu sắc, tôi xin chân thành
cảm ơn PGS.TS.Đỗ Quang Huy, Bộ môn Công nghệ Môi trường, Khoa Môi trường,
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã giao đề tài và trực tiếp hướng dẫn, tận tình
giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Cảm ơn Thầy đã rất tâm huyết
chỉ dẫn và góp ý để tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy cô thuộc Bộ môn Công nghệ môi
trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia
Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi có thể học tập và làm việc trong suốt
thời gian nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Lê Văn Trọng, Trung tâm Phân tích và
Giám định thực phẩm Quốc gia, Viện Công nghiệp thực phẩm, Bộ Công Thương và
cử nhân Trịnh Thị Tân đã cùng cộng tác, triển khai thực hiện nghiên cứu này.
Tôi cũng xin gửi làm cảm ơn tới gia đình, bạn bè luôn quan tâm động viên và
đóng góp ý kiến giúp đỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 30 tháng 12 năm 2016
Học viên
Vũ Thị Ngọc Thu
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ iv
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................... iv
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... vii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
Chƣơng 1 ........................................................................................................... 1
TỔNG QUAN ................................................................................................... 1
1.1. Tổng quan về cây đay ........................................................................................ 1
1.1.1. Đặc điểm và nguồn gốc .............................................................................. 1
1.1.2. Tình hình sản xuất đay trên thế giới ........................................................... 2
1.1.3. Xenlulozơ trong thân cây đay .................................................................... 3
1.1.4. Nghiên cứu biến tính cây đay trên thế giới ................................................ 4
1.2. Phản ứng đồng trùng hợp ghép ........................................................................ 5
1.2.1. Cơ chế chung ............................................................................................. 5
1.2.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình đồng trùng hợp ghép ........................ 7
1.2.3. Cơ chế phản ứng đồng trùng hợp ghép lên bột thân đay ......................... 10
1.3. Tổng quan về monome và chất khơi mào
.................................................. 12
1.3.1. Giới thiệu về axit acrylic
....................................................................... 12
1.3.2. Giới thiệu về acrylamit
.......................................................................... 12
1.3.3. Tác nhân khơi mào amonipesunphat (APS)
......................................... 13
1.3.4. Tác nhân khơi mào natribisunphat/amonipesunphat (SB/APS)
......... 15
1.4. Giới thiệu sơ lƣợc về một số kim loại nặng .................................................... 16
1.4.1. Khát quát chung ....................................................................................... 16
1.4.2. Giới thiệu sơ lƣợc một số kim loại nặng điển hình .................................. 17
1.5. Lý thuyết sử dụng trong nghiên cứu hấp phụ. .............................................. 19
Chƣơng 2 ......................................................................................................... 22
iii
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................... 22
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ....................................................................................... 22
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................. 22
2.2.1. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ .................................................................... 22
2.2.2. Phƣơng pháp chế tạo vật liệu thô ............................................................. 23
2.2.3. Phƣơng pháp biến tính vật liệu ................................................................ 23
2.2.4. Quy trình biến tính vật liệu ...................................................................... 25
2.2.4.1. Quy trình ghép AA lên xenlulozơ bột thân đay và amoni hóa. ............. 25
2.2.4.2. Quy trình ghép AM lên xenlulozơ bột thân đay .................................... 26
2.2.5. Xác định đặc tính cơ bản của vật liệu ...................................................... 27
2.2.6. Khảo sát khả năng hấp phụ ion kim loại nặng của vật liệu đã biến tính .. 29
Chƣơng 3 ......................................................................................................... 30
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................................. 30
3.1. Đặc tính cơ bản của bột thân đay ................................................................... 30
3.1.1. Đặc điểm hình thái bề mặt của bột thân đay ............................................ 30
3.1.2. Đặc điểm cấu trúc của bột thân đay ......................................................... 30
3.2. Biến tính xenlulozơ trong bột thân đay .......................................................... 31
3.2.1. Xử lý bằng NaOH .................................................................................... 31
3.2.2. Phản ứng đồng trùng hợp ghép AA lên bột thân đay. .............................. 34
3.2.2. Phản ứng đồng trùng hợp ghép AM lên bột thân đay .............................. 39
3.3. Khả năng xử lý kim loại nặng (Cu2+, Zn2+, Cd2+) của vật liệu đã biến tính 41
3.3.1. Xác định các hệ số hấp phụ của vật liệu thô với các ion KLN ................ 42
3.3.2. Xác định các hệ số hấp phụ của vật liệu đã biến tính với các ion KLN .. 43
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ................................................................. 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 57
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 62