B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O<br />
Đ I H C ĐÀ N NG<br />
<br />
NGÔ TH THÙY DƯƠNG<br />
<br />
Công trình ñư c hoàn thành t i<br />
Đ I H C ĐÀ N NG<br />
<br />
Ngư i hư ng d n khoa h c: GS.TSKH. LÊ T<br />
<br />
H I<br />
<br />
Ph n bi n 1: GS.TS. Đào Hùng Cư ng<br />
<br />
NGHIÊN C U CHI T TÁCH TANIN<br />
T TH T QU ĐI U L N H T VÀ NG D NG<br />
LÀM CH T<br />
<br />
Ph n bi n 2 : GS.TSKH. Tr n Văn Sung<br />
<br />
C CH ĂN MÒN KIM LO I<br />
<br />
Chuyên ngành: Hóa h u cơ<br />
Mã s : 60 44 27<br />
<br />
Lu n văn ñã ñư c b o v trư c h i ñ ng ch m Lu n<br />
văn t t nghi p Th c sĩ Khoa h c h p t i Đ i h c Đà N ng<br />
vào ngày 13 tháng 11 năm 2012.<br />
<br />
TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ KHOA H C<br />
<br />
Đà N ng – 2012<br />
<br />
Có th tìm hi u lu n văn t i:<br />
- Trung tâm Thông tin – H c li u, Đ i h c Đà N ng<br />
- Thư vi n trư ng Đ i h c Sư ph m, Đ i h c Đà N ng<br />
<br />
3<br />
M<br />
<br />
4<br />
<br />
Đ U<br />
<br />
m t lư ng r t l n tanin b th i lo i hoang phí. Vì v y vi c khai thác<br />
<br />
1. TÍNH C P THI T C A Đ TÀI<br />
<br />
thêm ng d ng, nh m nâng cao giá tr c a cây ñi u l n h t và gi i<br />
<br />
Ch ng ăn mòn kim lo i là m t lĩnh v c thu hút s quan tâm<br />
<br />
quy t v n ñ ch t c ch ăn mòn kim lo i thân thi n v i môi trư ng<br />
<br />
c a h u h t m i qu c gia trên th gi i, ñ c bi t là các qu c gia có<br />
<br />
có ý nghĩa th c ti n cao. Bên c nh ñó góp ph n gi i quy t ñư c m i<br />
<br />
n n công nghi p phát tri n. Theo ñánh giá hàng năm c a cơ quan<br />
<br />
lo v ô nhi m môi trư ng và t o thêm công ăn vi c làm cho ngư i<br />
<br />
phát tri n Liên Hi p Qu c (UNDP), ăn mòn kim lo i làm t n th t khá<br />
<br />
nông dân. Vì th , tôi ch n ñ tài "Nghiên c u chi t tách Tanin t<br />
<br />
l n ñ i v i n n kinh t qu c dân và chi m t i 3% t ng s n ph m<br />
<br />
th t qu ñi u l n h t và ng d ng làm ch t c ch ăn mòn kim<br />
<br />
qu c gia (GNP). Có nhi u phương pháp ñ ch ng ăn mòn kim lo i,<br />
<br />
lo i”<br />
<br />
trong ñó vi c s d ng các ch t c ch như cromat, photphat, nitrit,<br />
<br />
2. M C TIÊU VÀ NHI M V NGHIÊN C U<br />
<br />
…cũng ñã mang l i hi u qu ñáng k . Tuy nhiên, các ch t c ch này<br />
thư ng gây ô nhi m môi trư ng. Vì v y, công ngh ch ng ăn mòn<br />
<br />
- Xây d ng qui trình chi t tách và nghiên c u các y u t<br />
hư ng ñ n quá trình chi t tách tanin t th t qu ñi u l n h t.<br />
<br />
m i hư ng ñ n vi c s d ng các ch t c ch s ch, thân thi n v i môi<br />
trư ng ñang ñư c các nhà khoa h c chú tr ng.<br />
Trên th gi i, ngư i ta bi t ñ n tanin là m t h p ch t có nhi u<br />
ng d ng ñ c bi t: làm dư c ph m, dùng trong công ngh thu c da,<br />
<br />
- Nghiên c u ng d ng tanin tách t th t qu ñi u l n h t làm<br />
ch t c ch ăn mòn kim lo i và làm l p lót cho màng sơn.<br />
3. Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U<br />
3.1. Đ i tư ng<br />
<br />
làm b n màu, làm ch t c ch ăn mòn kim lo i<br />
Hi n nay<br />
<br />
nư c ta cây ñi u l n h t ñư c bi t ñ n như m t lo i<br />
<br />
cây tr ng quen thu c có giá tr kinh t cao. T năm 2002 Vi t Nam<br />
ñã vươn lên ñ ng th nhì th gi i sau<br />
<br />
nh<br />
<br />
- Th t qu ñi u l y t cây ñi u l n h t<br />
<br />
khu v c th tr n Phú<br />
<br />
Hoà, huy n ChưPăh, t nh Gia Lai.<br />
3.2. Ph m vi nghiên c u<br />
<br />
n Đ c v di n tích tr ng<br />
<br />
- Nghiên c u quy trình chi t tách tanin b ng các dung môi<br />
<br />
ñi u (350.000 ha), s n lư ng công nghi p (220-250 ngàn t n) l n kim<br />
<br />
khác nhau; kh o sát các y u t<br />
<br />
ng ch xu t kh u (214 tri u USD). Cây ñi u l n h t tr thành loài cây<br />
<br />
kh o sát kh năng c ch ăn mòn kim lo i trong môi trư ng NaCl<br />
<br />
xóa ñói gi m nghèo cho ngư i nông dân. Khi nói ñ n qu ñi u ngư i<br />
<br />
3,5%; HCl.<br />
<br />
ta thư ng ch nghĩ t i m t vài s n ph m c a nó như: h t ñi u, d u<br />
<br />
nh hư ng ñ n quá trình chi t tách và<br />
<br />
- Nơi th c hi n: phòng thí nghi m trư ng Đ i h c Sư ph m Đà<br />
<br />
ñi u... còn th t qu ñi u l n h t b b ñi sau thu ho ch l y h t, ch<br />
<br />
N ng<br />
<br />
m t s lư ng r t ít không ñáng k ñư c s d ng làm th c ăn gia súc,<br />
<br />
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U<br />
<br />
nư c m m chay... Trung bình c 1 t n h t ñi u thô ñư c thu ho ch<br />
<br />
4.1. Phương pháp nghiên c u lý thuy t<br />
<br />
thì có ñ n 8-10 t n th t qu ñi u b ngư i nông dân b ñi gây ô nhi m<br />
<br />
T ng quan các phương pháp nghiên c u các ñ c ñi m sinh thái<br />
<br />
môi trư ng nghiêm tr ng. Trong khi ñó, trong th t qu ñi u l n h t có<br />
<br />
h c c a cây ñào l n h t, tính ch t lý hóa h c và ng d ng c a tanin,<br />
<br />
6<br />
<br />
5<br />
các phương pháp chi t tách h p ch t h u cơ, các phương pháp phân<br />
tích c u trúc h p ch t h u cơ, s ăn mòn và b o v kim lo i, phương<br />
<br />
6. T NG QUAN TÀI LI U NGHIÊN C U<br />
Tài li u nghiên c u v cây ñi u l n h t, tanin, kh năng c ch<br />
<br />
pháp ch p SEM…<br />
<br />
ăn mòn kim lo i c a tanin, các phương pháp chi t tách h p ch t h u<br />
<br />
4.2. Phương pháp nghiên c u th c nghi m<br />
<br />
cơ, các phương pháp phân tích c u trúc h p ch t h u cơ, s ăn mòn<br />
<br />
- Phương pháp phân tích ñ nh tính: xác ñ nh màu s c, hương<br />
<br />
và b o v kim lo i, phương pháp ch p SEM…<br />
<br />
v , tr ng thái, … c a d ch chi t và s n ph m tanin; phân lo i tanin có<br />
trong d ch chi t.<br />
<br />
CHƯƠNG 1<br />
<br />
- Phương pháp phân h y m u phân tích ñ xác ñ nh ñ<br />
<br />
- Phương pháp chi t b ng dung môi có ñ phân c c phù h p<br />
nh hư ng ñ n quá trình chi t.<br />
<br />
- Phương pháp phân tích ñ nh lư ng xác ñ nh hàm lư ng tanin<br />
(phương pháp Lowenthal).<br />
- Phương pháp ph IR xác ñ nh s có m t m t s nhóm ch c<br />
ñ t trưng c a tanin.<br />
- Phương pháp ph HPLC/MS xác ñ nh thành ph n hóa h c<br />
c a s n ph m tanin r n.<br />
- Phương pháp xác ñ nh dòng ăn mòn.<br />
- Phương pháp ch p SEM xác ñ nh b m t m u thép CT3.<br />
- Phương pháp x lí s li u.<br />
5. B<br />
<br />
V N Đ LÝ LU N<br />
<br />
1.1 T NG QUAN V TANIN<br />
<br />
hàm lư ng ch t h u cơ.<br />
ñ thu tanin và kh o sát các y u t<br />
<br />
M TS<br />
<br />
m,<br />
<br />
C C Đ TÀI<br />
<br />
1.1.1 Khái ni m<br />
1.1.2 Phân lo i<br />
a. Tanin pyrogallic<br />
b. Tanin pyrocatechic<br />
1.1.3 Tính ch t và ñ nh tính tanin<br />
1.1.4 Công d ng c a tanin<br />
1.1.5 Tình hình nghiên c u và s d ng tanin hi n nay<br />
a.Trên th gi i<br />
b.<br />
<br />
Vi t Nam<br />
<br />
1.1.6 Nh ng th c v t ch a nhi u tanin<br />
1.2 T NG QUAN V CÂY ĐI U L N H T<br />
1.2.1 Sơ lư c cây ñi u l n h t<br />
<br />
M ñ u:<br />
<br />
1.2.2 Đ c tính th c v t h c c a cây ñi u l n h t<br />
<br />
Chương 1: M t s v n ñ v lý lu n<br />
<br />
1.2.3 Yêu c u v ñi u ki n sinh thái c a cây ñi u l n h t<br />
<br />
Chương 2: Nh ng nghiên c u th c nghi m<br />
<br />
1.2.4 M t s gi ng ñi u l n h t<br />
<br />
Chương 3: K t qu và bàn lu n<br />
K t lu n và ki n ngh :<br />
Danh m c tài li u tham kh o:<br />
<br />
Vi t Nam<br />
<br />
1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHI T TÁCH H P CH T H U CƠ<br />
1.3.1 Phương pháp chưng c t<br />
a. Chưng c t thư ng<br />
b. Chưng c t phân ño n<br />
<br />
7<br />
<br />
8<br />
1.5.7 Ăn mòn thép trong nư c sông và nư c bi n<br />
<br />
c. Chưng c t dư i áp su t th p<br />
d. Chưng c t lôi cu n hơi nư c<br />
<br />
a. Thành ph n c a nư c sông và nư c bi n<br />
<br />
1.3.2 Phương pháp chi t<br />
<br />
b. Sơ lư c v thép CT3<br />
<br />
1.3.3 Phương pháp k t tinh<br />
<br />
c. Ăn mòn thép trong nư c<br />
1.5.8 Các phương pháp b o v kim lo i kh i ăn mòn<br />
<br />
1.3.4 Phương pháp s c ký<br />
1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH H P CH T H U CƠ<br />
<br />
a. Phương pháp x lí b m t<br />
<br />
1.4.1 Phương pháp phân tích ph h ng ngo i (IR )<br />
<br />
b. Phương pháp b o v ñi n hóa<br />
1.5.9 B o v b ng ch t c ch<br />
<br />
a. Cơ s v t lý<br />
b. Phương pháp chu n b m u ghi ph h ng ngo i<br />
<br />
a. Khái ni m ch t c ch<br />
<br />
c.<br />
<br />
b. Tác d ng c a ch t c ch<br />
<br />
ng d ng c a ph h ng ngo i trong hóa h c<br />
<br />
1.4.2 Phương pháp s c ký<br />
<br />
c. Ch t c ch catôt<br />
<br />
a. Gi i thi u v phương pháp s c ký<br />
<br />
d. Ch t c ch anôt<br />
<br />
b. Nguyên t c c a s tách trong s c ký<br />
c. Các ñ i lư ng ñ c trưng c a quá trình s c ký<br />
<br />
CHƯƠNG 2<br />
<br />
d. Phương pháp s c ký l ng cao áp (High Pressure Liquid<br />
Chromatography - HPLC)<br />
1.5 ĂN MÒN VÀ B O V<br />
<br />
NH NG NGHIÊN C U TH C NGHI M<br />
2.1 NGUYÊN LI U<br />
2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U<br />
<br />
KIM LO I<br />
<br />
2.2.1 Đ nh tính xác ñ nh Tanin có trong th t qu ñi u l n h t<br />
<br />
1.5.1 Đ nh nghĩa<br />
1.5.2 Phân lo i ăn mòn kim lo i<br />
<br />
a. Đ nh tính chung<br />
b. Đ nh tính phân bi t 2 lo i tanin<br />
<br />
a. D a vào cơ ch c a quá trình ăn mòn kim lo i<br />
b. D a vào ñ c trưng c a môi trư ng ăn mòn kim lo i<br />
<br />
2.2.2 Đ nh lư ng Tanin b ng phương pháp Lowenthal<br />
<br />
c. D a vào ñ c trưng phá h y kim lo i<br />
<br />
2.2.3 Xác ñ nh m t s ch tiêu hóa lý c a m u b t th t qu ñi u<br />
<br />
1.5.3 Cơ s nhi t ñ ng c a ăn mòn ñi n hóa h c<br />
<br />
l nh t<br />
<br />
1.5.4 Đ ng h c c a ăn mòn ñi n hóa<br />
<br />
a. Xác ñ nh ñ<br />
<br />
b. Xác ñ nh hàm lư ng tro c a m u b t th t qu ñi u l n h t<br />
<br />
a. T c ñ ăn mòn<br />
<br />
2.2.4 Xây d ng quy trình chi t tách Tanin t th t qu ñi u l n<br />
<br />
b. Th ăn mòn<br />
1.5.5 Gi n ñ Pourbaix c a s ăn mòn s t<br />
1.5.6 Các y u t<br />
<br />
m c a m u b t th t qu ñi u l n h t<br />
<br />
0<br />
<br />
25 C<br />
<br />
nh hư ng t i s ăn mòn ñi n hóa<br />
<br />
h t<br />
<br />
9<br />
2.2.5 Phân tích s n ph m Tanin r n tách t th t qu ñi u l n<br />
h t<br />
<br />
10<br />
3.1.2 Đ nh tính phân bi t 2 lo i tanin<br />
Tanin có 2 lo i tanin Pyrogalic (tanin th y phân) và tanin<br />
<br />
a. Ph h ng ngo i (Infrared spectroscopy)<br />
<br />
pyrocatechic (tanin ngưng t ). Đ phân bi t và ch ng minh s có m t<br />
<br />
b. Phương pháp s c kí l ng cao áp ghép kh i ph (HPLC-<br />
<br />
c a 2 lo i tanin trong th t qu ñi u l n h t, chúng tôi d a vào ph n<br />
<br />
MS)<br />
<br />
ng Stiasny<br />
<br />
2.2.6 Nghiên c u tính ch t c ch ăn mòn kim lo i c a Tanin<br />
<br />
L y 50ml d ch l c cho vào bình tam giác 250ml, thêm 10ml<br />
<br />
a. Thi t b ño<br />
<br />
fomol và 5ml HCl, ñun cách th y kho ng 20 phút → có k t t a vón<br />
<br />
b. Đi n c c và hóa ch t<br />
<br />
màu ñ g ch → có tanin pyrocatechic. Sau ñó thêm vào d ch l c<br />
<br />
c. Phương pháp chu n b b m t<br />
<br />
dung d ch CH3COONa dư r i thêm mu i FeCl3 → có k t t a màu<br />
<br />
d. Phương pháp nghiên c u ăn mòn ñi n hóa<br />
<br />
xanh ñen → có tanin pyrogalic.<br />
<br />
e. Phương pháp xác ñ nh dòng ăn mòn<br />
2. 2.7 Phương pháp ch p SEM xác ñ nh b m t<br />
CHƯƠNG 3<br />
K T QU VÀ TH O LU N<br />
3.1 Đ NH TÍNH TANIN<br />
3.1.1 Đ nh tính chung<br />
- Chi t 5-10g nguyên li u ñã qua x lí trên b p cách th y trong<br />
15 phút. Đ ngu i, l c l y dung d ch làm ph n ng ñ nh tính.<br />
- L y 2ml dung d ch l c cho vào bình tam giác, thêm vào 5ml<br />
dung d ch gelatin – mu i, khu y ñ u th y có k t t a bông tr ng xu t<br />
hi n → Có tanin.<br />
<br />
Hình 3.2. K t t a màu xanh ñen c a tannin v i dung d ch Fe3+.<br />
Như v y, trong th t qu ñi u l n h t có tanin pyrogalic và<br />
tanin pyrocatechic.<br />
3.2 XÁC Đ NH M T S<br />
<br />
CH TIÊU HÓA LÝ C A M U B T<br />
<br />
TH T QU ĐI U L N H T<br />
3.2.1 Xác ñ nh ñ<br />
<br />
m<br />
<br />
3.2.2 Xác ñ nh hàm lư ng tro<br />
3.3 KH O SÁT M T S<br />
<br />
Y UT<br />
<br />
TRÌNH CHI T TÁCH TANIN T<br />
3.3.1<br />
<br />
NH HƯ NG Đ N QUÁ<br />
TH T QU ĐI U L N H T<br />
<br />
nh hư ng c a th i gian n u chi t<br />
<br />
Ti n hành cân 1g nguyên li u khô, d ng b t, cho vào bình chưng<br />
c t ch a 100ml nư c c t<br />
Hình 3.1. K t t a bông tr ng c a tanin v i gelatin – mu i.<br />
<br />
nhi t ñ 800C. Ta ti n hành l y m u ñ nh<br />
<br />
lư ng tanin có m t trong d ch chi t<br />
<br />
các kho ng th i gian khác nhau:<br />
<br />