KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TRƯƠNG NỞ VÀ HOÀ TAN BIOMASS TRONG MỘT SỐ DỤNG MÔI

TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG VIỆT NAM ® ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TRƯƠNG NỞ VÀ HỒ TAN BIOMASS TRONG MỘT SỐ DUNG MƠI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành : Cơng nghệ hố học Chuyên ngành : Tổng Hợp Hữu Cơ Mã ngành : SVTH : NGUYỄN HỮU HƯNG MSSV : 071943H GVHD : PGS.TS HỒ SƠN LÂM TP HỒ CHÍ MINH - 2011 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Hồ Sơn Lâm, người tận tình dẫn, dạy bảo, động viên quan tâm đến em Thầy truyền đạt cho em nhiều kinh nghiệm quý báu kiến thức quan trọng suốt trình học tập làm luận văn Em xin chân thành cảm ơn trường Đại học Tôn Đức Thắng Thầy Cô khoa Khoa Học Ứng Dụng, chuyên ngành Tổng Hợp Hữu Cơ giúp đ ỡ em suốt trình học tập Em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Viện Khoa Học Vật Liệu Ứng Dụng thành phố Hồ Chí Minh t ạo điều kiện thuận lợi cho em thời gian nghiên cứu viện Em xin cảm ơn anh chị phòng Vật Liệu Hữu Cơ, trung tâm phân tích tồn thể anh chị làm việc Viện Khoa Học Vật Liệu Ứng Dụng Con vô biết ơn bố mẹ, anh chị hết lòng đ ộng viên, giúp đỡ tạo điều kiện cho hoàn thành luận văn chương trình đại học suốt thời gian qua Cảm ơn giúp đỡ, động viên, góp ý tất bạn suốt trình thực đề tài Sinh viên Nguyễn Hữu Hưng LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ i DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv ĐẶT VẤN ĐỀ PHẦN I TỔNG QUAN CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BIOMASS 1.1 Định nghĩa .4 1.2 Các dạng biomass 1.2.1 Than củi 1.2.2 Viên đốt 1.2.3 Chuyển hoá thành chất lỏng 1.2.4 Khí hố vi sinh 1.2.5 Xăng sinh học (biofuel) 1.2.6 Diesel sinh học (biodiesel) 1.3 Tiềm sử dụng biomass Việt Nam 1.4 Nhận xét CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ RƠM .8 2.1 Đặc điểm rơm 2.2 Phân bố - Giá trị sử dụng rơm 2.2.1 Phân bố 2.2.2 Giá trị sử dụng .10 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ XENLULO 12 3.1 Giới thiệu .12 3.2 Tính chất vật lý 13 3.3 Tính chất hóa học 14 3.3.1 Phản ứng thủy phân .14 3.3.2 Phản ứng este hoá 14 3.3.3 Phản ứng metyl hoá .14 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM 3.3.4 Phản ứng với axit nitric .14 3.3.5 Phản ứng với axit axetic 15 3.3.6 Phản ứng với CS2 15 3.3.7 Phản ứng ete hoá 15 CHƯƠNG MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN .16 4.1 Kính hiển vi soi Olympus .16 4.2 Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại IR 17 PHẦN II THỰC NGHIỆM .19 CHƯƠNG KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TRƯƠNG NỞ VÀ HÒA TAN XENLULO Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG .20 5.1 Trong thời gian ngày 20 5.1.1 Quy trình thực nghiệm 20 5.1.2 Thuyết minh quy trình 21 5.2 Trong thời gian 15 ngày 21 CHƯƠNG KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TRƯƠNG NỞ VÀ HÒA TAN XENLULO TRONG NHIỆT ĐỘ 90oC 22 6.1 Trong axit, bazơ muối 22 6.1.1 Quy trình thực nghiệm 22 6.1.2 Thuyết minh quy trình 23 6.2 Trong hỗn hợp axit bazơ .23 6.2.1 Quy trình thực nghiệm 24 6.2.2 Thuyết minh quy trình 25 6.3 Tăng hàm lượng tác chất để giảm nhiệt độ phản ứng 25 CHƯƠNG KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TRƯƠNG NỞ VÀ HÒA TAN RƠM…………… 26 7.1 Quy trình thực nghiệm 27 7.2 Thuyết minh quy trình 28 PHẦN III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 29 CHƯƠNG KẾT QUẢ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TRƯƠNG NỞ VÀ HÒA TAN XENLULO TRONG ĐIỀU KIỆN THƯỜNG .30 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM 8.1 Trong thời gian ngày 30 8.2 Trong thời gian 15 ngày .32 CHƯƠNG KẾT QUẢ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TRƯƠNG NỞ VÀ HÒA TAN XENLULO TRONG NHIỆT ĐỘ 90oC 34 9.1 Trong tỷ lệ 1/10 34 9.2 Trong tỷ lệ khác 36 9.3 Trong HCOOH 39 9.4 Kết trình ăng t hàm lư ợng tác chất để giảm nhiệt độ phản ứng ……… .40 9.5 Kết phân tích IR xenlulo 41 CHƯƠNG 10 KẾT QUẢ KHẢO SÁT Q TRÌNH HỒ TAN RƠM 47 10.1 Kết khảo sát q trình hồ tan rơm số dung môi 47 10.2 Bã rơm chụp kính hiển vi soi .54 10.3 Kết phân tích IR rơm .56 PHẦN IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Các dạng biomass Hình 1.2 Các dạng biomass Việt Nam Hình 1.3 Bản đồ thể vùng trồng lúa Việt Nam Hình 1.4 Rơm, rạ 11 Hình 1.5 Mạch xenlulo thể theo cấu trúc dạng ghế 12 Hình 1.6 Phân tử xenlulo liên kết với liên kết β-1 Hình 1.7 Kính hiển vi soi Olympus SZX 12 - Japan 16 Hình 1.8 Máy đo phổ hồng ngoại IR 17 Hình 2.1 Quy trình khảo sát xenlulo điều kiện thường 20 Hình 2.2 Quy trình khảo sát xenlulo nhiệt độ 90oC 22 Hình 2.3 Quy trình khảo sát xenlulo hỗn hợp axit bazơ 24 Hình 2.4 Rơm nguyên liệu 26 Hình 2.5 Rơm sau xay nhuyễn 26 Hình 2.6 Quy trình khảo sát rơm 27 Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn kết hoà tan xenlulo điều kiện thường thời glycozit 13 gian ngày…… 30 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn kết hoà tan xenlulo điều kiện thường thời gian 15 ngày…… 33 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn kết hoà tan xenlulo 90oC tỷ lệ 1/10 35 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn kết hoà tan xenlulo 90oC tỷ lệ khác 37 Hình 3.5 Xenlulo trước sau hòa tan HCOOH 38 Hình 3.6 Xenlulo trước sau hòa tan NaOH 38 Hình 3.7 Xenlulo trước sau hịa tan (HCOOH+NaOH) 38 Hình 3.8 Xenlulo trước sau hòa tan (NaOH+HCOOH) 38 Hình 3.9 Xenlulo trước sau hịa tan HCOONa 38 Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn khả hòa tan xenlulo ăngt hàm l ượng tác chất……… 40 Hình 3.11 Kết phân tích IR xenlulo 41 Hình 3.12 Kết phân tích IR xenlulo HCOOH 42 SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H i LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM Hình 3.13 Kết phân tích IR xenlulo NaOH 43 Hình 3.14 Kết phân tích IR xenlulo (NaOH + HCOOH) 44 Hình 3.15 Kết phân tích IR xenlulo (HCOOH+NaOH) 45 Hình 3.16 Kết phân tích IR xenlulo HCOONa 45 Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn kết trình hồ tan rơm thí nghiệm 48 Hình 3.18 Dung dịch rơm sau lần hịa tan HCOOH 49 Hình 3.19 Dung dịch rơm sau lần hòa tan NaOH 49 Hình 3.20 Dung dịch rơm sau lần hòa tan (HCOOH+NaOH) 49 Hình 3.21 Dung dịch rơm sau lần hịa tan (NaOH+HCOOH) 49 Hình 3.22 Dung dịch rơm sau lần hòa tan HCOONa 49 Hình 3.23 Hình chụp soi rơm nguyên liệu 54 Hình 3.24 Hình chụp soi rơm HCOOH 54 Hình 3.25 Hình chụp soi rơm NaOH 54 Hình 3.26 Hình chụp soi rơm HCOONa 54 Hình 3.27 Hình chụp soi rơm (NaOH+HCOOH) 55 Hình 3.28 Hình chụp soi rơm (HCOOH+NaOH) 55 Hình 3.29 Kết phân tích IR rơm nguyên liệu 56 Hình 3.30 Kết phân tích IR rơm HCOOH 57 Hình 3.31 Kết phân tích IR rơm NaOH 58 Hình 3.32 Kết phân tích IR rơm (NaOH + HCOOH) 59 Hình 3.33 Kết phân tích IR rơm (HCOOH + NaOH) 59 Hình 3.34 Kết phân tích IR rơm HCOONa 60 SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H ii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Bảng tương quan quang phổ hồng ngoại 18 Bảng 3.1 Kết hoà tan xenlulo điều kiện thường thời gian ngày 30 Bảng 3.2 Kết hoà tan xenlulo điều kiện thường thời gian 15 ngày 32 Bảng 3.3 Kết hoà tan xenlulo điều kiện 90oC tỷ lệ 1/10 34 Bảng 3.4 Kết hoà tan xenlulo điều kiện 90oC tỷ lệ khác 36 Bảng 3.5 Khả hịa tan hồn tồn xenlulo HCOOH 39 Bảng 3.6 Tăng hàm lượng tác chất để giảm nhiệt độ phản ứng 40 Bảng 3.7 Kết q trình hồ tan rơm thí nghiệm 47 Bảng 3.8 Kết trình hồ tan rơm thí nghiệm 48 SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H iii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT KH&CN : Khoa học cơng nghệ PGS.TS : Phó giáo sư tiến sĩ STT : Số thứ tự TL : Tỷ lệ DM : Dung mơi TN : Thí nghiệm A/B : Axit/Bazơ Xen/DM : Xenlulo/Dung môi Xen/A : Xenlulo/Axit SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H iv LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM ĐẶT VẤN ĐỀ Một thách thức lớn cho nhân loại kỷ 21 giảm phát thải khí nhà kính, yếu tố định gây biến đổi khí hậu Vấn đề đặt tìm nguồn lượng sạch, rẻ, dồi để thay cho nguồn nhiên liệu hóa thạch, coi bẩn dự báo cạn kiệt mai Năng lượng sinh học hướng mà nhiều quốc gia lựa chọn Hàn Quốc xây dựng cho chiến lược tăng trưởng xanh, phát thải cacbon Đối với lãnh đ ạo đất nước này, tăng trưởng xanh lựa chọn mà lựa chọn Một mục tiêu mà chiến lược đề đến 2050, Hàn Quốc hồn tồn khơng bị phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch giải pháp tăng cường lượng hạt nhân, phát triển lượng tái tạo Năng lượng sinh học tích cực nghiên cứu, phát triển đất nước với mục tiêu đến năm 2030 lượng tái tạo đạt 11%, lượng từ sinh khối đạt 7,12% Ngồi cơng nghệ chế tạo bioga thơng thường từ sinh khối, từ chất thải chăn nuôi, Hàn Quốc tích cực phát triển bioga từ bùn thải Ở Nhật Bản, Chính phủ ban hành chiến lược lượng sinh khối từ năm 2003 tích cực thực dự án phát triển thị sinh khối có 208 thị đạt danh hiệu này, đến năm 2010 đạt 300 thành phố/đô thị Ở Đức, Luật Năng lượng tái tạo có hiệu lực từ năm 2000, đưa ch ế khuyến khích ưu tiên phát lên lưới điện quốc gia nguồn điện từ lượng tái tạo (mặt trời, gió, thuỷ điện sinh khối) Sản xuất điện từ sinh khối phát triển với số lượng nhà máy đ ạt tới 4600 nhà máy với tổng công suất 1700MW năm 2009, dự kiến tăng lên 5400 nhà máy năm 2015 Ở nước ta nay, nhiên liệu sinh học giai đoạn đầu phát triển Một số sở sản xuất etanol sinh học để phục vụ việc chế tạo xăng sinh học song quy mơ cịn nhỏ Mới nhà máy sản xuất etanol sinh học Phú Thọ Dung Quất, công suất 100000 etanol/năm Petro Việt Nam xây dựng SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM CHƯƠNG 10 KẾT QUẢ KHẢO SÁT Q TRÌNH HỊA TAN RƠM 10.1 Kết khảo sát q trình hồ tan rơm số dung môi: Bảng 3.7 Kết trình hồ tan rơm thí nghiệm Dung mơi Lần TN mnguyên liệu(g) mrơm tan(g) mrơm lại(g) 2,00 1,14 0,86 0,86 0,18 0,68 0,68 0,00 0,68 Kết 2,00 1,32(66%) 0,68(34%) 2,00 0,39 1,61 1,61 0,06 1,55 1,55 0,00 1,55 Kết 2,00 0,45(22,5%) 1,55(77,5%) 0,50 0,50 1,50 1,50 0,12 1,38 1,38 0,00 1,38 Kết 2,00 0,62(31%) 1,38(69%) 2,00 0,82 1,18 1,18 0,10 1,08 1,08 0,00 1,08 Kết 2,00 0,92(46%) 1,08(54%) 2,00 0,60 1,40 1,40 0,09 1,31 1,31 0,00 1,31 Kết 2,00 0,69(34,5%) 1,31(65,5%) HCOOH 50% NaOH 50% HCOONa 50% (HCOOH50%+ NaOH50%) (NaOH50%+ HCOOH50%) SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H 47 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM 70 60 50 NaOH 50% 40 HCOOH 50% HCOONa 50% 30 (HCOOH 50%+ NaOH 50%) (NaOH 50%+ HCOOH 50%) 20 10 Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn kết q trình hồ tan rơm thí nghiệm Bảng 3.8 Kết q trình hồ tan rơm thí nghiệm Dung mơi mngun liệu(g) mrơm tan(g) mrơm lại(g) HCOOH 50% 2,00 1,26(63%) 0,74(37%) NaOH 50% 2,00 0,43(21,5%) 1,57(78,5%) HCOONa 50% 2,00 0,58(29%) 1,42(71%) 2,00 0,90(45%) 1,10(55%) 2,00 0,68(34%) 1,32(66%) (HCOOH50%+ NaOH50%) (NaOH50%+ HCOOH50%) SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H 48 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM Hình 3.18 Dung dịch rơm sau lần Hình 3.19 Dung dịch rơm sau lần hòa tan HCOOH hòa tan NaOH Hình 3.20 Dung dịch rơm Hình 3.21 Dung dịch rơm Hình 3.22 Dung dịch rơm sau lần hòa tan sau lần hòa tan sau lần hòa tan (HCOOH+NaOH) (NaOH+HCOOH) HCOONa 1: Lần hoà tan 2: Lần hoà tan thứ hai SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H 3:Lần hoà tan thứ ba 49 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM Nhận xét: - Trong thí nghiệm 1: Từ 2g rơm khô ban đầu sau lần hịa tan nhận thấy: + HCOOH: có khả hồ tan cao + Hỗn hợp (HCOOH+NaOH): hoà tan tốt (NaOH+HCOOH), muối bazơ + Hỗn hợp (NaOH + HCOOH) HCOONa: có khả hồ tan rơm gần + NaOH: có khả hịa tan thấp - Trong thí nghiệm 2: Khi sử dụng lượng dung môi với lượng dung môi cho vào lần khảo sát (60g) 2g rơm khô ban đầu, làm tan lượng gần với lượng hịa tan thí nghiệm Kết luận: -Để rút ngắn quy trình, cần làm lần thí nghiệm với lượng dung mơi với lần thí nghiệm nhỏ cho kết cao, giảm thời gian thực nghiệm cần khảo sát lần -Trong q trình hịa tan rơm, tất dung môi kể HCOOH khơng thể hịa tan hồn tồnơm r Vì thành phần rơm có p hần xenlulo, hemixenlulo lignin, mà HCOOH hịa tan xenlulo hemixenlulo khơng hịa tanđư ợc lignin Vì phần bã cịn lại lignin xenlulo mạch dài khơng hịa tan SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H 53 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM 10.2 Bã rơm chụp kính hiển vi soi nổi: Hình 3.23 Hình chụp soi rơm Hình 3.24 Hình chụp soi rơm nguyên liệu HCOOH Như vậy, sau hoà tan HCOOH rơm mịn hơn, sợi rơm bị cắt nhỏ Từ sợi có kích thước lớn chuyển thành sợi mảnh, nhỏ nhiều so với rơm ban đầu Hình 3.25 Hình chụp soi rơm Hình 3.26 Hình chụp soi rơm NaOH HCOONa SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H 54 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM Qua trình hoà tan NaOH HCOONa, cấu trúc rơm khơng thay đổi Chỉ có phần mịn đi, sợi rơm bị hịa tan ít, kích thước sợi có nhỏ so với rơm nguyên liệu, không nhiều Hình 3.27 Hình chụp soi rơm Hình 3.28 Hình chụp soi rơm (NaOH+HCOOH) (HCOOH+NaOH) Rơm sau xử lý hỗn hợp axit bazơ, qua hình chụp cho thấy, đổi thứ tự hóa chất có thay đổi lớn cấu trúc rơm Khi hoà tan hỗn hợp (NaOH+HCOOH) rơm sợi lớn, hòa tan phần nhỏ, kích thước sợi rơm giảm nhẹ, làm mịn lúc ban đầu Trong hỗn hợp (HCOOH+NaOH), sợi rơm b ị cắt nhỏ đi, sợi mỏng, dù dài so v ới dung dịch HCOOH, so với dung môi khác cắt triệt để hơn, khơng cịn sợi lớn, ngồi làm rơm mịn nhiều SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H 55 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM 3500 3000 2500 2000 Wavenumber cm-1 1500 1000 664.37 613.94 567.25 536.98 522.23 461.49 783.76 896.65 1054.46 1515.19 1452.30 1426.99 1372.95 1321.40 1245.34 1162.82 1646.59 1727.28 2132.73 2354.93 2919.34 2851.94 3408.67 75 Transmittance [%] 80 85 90 95 100 10.3 Kết phân tích IR rơm: 500 Hình 3.29 Kết phân tích IR rơm ngun liệu Các bước sóng đặc trưng rơm nguyên liêu: + Từ 3200 đến 3600: Cầu nối OH xenlulo + Từ 2500 đến 3200: Nhóm O-H axit cacboxylic + Từ 2100 đến 2400: Liên kết C≡C + Từ 1600-1730: Gốc RCHO mạch polysaccarit + Từ 1300-1520: Nhóm CH3 + Từ 1000-1260: Liên kết C-O + Từ 400-1000: Liên kết C-H SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H 56 GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM 3500 3000 1162.61 1050.03 897.47 835.99 777.87 757.93 694.32 662.36 631.86 600.14 555.85 525.92 464.73 433.94 419.11 1514.83 1463.22 1427.07 1360.09 1316.14 1723.92 1611.70 2053.59 2357.22 2919.20 2850.25 3425.88 86 88 Transmittance [%] 90 92 94 96 98 100 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 1000 1500 2500 2000 Wavenumber cm-1 500 Hình 3.30 Kết phân tích IR rơm HCOOH Sau xử lý rơm HCOOH chụp IR, kết cho số bước sóng tương tự rơm nguyên liệu, có số thay đổi: + Thêm bước sóng 1611: C=O R-C + % nhóm O-H tăng lên Như vậy, sau hoà tan với HCOOH, bước sóng 1646 chuy ển thành bước sóng 1611, hay gốc RCHO chuyển hoàn toàn thành: C=O R-C Điều giải thích theo phương trình sau: OH R-C-OH + H-C=O C=O R-C + 2OH- Vì hàm lượng nhóm OH- tăng lên SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H 57 GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM 3500 2000 2500 Wavenumber cm-1 3000 1500 1000 461.36 620.08 585.54 897.25 801.57 1095.19 1515.14 1644.18 2129.61 2924.84 3435.33 20 Transmittance [%] 40 60 80 100 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 500 Hình 3.31 Kết phân tích IR rơm NaOH Kết phân tích IR rơm NaOH gần không thay đổi so với rơm nguyên liệu Chỉ có giảm sút của: nhóm OH axit cacboxylic (từ 73% xuống 20%), gốc RCHO giảm (từ 85% xuống 40%) Sự giảm sút nhóm O-H bazơ lấy H+ tự axit cacboxylic: NaOH + RCOOH RCOONa + H2O Ngoài ra, khơng khí RCHOũng c b ị oxy hóa thành RCOOH, vàãđ phản ứng với bazơ: RCHO + O 2 RCOOH + NaOH SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H to RCOOH RCOONa + H2O 58 GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM 3500 3000 2500 2000 Wavenumber cm-1 1500 1000 469.57 569.26 801.31 967.59 1091.55 1644.40 2927.33 2855.53 3468.38 20 30 40 Transmittance [%] 50 60 70 80 90 100 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 500 3000 2500 2000 Wavenumber cm-1 1500 1000 464.20 567.51 800.25 963.09 1644.11 3470.77 3500 1084.54 20 Transmittance [%] 40 60 80 100 Hình 3.32 Kết phân tích IR rơm (NaOH + HCOOH) 500 Hình 3.33 Kết phân tích IR rơm (HCOOH + NaOH) SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H 59 GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM 3500 3000 2500 2000 Wavenumber cm-1 1500 1000 615.15 775.95 1120.50 1045.51 1353.77 1591.92 2717.69 2831.96 2956.89 3420.77 20 Transmittance [%] 40 60 80 100 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 500 Hình 3.34 Kết phân tích IR rơm HCOONa Rơm sau xử lý hỗn hợp (axit bazơ) muối có thay đổi giống nhau: Trong mẫu kết phân tích IR khơng có bước sóng từ 21002400, nghĩa liên kết C≡C Có thể giải thích sau: + Trong HCOONa: liên kết C≡C phản ứng với nhóm OH xúc tác muối tạo thành axêtal Nên m ất liên kết C≡C Mặt khác, HCOONa bổ sung thêm ion Na+ tăng xúc tác cho phản ứng, giúp phản ứng xảy tốt HC≡CH RONa + 2ROH CH3-CH-(OR)2 [6] HCOONa SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H 60 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM + Trong hỗn hợp (NaOH + HCOOH): đư ợc giải thích tương tự Liên kết C≡C bị phản ứng với nhóm OH NaOH Trong phải có thêm xúc tác RONa, phản ứng axit bazơ tạo muối, làm xúc tác cho phản ứng RONa HC≡CH CH2=CH ONa + NaOH CH2=CH + NaOH ONa RONa [6] CH3-CH-(ONa)2 [6] + Trong hỗn hợp (HCOOH + NaOH): Trong thời gian đầu, liên kết C≡C phản ứng với HCOOH tác dụng nhiệt độ, có OH- làm xúc tác, chuy ển hóa thành vinyl este Mặc dù phản ứng khó xảy ra, HCOOH axit mạnh, có xúc tác nên phản ứng xảy : OHHC≡CH + HCOOH to CH=CH [6] OCOH Sau thêm NaOH vào th ì C≡C l ại tiếp tục phản ứng với NaOH tác dụng muối Vì làm C≡C đi, làm ln nhóm O-H axit cacboxylic Vì tác dụng xong với tác nhân axit C≡C m ới phản ứng tiếp với NaOH Như vậy, kết luận hỗn hợp (HCOOH + NaOH) hòa tan tốt hỗn hợp (NaOH + HCOOH) muối hoàn toàn RONa HC≡CH + NaOH CH2=CH [6] ONa RONa CH2=CH ONa + NaOH SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H CH3-CH-(ONa)2 [6] 61 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM PHẦN IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H 62 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM A Kết luận: Một số kết luận từ việc nghiên cứu đề tài luận văn: Luận văn khảo sát khả trương nở hoà tan xenlulo số dung môi, điều kiện thường điều kiện có nhiệt độ Kết cho thấy xenlulo tan hồn toàn axit, tan mạnh hỗn hợp axit bazơ Các mẫu xenlulo sau hoà tan dung mơi ãđđư ợc tiến hành phân tích IR để xác định nhóm chức, từ so sánh mẫu với kiểm tra lại kết thực nghiệm Luận văn nghiên c ứu khả hồ tan rơm số dung mơi Khả hoà tan cao 66% Kết kiểm tra cách phân tích phổ hồng ngoại IR để kiểm tra nhóm chức chụp kính hiển vi soi để xem cấu trúc bề mặt Từ thấy khả hồ tan rơm axit tốt B Kiến nghị: Đây khảo sát ban đầu Do thời gian giới hạn nên chưa thể nghiên cứu sâu Nếu có điều kiện tiếp tục nghiên cứu để hồn thiện cơng nghệ, khảo sát thêm dung mơi khác, tìm dung mơi có khả hồ tan hồn tồn rơm từ chuyển hóa rơm thành nhiên liệu phục vụ cho đời sống SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H 63 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: PGS.TS HỒ SƠN LÂM TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Hồ Sơn Lâm, Giáo trình hố học hợp chất hữu thiên nhiên, trường Đại học Tôn Đức Thắng, TP Hồ Chí Minh, năm 2010 [2] PGS.TS Hồ Sơn Lâm, Giáo trình Tổng hợp nhiên liệu sinh học, trường Đại học Tơn Đức Thắng, TP Hồ Chí Minh, năm 2010 [3] PGS.TS Hồ Sơn Lâm, Xây dựng kinh tế carbon thấp Tây Nguyên, báo cáo Hội nghị Khoa học gắn với thực tiễn – Đà lạt 8/2010 [4] Hồ Sĩ Tráng, Cơ sở hoá học gỗ xenluloza, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội, năm 2003 Tập [5] Hồ Sĩ Tráng, Cơ sở hoá học gỗ xenluloza, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội, năm 2003 Tập [6] Trần Văn Thạnh, Hoá học hữu cơ, trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh mơn hữu [7] http://www.vtc16.vn [8] http://www.isponre.gov.vn [9] http://www.khoahoc.com.vn [10] http://www.wattpad.com/411739-tiềm-năng-biomass-Việt-Nam [11] http://wikipedia.org SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H 64 ... Nhóm O-H axit cacboxylic + Từ 2100 đến 2400: Liên kết C≡C + Từ 160 0-1 730: Gốc RCHO + Từ 130 0-1 520: Nhóm CH3 + Từ 100 0-1 260: Liên kết C-O + Từ 40 0-1 000: Liên kết C-H SVTH: Nguyễn Hữu Hưng – 071943H. .. NaOH): có khả hịa tan xelulo cao 6 0-7 0% - Muối hỗn hợp (NaOH + HCOOH): có khả hịa tan xenlulo tương tự 4 0-5 5% - Bazơ: làm tan xenlulo thấp 1 5-2 5% Kết luận: - Như vậy, dù hỗn hợp axit bazơ khơng... tỷ lệ khác nhau: - Từ E 20 (etanol 20%, xăng 80%) - Đến E 85 (etanol 85%, xăng 15%) Nguyên liệu sản xuất cồn: - Mía cơng nghiệp đường - Nguồn ngun liệu từ Ngô - Từ rác thải - Từ loại tinh bột