Nghiên cứu chế tạo vật liệu Hydrogen từ mụn dừa bằng phương pháp ghép bức xạ để hấp thụ Asen.pdf

NTTU-NCKH-05 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KÉT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2016 -2017 Tên đề tài: NGHIÊN cứu CHẾ TẠO VẬT LIỆU HYDROGEL TỪ MỤN DỪA BẰNG PHƯƠNG PHÁP GHÉP BỨC XẠ ĐÉ HÁP THỤ ASEN Số hợp đồng: 2017.01.51/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: Trần Lệ Trúc Hà Đơn vị công tác: Khoa CNSH & MT Thời gian thực hiện: 12 tháng CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đon vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TÔNG KẾT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2016 -2017 Tên đề tài: NGHIÊN cứu CHẾ TẠO VẬT LIỆU HYDROGEL TỪ MỤN DỪÀ BẦNG PHƯƠNG PHÁP GHÉP BỨC XẠ ĐÊ HẤP THỤ ASEN Số hợp đồng: 2017.01.51 /HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: Trần Lệ Trúc Hà Đơn vị công tác: Khoa CNSH & MT Thời gian thực hiện: 12 tháng 11 MỤC LỤC MỞ ĐÀU Trang CHƯƠNG TÓNG QUAN TÀI LIỆU CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 15 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIÉT TẮT Acrylic Acid AAc As Asen CNBX Công nghệ xạ ctv cộng tác viên CMC Carboxy Methyl Cellulose dd dung dịch FAO Food and Agriculture Organization GF-AAS Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry IAEA International Atomic Energy Agency ppm parts per million Ppb parts per billion TCVN Tiêu Chuan Việt Nam ưv Ultra Violet WHO World Health Organization IV DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Trang Hình 3.1 Vật liệu hydrogel sau chế tạo liều xạ liều 12 kGy 15 Hình 3.2 Sự hình thành gel tỉ lệ mụn dừa A Ac khác liều xạ 16 Hình 3.3 Độ trương nước hydrogel chế tạo từ mụn dừa ghép AAc 17 Hình 3.4 Sự hình thành gel tỉ lệ mụn dừa A Ac khác có chitosan 19 Hình 3.5 Độ trương nước hydrogel từ mụn dừa ghép AAc có chitosan 20 Hình 3.6 Hàm lượng gel vật liệu hydrogel có khơng có bổ sung chitosan 21 Hình 3.7 Hydrogel từ mụn dừa tỉ lệ mụn dừa/AAc 1/6 liều xạ 12 kGy 21 Hình 3.8 Hydrogel từ mụn dừa tỉ lệ mụn dừa ghép AAc liều xạ 12 kGy 22 Hình 3.9 Độ trương nước vật liệu hydrogel có khơng có chitosan 22 Hình 3.10 Khả hấp thụ As5+ hydrogel chế tạo 24 Hình 3.11 Khả hấp thụ As5+ hydrogel theo nồng độ As5+ ban đầu 26 Hình 3.12 Khả hấp thụ As5+ hydrogel theo thời gian hấp thụ 27 V DANH MỤC CÁC BẢNG BIÉU Trang Bảng 2.1 Chế tạo vật liệu hydrogel từ mụn dừa ghép A Ac Bảng 2.2 Chế tạo vật liệu hydrogel từ mụn dừa ghép A Ac bổ sung chitosan 12 Bảng 2.3 Khảo sát khả hấp thụ As5+ mầu hydrogel 13 VI TÓM TẤT KẾT QUẢ NGHIÊN cứu Sản phẩm thực đạt > Ọuy trình chế tạo vật liệu hydrogel từ mụn dừa phương pháp ghép xạ > Khả hấp thụ As5+ theo mầu hydrogel khác > Báo cáo tổng hợp kết đề tài Sản phẩm đăng kí thuyết minh > Quy trình chế tạo vật liệu hydrogel từ mụn dừa phương pháp ghép xạ > Khả hấp thụ As5+ theo mầu hydrogel khác > Báo cáo tổng hợp kết đề tài Thời gian đăng ký : từ ngày 04/2017 đến ngày 04/2018 Thời gian nộp báo cáo: ngày vii MỞ ĐÀU Sự phát triển kinh tế bùng nố dân số làm nhiễm mơi trường, nhiễm kim loại nặng độc asen vượt tiêu chuẩn cho phép ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người Công nghệ xạ ưu điểm mụn dừa đe chế tạo vật liệu hydrogel nhằm loại bỏ asen Đây vật liệu có tiềm lớn để loại bỏ asen khỏi nước bị ô nhiễm Trong nghiên cứu vật liệu chế tạo từ mụn dừa, acrylic acid chitosan phương pháp chiếu xạ gamma Các đặc trưng hydrogel độ trương, hàm lượng gel khảo sát Hơn nữa, khả hấp thụ asen vật liệu khảo sát Qua kết đạt hydrogel chuẩn bị từ tỉ lệ mụn dừa/AAc = 1/3 chiếu xạ liều xạ kGy phù hợp cho hấp thụ ion As5+ Qua thí nghiệm hấp thụ xác định dung lượng hấp thụ tối đa 0,88 mg As g gel khô 10 ml dung dịch As5+ vòng 24 Dung lượng hấp thụ hydrogel tăng tăng nồng độ ion As5+ Trên sở vật liệu hydrogel có tiềm ứng dụng đe xừ lí nguồn nước thải nhiễm asen CHƯƠNG TỐNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Thành tựu ứng dụng hydrogel Do khả hấp thụ nước tương tác sinh học cao hydrogel sử dụng công nghệ sinh học, y học, nông nghiệp, cấy ghép, hệ thống tiêm polymer, lai quan (Benamer ctv, 2006; Nho ctv, 2005; Rosiak ctv, 1995; Rosiak Yoshii, 1999) Bản chất hydrogel khả hấp thụ dung môi ion có độ dài mạch khác pH khác ứng dụng rộng rãi công nghiệp vật liệu siêu hấp thụ nước dùng làm màng vi lọc, siêu lọc thấm khí, thẩm tích thuận nghịch trình tách chiết Trong lình vực y sinh, hydrogel dùng chuẩn đoán, điều trị tạo vật liệu cấy ghép, tạo da nhân tạo, màng chữa bỏng, màng lọc máu, hệ ly giải có điều khiến vật liệu nha khoa, mô ghép, ứng dụng việc chừa trị mắt nhiều ứng dụng khác Trong nông nghiệp vật liệu hydrogel siêu trương nước chế tạo kĩ thuật khâu mạch, ghép xạ dùng chất giữ nước, giữ dinh dưỡng cho vùng khô hạn, chất phụ gia chống xói mịn đất Vật liệu hydrogel ứng dụng nuôi trồng thủy canh Vật liệu hydrogel với thành phần liều chiếu xạ thích họp phù họp cho sinh trưởng phát trien trồng Vật liệu hydrogel dùng xử lí nước thải: so hydrogel ứng dụng: Hydroxyethyl methacrylate tạo tương thích sinh học Poly(2- hydroxyethyl methacrylate) trơ trình sinh học bình thường, chúng có khả chống bị thể phân hủy hấp thụ (Isik, 2000) Hydrogel polyacrylamide vật liệu hút nước có nhiều tính chất hóa học vật lí hữu ích, ứng dụng cùa loại polymer thông minh (Li ctv, 2002) 1.1.1 Tính chất hydrogel dùng để hấp thụ kim loại Các nhóm ưa nước có khả loại bỏ kim loại, ion độc hại chúng hấp thụ lượng nước lớn trương lên (Ozay ctv, 2009; Satarkar Hilt, 2008) Hơn nữa, hydrogel biến đổi với nhóm chức sử dụng vật liệu tổng hợp để tăng cường khả hấp thụ kim loại tính linh động (Ozay ctv, 2009; Pekel ctv, 2001) Ngồi ra, diện nhóm chức ion hóa tạo cho hydrogel để hấp thụ giữ nhiều loại chất gây nhiễm Do đó, hydrogel xem chất hấp thụ tương lai thu hút nhiều ý năm gần cho việc loại bỏ chất gây ô nhiễm, kim loại nặng, thuốc nhuộm, ion ammonium Hydrogel anion polyacrylate rộng rãi chất hấp phụ sử dụng đe loại bỏ chất ô nhiễm độc hại phục hoi ion kim loại quý từ dung dịch nước 1.1.2 Tính chất hydrogel dùng để hấp thụ kim loại Các nhóm ưa nước có khả loại bỏ kim loại, ion độc hại chúng hấp thụ lượng nước lớn trương lên (Ozay ctv, 2009; Satarkar Hilt, 2008) Hơn nừa, hydrogel biến nhóm chức sử dụng vật liệu tong họp để tăng cường khả hấp thụ kim loại tính linh động (Ozay ctv, 2009; Pekel ctv, 2001) Ngồi ra, diện nhóm chức ion hóa tạo cho hydrogel để hấp thụ giừ nhiều loại chất gây nhiễm Do đó, hydrogel xem chất hấp thụ tương lai thu hút nhiều ý năm gần cho việc loại bỏ chất gây ô nhiễm, kim loại nặng, thuốc nhuộm, ion ammonium Hydrogel anion polyacrylate rộng rãi chất hấp phụ sử dụng đế loại bỏ chất ô nhiễm độc hại phục hồi ion kim loại quý từ dung dịch nước 1.2 ủng dụng ciia mụn xơ dừa Cây dừa biểu tượng gắn liền với sống sinh hoạt cùa người dân, gọi “cây sống” Đặc biệt, tính đa việc sử dụng tất phận Phần xơ dừa dùng làm nguyên liệu sản xuất loại nệm ngủ, vật liệu trang trí nội thất thân thiện với môi trường, làm lưới phủ xanh đồi trọc, bảo vệ cơng trình cơng nghiệp biển với độ bền, lâu bị phân huỷ môi trường nước nặng, cách âm, cách nhiệt Đẻ phục vụ cho canh tác trồng vỏ trái dừa lại nguyên liệu tự nhiên sẵn có tuyệt vời đe sử dụng cho nhiều mục đích khác coi loại giá thể thay cho đất trồng Trong công nghiệp, mụn xơ dừa ứng dụng làm vật liệu nguyên liệu lọc cho nước, việc xây dựng cơng nghiệp than bánh Xơ dừa sử dụng làm vật liệu cách nhiệt, nguyên liệu cho tàu thuyền, lót lọc thảm ... đe chế tạo vật liệu hydrogel từ mụn dừa ghép AAc có bơ sung thêm chitosan > Bo trí thí nghiệm Bảng 2.1 Chế tạo vật liệu hydrogel từ mụn dừa ghép A Ac Nghiệm thức Liều xạ (kGy) Tỉ lệ mụn Mụn dừa. .. người Công nghệ xạ ưu điểm mụn dừa đe chế tạo vật liệu hydrogel nhằm loại bỏ asen Đây vật liệu có tiềm lớn để loại bỏ asen khỏi nước bị ô nhiễm Trong nghiên cứu vật liệu chế tạo từ mụn dừa, acrylic... mg/1 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Chế tạo vật liệu hydrogel kĩ thuật xạ 2.3.1.1 Thí nghiệm 1: Chế tạo hydrogel từ mụn dừa ghép AAc > Mục đích thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm từ mụn dừa A Ac