Nghiên cứu biến tính bã mía với polyethylenimine (pei) ứng dụng loại bỏ kháng sinh trong nước.pdf

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH BÃ MÍA VỚI POLYETHYLENIMINE (PEI) ỨNG DỤNG LOẠI BỎ KHÁNG SINH TRONG NƯỚC Mã số đề tài: 21/1HHSV06 Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN THỊ KIM HUỆ Đơn vị thực hiện: KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2022 BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH BÃ MÍA VỚI POLYETHYLENIMINE (PEI) ỨNG DỤNG LOẠI BỎ KHÁNG SINH TRONG NƯỚC Mã số đề tài: 21/1HHSV06 Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN THỊ KIM HUỆ Đơn vị thực hiện: KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2022 i MỤC LỤC MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC BẢNG .ix DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT x LỜI CẢM ƠN .xi PHẦN I THÔNG TIN CHUNG I Thông tin tổng quát 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu biến tính bã mía với polyethylenimine (pei) ứng dụng loại bỏ kháng sinh nước .1 1.2 Mã số: 21/1HHSV06 .1 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài 1.4 Đơn vị chủ trì: 1.5 Thời gian thực hiện: .1 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: Mười triệu đồng .2 II Kết nghiên cứu 2.1 Đặt vấn đề 2.2 Mục tiêu 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Tổng hợp bã mía biến tính với polyethylenimine 2.3.1.1 Xử lý bã mía 2.3.1.2 Tổng hợp bã mía từ tính 2.3.1.3.Tổng hợp bã mía biến tính với polyethylenimine 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu 2.3.2.1 Xác định hình thái bề mặt vật liệu phương pháp kính hiển vi điện từ quét (SEM) 2.3.2.2 Xác định liên kết cấu trúc vật liệu phổ hồng ngoại FT – IR ii 2.3.2.3 Xác định cấu trúc vật liệu phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 2.3.2.4 Phân tích nhiệt trọng lượng (Thermogravimetric analysis) 2.3.2.5 Đo diện tích bề mặt riêng (Brunauer-Emmet-Teller) .4 2.3.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ kháng sinh biến tính bã mía với PEI 2.3.3.1 Xác định điểm đẳng điện vật liệu (pHPZC) 2.3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian nồng độ kháng sinh đến khả hấp phụ vật liệu .5 2.3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến khả hấp phụ vật liệu 2.3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ vật liệu 2.4 Tổng kết kết nghiên cứu 2.4.1 Nội dung 1: Tổng hợp bã mía biến tính với PEI 2.4.2 Nội dung 2: Phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu .6 2.4.3 Nội dung 3: Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ kháng sinh biến tính bã mía với PEI .6 III Sản phẩm đề tài, công bố kết đào tạo .9 3.1 Kết nghiên cứu ( sản phẩm dạng 1,2,3) 3.2 Kết đào tạo IV Tình hình sử dụng kinh phí V Kiến nghị .10 VI Phụ lục sản phẩm ( liệt kê minh chứng sản phẩm nêu Phần III) 10 PHẦN II BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC .12 CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ .12 1.1 Lý chọn đề tài 12 1.2 Mục tiêu đề tài 13 1.3 Hiện trạng cơng trình nghiên cứu liên quan đến đề tài dánh giá kết cơng trình nghiên cứu cơng bố .13 1.3.1 Tình hình nghiên cứu quốc tế .13 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước 14 iii 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 15 1.4.1 Về mặt khoa học 15 1.4.2 Về mặt thực tiễn 15 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN .16 2.1 Tổng quan bã mía 16 2.1.1 Giới thiệu mía .16 2.1.2 Thành phần bã mía 17 2.1.2.1 Cellulose .19 2.1.2.2 Hemicellulose .20 2.1.2.3 Lignin 21 2.2 Polyethylenimine (PEI) 23 2.3 Quá trình hấp phụ .24 2.3.1 Hiện tượng hấp phụ .24 2.3.2 Các loại hấp phụ 25 2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ 26 2.4 Một số phương pháp định lượng Guaifenesin 27 2.4.1 Giới thiệu phương pháp sắc ký lỏng nâng cao: 27 2.5 Các phận HPLC .28 2.5.1 Bình chứa dung môi pha động .28 2.5.2 Bộ khử khí Degases .29 2.5.3 Bơm cao áp 29 2.5.4 Bộ phận tiêm mẫu 30 2.5.5 Cột sắc ký 30 2.5.6 Đầu dò: 31 2.5.7 Bộ phận ghi nhận tín hiệu 31 2.5.8 Bộ phận in liệu: 31 CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 3.1 Mục tiêu 32 iv 3.2 Phương pháp nghiên cứu 32 3.2.1 Hóa chất, thiết bị dụng cụ .32 3.2.1.1 Hóa chất 32 3.2.1.2 Thiết bị 33 3.2.1.3 Dụng cụ 33 3.2.2 Tổng hợp bã mía biến tính với polyethylenimine .34 3.2.2.1 Xử lý bã mía 34 3.2.2.2 Tổng hợp bã mía từ tính .35 3.2.2.3 Tổng hợp bã mía biến tính 36 3.2.3 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu 38 3.2.3.1 Xác định hình thái bề mặt vật liệu phương pháp kính hiển vi điện từ quét (SEM) 38 3.2.3.2 Xác định liên kết cấu trúc vật liệu phổ hồng ngoại FT-IR 38 3.2.3.3 Xác định cấu trúc vật liệu phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 38 3.2.3.4 Phân tích nhiệt trọng lượng TGA (Thermogravimetric analysis) 38 3.2.3.5 Đo diện tích bề mặt riêng BET (Brunauer-Emmet-Teller) 38 3.2.4 Khảo sát điều kiện chạy máy HPLC 38 3.2.4.1 Khảo sát bước sóng tối ưu 38 3.2.4.2 Khảo sát dung môi pha động .39 3.2.4.3 Khảo sát tỉ lệ pha động 39 3.2.4.4 Khảo sát giới hạn định lượng (LOQ) giới hạn phát (LOD) 40 3.2.4.5 Khảo sát khoảng tuyến tính 41 3.2.4.6 Khảo sát đường chuẩn 41 3.2.4.7 Khảo sát ảnh hưởng thời gian nồng độ Guaifenesin đến khả hấp phụ PEI/bã mía 42 3.2.4.8 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến khả hấp phụ PEI/bã mía 42 3.2.4.9 Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ PEI/bã mía 43 v 3.2.4.10 Xác định điểm đẳng điện vật liệu (pHPZC) 43 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .44 4.1 Sản phẩm sau trình tổng hợp hợp vật liệu 44 4.2 Kết phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu .45 4.2.1 Kết phương pháp kính hiển vi điện từ quét (SEM) 45 4.2.2 Kết phương pháp xác định liên kết cấu trúc vật liệu phổ hồng ngoại FT – IR 46 4.2.3 Kết phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) .47 4.2.4 Kết phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (Thermogravimetric analysis) 47 4.2.5 Kết phương pháp đo diện tích bề mặt riêng (Brunauer-Emmet-Teller) .48 4.3 Kết khảo sát thông số phân tích Guaifenesin phương pháp HPLC 49 4.3.1 Kết khảo sát bước sóng tối ưu bã mía biến tính .49 4.3.2 Kết khảo sát điều kiện tối ưu Guaifenesin .50 4.3.3 Kết khảo sát giới hạn định lượng (LOQ) giới hạn phát (LOD) .51 4.3.4 Kết khảo sát khoảng tuyến tính 52 4.3.5 Kết dựng đường chuẩn Guaifenesin .53 4.3.6 Khảo sát ảnh hưởng thời gian nồng độ Guaifenesin đến khả hấp phụ PEI/bã mía 55 4.3.7 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến khả hấp phụ PEI/bã mía 56 4.3.8 Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ PEI/bã mía 57 4.3.9 Kết phương pháp xác định điểm đẳng điện vật liệu (pHPZC) .57 4.2.10 Kết mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt 58 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 63 5.1 Kết luận 63 5.2 Đề nghị 64 vi TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHẦN III PHỤ LỤC 68 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Sơ đồ quy trình xử lý bã mía 35 Hình Sơ đồ quy trình tổng hợp bã mía từ tính .36 Hình 3 Sơ đồ quy trình tổng hợp bã mía biến tính 37 Hình Bã mía nghiền mịn kích thước 0.5 – mm 44 Hình Bã mía từ tính .44 Hình Kết SEM, EDS bã mía .45 Hình 4 Kết SEM, EDS bã mía từ tính 45 Hình Kết SEM vật liệu PEI: bã mía từ tính (10:100) .46 Hình Kết FTIR vât liệu .46 Hình Kết XRD vật liệu .47 Hình Kết đo TGA vật liệu PEI: Bã mía từ tính (10:100) 48 Hình Kết đo BET bã mía biến tính 49 Hình 10 Kết khảo sát bước sóng tối ưu 50 Hình 11 Kết khảo sát khoảng tuyến tính Guaifenesin Từ đồ thị cho thấy khoảng tuyến tính nằm khoảng 0,1-70 ppm 53 Hình 12 Kết đường chuẩn Guaifenesin .54 Hình 13 Ảnh hưởng đồng thời thời gian độ đến khả hấp phụ PEI/bãmía .55 Hình 14 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả hấp phụ Guaifenesin .56 Hình 15 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Guaifenesin .57 Hình 16 Kết pHPZC vật liệu 58 viii DANH MỤC BẢNG Bảng Danh sách hóa chất .32 Bảng Danh sách thiết bị 33 Bảng 3 Danh sách dụng cụ thí nghiệm .33 Bảng Bảng tỉ lệ pha động .40 Bảng Kết xác định điểm đẳng điện pHpzc vật liệu 57 Bảng Các điều kiện tối ưu Guaifenesin 50 Bảng Kết khảo sát chiều cao peak mẫu trắng 51 Bảng Kết khảo sát LOD 51 Bảng 4 Kết khảo sát khoảng tuyến tính 52 Bảng Kết dựng đường chuẩn Guaifenesin .53 Bảng Các giá trị số đẳng nhiệt trình hấp phụ chất Guaifenesin nhiệt độ khác .61 ix ... nghiên cứu 2.3.1 Tổng hợp bã mía biến tính với polyethylenimine 2.3.1.1 Xử lý bã mía 2.3.1.2 Tổng hợp bã mía từ tính 2.3.1.3.Tổng hợp bã mía biến tính với polyethylenimine. .. qua q trình từ tính Fe3O4 Từ yếu tố nên chọn đề tài ? ?Nghiên cứu tổng hợp vật liệu polyethylenimine - bã mía từ tính ứng dụng loại bỏ kim loại nước” Nghiên cứu biến tính bã mía với PEI để tạo... mía đem tổng hợp bã mía từ tính, từ bã mía từ tính tổng hợp thành bã mía biến tính với PEI Kết quả: Vật liệu hấp phụ bã mía biến tính với PEI 2.4.2 Nội dung 2: Phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật