(Đồ án hcmute) nghiên cứu chế tạo cellulose nanocrystals (cncs) từ nguyên liệu giấy vụn và vỏ trấu ứng dụng trong xử lý nước thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CELLULOSE NANOCRYSTALS- (CNCS) TỪ NGUYÊN LIỆU GIẤY VỤN VÀ VỎ TRẤU ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: NGUYỄN VŨ VIỆT LINH SVTH: NGUYỄN TRÍ THỨC MSSV: 16130067 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 09/2020 an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CELLULOSE NANOCRYSTALS(CNCS) TỪ NGUYÊN LIỆU GIẤY VỤN VÀ VỎ TRẤU ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: SVTH: MSSV: Khóa: TS NGUYỄN VŨ VIỆT LINH NGUYỄN TRÍ THỨC 16130067 2016 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2020  an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CELLULOSE NANOCRYSTALS(CNCS) TỪ NGUYÊN LIỆU GIẤY VỤN VÀ VỎ TRẤU ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: SVTH: MSSV: Khóa: TS NGUYỄN VŨ VIỆT LINH NGUYỄN TRÍ THỨC 16130067 2016 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2020  an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỢ MƠN CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU Đợc lập – Tự – Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 NHIỆM VỤ KHĨA ḶN TỚT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN VŨ VIỆT LINH Cơ quan công tác: Đại học Bách Khoa, phường 14, Quận 10, TP Hồ Chí Minh Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TRÍ THỨC, MSSV: 16130067 Tên đề tài: “Nghiên cứu chế tạo Cellulose Nanocrystals (CNCs) từ nguyên liệu phế thải ứng dụng xử lý nước thải” Nội dung khóa luận: - Tổng quan tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu - Chế tạo cellulose tinh thể nano (Celluloso Nanocrystals - CNCs) từ nguồn nguyên liệu phế thải (giấy vụn, vỏ trấu); khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất CNCs - Đánh giá tính chất CNCs kính hiển vi quang học, kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ hồng ngoại FTIR - Đánh giá khả hấp phụ ion kim loại nặng màng composite CNCs/PVA xử lý nước thải Các sản phẩm dự kiến CNCs dạng bột (2g), màng composite CNCs/PVA Ngày giao đồ án: Tháng năm 2020 Ngày nộp đồ án: Tháng năm 2020 Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên)  Tiếng Việt Tiếng Việt   GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) i an KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CỘNG HÒA XÃ HỢI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM Đợc lập – Tự – Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: NGUYỄN TRÍ THỨC, MSSV: 16130067 Ngành: Công Nghệ Vật Liệu Tên đề tài: “Nghiên cứu chế tạo Cellulose Nanocrystals (CNCs) từ nguyên liệu giấy vụn và vỏ trấu ứng dụng xử lý nước thải” Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: TS NGUYỄN VŨ VIỆT LINH Cơ quan công tác GV hướng dẫn: Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Địa chỉ: 268 Lý Thường Kiệt, phường 14, quận 10, TP.Hồ Chí Minh NHẬN XÉT Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện: Tinh thần học tập, nghiên cứu sinh viên: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Điểm: (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii an KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CỘNG HÒA XÃ HỢI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Đợc lập – Tự – Hạnh phúc ******* Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: NGUYỄN TRÍ THỨC, MSSV: 16130067 Ngành: Công Nghệ Vật Liệu Tên đề tài: “Nghiên cứu chế tạo Cellulose Nanocrystals (CNCs) từ nguyên liệu giấy vụn và vỏ trấu ứng dụng xử lý nước thải” Họ và tên Giáo viên phản biện: Cơ quan công tác GV phản biện: Địa chỉ: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Kiến nghị và câu hỏi: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Điểm: (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iii an LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các Thầy Cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, truyền đạt cho em những kiến thức quý giá thơng qua quá trình giảng dạy ghế nhà trường Em xin cảm ơn Giáo viên hướng dẫn là TS Nguyễn Vũ Việt Linh-Giảng Viên trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, giành thời gian hướng dẫn tận tình để em bước hoàn thiện đề tài “Nghiên cứu chế tạo Cellulose Nanocrystals (CNCs) từ nguyên liệu giấy vụn và vỏ trấu ứng dụng xử lý nước thải” Trong q trình hồn thiện đề tài, có những thiếu sót và lỗi mắc phải cô thông cảm, hướng dẫn chu đáo, em xin chân thành cảm ơn điều này Tiếp đến em xin cảm ơn những Thầy Cô Ngành Công Nghệ Vật Liệu, Khoa Khoa Học Ứng Dụng trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, dạy cho em những kiến thức chuyên ngành giúp em được nắm vững các kiến thức tảng để tiến hành làm luận văn, em áp dụng và hoàn thành tốt đề tài Trong quá trình thực đề tài Trung tâm Cơng Nghệ Vật Liệu PolymeĐại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Em xin gửi lời cảm ơn đến anh chị cán bộ, những anh chị khóa trước tận tình hướng dẫn em sử dụng thiết bị để em hoàn thành tốt luận văn Và cuối là lời cảm ơn gửi đến bố mẹ, bạn bè bên cạnh hỗ trợ, động viên tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành được luận văn Trong q trình hồn thiện luận văn ban đầu có thiếu sót khơng thể tránh khỏi Em kính mong quý thầy cô thông cảm, em hi vọng nhận được những lời góp ý bổ ích, chân thành từ thầy cô giúp em hoàn thiện mặt nội dung và hình thức để em rút được kinh nghiệm quý báu ứng dụng công việc sau này Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Sinh viên Nguyễn Trí Thức iv an MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH ẢNH x CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Nội dung đề tài 1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.4.1 Ý nghĩa khoa học 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan nguyên liệu, các khái niệm và tính chất 2.1.1 Nguồn nguyên liệu giấy 2.1.1.1 Giới thiệu ngành giấy 2.1.1.2 Thành phần hóa học giấy 2.1.2 Nguồn nguyên liệu vỏ trấu 2.1.3 Cellulose 2.1.3.1 Cấu tạo cellulose 2.1.3.2 Các tính chất cellulose 2.1.4 Hemicellulose 2.1.5 Lignin 2.1.6 Các chất độn giấy và vỏ trấu 2.1.6.1 Chất độn giấy 2.1.6.2 Thành phần hóa học vỏ trấu 2.2 Tổng quan Cellulose Nanocrystals (CNCs) 2.2.1 Giới thiệu chung 2.2.2 Nguồn nguyên liệu sản xuất CNCs 2.2.3 Phương pháp sản xuất CNCs 10 2.2.3.1 Phương pháp xử lý sợi siêu âm Hielscher Ultrasonics 10 2.2.3.2 Phương pháp thủy phân acid 10 v an 2.2.4 Các tính chất CNCs 11 2.2.4.1 Tính chất lý 11 2.2.4.2 Tính chất nhiệt 11 2.2.4.3 Bản chất tinh thể lỏng CNCs 12 2.2.4.4 Tính chất quang học 12 2.2.4.5 Tính chất lưu biến 13 2.2.5 Ứng dụng CNCs các lĩnh vực 13 2.2.5.1 Ứng dụng công nghệ thực phẩm 14 2.2.5.2 Ứng dụng cảm biến sinh học và thiết bị y sinh 15 2.2.5.3 Ứng dụng xử lý nước thải 16 2.3 Các loại màng nanocomposite dựa sở CNCs 17 2.3.1 Màng CNCs/Ɛ-caprolactone (PCL) 17 2.3.2 Màng CNCs/ Polyurethane (PU) 18 2.3.3 Màng CNCs/Poly vinyl alcohol (PVA) xử lý nước phương pháp hấp phụ 18 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 20 3.1 Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị 20 3.1.1 Nguyên liệu, hóa chất 20 3.1.2 Dụng cụ và thiết bị sử dụng 22 3.2 Quy trình thực nghiệm 25 3.2.1 Quy trình chế tạo CNCs từ giấy vụn 25 3.2.2 Quy trình chế tạo CNCs từ vỏ trấu 28 3.2.3 Quy trình chế tạo màng nanocomposites dựa sở CNCs/PVA ứng dụng xử lý nước thải 31 3.3 Phương pháp phân tích 33 3.3.1 Kính hiển vi Olympus MX51 33 3.3.2 Kính hiển vi điện tử quét SEM 33 3.3.3 Máy sấy đông khô (sấy thăng hoa) 34 3.3.4 Máy đo quang phổ hồng ngoại FTIR 35 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 4.1 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành CNCs từ giấy vụn 36 4.1.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy phân H2SO4 lên hình thành CNCs 36 4.1.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân H2SO4 lên hình thành CNCs38 4.1.3 Đánh giá hình thái và cấu trúc sợi CNCs 39 vi an 4.2 Xử lý kiềm, khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân acid hình thành sợi CNCs từ vỏ trấu 40 4.2.1 Xử lý kiềm giai đoạn tẩy trắng vỏ trấu 41 4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân acid đến quá trình hình thành CNCs từ vỏ trấu 41 4.2.3 Khảo sát độ trương màng CNCs/PVA 42 4.2.3.1 Trương khối lượng màng CNCs/PVA 42 4.2.3.2 Trương thể tích màng CNCs/PVA 45 4.3 Khảo sát ảnh hưởng phần trăm khối lượng CNCs đến sản phẩm màng composite CNCs/PVA tạo thành và khả xử lý kim loại nặng nước 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 Kết luận 49 Kiến nghị 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 53 Phụ Lục 1: Ảnh kính hiển vi các mẫu giấy và vỏ trấu 53 Phụ Lục 2: Hiệu suất CNCs tổng hợp từ mẫu giấy 54 Phụ Lục 3: Phổ FTIR sợi CNCs từ mẫu giấy 55 Phụ Lục 4: Bảng thông số độ trương màng CNCs/PVA 56 vii an M0: PVA-MA M1: CNCs 5%/PVA M2: CNCs 10%/PVA M3 : CNCs 15%/PVA 100 Độ trương khối lượng (%) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 12 15 18 21 24 Thời gian khảo sát (giờ) Hình 4.10 Biểu đờ thể độ trương khối lượng màng nước theo thời gian Nhận xét: Trong 1,5 đầu độ trương khối lượng tăng cao (trên 38%) Sau thời gian tăng từ đến 24 với màng PVA-MA (M0) CNCs 5%/PVA (M1), độ trương tăng chậm Còn với màng CNCs 10%/PVA (M2) CNCs 15%/PVA (M3) độ trương khối lượng tăng khá cao, độ trương màng CNCs 15%/PVA (M3) là cao (41,7%) hình 4.10 Khi tăng % CNCs trog màng độ trương khối lượng tăng và đảm bảo được tính mềm dẻo màng Nguyên nhân là sợi CNCs có độ trương nở cao, 1,5 đầu là khoảng thời gian độ trương nở sợi CNCs mạnh nhất, làm màng trương lên mạnh, sau màng trương chậm dần và đạt tới hạn mà đảm bảo được tính mềm dẻo màng 44 an 4.2.3.2 Trương thể tích màng CNCs/PVA Cũng khảo sát độ trương khối lượng, em tiến hành khảo sát độ trương thể tích màng CNCs/PVA Bảng 4.4 Khảo sát thể tích các màng được ngâm nước cất các khoảng thời gian định Thời gian ngâm mẫu 1,5 12 24 (giờ) 53,00 76,11 87,38 91,50 94,94 96,24 M1 Thể tích màng (mm3) M2 55,00 80,37 90,89 99,46 105,18 109,65 M3 57,00 90,82 112,38 119,91 128,33 137,74 M4 60,00 100,05 121,62 135,06 144,22 159,76 M0: PVA-MA M1: CNCs 5%/PVA M2: CNCs 10%/PVA M3: CNCs 15%/PVA 170 Thể tích màng (mm3) 150 130 110 90 70 50 12 15 18 21 24 Thời gian khảo sát (giờ) Hình 4.11 Biểu đờ thể thay đổi thể tích các màng theo thời gian 45 an Nhận xét: Trong 1,5 đầu thể tích màng tăng cao (trên 23 mm3), sau thời gian từ đến 24 thể tích tăng chậm lại Thể tích màng CNCs 15%/PVA tăng nhanh hình 4.11 M0: PVA-MA M1: CNCs 5%/PVA M2: CNCs 10%/PVA M3 : CNCs 15%/PVA 180 165 Đợ trương thể tích (%) 150 135 120 105 90 75 60 45 30 15 0 12 15 Thời gian khảo sát (giờ) 18 21 24 Hình 4.12 Biểu đờ thể độ trương thể tích các màng theo thời gian Nhận xét: Khi % CNCs các mẫu màng tăng độ trương thể tích tăng Cả bốn màng có độ tăng thể tích cao sau 1,5 (trên 43%) Sau thời gian tăng từ đến 24 màng PVA-MA (M0) CNCs 5%/PVA (M1) có độ tăng thể tích chậm Màng CNCs 10%/PVA (M2) và CNCs 15%/PVA (M3) có độ tăng thể tích nhanh Nguyên nhân là khả trương sợi CNCs là cao nên các mẫu màng có % CNCs cao khả trương thể tích lớn so với màng có % CNCs thấp Màng CNCs 15%/PVA (M3) có độ tăng thể tích cao thể khả hấp phụ cao 46 an 4.3 Khảo sát ảnh hưởng phần trăm khối lượng CNCs đến sản phẩm màng composite CNCs/PVA tạo thành khả xử lý kim loại nặng nước a b c d Hình 4.13 Các màng tạo thành với tỉ lệ phần trăm khối lượng CNCs PVA khác nhau; a) 0% (M0), b) 5% (M1), c) 10% (M2) d) 15% (M3) Nhận xét: Màng PVA-MA sau cho CNCs vào có màu trắng đục Độ mềm dẻo màng tăng lên đáng kể Nguyên nhân là có liên kết chéo giữa CNCs và các lớp màng PVA tạo thành composite CNCs/PVA Các nhóm hydroxyl bề mặt CNCs tương đối cao với diện tích tiếp xúc bề mặt lớn kích thước nano (micro) nên tạo điện tích âm ngoài bề mặt Khi các nhóm carboxyl bổ xung được quá trình quá trình tổng hợp màng CNCs/PVA giúp làm tăng hiệu suất hấp phụ CNCs các ion kim loại Cd(II), Pb(II), Ni(II), Cr(III), Trong đề tài luận văn này, em khảo sát hấp phụ Cu(II) màng composite CNCs/PVA Để khảo sát quá trình hấp phụ kim loại, em dùng lọ nhỏ 5ml chứa dung dịch CuSO4 2% hình 4.14 Quá trình khảo sát các màng M0, M1, M2 M3 47 an a b Hình 4.14 Khảo sát quá trình hấp phụ Cu(II) các loại màng CNCs/PVA khác nhau; a) Lúc bắt đầu, b) Sau Nhận xét: Khi tăng % CNCs thời gian hấp phụ ion Cu2+ giảm, với màng PVA-MA (M0), CNCs 5%/PVA (M1) CNCs 10%/PVA (M2) sau màng M2 hấp phụ hết Cu(II) Với màng CNCs 15%/PVA (M3) sau hấp phụ hết Cu(II) hình 4.14 Chứng tỏ màng CNCs/PVA có tiềm lớn ứng dụng xử lý nước thải Nguyên nhân là % CNCs tăng độ trương khối lượng và thể tích tăng nên khả hấp phụ ion kim loại màng composite CNCs/PVA tăng, dẫn đến màng CNCs 15%/PVA (M3) có thời gian hấp phụ kim loại nhanh 48 an KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận  Đã chế tạo thành công CNCs từ nguồn nguyên giấy vụn với hiệu suất đạt được 53% Kích thước sợi CNCs có đường kính 2-3μm, độ dài sợi 10-25μm  Kết phổ FTIR thể cấu trúc cellulose không bị thay đổi qua quá trình xử lý tạo thành sợi CNCs từ nguồn nguyên liệu giấy vụn  Đã chế tạo thành công màng composite CNCs/PVA với tỉ lệ % khối lượng CNCs 0%, 5%, 10% và 15% Độ trương màng composite khối lượng đạt được 94% độ trương thể tích 166%, với tỉ lệ phần trăm khối lượng CNCs là 15%  Màng composite CNCs/PVA với tỉ lệ % khối lượng CNCs là 15% hấp thụ ion Cu2+ Kiến nghị  Tăng tỉ lệ % khối lượng CNCs màng composite CNCs/PVA lên 20%, 25% 30%  Khảo sát khả hấp phụ màng composite CNCs/PVA các ion kim loại khác: Cr3+, Pb2+, có nước thải  Xây dựng quy trình hoàn chỉnh tạo sợi CNCs từ vỏ trấu và nguồn nguyên liệu khác như: Bã mía, xơ dừa, 49 an TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Thị Lê Thanh (2014), Bài giảng Kỹ thuật Xenlulo và Giấy Trường Đại học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Vật Liệu Xử lý nước thải kim loại nặng, (2017) https://kythuatchetao.com/ Ngày truy cập 26 tháng năm 2020 Nguyễn Thị Ngọc Bích (2003) Kỹ Thuật Sản Xuất Xenlulo và Giấy NXB Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh Nguyễn Thị Cúc, (2016) Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ cellulose biến tính từ dăm tre, Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Việt Nam Nguyễn Quang Khuyến (2015), Bài giảng Kỹ thuật sản xuất chất dẻo, Trường Đại học Tôn Đức Thắng Tp.Hồ Chí Minh, Khoa Khoa học ứng dụng Ứng dụng Polyvinyl Alcohol; Hóa chất PVA, Polyvinyl alcohol – PVA (2020) https://cungcaphoachat./ Ngày truy cập 27 tháng năm 2020 Nguyên lý phương pháp sấy đông khô, (2020) https://vinafreezedry.com/ Ngày truy cập tháng năm 2020 Tài liệu tiếng Anh Suhas, Gupta, V.K, Carrott, P.J.M, Singh, Chaudhary, M Kushwaha, (2016), “Cellulose: A review as natural, modified and activated carbon adsorbent”, Bioresource Technology, (216), pp 1066-1076 M.A Mohamed, W.N.W Salleh, J Jaafar, S.E.A.M Asric and A.F Ismal, (2015) Physicochemical properties of “green” nanocrystalline cellulose isolated from recycled newspaper 183-194 G Siqueira, J Bras, A Dufresne, “Polyme 2” (2010) 728-765 Renouard et al, “Hielscher Ultrasound Technology”, (2014) 234-243 https://www.hielscher.com/ultrasonic-hemp-fibre-processing.htm D Trache, M.H Hussin, M.K.M Haafiz, V.K Thakur, “Nanoscale” (2017), 89-98, https://doi.org/ 10.1039/c6nr09494e R J Moon, A Martini, J Naim, J Simonsen, J Youngblood, Chem Soc Rev 86 (2011), 65-76 A Dufresne, Can J Chem 86 (2008) 484-494 D Trache, M.H Hussin, M.K.M Haafiz, V.K Thakur, Nanoscale (2017), 115-124, doi 10.1039/c6nr09494e M Mariano, N El Kissi, A Dufresne, J Polym Sci 52 (12) (2014) 791-806 50 an [17] M.M.D Lima, R Borsali, Macromol “Rapid Commun 25” (2004) 771-787 [18] N Girshkewich, N Mohammed, J Tang, K C Tam, Curr Opin Colloid Interface Sci 29 (2017), 32-45 [19] X Tian, D Yan, Q Lu, X Jiang, Cellulose 24 (2017) 163-174 [20] N Noshirvani, B Ghanbarzadeh, R.R Mokarram, M Hashemi, “Food Packag Sheif Life 11” (2017), 106-114 [21] M Pracella, M.M Haque, D Puglia, “Polyme 55” (2014) 3720-3728 [22] C.I.K Diop, J Lavoie, “Waster Biomass Valoriz 8” (2017) 41-56 [23] George, J & S N, S (2015) “Cellulose nanocrystals: synthesis, functional properties, and applycations Nanotechnology, Science and Applycations” 124-134 [24] I Ali, V.K Gupta, Nat Protoc (2007) 2661-2667 [25] R Batmaz, N Mohammed, M Zaman, G Minhas, R.M Berry, K.C Tam, “Cellulose 21” (2014), 1655-1665 [26] N Mohammed, N Grishkewich and K.C Tam, (2018), “Enviromental Science Nano”, pp 23-32 [27] Habibi Y., Dufresne A Highly filled bionanocomposites from functionalized polysaccharidesnanocrystals Biomacromolecules 2008; :1974–1980 Doi: 10.1021/bm8001717 [28] Girouard NM, Xu S., Schueneman GT, Shofner ML, Meredith JC "Siteselective modification of cellulose nanocrystals with isophorone diisocyanate and formation of polyurethane - CNC composites ACS Appl Mater Interfaces” 2016; 8, 1458–1467 Doi: 10.1021/acsami.5b10723 [29] Kurt Lohbeck; Herbert Haferkorn; Werner Fuhrmann; Norbert Fedtke “Axit maleic and Fumaric” Weinheim: Wiley-VCH 203-215 doi:10.1002/14356007.a16_053 [30] Thambiraj, S & Ravi Shankaran, D.(2017) Preparation and physicochemical characterization of cellulose nanocrystals from industrial waste cotton Applied Surface Science, 412, 405–416 doi:10.1016/j.apsusc.2017.03.272 [31] Johar, N., Ahmad, I., & Dufresne, A (2012) “Extraction, preparation and characterization of cellulose fibres and nanocrystals from rice husk Industrial Crops and Products”, 37(1), 93-99 doi:10.1016/j.indcrop.2011.12.016 51 an [32] Fortunati, E., Benincasa, P., Balestra, G M., Luzi, F., Mazzaglia, A., Del Buono, D., … Torre, L (2016) “Revalorization of barley straw and husk as precursors for cellulose nanocrystals extraction and their effect on PVA_CH nanocomposites Industrial Crops and Products”, 92, 201-217 doi:10.1016/j.indcrop.2016.07.047 [33] Jingquan Han, Chengjun Zhou, Yiqiang Wu “Self-Assembling behavior of cellulose nanoparticles during freeze drying: Effect of suspension concentration, particle size, crystal structure, and surface charge” Biomacromolecules 2013; 14(5): p 1529-1540 [34] Hanieh Kargarzadeh, Rasha M Sheltami, Ishak Ahmad, Ibrahim Abdullah, Alain Dufresne “Cellulose nanocrystal: A promising toughening agent for unsaturated polyester nanocomposite” Polyme 2015; 56: p 346-357 [35] Rosica Mincheva, Latifah Jasmani, Thomas Josse, Yoann Paint, Jena-Marie Raquez, Pascal Gerbaux, Samuel Eyley, Wim Thielemans, Philippe Dubois “Binary mixed homopolyme brushes tethered to cellulose nanocrystals: a step towards compatibilized polyester blends” Biomacromolecules 2016; 17(9): p 3048-3059 [36] Daniele Oliveira Castro, Julien Bras, Alessandro Gandini, Naceur Belgacem “Surface grafting of cellulose nanocrystals with natural antimicrobial rosin mixture using a green process” Carbohydrate Polymes 2016; 137: p 1-8 52 an PHỤ LỤC Phụ Lục 1: Ảnh kính hiển vi mẫu giấy vỏ trấu a 50 μm b a 50 μm Hình PL 1.1 Ảnh chụp kính hiển vi độ phóng đại x20 các mẫu giấy thủy phân acid nhiệt độ 45oC với thời gian khác nhau; a) (G1) và b) (G2) a 50 μm b 50 μm Hình PL 1.2 Ảnh chụp kính hiển vi độ phóng đại x20 các mẫu trấu thủy phân acid 45 phút với nhiệt độ khác nhau; a) 45oC (T1) b) 50oC (T2) 53 an Phụ Lục 2: Hiệu suất CNCs tổng hợp từ mẫu giấy 2,92 g Hình PL 2.1 Mẫu giấy thủy phân acid giờ, 50oC (G4) Bảng PL 2.1 Khảo sát khối lượng CNCs thu được từ quy trình chế tạo mẫu giấy tối ưu (G4) Số lần tạo mấu Lần Lần Lần Lần Trung bình Khối lượng giấy ban 6,0 6,0 6,0 6,0 A = 6,0 đầu (g) Khối lượng sợi CNCs 2,91 2,84 3,22 2,72 D = 2,92 ± 0,3g thu (g) Hiệu suất (ΔH) tổng hợp CNCs từ mẫu giấy được tính sau: D ΔH = 100 (%) A Trong đó, các ký hiệu: A: Khối lượng giấy trung bình ban đầu, tính g; D: Khối lượng trung bình sợi CNCs thu được Hiệu suất thu được 53,67% 54 an Phụ Lục 3: Phổ FTIR sợi CNCs từ mẫu giấy Hình PL 2.1 Phổ FT-IR Mẫu được thủy phân acid thời gian giờ, nhiệt độ 50oC (G4) 55 an Phụ Lục 4: Bảng thông số độ trương màng CNCs/PVA Bảng PL 3.1 Khảo sát thông số kích thước các màng M0, M1, M2 và M3 được ngâm nước các khoảng thời gian định Thông số mẫu Thời gian ngâm (giờ) Mẫu Thời gian 1,5 12 24 Kích thước cạnh 10,00 11,08 11,42 11,60 11,73 11,81 vng (mm) M0 Độ dày màng 0,53 0,62 0,67 0,68 0,69 0,69 (mm) 53,00 76,11 87,38 91,50 94,94 96,24 Thể tích (mm3) Kích thước cạnh 10,00 11,12 11,82 11,91 12,00 12,17 vuông (mm) Độ dày màng M1 0,55 0,65 0,69 0,70 0,73 0,74 (mm) Thể tích (mm3) M2 Kích thước cạnh vng (mm) Đợ dày màng (mm) Thể tích (mm3) M3 Kích thước cạnh vng (mm) Đợ dày màng (mm) Thể tích (mm3) 55,00 80,37 90,89 99,46 105,18 109,65 10 11,31 12,16 12,32 12,51 12,73 0,57 0,71 0,76 0,79 0,82 0,85 57,00 90,82 112,38 119,91 128,33 137,74 10 11,55 12,33 12,68 12,95 13,25 0,60 0,75 0,80 0,84 0,86 0,91 60,00 100,05 121,62 135,06 144,22 159,76 Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2752-1987 được thay Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 2752-2008 (ISO 1817 : 2005) cao su và các màng nhựa xác định mức độ tác động các chất lỏng  Phần trăm khối lượng trương nở (ΔG) màng xác định công thức: ΔG= G1 −Go Go 100 (%) Trong đó: GO- Khối lượng mẫu trước trương nở, tính g; 56 an G1- Khối lượng mẫu sau trương nở, tính g  Phần trăm thể tích trương nở (Δv) tính theo công thức: Δv = V1 −Vo Vo 100 (%) Trong đó: VO- Thể tích mẫu trước trương nở, tính cm3; V1- Thể tích mẫu sau trương nở, tính cm3 Bảng PL 3.2 Khảo sát độ trương khối lượng mẫu màng M0, M1, M2 và M3 được ngâm nước các khoảng thời gian khác Thời gian ngâm Đan đầu Sau 1,5 Sau Sau gờ Sau 12 Sau 24 M0 33,8 39,7 41,2 44,1 50,0 Độ trương khối lượng (%) M1 M2 0 40,3 51,3 45,8 54,0 50,0 62,1 55,6 72,9 59,7 82,4 M3 53,9 59,2 68,4 78,9 94,7 Bảng PL 3.3 Khảo sát độ trương thể tích mẫu màng M0, M1, M2 và M3 được ngâm nước các khoảng thời gian khác Thời gian ngâm Đợ trương thể tích (%) M0 M1 M2 M3 0 0 Đan đầu 43,6 46,1 59,3 66,75 Sau 1,5 64,9 65,2 97,1 102,7 Sau 72,0 80,1 110,4 125,1 Sau gờ 79,1 91,2 125,1 140,4 Sau 12 81,6 99,3 141,6 166,2 Sau 24 57 an S an K L 0 ... tài: ? ?Nghiên cứu chế tạo Cellulose Nanocrystals (CNCs) từ nguyên liệu phế thải ứng dụng xử lý nước thải? ?? Nợi dung khóa ḷn: - Tổng quan tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu - Chế tạo cellulose. .. xuất, giới hạn ứng dụng số lĩnh vực [1] Nhận thấy xu hướng tại, em chọn đề tài ? ?Nghiên cứu chế tạo cellulose nanocrystals (CNCs) từ nguyên liệu giấy vụn và vỏ trấu ứng dụng xử lý nước thải? ?? để tiến... MSSV: 16130067 Ngành: Cơng Nghệ Vật Liệu Tên đề tài: ? ?Nghiên cứu chế tạo Cellulose Nanocrystals (CNCs) từ nguyên liệu giấy vụn và vỏ trấu ứng dụng xử lý nước thải? ?? Họ và tên Giáo viên phản biện: