Nghiên cứu chiết xuất microcellulose từ giấy phế liệu ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT MICROCELLULOSE TỪ GIẤY PHẾ LIỆU ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ ION KIM LOẠI NẶNG GVHD: TS NGUYỄN CHÍ THANH SVTH: ĐẶNG QUỐC HUY SKL009207 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 08/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT MICROCELLULOSE TỪ GIẤY PHẾ LIỆU ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ ION KIM LOẠI NẶNG GVHD: T.S Nguyễn Chí Thanh SVTH: Đặng Quốc Huy MSSV: 18130018 Khóa: 2018 Tp.HCM, tháng năm 2022 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT MICROCELLULOSE TỪ GIẤY PHẾ LIỆU ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ ION KIM LOẠI NẶNG GVHD: T.S Nguyễn Chí Thanh SVTH: Đặng Quốc Huy MSSV: 18130018 Khóa: 2018 Tp.HCM, tháng năm 2022 ii KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Độc lập – Tự – Hạnh phúc Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 03 năm 2022 NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Chí Thanh Cơ quan công tác giảng viên hướng dẫn: Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TPHCM Sinh viên thực hiện: Đặng Quốc Huy MSSV: 18130018 Tên đề tài: Nghiên cứu chiết xuất microcellulose từ giấy phế liệu ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng Nội dung khóa luận: - Tổng quan tài liệu liên quan tới việc nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu chiết xuất microcellulose từ giấy phế liệu ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng, khảo sát yếu tố ảnh hưởng tới tính chất microcellulose chế tạo ( thời gian và nhiệt độ xử lý HNO3 và NaNO2, nồng độ và tỷ lệ HNO3 ) - Đánh giá tính chất microcellulose chế tạo kính hiển vi điện tử truyền qua (SEM ) , tán xạ tia X ( XRD ) , quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) Các sản phẩm tạo thành : microcellulose dạng tinh thể Ngày giao đồ án : 05/03/2022 Ngày nộp đồ án : 25/08/2022 Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Tiếng Việt × Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Việt × TRƯỞNG BỘ MƠN (Ký, ghi rõ họ tên) GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Chí Thanh Cơ quan công tác giảng viên hướng dẫn: Trường Đại học Sư Phạm Kĩ Thuật TPHCM Sinh viên thực hiện: Đặng Quốc Huy MSSV: 18130018 Tên đề tài : Nghiên cứu chiết xuất microcellulose từ giấy phế liệu ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng NHẬN XÉT A Nội dung đề tài và số việc thực đề tài B Tinh thần và trách nhiệm sinh viên làm nghiên cứu để tài C Ưu và khuyết điểm sinh viên thực đề tài * Ưu điểm : *Khuyết điểm : D Đề tài có đủ cho việc bảo vệ không ? E Điểm : Điểm số: Điểm chữ: GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên giảng viên iv TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Chí Thanh Cơ quan công tác giảng viên hướng dẫn: Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TPHCM Sinh viên thực hiện: Đặng Quốc Huy MSSV: 18130018 Tên đề tài : Nghiên cứu chiết xuất microcellulose từ giấy phế liệu ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng NHẬN XÉT A Nội dung đề tài và số việc thực đề tài B Tinh thần và trách nhiệm sinh viên làm nghiên cứu để tài C Ưu và khuyết điểm sinh viên thực đề tài * Ưu điểm : *Khuyết điểm : D Đề tài có đủ cho việc bảo vệ khơng ? E Điểm : Điểm số: Điểm chữ: GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên giảng viên v LỜI CẢM ƠN Trước hết em chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Trường Đại học Sư Phạm Kĩ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh tạo hội cho em học trường suốt năm qua và cung cấp điều kiện có sở vật chất lẫn vui chơi mặt tinh thần để học tốt hiệu Tiếp đến là toàn thể thầy cô môn Công Nghệ Vật Liệu tạo môi trường sở vật chất tốt đờng thời cịn trang bị kiến thức bổ ích để em vừa có kiến thức để làm luận văn và là kiến thức sau này trường làm việc Người đứng sau quan tâm và dẫn cho em cách ân cần và nhiệt tình là TS Nguyễn Chí Thanh Thầy trực tiếp hướng dẫn cho em chi tiết nhỏ và đồng thời cung cấp kiến thức thật sâu nội dung mà cần làm Thầy tận tâm việc từ làm mẫu viết bài cho chuẩn mực mặt hình thức lẫn nội dung Trong trình làm việc thầy quan sát và theo dõi kịp thời bảo và chấn chỉnh kiến thức bị thiếu sót cho đề tài tốt hơm Em khơng biết nói ngoài cảm ơn thầy nhiều tất thầy làm cho em suốt từ ngày đầu gắn bó làm việc thầy Em chân thành cảm ơn tới toàn thể gia đình, anh chị học trước và em môn quan tâm và giúp đỡ cách nhiệt tình và chia sẻ kiến thức dù nhỏ Trong suốt trình làm luận văn ít hay nhiều em có sai sót nên em kính mong thầy chỉnh sửa và góp ý cho em để tài luận văn em đầy đủ và hoàn thiện nội dung lẫn hình thức Cuối em chân thành cảm ơn thầy cô và toàn người hỗ trợ em hoàn thành tốt Sinh viên thực Đặng Quốc Huy vi LỜI CAM KẾT Khóa luận tốt nghiệp này là chính tay thực dẫn TS Nguyễn Chí Thanh Các số liệu viết luận văn chính thực khảo sát thực tế nên chịu hoàn toàn trách nhiệm nội dung khóa luận Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng năm 2022 Đặng Quốc Huy vii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN vi LỜI CAM KẾT vii MỤC LỤC viii DANH MỤC HÌNH ẢNH .x DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xi DANH MỤC BẢNG .xii LỜI MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Nội dung đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan nguyên liệu, khái niệm tính chất giấy cellulose 1.1.1 Nguồn nguyên liệu giấy thực trạng giấy .4 1.1.2 Thành phần hóa học giấy .5 1.2 Tổng quan cellulose nanocrystals (CNCs) 1.2.1 Giới thiệu chung 1.2.2 Nguồn nguyên liệu sản xuất CNCs 10 1.2.3 Phương pháp sản xuất (chiết xuất CNCs) 10 1.2.4 Các tính chất CNCs 13 1.2.5 Ứng dụng CNCs 15 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 18 2.1 Nguyên vật liệu hóa chất 18 2.1.1 Dụng cụ thiết bị sử dụng 18 2.1.2 Nguyên liệu hóa chất sử dụng 19 2.2 Quy trình chế tạo MC từ giấy thơ 19 2.3 Các phương pháp đánh giá phân tích 21 2.3.1 Phân tích hình thái SEM 21 2.3.2 Phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier 21 2.3.3 Nhiễu xạ tia X 21 viii 2.3.4 Phân tích nhiệt trọng lượng TGA 21 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23 3.1 Xử lý nguyên liệu thô 23 3.2 Khảo sát yếu tố nồng độ, tỷ lệ, nhiệt độ thời gian 23 3.2.1 Khảo sát nồng độ xử lý HNO3 23 3.2.2 Khảo sát tỉ lệ dung dịch HNO3 24 3.2.3 Khảo sát nhiệt độ xử lý 26 3.2.4 Khảo sát thời gian xử lý 27 3.3 Kết đặc tính hóa lý giấy phế liệu MC chiết xuất 28 3.3.1 Kết SEM 28 3.3.2 Quang phổ hồng ngoại biến đổi FOURIER 29 3.3.3 XRD 30 3.3.4 Phân tích nhiệt trọng lượng TGA 31 CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 33 4.1 Kết luận 33 4.2 Kiến nghị 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 PHỤ LỤC 38 ix