Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng vật liệu chitosan apatit và thăm dò khả năng hấp phụ chất màu hữu cơ

Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng vật liệu chitosan apatit và thăm dò khả năng hấp phụ chất màu h...

-MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Đối tượng mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Bố cục để tài CHUONG TONG QUAN TAI LIEU 1.1 Tông quan chitosan -+-+sscerererreree 1.1.2 Cấu trúc hóa học chitosan 1.1.4 Một số phản ứng hóa học chitosan 1.1.1 Giới thiệu chitosan Ss 1.1.3 Độ deacetyl hóa 1.1.5 Ung dung cia chitosan 1.2 Hidroxiapatit, Floapatit 1.2.2 Floxiapatit 13, 1.3.1 AS 1.2.1, Hidroxiapatit "1 1.3 Chitosan — hidroxiapatit, Chitosan - floapati 15 Chitosan - hidroxiapatit 1.3.2 Chitosan - floapatit — “ 17 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 18 2.1 Điều chế chitosan 2.1.1 Chuẩn bị nguyên liệu 2.1.2 Điều chế chitosan 18 18 18 2.2 Diéu ché chitosan — hidroxiapatit, chitosan - floapatit 19 2.2.1 Điều chế chitosan - hidroxiapatit 19 2.2.2 Diéu ché chitosan - floapatit " 2.3 Thăm dò khả hấp phụ chất màu hữu vật liệu chitosan - floapatit 20 20 2.3.1 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ MB, MO va CR 20 Nguyễn Cao Duy Ân + 2.3.2 So sánh kha nang hap phu mau cia chitosan va chitosan — floapatit 2.4 Một số phương pháp xác định đặc trưng vật lí 2I 21 2.4.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X 21 2.4.2 Phương pháp phổ hồng ngoại (FT -IR) 2.4.3 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 2.4.4 Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) 2.5 Xác định số đặc trưng ciia CTS, CTS-HA,CTS- FA 2.5.1 Phổ FT~TR _ so 2.5.2 Phé XRD 2.5.3 Hình ảnh SEM 22 212122111eeeeedee 2.5.4, Phé TGA nnn sev 22 23 24 24 DA 25 DS 25 CHƯƠNG KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN: 26 3.1 Điều ché chitosan 26 3.2 Diéu ché chitosan ~ hidroxiapatit 26 3.2.1 Phd IR 3.2.2 Anh SEM — — 26 27 3.3 Diéu ché chitosan— floapatit a a 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến trinh ting hop CTS — 3.3.2 Một số đặc trưng chitosan — floapatit 3.4 So sanh chitosan, chitosan —hidroxiapatit, chitosan - floapatit 3.4.1 Tinh chất cảm quan CTS, CTS ~ HA, CTS - FA 3.5 Khảo sát khả năng hấp phụ màu vật liệu tổng hop CTS - FA 27 27 3.5.1 Thăm đò khả hắp phụ chất màu hữu CHUONG4 KET LUẬN TAI LIEU THAM KHAO Nguyễn Cao Duy An 34 36 36 39 39 esse 46 AT DANH MỤC CAC CHU VIET TAT TRONG LUAN VAN crs CTS - HA CTS-FA DA DDA FA FT-IR HA TGA Chitosan Chitosan - hidroxiapatit Chitosan - floapatit Độ acetyl hóa Độ deacetyl hóa Floapatit Phổ hồng ngoại ( Fourier Transform-Infrared Radiation ) Hidroxiapatit Phổ phân tích nhiệt khối lượng ( Thermal gravimetric analysis ) XRD Nhiéu xa tia X (X -Ray Diffraction ) SEM Kính hiển vi điện tử quét ( Scanning Electron Microscope ) DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 So sánh CTS, CTS ~ HA, CTS - FA, Bảng Bảng Bảng Bảng 3.2 3.3, 3.4 3.5 Độ hấp thụ quang Độ hấp thụ quang Độ hấp thụ quang Khả hấp phụ của MB dung dung dung dịch dịch dịch CTS MB với nồng độ khác MO với nồng độ khác CR với nồng độ khác CTS - FA Bảng 3.6 Khả hấp phụ MO CTS CTS - FA Bảng 3.7 Khả hấp phụ CR CTS CTS — FA Bảng 3.§ Dung lượng hấp phụ, hiệu suất hấp phụ CR CTS-FA theo thời gian Nguyễn Cao Duy Ân 36 39 40 Al 42 44 DANH MỤC SƠ ĐỊ, HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc hóa học CTS dạng lí thuyết Hình 1.3 Cấu trúc hóa học CTS thực tế Hình 1.2 Sự chuyển hóa chitin thành CTS Hình 1.4 Chito-oligome Hình 1.5 Phản ứng tạo phức CTS NẺ” Hình 1.6 Phân ứng N ~ axyl hóa CTS 8 Hình 1.7 Cơng thức cấu tạo HA 12 Hình 1.8 Cơng thức cấu tạo CTS-HA Hinh 2.1 Quy trình điều chế CTS từ vỏ cua : Hinh 2.2 Mét s6 san pham qua trinh diéu ché CTS Hình 2.3 Quy trình điều chế CTS ~ HA, CTS- FA Hình 3.1 Phổ IR vat ligu CTS -HA Hình 3.2 Anh SEM (a) bé mat va (b) mặt cắt CTS — HA Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 15 18 19 19 26 27 3.3 Sản phẩm CTS ~ FA thời gian khác 27 3.4 Phổ IR mẫu CTS-FA thời gian khác 28 3.5 Giản đồ XRD mẫu CTS - FA thời gian khác 29 3.6 Ảnh SEM mẫu CTS ~ FA thời gian khác 29 3.7 Sản phẩm TS ~ FA nhiệt độ khác coe dO 3.8 Phổ IR mẫu CTS - FA nhiệt độ khác 30 3.9 Giãn đồ XRD miu CTS ~ FA nhiệt độ khác 31 3.10 Ảnh SEM bề mặt của miu CTS ~ FA eae nhiệt độ khác nhau.31 3.11 Sản phẩm CTS ~ FA nồng độ NaF khác 32 3.12 Phổ IR mẫu CTS~ FA nồng độ NaF khác 32 Hình 3.13 Giãn đồ XRD mẫu CTS-FA nồng độ NaF khác .33 Hình 3.14 Ảnh SEM bề mặt mẫu CTS - FA nồng độ NaF khác nhau34 Hình 3.15 Phổ IR CTS-FA 34 Hình 3.16 Giãn đồ XRD CTS - FA Hình 3.17 Ảnh SEM bề mặt mặt cắt CTS 35 — FA Hình 3.18 Phơ IR CTS, CTS-FA,CTS-HA Nguyễn Cao Duy An kính hiển vi điện tử quét 35 36 Hình 3.19 Hình 3.20 Hình 3.21 Hình 3.22 Hình 3.23 Hình 3.24 Hình 3.25 Hình 3.26 Hình 3.27 Hình 3.28 Hình 3.29 thời gian Hệ phơ XRD CTS, CTS-HA, CTS-FA, HA, FA Ảnh SEM bề mặt mặt cắt CTS, CTS-HA, C Giãn đô TGA CTS, CTS-HA, CTS-FA Đường chuân xác định nồng độ MB Đường chuẩn xác định nồng độ MO Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ CR Kha nang hap phu MB CTS, CTS-FA Khả hấp phụ MO CTS, CTS-FA Khả hấp phụ CR CTS, CTS-EA Khả hấp phụ CR CTS-FA thời gian khác 37 37 38 40 40 4I al 42 45 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc hiệu suất hắp phụ CR CTS-FA theo Nguyễn Cao Duy Ân 45 MO DAU Đặt vấn đề Ngày nay, giới ngày phát triển Con người sống đầy đủ, tiện nghi Nhưng song song với việc phát triển đó, vấn đề nhiễm mơi trường nguồn nước trở thành vấn nạn nước giới nói chung nước ta nói riêng Ở nước ta, trình phát triển khu cơng nghiệp, khu chế xuất góp phần tăng trưởng kinh tế, thúc đẩy đầu tư sản xuất cơng nghiệp, hình thành khu thị Tuy nhiên, bên cạnh chuyển biến 'h cực này, xuất vấn đề tiêu cực liên quan đến môi trường sinh thái khu công nghiệp gây Rất nhiều nhà máy thải trực tiếp nước thải có chứa ion kim loại nặng, phẩm nhuộm hữu môi trường để lại hậu môi trường nước nhiều khu vực trở nên nhiễm nghiêm trọng Vì vậy, bên cạnh việc nâng cao ý thức người dân, chặt chẽ hóa cơng tác quản lí mơi trường việc tìm phương pháp loại bỏ chất thải khỏi môi trường nước mang ý nghĩa to lớn Thuốc nhuộm sử dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp dệt, may, cao su Do có tính tan cao, thuốc nhuộm tác nhân gây nhiễm để lại hậu lớn đến sinh vật sống Hơn nữa, thuốc nhuộm khó loại bỏ chúng ổn định với ánh sáng, nhiệt tác nhân oxy hóa Trong nhiều phương pháp nghiên cứu để loại bỏ chất màu môi trường nước, phương pháp sử dụng hiệu phương pháp hấp phụ với ưu điểm rẻ tiền, quy trình đơn giản, khơng đưa thêm vào mơi trường tác nhân độc hại Có nhiều chất hắp phụ rẻ tiền, dễ tìm kiếm sử dụng để loại bỏ tác nhân độc hại môi trường nước Đặc biệt nước ta, với nguồn thủy hải sản phong phú, dồi Hằng năm, lượng lớn tơm, cua tiêu thụ vỏ tơm, vỏ cua có số lượng lớn Trong vỏ tơm, cua có nhiều chitin — có cấu trúc gồm đơn vị N-acetyl-D-glueosamine liên kết với thông qua liên kết J-1,4-glicozit giúp cho chiún có khả tương hợp sinh học, khơng độc hại Ngồi ra, sản phẩm deacetyl héa cia chitin 1a chitosan ~ vật liệu có chứa nhóm hidroxyl, amin có nhiều hoạt tính mà polisaccarit khác khơng có như: khả tạo Nguyễn Cao Duy Ân màng, hấp thụ ion kim loại, khả phân hủy sinh học, không độc hại Vì vậy, chitosan ứng dụng nhiều lĩnh vực: bảo quản thực phẩm, y học, bảo vệ môi trường Flo nguyên tố thiết yếu liên quan đến số phản ứng thê tổn với hàm lượng vết chất khống xương, răng, mầm Nó xem ngun tố đóng vai trị định việc dự phòng điều trị bệnh miệng Do có tính chất lý-hóa đặc trưng, ion fforua thường sử dụng làm chất cộng hợp hidroxiapatit , loại bioceramie ứng dụng rộng rãi nhất, tham gia vào thành phần loại bioglasses khác Các ion florua thay phần hoàn toàn ion hidroxit hidroxiapatt tạo thành sản phẩm la flohidroxiapatit floapatit tương ứng Sự kết hop hidroxiapatit, flohidroxiapatit va floapatit với chitosan để tạo thành vật liệu bioceramic ứng dụng y học số nhà khoa học nghiên cứu điều chế Sự kết hợp hidroxiapatiL, floapatit với chitosan dé tao thành vật liệu bioceramic, tiềm mang ưu điểm hai loại vật liệu trên, ngồi cịn cải thiện tính chất học chitosan Tuy nhiên chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu chitosan-floapatit Với lý trên, chọn đề tài: “Nghiên cứu tơng hợp, đặc trưng vật liệu chỉtosan-apatit thăm dị khả hắp phụ chất màu hiữu ” Những kết thu đề tài sở khoa học phục vụ việc điều chế nghiên cứu chitosan — floapatit tương lai Đối tượng mục đích nghiên cứu ~ Chitosan ~ hidroxiapatit ~ Chitosan — floapatit ~ Một số chất màu hữu co Mục đích nghiên cứu: ~ Nghiên cứu tổng hợp chitosan — hidroxiapatit, chitosan — floapatit ~ Thăm dò khả hấp phụ số chất màu hữu vật liệu chitosan — floapatit Nguyễn Cao Duy An 4, Ni dung nghién cru ~ Nghiên cứu tổng hợp chitosan — hidroxiapatit tir chitosan ~ Nghiên cứu tổng hợp khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tơng hợp vật liệu chitosan — floapatit từ chitosan — hidroxiapatit + ảnh hưởng nhiệt đội + ảnh hưởng thời gian + ảnh hưởng nồng độ ion Fˆ ~ Xác định số đặc trung ciia chitosan — apatit cấu trúc hóa học, cấu trúc vật liệu( bề mặt mặt cắt, độ bền nhiệt, cấu trúc tinh thể, ~ Thăm đò khả hap phụ số chất màu hữu vật liệu chitosan — floapatit xanh metylen, metyl da cam, congo đỏ, Phương pháp nghiên cứu sÈ Nghiên cứu lý thuyết ~ Tổng quan tài liệu chitosan, chitosan — apatit, chitosan - floapatit cấu tạo, tính chất, chế, ứng dụng ~ Tổng quan tài liệu it mau hitu ob Nghién cứu thực nghiệm ~ Điều chế chitosan từ vỏ cua qua giai đoan: khử protein, khử khống va deacetyl hóa ~ Tổng hợp chitosan-hidroxiapatit ~ Tổng hợp chitosan- floapatit ~ Phương pháp đặc trưng vật liệu: XRD, SEM, IR, DTA - TGA ~ Khảo sát khả hấp phụ số chất màu hữu phương pháp trắc quang (UV- vis) Bố cục đề tị Luận văn gồm 50 trang (không kể phụ lục mục lục), có bảng 40 hình Phần mở đầu gồm4 trang, phần nội dung 43 trang, tài liệu tham khảo gồm 4trang Nguyễn Cao Duy Ân Nội dung luận văn gồm chương: “Chương l: Tổng quan tài liệu (gồm có 13 trang) Chương 2: Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm (gồm có trang) Chương 3: Kết thảo luận (gồm có 20 trang) Chương 4: Kết luận kiến nghị (gồm trang) Nguyễn Cao Duy Ân 'CHƯƠNG TONG QUAN TAL LIEU 1.1 Téng quan vé chitosan 1.1.1 Gidi thigu vé chitosan Chitin 1a mét polisaccarit tn tự nhiên với sản lượng lớn (đứng thứ hai sau xenlulozơ) Trong tự nhiên, chiún tồn động vật, thực vật Ở đông vật, chitin thành phần quan trọng vỏ số động vật không xương sống như: nhuyễn thẻ, giáp xác giun trịn Trong thực vật, chitin có thành tế bao ho nai Zygenmyctes, sinh khối mốc, số loại tảo Trong loài thủy hải sản, đặc biệt vỏ tôm, cua, ghẹ hàm lượng chiún chiếm cao, đao động từ 14 - 35% so với trọng lượng khơ, vỏ tơm, cua, ghẹ nguyên liệu đề sản xuất chitin [7] in CTS mang diy đủ đặc trưng ưu viét cia chititn như: có tính tương thích sinh học khơng độc hại, có khả phân hủy sinh học, có tính hấp phụ cao [7] Chitosan (CTS ) la sin phim deacetyl héa cia cl Trước đây, người ta thử chiết tách chitin từ thực vật biển nguồn nguyên liệu không đủ đáp ứng nhu cầu sản xuất, trữ lượng chitin phân lớn có nguồn gốc từ vỏ tơm, vỏ cua Trong thời gian, chất phế thải khơng thu hồi mà thải ngồi gây ô nhiễm môi trường Năm 1977, Viện kỹ thuật Masachusetts (Mỹ), n hành xác định giá trị chitin va protein vỏ tôm, cua cho thấy việc thu hồi chất có lợi sử dụng công nghiệp Phần protein thu dùng để chế biến thức ăn gia súc, phần chitin dùng nguyên liệu đề điều chế dẫn xuất có nhiều ứng dụng [4] Việc nghiên cứu sản xuất chiủn, CTS ứng dụng chúng sản xuất phục vụ đời sống năm 1980 Gần trước yêu cầu xử lý phế liệu thủy sản đông lạnh ngày cắp bách, trước thông tin kỹ thuật chitin, CTS tiềm thị trường chúng thúc nhà khoa học bắt tay vào nghiên cứu hồn thiện quy trình sản xuất bước cao hơn, đồng thời nghiên cứu ứng dụng chúng lĩnh vực sản xuất công nghiệp [4], Nguyễn Cao Duy Ân Kết phân tích phơ IR CTS, CTS ~ HA, CTS - FA cho thấy xuất peak nhóm chức phân tử CTS -N-H, ~C=O CTS khơng có peak CTS - FA, CTS ~ HA như: P-O PO,È b, Phổ XRD 10 40 50 60 T0 - Theta - Scale Hình 3.19 Hé XRD cia CTS, CTS-HA, CTS-FA, HA, FA Từ hình 3.19 nhận thấy phd XRD cia CTS, CTS - HA, CTS — FA có đỉnh peak tinh thể Kết cho thấy phổ XRD mẫu CTS —HA va CTS — FA xuất peak nhiễu xạ góc 20 ~ 19-207 đặc trưng cho CTS, cường độ yếu nhiều so với mẫu CTS ngun chất Ngồi ra, giãn đồ XRD cịn xuất peak nhiễu xạ góc 32; 39°; 46,5° tương ứng với mặt phản xạ (221), (310), (222) đặc trưng cho tỉnh thể FA dạng hexagon Tuy nhiên, cường độ mức độ sắc nét peak đặc trưng giãn đồ XRD mẫu CTS ‘A va CTS ~ HA giảm so với vật liệu FA HA nguyên chất e Ảnh SEM a CTS Nguyễn Cao Duy An 37 e CTS-EA Hình 3.20 Ảnh SEM bẻ mặt mặt cắt (a) CTS.(b) CTS-HA,(c) CTS-FA Anh SEM cho thấy bề mặt CTS - HA CTS - FA tồn tỉnh thể HA EA có cấu trúc tương đối đồng đều, liên kết với màng CTS tỉnh thể HA có dạng hình bơng hoa tỉnh thể FA có dạng hình khối hexagon Anh SEM mat eit vật liệu cho thay CTS — HA vi CTS — FA giữ nguyên cấu trúc xếp lớp trật tự màng CTS ban đầu Ngoài ra, tỉnh thể HA FA xuất lớp CTS, chứng tỏ EA HA không bám bề mặt CTS mà tạo liên kết với lớp CTS phía T6 4.TGA Hình 3.21 Giãn đồ TGA CTS, CIS-HA, CTS-F4 Nguyễn Cao Duy Ân 38 Gian dé TGA vật liệu CTS cho thấy: từ nhiệt độ phòng đến 280°C, vật liệu CTS mắt 6,12%, q trình mắt H;O hấp thụ Từ 280°C đến 320°C: vật liệu CTS mắt 37,23%, trình phá vỡ liên kết C-O-C 1.4 glieozit tạo sản phẩm mạch ngắn Từ 320°C đến 750°C: vật liệu CTS mắt 39,43%, q trình phan hay CTS 'Giăn đồ TGA vật liệu CTS — HA cho thấy: từ nhiệt độ phòng đến 280°C, vật liệu CTS - HA mắt 4,01%, q trình mắt H;O hấp thụ Từ 280°C đến 320°C, vật liệu CTS ~ HA mắt 37,39%, q trình phá vỡ liên kết C-O-C 1,4 glieozjt tạo sản phẩm mạch ngắn Từ 320°C đến 640°C, vat ligu CTS — HA mắt 32,24%, q trình phân hủy CTS Giãn đồ TGA vật liệu CTS - FA cho thấy: từ nhiệt độ phòng đến 280°C,, vat ligu CTS — FA mat 5,26% , q trình mắt H;O hắp thụ Từ 280°C dén 320°C, vật liệu CTS ~ FA mắt 42,12%, q trình phá vỡ liên kết C-O-C 1,4 glicozit tạo sản phẩm mạch ngắn Từ 320%C đến 680°C, vật liệu CTS - FA mắt 33,07%, q trình phân hủy CTS Gian dé TGA vật liệu CTS, CTS - HA, CTS - FA cho thấy phân hủy nhiệt vật liệu khơng có khác biệt rõ rệt Điều chứng tỏ khơng có hình thành liên kết hóa học phân tử HA FA với chuỗi phân tử polime CTS ên kết hình thành chúng liên kết hidro, loại liên kết yếu khơng có khác biệt q trình phân tích nhiệt vật liệu 3.5 Khảo sát khả năng hấp phụ màu vật liệu tổng hợp CTS - FA 3.5.1 Thăm dò khả hấp phụ chất màu hữu 3.5.1.1 Xây dựng đường chuẩn MB, MO congo đỏ CR Ti hành lập đường chuẩn theo bước mục 2.3.1, ta có kết bảng 3.2 lập đường chuẩn MB hình 3.22 Bảng 3.2 Độ hấp thụ quang dung dịch MB với nông độ khác Cmgl)] Abs 0,335 | Nguyễn Cao Duy An 0,676 | 1,048 1,364 | 10 1,687 | 12 1,930 39 25 #1? os Y0.1618x + 00409 R*=0.9964 o & ning d6 (mg/l) Hinh 3.22 Đường chuẩn xác định nồng độ MB Vậy mối liên hệ nồng độ dung dich MB (C,) va dé hap thu quang (Abs) biểu diễn theo phương trinh sau: Abs = 0,1618C, + 0,0409 “Tiến hành lập đường chuẩn theo bước trên, ta có kết bảng 3.3 lập đường chuẩn MO hình 3.23 Bảng 3.3 Độ hắp thụ quang dụng dịch MO với nẵng độ khác CímgQ[ 10 12 Abs | 0/143 | 0291 | 0430 | 206Sẽ Zoa 0570 | 0,718 | 0,858 Keo y=0.0714x + 0.0021 02 | ° 10 nồng độ( mg/l ) Hinh 3.23 Đường chuẩn xác định nồng độ MO Vay méi liên hệ nồng độ dung dịch MO (C,) đô hấp thụ quang (Abs) biểu diễn theo phương trình sau: Abs = 0,0714 C, + 0,0021 “Tương tự, tiến hành lập đường chuẩn theo bước trên, ta có kết bang 3.4 lập đường chuẩn CR hình 3.24 Nguyễn Cao Duy Ân 40 Bang 3.4 Độ hắp thụ quang dung dịch CR với nông độ khác C(@mg/L) | Abs 0,139 T5 [0211 56 os a ,° Bo3 02 oa 10 0281 15 [0411 20 0,547 y=0.027x + 0.007 R*=0.9997 ° 10 15 nồng độ ( mg/l) 20 Hình 3.24 Đơ thị đường chuẩn xác định nông độ CR Vậy mối liên hệ nồng độ dung dịch CR (C,) độ hấp thụ quang (Abs) biểu diễn theo phương trình sau: Abs = 0,0272 C, + 0,007 3.5.1.2 Khảo sát khả hấp phụ chất màu vật liệu CTS - FA *# Xanh meiylen Chúng tiến hành khảo sát khả hấp phụ hai vật liệu CTS CTS FA voi chat mau MB Kết đo phổ UV ~ Vis dung dịch MB ban đầu dung dịch MB sau hấp phụ 3h hai vật liệu trình bảy hình 3.25 4) Hình 3.25 Khả hắp phụ MB CTS, CTS-EA (a Phé UV- Vis, (b) CTS-FA sau hép phu MB (0) cc dung dich MB trước va sau hdp phu CTS va CTS- FA Nguyễn Cao Duy An 41 Bang 3.5 Khả hắp phụ MB CTŠ CTS~ EA Mẫu CTS € As | (mg/L) | As | Ca(mg1) | H0) = *C®*:100% 2,884 17,57 1,779 10,742 43,85% CTS - FA | 2,884 17,57 2,595 15,786 11,46% Kết từ bảng 3.5 cho thấy hai vật liệu CTS CTS - FA có khả hấp phụ MB Tuy nhiên CTS - FA có khả hấp phụ MB thấp so với 'CTS với hiệu suất hấp phụ tương ứng 11,46% 43,85% + Metyl da cam Chúng tiến hành khảo sát khả hắp phụ hai vật liệu CTS CTS FA với chất màu MO Kết đo phổ UV — Vis dung dịch MO ban đầu dung dich MO sau hấp phụ 3h hai vật liệu trình bay hình 3.26 4) () () Hình 3.26 Khả hắp phụ MO CTS, CTS-F4 (a) Phé UV- Vis, (b) CTS-FA sau hdp phu MO (©) dung dịch MO trước sau hắp phụ CTS va CTS- FA Nguyễn Cao Duy Ân 42 Bing 3.6 Khé nang hdp phu MO ciia CTS CTS~ FA Miu Co Ay (mg/L) CTS [144 | 20153 CTS-FA | 1441 [ 20153 Asn | Can (mg/L) [0,398 | [T081[ 5545 15,126 72,48% 24,939 Kết từ bảng 3.6 cho thấy hai vật liệu CTS CTS - FA có khả hấp phụ MO Tuy nhiên CTS - FA có khả hấp phụ MO thấp so với 'CTS với hiệu suất hấp phụ tương ứng 24,93% 72,48% + Congo dé Chúng tiến hành khảo sát khả hắp phụ hai vật liệu CTS CTS FA với chất màu CR Kết đo phổ UV ~ Vis dung dịch MO ban đầu dung dịch MO sau hấp phụ 15 phút hai vật liệu trình bày hình 3.27 @ () Hình 3.27 Khả hắp phụ CR cia CTS, CTS-FA © (a) Pho UV- Vis, (b) CTS-FA sau hdp phu CR (0) etic dung dich CR trước sau hắp phụ CTS CTS - FA Nguyễn Cao Duy Ân Bang 3.7 Khả hắp phụ CR CTS va CTS — FA Mẫu | CTS CTS - FA | € A, (my | A" C«(mgL) | HŒ) _ S85 100% 0,546 19/963 | 0,112 3,889 80,52 0,546 19/963 | 0,046 1,444 92,76 Kết từ bảng 3.7 cho thấy ật liệu CTS CTS - FA có khả hấp phụ CR Tuy nhiên CTS - FA có khả hấp phụ CR cao so với 'CTS với hiệu suất hấp phụ tương ứng 92,76% 80,30% Kết luân: Sau thăm dò khả hấp phụ màu CTS CTS-FA MO, CR, MB, nhận thấy CTS CT FA có khả hấp phụ màu khảo sát Trong CTS có khả hấp phụ mạnh chất màu MO MB so với CTS-FA Riêng CR, vật liệu CTS-FA hắp phụ mạnh so với CTS Vi vậy, tiến hành đánh giá khả hắp phụ màu CTS-FA CR 3.% 1.4 Đánh giá khả lắp phụ màu CTS - FA với CR Bảng 3.8 Dung lượng hắp phụ, hiệu suất hấp phụ CR CTS-EFA theo thời gian soi gn (phút) 10 12 14 17 20 Do hip thụ quang A 0546 0.176 0.167 0,066 0,057 0,046 0,049 0,038 Nguyễn Cao Duy Ân ee cR Hiệu suất hấp phụ l (mg/L) 19,963 6259 3,926 2.185 1852 1a 1.556 1,148 - lượng hấp phụ (mg/g) —(Œ=COV " 68.65 7032 39.05 9072 9276 92,21 9425 0914 0,936 185 1207 1235 1227 125 44 4) ®) Hình 3.28 Khả hắp phụ CR CIS-EA thời gian khác 100 (a) Phé UV- Vis, (b) Phin dung dịch CR sau hấp phụ 30 Sw B74 Ze! of H 2} oa ° ° : 10 1s thời gian (phút) 20 : 35 Hình 3.29 Dé thị biểu diễn phụ thuộc hiệu suất hdp phụ CR CTŠ-F4 Nhận xét: theo thời gian Kết khảo sát với dung dich CR cho thấy, thời gian ngắn 15 ~ 20 phút, trình hấp phụ gần đạt trạng thái cân Dung lượng hắp phụ sau 20 phút CTS — FA 1,254 mg/e tương ứng với hiệu suất hắp phụ 94,25% Khả hấp phụ tố Vật liệu CTS - FA xem vật liệu tiểm ứng dụng cơng nghệ xử lí mơi trường, đặc biệt nước thải chứa chất màu hữu Nguyễn Cao Duy Ân 45 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ KẾT LUẬN 'Qua trình thực luận văn, thu số kết sau: Điều chế vật liệu CTS, CTS - HA CTS - FA xác định số đặc trưng vật liệu IR, XRD, SEM,TGA Vật liệu CTS ~ HA CTS - FA giữ cấu trúc trật tự màng CTS ban dau Các tinh thể HA có hình dạng giống bơng hoa tỉnh thể FA có dạng hexagon tạo thành đồng liên kết chặt chẽ với màng CTS, Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình điều chế CTS — FA tir CTS — HA lựa chọn điều kiện tối ưu cho tình tơng hợp phản ứng tiến hành với dung dịch NaF nỗng độ 0,6M 80°C thời gian 8h Vật liệu CTS — FA có khả hấp phụ tốt chất màu MB, MO va CR Đối với chat mau CR, vat ligu CTS — FA kha nang hap phụ cao, trình hấp phụ ần đạt trạng thái cân khoảng thời gian 15 - 20 phút Sau 20 phút, hiệu suất hấp phụ đạt 94,25% tương ứng với dung lượng hấp phụ 1,254 mg/g KIÊN NGHỊ Trên kết bước đầu phạm vi luận văn, có điều kiện mở rộng đề tài theo hướng sau: trường ~ Ứng dụng vật liệu CTS - FA xử lí chất màu hữu môi Vật liệu CTS ~ HA CTS ~ FA vật liệu tiểm ứng dụng y học, đặc biệt công nghệ mô, xương nha khoa Vì nên mở rộng định hướng nghiên cứu ứng dụng vật liệu lĩnh vực y sinh học Nguyễn Cao Duy Ân 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO ‘TAL LIEU TIENG VIET Đăng Xuân Dự (2015), Nghiên cứu cắt mạch chitosan đông vận H;Oz/Bức xạ gamma coban ~ 60 đề chế tạo oligochitosan, Luận án tiễn sĩ hóa học, Đại học Huế Trần Dương (2013), Giáo trình Hóa học tỉnh thể, NXB Đại học Huế Phạm Hữu Điển (1997), “Nghiên cứu sử dụng chitosan nông nghiệp bảo quản thực phâm”, Tạp chí Hóa học, tập 35, số 3, trang 75 - 78 Nguyễn Thi Huong Giang (2011), Phan lap chitin va diéu ché chitosan glucosamin clohydrat từ vỏ tôm phé thải, Đồ án tốt nghiệp, trường Đại học Vinh Hồng Đơng Nam, Giáo trình phương pháp phân tích nhiệt, Trường Đại học Bách Khoa, Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Thi Nga (2013), Thu nhdn chitin, chitosan tit vo tom để ứng dụng làm màng bao sinh học bảo quản thực phẩm, Đề tài khoa học cắp trường, Đại học Bà Rịa - Vũng Tàu Lê Tấn Phú (2013), sản xuất chiin — chitosan bang phươn pháp sinh học, Đại học khoa học kỹ thuật cơng nghệ Việt Nam Nguyễn Đình Thành (2011), Cơ sở phương pháp phổ ứng dụng hóa học, NXB Khoa học tự nhiên Võ Nhật Thăng (2017), Nghiên cứu ch tạo hạt chitosan cầu trúc xốp - ứng dụng làm vật liệu hắp phụ, Đại học Nha Trang 10 Nguyễn Thanh Tú (2017), Nghiên cứu ting hop mang composite phan húy sinh hoc chitosan tình bột sử dụng để kháng khuẩn xâm nhập TÀI LIỆU TIỀNG ANH 11 Brun V, Guillaume C, Mechiche Alami S, Josse J, Jing J, Draux F, Bouthors S, Laurent-Maquin D, Gangloff SC,Kedjoudj H,Velad F (014), “Chitosan/hydroxyapatite hybrid scaffold for bone tissue engineering”, BioMedical Materials and Engineering, 24,63-73 12 Correlo V.M, Pinho E.D, Pashkuleva I, Bhattacharya M, Neves N.M, Reis RL Nguyễn Cao Duy An 47 (2017), “Water Absorption and Degradation Characteristics of Chitosan-Based Polyesters and Hydroxyapatite Composites”, Macromolecular Bioscience, 7G), 364-363 13 Dhanalakshmi C.P, Vijayalakshmi L, Narayanan V (2012), “Synthesis and Characterization of FHAp/chitosan Nanocomposite and ¡is Biomedical Application”, International Journal of Nano and Material Sciences, 1, 81-96 14 Escobar-Sierra D.M, Martins J, Ossa-Orozco C.P (2015), “Chitosan/ hydroxyapatite scaffolds for tissue engineering manufacturing method effect comparison”, Revista Facultad de Ingenieria Universidad de Antioquia,75, 24-35 15 Fihri A, Len C, Varma R S, Solhy A (2017), “Hydroxyapatite: A review of syntheses, structure and applications in heterogeneous catalysis”,Coordination Chemistry Reviews, 347, 48-76 16 Guo Y., Guan J., Yang J., Wang Y., Zhang C., Ke Q (2015), “Hybrid nanostructured hydroxyapatite-chiosan composite scaffold: bioinspired fabrication, mechanical properties and biological properties”, Journal of Materials Chemistry B, 3, 4619-4689 17 Hitoshi S., Sei-ichi Aiba (2004), “Chemically modified chitin and chitosan as biomaterials”, Progres in Polymer Science, 299), 887-908 18, Jiang L, Li Y, Xiong C (2009) , “Preparation and biological properties ofa novel composite scaffold of nano-hydrox yapatite/chitosan/carboxymethyl cellulose for bone tissue engineering”, J Biomed Sci, 16,65 19 Lijun K, Yuan G, Guangyuan L, Yandao G, Nanming Z, Xiufang Z (2006), “A study on the bioactivity of chitosan/nano-hydroxyapatite composite scaffolds for bone tissue engineering”, European Polymer Journal, 42, Issue 12, 3171-3179 20 Liverani L, Abbruzzese F, Mozetic P, Basoli F, Rainer A, Trombetta M (2014), “Electrospinning of hydroxyapatite-chitosan nanofibers for tissue engineering applications”, tsia- Pacific Joutnal of Chemical Engineering, (3), 407-414 21 Louisiana State University and Agricultural and Mechanical College (2008), “The synthesis of water soluble N-acyl chitosan derivatives for characterization as antibacterial agents” Nguyễn Cao Duy An 48 22 Luciano P, Magdalena K (2013), “Chitosan — hydroxyapatite composites”, Carbohydrate Polymers , 93, 256-262 23 Maachoua H, Bal K.E, Bal Y, Chagnesd A, Coted G, Alliouchea D, “Characterization and In Vitro Bioactivity of Chitosan/Hydroxyapatite Composite Membrane Prepared by Freeze-Gelation Method”, Trends Biomater Artif Organs, 22,16-27 24 Madhumathi K, Shalumon K, Rani V, Tamura H, Furuike T, Selvamurugan N, Nair S, Jayakumar R (2009), “Wet chemical synthesis of chitosan hydrogelhydroxyapatite composite membranes for tissue engineering applications’ International Journal of Biological Macromolecules, 45,12-15 25 Mohamed K, Beherei H, M.EI-RashidyZ (2014) vitro study of nanohydroxyapatite/chitosan-gelatin composites for bio-applications”, Journal of Advanced Research, 5, Issue 2, 201-208 26 Nikpour M.R, Rabiee S.M, Jahanshahi M (2012), “Synthesis and characterization of hydroxyapatite/chitosan nanocomposite materials for medical engineering applications”, Chemical Engineering Journal, 43, 1881-1886 27 Okada T,Nobunaga Y, Konishi T, Yoshioka T, Hayakawa S,Lopes MA, Miyazaki T, Shirosaki Y(2017), “Preparation of chitosan-hydroxyapatite composite mono-fiber using coagulation method and their mechanical properties”, Carbohydr Polym, 175, 355-360 28 Pokhrel, S., Yadav, P N., Adhikari, R (2015), “Applications of Chitin and Chitosan in Industry and Medical Science: A Review”, Nepal Journal of Science and Technology ,16 (1), 99 ~ 104 29 Portnyagin, A S., Bratskaya, S Yu, Pestov, A V, Voit, A V (2015), “Binding Ni(II) Ions to Chitosan and It's N-heterocyclic derivatives: Density Functional Theory Investigation”, Computational & Theoretical Chemistry, 1069, — 10, 30 Rey C, Combes C, Drouet C, Sfihi H, “Fluorine and Health : Molecular Imaging”, Biomedical Materials and Pharmaceuticals, Chapter 6: Flouride — Based Bioceramics, 280 ~ 331 31 Shahnavazi M, Ketabi M.A, Fekrazad R, Moztarzadeh E, Sadeghi A, Tondnevis Nguyễn Cao Duy An 49 F, Raz M,Abolhasani MM, Rezaei-Tavirani M, Shahnavazi M_ (2017), “Fabrication of Chitosan-Nano Hydroxyapatite Scaffold for Dental Tissue Engineering”, Key Engineering Materials, 720, 223-221 32 Ya-Ping G, Jun-Jie G, Jun Y, Yang W, Chang-Qing Z, Qin-Fei K(2015), “Hybrid nanostructured hydroxyapatite-chitosan composite scaffold: bioinspired fabrication, mechanical properties and biological properties”, Journal of Metarials Chemistry B, 3, 4679 - 4689 33 Yudyanto, Hartatiek, Prasasti R.W, Hariyanto Y.A, Hidayat N (2018), “The Influence of Chitosan Concentration on Synthesis of Hydroxyapatite Scaffold on Crystallinity and Surface Morphology”, Materials Science and Engineering, 367,1 34 Zhang J, Nie J, Zhang Q,Li Y, Wang Z,Hu Q (2014), “Preparation and characterization of bionic bone structure chitosan/hydroxyapatite scaffold for bone tissue engineering”,J Biomater Sci Polym Ed, 25 (1), 61-74 WEBSITE 35 https://en.wikipedia.org/wiki/Fluorapatite 36 hitp’//nanotechnology.com, vn/A232/Gioi-thieu-ve-chitosan-va-nano-chitosanhtm2cid=0 Nguyễn Cao Duy Ân 50