(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu tổng hợp màng ca đồng lắng đọng pda và mpd ứng dụng tách loại một số hợp chất hữu cơ ô nhiễm trong môi trường nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN HUỲNH THỊ THIÊN HƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MÀNG CA ĐỒNG LẮNG ĐỌNG PDA VÀ MPD ỨNG DỤNG h TÁCH LOẠI MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ Ô NHIỄM TRONG MƠI TRƯỜNG NƯỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC Bình Định - Năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN HUỲNH THỊ THIÊN HƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MÀNG CA ĐỒNG LẮNG ĐỌNG PDA VÀ MPD ỨNG DỤNG h TÁCH LOẠI MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ Ô NHIỄM TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Chuyên ngành : Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số : 44 01 19 Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Thanh Bình LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình kết nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu Học viên Huỳnh Thị Thiên Hương h LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian từ bắt đầu hoàn thành luận văn, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý thầy cô, bạn bè nhóm nghiên cứu Đặc biệt giúp đỡ Cơ TS Nguyễn Thị Thanh Bình, giảng viên phụ trách hướng dẫn luận văn tốt nghiệp Với lòng biết ơn chân thành sâu sắc, em xin gởi đến cô TS Nguyễn Thị Thanh Bình, Đặng Thị Tố Nữ tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hồn thành luận văn tốt nghiệp Em chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Cao Văn Hồng góp ý để luận văn em hồn chỉnh Trong q trình thực luận văn, em nhận nhiều quan tâm tạo điều kiện quý Thầy, Cô khoa Hóa Trường Đại học Quy Nhơn Em xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành tới q Thầy, Cơ Em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè tập thể lớp Cao học Hóa K20 ln động viên, khích lệ tinh thần suốt q trình học tập h nghiên cứu khoa học Mặc dù cố gắng thời gian thực luận văn cịn hạn chế kiến thức thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu nên không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận thơng cảm ý kiến đóng góp q báu từ q Thầy, Cơ để luận văn hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Huỳnh Thị Thiên Hương MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu h 3.1 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược thuốc nhuộm 1.1.1 Định nghĩa thuốc nhuộm 1.1.2 Phân loại thuốc nhuộm 1.1.3 Đỏ Công-gô 1.2 Tình trạng nhiễm nguồn nước 1.2.1 Tình trạng nhiễm nước thải dệt nhuộm nước ta 1.2.2 Tác hại ô nhiễm nước chất thải màu hữu 1.3 Một số phương pháp xử lý hợp chất hữu môi trường nước 1.4 Giới thiệu bã mía 11 1.5 Cellulose acetate (CA) 14 1.6 Polyurethane (PU) 15 Polydopamine (PDA) 16 1.8 Phản ứng trùng hợp bề mặt 18 1.8.1 Phương pháp trùng hợp bề mặt 18 1.8.2 Các thông số liên quan đến trùng hợp bề mặt 22 1.8.2.1 Loại chất phản ứng (monomer) 22 1.8.2.2 Nồng độ chất phản ứng 22 1.8.2.3 Xử lý nhiệt 23 1.9 Màng lọc 23 1.9.1 Khái niệm màng lọc 23 1.9.2 Phân loại màng lọc 24 1.9.3 Đặc tính màng lọc 24 1.9.4 Modun màng 25 1.9.5 Một số đặc tính màng 25 1.9.5.1 Mật độ lỗ 25 1.9.5.2 Độ thấm ướt màng 25 1.9.5.3 Độ xốp màng 25 1.9.5.4 Chiều dày màng 25 1.9.5.5 Trở lực màng 26 1.9.5.6 Hiện tượng fouling 26 1.9.6 Kỹ thuật tạo màng casting 26 h 1.7 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 28 2.1 Tổng hợp vật liệu 28 2.1.1 Thiết bị, hóa chất dụng cụ 28 2.1.1.1 Thiết bị 28 2.1.1.2 Dụng cụ 28 2.1.1.3 Hóa chất 29 Tổng hợp cellulose từ bã mía 30 2.1.2.1 Xử lý với nước 30 2.1.2.2 Xử lý với base 30 2.1.2.3 Tạo phức 30 2.1.2.4 Tẩy trắng 30 2.1.3 Tổng hợp CA từ cellulose bã mía 30 2.1.4 Xác định độ thay DS CA 31 2.1.5 Chế tạo màng CA-PDA:MPD 32 2.1.5.1 Chế tạo màng CA/PU 32 2.1.5.2 Tạo lớp phủ PDA:MPD lên màng 32 2.1.6 Xác định trọng lượng phân tử trung bình 33 2.1.7 Xác định độ thấm ướt tốc độ chảy màng 33 2.1.8 Khảo sát khả tách loại vật liệu màng biến tính với CR 34 2.1.9 Khảo sát khả tách loại vật liệu màng biến tính với dung h 2.1.2 dịch BSA……………………………………… ………………………… 35 2.1.10 Khảo sát đặc tính chống nghẽn màng 35 2.1.11 Xác định điểm đẳng điện vật liệu màng 36 2.1.12 Lập đường chuẩn CR 36 2.1.13 Lập đường chuẩn Bovine serum albumin (BSA) 38 2.1.14 Tính tốn hiệu suất q trình tách loại thuốc nhuộm 39 2.2 Các phương pháp đặc trưng vật liệu 39 2.2.1 Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-vis 39 2.2.2 Phương pháp phổ hồng ngoại FT-IR 40 2.2.3 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 41 2.2.4 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 42 2.2.5 Phương pháp đo góc thấm ướt 44 2.2.6 Phương pháp phân tích nhiệt DTA, TGA 45 2.2.7 Phổ tán sắc lượng tia X (EDS) 46 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48 Đặc trưng bã mía cellulose 48 3.2 Đặc trưng cellulose acetate 50 3.2.1 Kết độ thay DS, độ nhớt 50 3.2.1.1 Độ thay DS 50 3.2.1.2 Độ nhớt 51 3.2.2 Phổ hồng ngoại FT-IR 51 3.2.3 Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) 52 3.2.4 Kết phân tích nhiệt (DTA, TGA) 53 3.3 Đặc trưng vật liệu màng CA-PDA:MPD 54 3.3.1 Đặc trưng màng với tỉ lệ DA:MPD khác 56 3.3.1.1 Kết hiển vi điện tử quét SEM 56 3.3.1.2 Độ thấm ướt màng 58 3.3.1.3 Tốc độ dòng chảy 59 3.3.2 Đặc trưng màng CA-PDA:MPD tỉ lệ 0,1:1 61 3.3.2.1 Kết phổ FT-IR 61 3.3.2.2 Kết phân tích nhiệt (DSC, TGA) màng 62 3.3.2.3 Kết đo góc tiếp xúc 63 3.3.2.4 Kết đặc trưng phổ tán sắc lượng tia X (EDS) 64 3.3.2.5 Kết khảo sát điểm đẳng điện màng CA-PDA:MPD 0,1:1 65 3.4 Khảo sát khả tách loại màng 67 3.4.1 Kết khảo sát khả tách loại màng CA CA biến h 3.1 tính với phẩm màu đỏ Công-gô 67 3.4.2 Kết khảo sát khả tách loại màng CA CA biến tính với dung dịch BSA 68 3.5 Kết khảo sát đặc tính chống nghẽn màng 70 3.6 Tương tác DA MPD phản ứng IP 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (Bản sao) h DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Từ Tiếng Anh Từ Tiếng Việt CA Cellulose acetate Xenlulôzơ axetat CE Cellulose Xenlulôzơ CR Con-go Red Đỏ Công Gô DMSO Dimethyl sulfoxide Đimêtyl sunfoxit DS Degree of substitution Độ thay MPD m-phenylenediamine m-phenyl điamin TMC Trimesoyl clorua Trimesoyl clorua PDA Polydopamine Poly Dopamin DA Dopamine Dopamin 10 DTA Differential 11 TGA h STT Thermal Phương pháp phân tích Analysis nhiệt vi sai Thermo Gravimetric Phương pháp phân tích Analysis nhiệt trọng lượng 12 PA Polyamit Polyamit 13 BSA Bovine serum albumin Huyết bò