(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu tổng hợp phức chất đất hiếm pr edta và la edta ứng dụng làm phân bón cho rau

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN ĐÀO NGỌC NHÂN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP PHỨC CHẤT ĐẤT HIẾM Pr-EDTA VÀ La- EDTA h ỨNG DỤNG LÀM PHÂN BĨN CHO RAU Chun ngành: Hóa Vơ Mã số: 8440113 Người hướng dẫn: PGS.TS Cao Văn Hoàng i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu tổng hợp phức chất đất Pr-EDTA La-EDTA ứng dụng làm phân bón cho rau” riêng cá nhân chưa cơng bố cơng trình khoa học khác thời điểm Các số liệu kết luận văn trung thực theo bước nghiên cứu thực nghiệm nêu luận văn Quy Nhơn, tháng năm 2020 Tác giả Luận văn Đào Ngọc Nhân h ii LỜI CẢM ƠN Luận văn thực khu thực nghiệm Nhơn Tân trường Đại học Quy Nhơn hướng dẫn khoa học trực tiếp PGS.TS.Cao Văn Hồng Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc cảm ơn chân thành tới PGS.TS.Cao Văn Hoàng - Thầy giáo trực tiếp hướng dẫn tận tình chu đáo động viên giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Trong q trình thực đề tài này, tơi tập thể lãnh đạo, phòng sau Đại học, tập thể lãnh đạo khoa Tự Nhiên, quý Thầy giáo, Cô giáo giảng dạy môn lớp Cao học hóa vơ K21 ( 2018- 2020) cán phịng thí nghiệm khoa Hóa trường Đại học Quy Nhơn, cán công tác khu thực nghiệm Nhơn Tân trường Đại học Quy Nhơn tạo điều h kiện thuận lợi giúp đỡ tận tình chu đáo Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành giúp đỡ Trong trình thực luận văn chắn có thiếu sót, Vì mong nhận thơng cảm đóng góp ý kiến quý báu từ quý Thầy giáo, Cô giáo nhà khoa học để luận văn hoàn thiện tốt Quy Nhơn, tháng năm 2020 Tác giả Luận văn Đào Ngọc Nhân iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH ix MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài: 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu Chương TỔNG QUAN LÝ THUYẾT h 1.1 GIỚI THIỆU VỀ EDTA VÀ ỨNG DỤNG 1.1.1 Giới thiệu Axit ethylen diamin tetra acetic (EDTA) 1.1.2 Ứng dụng EDTA 1.2 SƠ LƯỢC VỀ CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM 1.2.1 Đặc điểm chung nguyên tố đất 1.2.2 Một số hợp chất NTĐH 11 1.3 SƠ LƯỢC VỀ LANTAN 13 1.3.1 Trạng thái tự nhiên phương pháp điều chế 13 1.3.2 Vị trí tính chất vật lý Lantan 14 1.3.3 Tính chất hóa học Lantan 15 1.3.4 Đặc điểm tạo phức lantan 15 1.3.5 Một số thuốc thử quan trọng lantan 16 1.3.6 Các hợp chất La 17 1.4 SƠ LƯỢC VỀ PRASEODYM 19 iv 1.4.1 Trạng thái tự nhiên phương pháp điều chế 19 1.4.2 Vị trí tính chất vật lý Praseodym 19 1.4.3 Tính chất hóa học Praseodym 20 1.4.4 Đặc điểm tạo phức Praseodym 20 1.4.5 Các hợp chất Praseodym 21 1.5 KHẢ NĂNG TẠO PHỨC CỦA CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM (NTĐH) 23 1.5.1 Một số nghiên cứu phức đất 24 1.5.2 Ứng dụng nguyên tố đất 26 1.6 GIỚI THIỆU VỀ CÂY RAU (DƯA LEO) 28 1.6.1 Nguồn gốc phân bố 28 1.6.2 Đặc điểm: 29 1.6.3 Tác dụng dưa leo: 30 1.6.4 Kỹ thuật trồng thu hoạch: 31 h Chương THỰC NGHIỆM 35 2.1 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 35 2.1.1 Hóa chất 35 2.1.2 Thiết bị 35 2.2 PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP PHỨC CHẤT ĐẤT HIẾM COMPLEXON 37 2.3 KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT TẠO PHỨC 37 2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC, THÀNH PHẦN PHỨC CHẤT 38 2.4.1 Phương pháp phân tích nguyên tố (C, N) 38 2.4.2 Phân tích nhiệt 39 2.4.3 Phổ hồng ngoại FTIR 40 2.4.4 Độ dẫn điện dung dịch phức 43 v 2.4.5 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 44 2.4.6 Phương pháp phổ khối 45 2.5 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP PHỨC 47 2.6 PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỨC La- EDTA ĐỐI VỚI CÂY RAU (DƯA LEO) 48 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51 3.1 TỔNG HỢP PHỨC CHẤT ĐẤT HIẾM LANTAN COMPLEXONAT 51 3.1.1 Khảo sát điều kiện tối ưu tổng hợp phức chất La - complexonat 51 3.1.2.Xác định phức chất La- complexonat 59 3.2 TỔNG HỢP PHỨC CHẤT ĐẤT HIẾM PRASEODYMCOMPLEXONAT 68 3.2.1 Khảo sát điều kiện tối ưu tổng hợp phức chất Pr - complexonat 68 3.2.2 Xác định phức chất Pr- complexonat 75 3.3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỨC LA- EDTA ĐỐI h VỚI CÂY RAU(DƯA LEO) 83 3.3.1 Kết theo dõi trọng lượng số Dưa leo 83 3.3.2 Kết theo dõi sản lượng dưa leo sau thu hoạch (cân suất tồn thí nghiệm) 84 KẾT LUẬN 86 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (bản sao) vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Tên đầy đủ Tên viết tắt Đất DTA Phương pháp phân tích nhiệt vi sai DTPA Diethylene triamine penta acetate EDTA ethylenediaminetetra acetic FTIR Phương pháp phổ hồng ngoại HDEHP Di(2-ethylhexyl) phosphate; HDEHP Di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid HIBA amino  -oxyizobutirat ICP-MS Phương pháp phân tích Plasma NTA nitrilotriacetic acid NTĐH Nguyên tố đất TBP tri-n-butylphosphate XRD Phương pháp nhiễu xạ tia X h ĐH vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Một số đại lượng đặc trưng NTĐH nhẹ 10 Bảng 1.2 Một số đặc điểm lantan 14 Bảng 1.3 Một số đặc điểm Praseodym 20 Bảng 2.1 Tần số đặc trưng nhóm số nhóm nguyên tử 41 Bảng 2.2 Tần số hấp thụ số liên kết thường gặp 42 Bảng 3.1: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tạo phức La-EDTA 52 Bảng 3.2 Ảnh hưởng thời gian phản ứng tới hiệu suất tạo phức La-EDTA 53 Bảng 3.3 Ảnh hưởng pH phản ứng đến hiệu suất tạo phức La-EDTA 54 Bảng 3.4 Ảnh hưởng tỉ lệ [La3+]/ [EDTA] đến hiệu suất tạo phức LaEDTA 56 Bảng 3.5 Điều kiện tối ưu tổng hợp phức La – EDTA 58 h Bảng 3.6 Một số tính chất vật lí phức chất lantan complexonat 58 Bảng 3.7: Độ dẫn điện phức chất La- complexona 59 Bảng 3.8: Kết phân tích hàm lượng lantan phức chất 60 Bảng 3.9: Thành phần phần trăm khối lượng nguyên tố phức chất lantan complexonat 60 Bảng 3.10: Thông số khoảng nhiệt độ khối (∆T), peak nhiệt (p) hiệu ứng khối lương (∆m) phần trăm khối lượng sản phẩm lại sau phân tích nhiệt (∆mt) phức chất lantan complexonat 61 Bảng 3.11: Tần số hấp thụ đặc trưng cho liên kết phối tử H4EDTA phức chất lantan complexonat 64 Bảng 3.12: Tổng hợp tín hiệu phổ khối lượng phân mảnh phối tử phức chất La-complexona 66 Bảng 3.13: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tạo phức Pr- EDTA 69 viii Bảng 3.14: Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo phức PrEDTA 70 Bảng 3.15 Ảnh hưởng pH phản ứng đến hiệu suất tạo phức Pr- EDTA 71 Bảng 3.16 Ảnh hưởng tỉ lệ [Pr3+]/ [EDTA] tới hiệu suất tạo phức Pr – EDTA 73 Bảng 3.17 Điều kiện tối ưu cho trình tạo phức ion Pr- EDTA 74 Bảng 3.18: Một số tính chất vật lí phức chất praseodym complexonat 74 Bảng 3.19: Độ dẫn điện phức chất Pr – EDTA 75 Bảng 3.20: Kết phân tích hàm lượng Praseodym phức chất 75 Bảng 3.21: Thành phần phần trăm khối lượng nguyên tố phức chất praseodym complexonat 76 Bảng 3.22:Thông số khoảng nhiệt độ khối (∆T), peak nhiệt (p) hiệu ứng khối lương (∆m) phần trăm khối lượng sản phẩm h lại sau phân tích nhiệt (∆mt) phức chất praseodym complexonat 77 Bảng 3.23: Tần số hấp thụ đặc trưng cho liên kết phối tử H4EDTA phức chất praseodym complexonat 79 Bảng 3.24: Tổng hợp tín hiệu phổ khối lượng phân mảnh phối tử phức chất Pr - complexon 81 Bảng 3.25: Kết quảtheo dõi trọng lượng dưa leo 83 Bảng 3.26 Kết theo dõi suất dưa leo 85 ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Cơng thức cấu tạo axit ethylen diamin tetra acetic (EDTA) Hình 1.2: Cơng thức cấu tạo phức complexon Hình 1.3 Các oxit đất (theo chiều kim đồng hồ từ trung tâm hàng đầu): Pr, Ce, La, Nd, Sm, Gd Hình 1.4 Khối kim loại Lantan 14 Hình 1.5 Khối kim loại Praseodym 19 Hình 1.6 Hằng số bền phức chất Ln(EDTA) 23 Hình 1.7 Sơ đồ bố trí bầu trồng dưa leo nhà lưới 32 Hình 2.1 Tủ điều nhiệt (Mỹ) 35 Hình 2.2 Máy khuấy từ gia nhiệt IRE (Ý), máy khuấy 36 Hình 2.3 Máy ly tâm Rotofix 32A (Hettich - Đức) 36 Hình 2.4 Tủ sấy Memmert M400 (Đức) 36 h Hình 2.5 Máy Agilent Technogogies 7900 ICP- MS 38 Hình 2.6 Máy phân tích nhiệt Labsys Evo (Pháp) 40 Hình 2.7 Máy Agilent Technologies Cary 630 FTIR 43 Hình 2.8 Máy D8 Advance Bruker (Đức) 45 Hình 2.9 Sơ đồ tổng hợp phức đất từ quặng monazite hòa tan thành dung dịch muối 47 Hình 2.10 Sơ đồ bố trí ô thực nghiệm 49 Hình 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tạo phức 52 Hình 3.2 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo phứcLa EDTA 53 Hình 3.3 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất tạo phức La - EDTA 55 Hình 3.4 Ảnh hưởng tỉ lệ [La3+]/ [EDTA] đến hiệu suất tạo phức La – EDTA 56 Hình 3.5 Ảnh hưởng [La3+] đến hiệu suất tạo phức La – EDTA 57