Nghiên cứu khả năng tổng hợp dẫn xuất n (benzyliđen) chitosan và thăm dò khả năng hấp thụ thuốc nhuộm hoạt tính của nó

Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - NGUYỄN THỊ DOAN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TỔNG HỢP DẪN XUẤT N-(BENZYLIĐEN) CHITOSAN VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG HẤP THỤ THUỐC NHUỘM HOẠT TÍNH CỦA NÓ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Công nghệ - Môi trường Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Thị Ý Nhi HÀ NỘI, 2015 Nguyễn Thị Doan K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội LỜI CẢM ƠN Trước hết xin cảm ơn thầy giáo Lê Cao Khải, toàn thể thầy cô giáo khoa Hóa Học Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2, tạo điều kiện cho tiếp thu kiến thức chuyên môn Hóa học Đồng thời xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Trần Thị Ý Nhi - Viện Hóa Học - Viện Hàn lâm Khoa Học công nghệ Việt Nam tận tình hướng dẫn truyền đạt cho phương pháp nghiên cứu khoa học kinh nghiệm học thuật quý báu trình thực khóa luận Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô, anh chị Viện Hóa Học - Viện Hàn lâm Khoa Học công nghệ Việt Nam tận tình giảng dạy, bảo dìu dắt suốt trình thực khóa luận Trong trình làm khóa luận tốt nghiệp cố gắng chắn tránh thiếu sót Vì kính mong nhận ý kiến đóng góp, bảo quý thầy cô bạn Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thị Doan Nguyễn Thị Doan K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp công trình nghiên cứu cá nhân, thực sở nghiên cứu thực tiễn hướng dẫn khoa học TS Trần Thị Ý Nhi Các số liệu kết khóa luận trung thực, cá nhân tiến hành thí nghiệm Một lần nữa, xin khẳng định trung thực lời cam kết Sinh viên thực Nguyễn Thị Doan Nguyễn Thị Doan K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung [1, 2, 3, 14, 20] 1.1.1 Cấu trúc hóa học [1, 2, 3, 38] 1.1.2 Tính tan [20,35] 1.1.3 Khối lượng phân tử [20] 1.1.4 Phương pháp điều chế chitin/chitosan [7,17] 1.1.5 Tính chất hoá học [1, 2, 6] 12 1.2 Nước thải dệt nhuộm chứa thuốc nhuộm hoạt tính 15 1.2.1 Khái quát thuốc nhuộm 15 1.2.2 Ô nhiễm nước thải dệt nhuộm thuốc nhuộm tác hại 20 1.2.3 Các phương pháp xử lý thuốc nhuộm hoạt tính nước thải dệt nhuộm 22 1.3 Ứng dụng chitin/chitosan dẫn xuất [12, 33] 25 Chương II: THỰC NGHIỆM 28 2.1 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ thiết bị nghiên cứu 28 2.1.1 Nguyên liệu, hóa chất 28 2.1.2 Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu 28 2.2 Thực nghiệm 29 2.2.1 Điều chế chitin/chitosan 29 2.2.2 Điều chế dẫn xuất N-(benzyliđen) chitosan 32 2.2.3 Khả hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính dẫn xuất N(benzyliđen) chitosan 34 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Điều chế chitin/chitosan 35 3.1.1 Điều chế chitin 35 Nguyễn Thị Doan K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 3.1.2 Điều chế chitosan từ chitin theo phương pháp kiềm đặc kết hợp nhiệt độ cao 36 3.1.3 Điều chế chitosan có DA thấp 40 3.2 Tổng hợp dẫn xuất N-(Benzyliđen) chitosan 44 3.2.1 Phản ứng tổng hợp dẫn xuất N-(Benzyliđen) chitosan 44 3.2.2 Khảo sát phản ứng phổ hồng ngoại (FT- TR) 45 3.2.3 Khảo sát phổ X-Ray 46 3.2.4 Khảo sát sản phẩm phản ứng TGA 47 3.2.5 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tổng hợp dẫn xuất N(Benzyliđen)chitosan 48 3.2.5.2 Ảnh hưởng khối lượng phân tử chitosan đến hiệu suất phản ứng 49 3.2.5.3 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất phản ứng 49 3.2.5.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng 50 3.2.5.5 Khảo sát khả hấp thụ nước dẫn xuất N- (Benzyliđen) chitosan 51 3.3 Khảo sát khả hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính dẫn xuất N(Benzyliđen)chitosan 52 3.3.1 Ảnh hưởng pH 52 3.3.2 Ảnh hưởng nồng độ RB19 53 3.3.3 Ảnh hưởng thời gian 54 KẾT LUẬN CHUNG 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 Nguyễn Thị Doan K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Phổ hồng ngoại β-chitin 35 Hình 3.2: Phổ hồng ngoại  –chitosan 37 Hình 3.3: Phổ  -NMR β-chitosan 38 Hình 3.4: Giản đồ nhiễu xạ tia X chitosan 38 Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ /C nồng độ chitosan 39 Hình 3.6: Phổ FT-IR -chitosan theo phương pháp phá kết tinh 40 Hình 3.7: Phổ 1H-NMR  –chitosan deaxetyl hoá hoàn toàn 41 Hình 3.8: Phổ 13C-NMR  –chitosan deaxetyl hoá hoàn toàn 41 Hình 3.9: Giản đồ nhiễu xạ tia X chitosan điều chế theo phương pháp phá kết tinh 42 Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ /C C 43 Hình 3.11: Phổ hồng ngoại N-(Benzyliđen)chitosan 45 Hình 3.12: Giản đồ nhiễu xạ tia X chitosan dẫn xuất N-(Benzyliđen)chitosan 46 Hình 3.13: Giản đồ phân tích nhiệt chitosan (mẫu a) BCh ( mẫu b) .47 Hình 3.14 : Ảnh hưởng tỷ lệ nhóm alđehyt/amin đến hiệu suất phản ứng tổng hợp BCh .48 Hình 3.15: Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất phản ứng tổng hợp dẫn xuất N-(Benzyliden)chitosan chitosan 50 Hình 3.16: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng tổng hợp hợp dẫn xuất N-(Benzyliđen)chitosan 51 Hình 3.17: Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính RB19 52 Nguyễn Thị Doan K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Hình 3.18: Ảnh hưởng nồng độ thuốc nhuộm 53 Điều kiện hấp phụ: 24 giờ, pH: 5,9 53 Hình 3.19: Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính RB19 54 Nguyễn Thị Doan K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Tổn thất thuốc nhuộm nhuộm loại xơ sợi… ……………….21 Bảng 2.1: Thành phần số nguyên liệu chứa chitin 30 Bảng 3.1: Hàm lượng β-chitin mai mực ống 35 Bảng 3.2: Độ chuyển dịch hoá học proton (1H) chitosan 37 Bảng 3.3: Kết đo áp suất thẩm thấu chitosan nồng độ khác nhau39 Bảng 3.4: Độ chuyển dịch hóa học proton (1H) chitosan 41 Bảng 3.5: Độ dịch chuyển hóa học cacbon (13C) Chitosan 42 Bảng 3.6: Kết đo áp suất thẩm thấu chitosan DA0 43 Bảng 3.7: Ảnh hưởng tỷ lệ nhóm alđehyt/amin đến hiệu suất phản ứng tổng hợp BCh .48 Bảng 3.8: Ảnh hưởng khối lượng phân tử chitosan đến hiệu suất tổng hợp dẫn xuất N-(Benzyliđen)chitosan .49 Bảng 3.9 : Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất phản ứng tổng hợp dẫn xuất N-(Benzyliden)chitosan chitosan 49 Bảng 3.10: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng tổng hợp hợp dẫn xuất N-(Benzyliđen)chitosan 50 Bảng 3.11: Khả hấp thụ nước dẫn xuất N- (Benzyliđen) chitosan 51 Bảng 3.12: Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính RB19 52 Bảng 3.13 : Ảnh hưởng nồng độ thuốc nhuộm………………………… 53 Bảng 3.14 : Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính RB19 54 Nguyễn Thị Doan K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1: Cấu tạo Xenlulozo, Chitin, Chitosan…………………………… Sơ đồ 1.2: Điều chế chitosan……………………………………………………9 Sơ đồ 1.3: Quá trình sản xuất chitin / chitosan truyền thống………………… 10 Sơ đồ 1.4: Công thức cấu tạo chitin/chitosan………………………… 12 Sơ đồ 1.5: Phản ứng deaxetyl hóa chitin 13 Sơ đồ 1.6: Quá trình thuỷ phân chitosan HCl 15 Sơ đồ 3.1: Phản ứng đeaxetyl hóa chitin 36 Nguyễn Thị Doan K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội BẢNG CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN BCh: N-(Benzyliđen)chitosan Ac: CH3CO CTS: Chitosan DDA: Độ đề axetyh hóa DA: Độ axetyl hóa DMAc: N,N’-đimetyl axetamit DP: Độ polymer hóa trung bình GlcN: D-glucosamin GlcNAc: N-axetyl-D-glucosamin IR: Hồng ngoại LAB: Lactic axit bacterial n Khối lượng phân tử trung bình Me: CH3 NMR: Nuclear Magnetic Resonance - Cộng hưởng từ hạt nhân NMP: N-metyl-2-pyroliđon RB19: Thuốc nhuộm họat tính màu xanh – Reactive Blu 19 Nguyễn Thị Doan K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 3.2 Tổng hợp dẫn xuất N-(Benzyliđen) chitosan 3.2.1 Phản ứng tổng hợp dẫn xuất N-(Benzyliđen) chitosan Dẫn xuất N-(Benzyliđen) chitosan tổng hợp phản ứng trực tiếp nguyên tử oxy nhóm cacbonyl alđehyt thơm nitơ nhóm NH2 mạch đại phân tử chitosan (phản ứng ngưng tụ) pH 35 Phản ứng bao gồm giai đoạn chính: cộng nucleophin AN vào nhóm cacbonyl (1) tách nhóm OH sinh với nguyên tử H vốn có tác nhân lúc chưa phản ứng Sự có mặt axit môi trường làm tăng tốc độ phản ứng Giai đoạn 1: Cộng nucleôphin RNH2 vào nhóm C=O, chế phản ứng sau: H H H C O NH2 R C OH nhanh O NH2 NH R C R R1 R1 R1 R2 R2 R2 Thực chất, giai đoạn hoạt hóa nhóm cacbonyl cách prôton hóa nhóm H H H C C O NH2 R C OH O NH2 H3O R1 R1 R1 R2 R R2 R2 Giai đoạn 2: đehyđrat hóa phản ứng môi trường axit, chế phản ứng sau: Nguyễn Thị Doan 44 K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp H Trường ĐHSP Hà Nội NH H R C NH R C OH H2O OH H R1 R1 R2 R2 H H C NH R C N R H R1 R1 R2 R2 OH O O OH Với R = Dẫn xuất BCh: O n R1= H, R2= H 3.2.2 Khảo sát phản ứng phổ hồng ngoại (FT- TR) Hình 3.11: Phổ hồng ngoại N-(Benzyliđen)chitosan Từ phổ hồng ngoại N-benzyliđen chitosan (hình 3.11) cho thấy pic hấp thụ đặc trưng cho chitosan xuất thêm pic hấp thụ đặc trưng Nguyễn Thị Doan 45 K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội cho dao động hóa trị nhóm imin (C=N) với cường độ mạnh 1642 cm-1, pic hấp thụ 1484 cm-1, 1480 cm-1 quy kết cho dao động hóa trị c=c vòngthơm, hai pic sắc nét 690cm-1 756 cm-1 đặc trưng cho vòng chứa nhóm (monosubstituted rings) Ngoài phổ đồ không xuất píc hấp thụ alđehyt–aryl vùng 1725-1700 cm-1 chứng tỏ alđehyt dư loại hoàn toàn khỏi sản phẩm phản ứng 3.2.3 Khảo sát phổ X-Ray MÉu MÉu Hình 3.12: Giản đồ nhiễu xạ tia X chitosan dẫn xuất N(Benzyliđen)chitosan Chitin/chitosan có cấu trúc tinh thể chặt chẽ (có nhiều liên kết hydro mạch mạch) -Chitin dạng khan có cấu trúc tinh thể theo kiểu đơn tà (monoclinic) Độ kết tinh chitosan phụ thuộc vào tương tác phân tử thông qua lực tương tác Van der Waals, liên kết hyđro nội ngoại phân tử nhóm chức -NH2, -NHCOCH3 -OH mạch chitosan Sự suy giảm độ kết tinh sản phẩm phản ứng phá vỡ số liên kết hydro định mạch nhóm -OH nhóm -NH2 tham gia phản ứng Trong trường hợp phản ứng chitosan benzaldehyt phản ứng xảy chọn lọc -NH2 C2 nên suy giảm độ kết tinh số nhóm Nguyễn Thị Doan 46 K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội amin định Giản đồ nhiễu xạ tia X sản phẩm phản ứng đưa hình 3.12 Từ giản đồ (hình 3.12) cho ta thấy độ kết tinh sản phẩm N(Benzyliđen)chitosan thấp nhiều so với chitosan ban đầu hay N(Benzyliđen)chitosan vô định hình so với chitosan Đỉnh 2  10o sản phẩm phản ứng gần đi, 2  19.8o thoải trải rộng Điều kết luận rằng, số nhóm - NH2 định chitosan tham gia phản ứng với benzalđehyt 3.2.4 Khảo sát sản phẩm phản ứng TGA Giản đồ phân tích nhiệt chitosan dẫn xuất thể hình 3.13 cho thấy, nhìn chung dẫn xuất N-benzyliđen chitosan có nhiệt độ bắt đầu phân hủy, % khối lượng bị giai đoạn khác % khối lượng lại nhiệt độ phân hủy cực đại khác biệt so với chitosan ban đầu (a) (b) Hình 3.13: Giản đồ phân tích nhiệt chitosan (mẫu a) BCh ( mẫu b) Nguyễn Thị Doan 47 K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 3.2.5 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tổng hợp dẫn xuất N(Benzyliđen)chitosan 3.2.5.1 Ảnh hưởng tỷ lệ alđehyt/amin Kết khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nhóm alđehyt/amin hiệu suất phản ứng tổng hợp đến hiệu suất phản ứng thời gian phản ứng 24 giờ, nhiệt độ 30oC thể bảng 3.7 hình 3.14 Bảng 3.7: Ảnh hưởng tỷ lệ nhóm alđehyt/amin đến hiệu suất phản ứng tổng hợp BCh Tỷ lệ mol 0,5:1 CHO/NH2 1:1 1,2:1 1,4:1 1,6:1 1,8:1 Hiệu suất tổng hợp BCh 70 72,5 55,4 76 85,1 2:1 2,2:1 2,4:1 88,1 88,1 88,2 88,1 2,5:1 88,2 Qua bảng 3.7 hình 3.14 cho thấy, hiệu suất phản ứng tổng hợp BCh lên đến 88,1 % tỷ lệ nhóm alđehyt/amin 1,8/1,0 (khi tăng nồng độ mol thêm lãng phí hoá chất khó khăn việc loại bỏ sản phẩm dư trình phản ứng) Hình 3.14 : Ảnh hưởng tỷ lệ nhóm alđehyt/amin đến hiệu suất phản ứng tổng hợp BCh Nguyễn Thị Doan 48 K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 3.2.5.2 Ảnh hưởng khối lượng phân tử chitosan đến hiệu suất phản ứng Ba loại chitosan có khối lượng phân tử trung bình mức: thấp ( CTS- 1), trung bình (CTS- 2) cao (CTS- 3) lựa chọn để khảo sát ảnh hưởng khối lượng phân tử đến hiệu suất tổng hợp dẫn xuất N- (Benzyliđen) chitosan Giá trị thực nghiệm thể bảng 3.8 cho thấy chitosan có khối lượng phân tử lớn hiệu suất phản ứng tổng hợp dẫn xuất chitosan giảm Điều giải thích khối lượng phân tử chitosan giảm làm tăng tính linh động mạch đại phân tử, tăng khả tiếp xúc alđehyt với polyme làm tăng hiệu suất phản ứng Bảng 3.8: Ảnh hưởng khối lượng phân tử chitosan đến hiệu suất tổng hợp dẫn xuất N-(Benzyliđen)chitosan Hiệu suất tổng hợp dẫn Mẫu M n (kDa) Cts-1 105 94 Cts-2 200 91 Cts-3 410 88 xuất BCh(%) Ghi chú: thời gian: 24 giờ, nhiệt độ 30oC, tỷ lệ nhóm alđehyt/amin: 2,0/1,0 3.2.5.3 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất phản ứng Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất tổng hợp dẫn xuất N-(Benzyliđen) chitosan nhiệt độ 30oC với tỷ lệ mol alđehyt/amin 2,0/1,0 thể bảng 3.9 hình 3.15 Bảng 3.9 : Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất phản ứng tổng hợp dẫn xuất N-(Benzyliden)chitosan chitosan Thời gian (h) Hiệu suất tổng hợp BCh 10 12 14 16 18 28 42 63,2 78 86 88 88 89 89 Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất tổng hợp dẫn xuất N-(benzyliđen) chitosan nhiệt độ 30oC với tỷ lệ mol alđehyt/amin Nguyễn Thị Doan 49 K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2,0/1,0 thể hình 3.15 cho thấy, hiệu suất phản ứng chitosan với benzalđehyt tăng nhanh đầu phản ứng sau tăng nhẹ sau đạt ổn định khoảng 12h Hình 3.15: Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất phản ứng tổng hợp dẫn xuất N-(Benzyliden)chitosan chitosan 3.2.5.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng tổng hợp dẫn xuất N(Benzyliđen)chitosan thể bảng 3.10 hình 3.16 Bảng 3.10: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng tổng hợp hợp dẫn xuất N-(Benzyliđen)chitosan Nhiệt độ (oC) 25 35 45 55 Hiệu suất tổng hợp BCh 78 80 84 88 Từ đồ thị hình 3.16 cho thấy hiệu suất phản ứng tăng tăng nhiệt độ từ 25 đến 55oC Điều tăng nhiệt độ làm tăng tính linh động mạch polyme, tăng khả va chạm cấu tử tham gia phản ứng Tuy nhiên, giới hạn nhiệt độ khảo sát đến 55oC nhiệt độ xảy phản ứng thuỷ phân chitosan môi trường axit axetic Nguyễn Thị Doan 50 K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Hình 3.16: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng tổng hợp hợp dẫn xuất N-(Benzyliđen)chitosan 3.2.5.5 Khảo sát khả hấp thụ nước dẫn xuất N- (Benzyliđen) chitosan Khả tái hấp thụ nước polyme thông số gián tiếp đánh giá đặc tính ưa nước polyme Giá trị  cao chứng tỏ dẫn xuất có bề mặt xốp, ưa nước tạo thành kênh dẫn nước polyme, điều cần thiết trình hấp phụ môi trường dung dịch Giá trị thực nghiệm khả hấp thụ nước N-(Benzyliđen)chitosan sau 24 thể bảng 3.11: Bảng 3.11: Khả hấp thụ nước dẫn xuất N- (Benzyliđen) chitosan Thời gian (h) Khả thu hồi nước BCh (g/g-1) 1,50 24 1,54 Thông qua bảng 3.11 cho thấy dẫn xuất N-(Benzyliđen) chitosan hấp thụ nước tương đối tốt chứng tỏ vật liệu tồn kênh dẫn nước, thuận lợi cho trình hấp phụ ion kim loại môi trường dung dịch Nhận xét 2: Từ kết nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng tới phản ứng tổng hợp dẫn xuất N-(Benzyliđen) chitosan tìm điều kiện tối ưu cho phản ứng tổng hợp dẫn xuất N-(Benzyliđen)chitosan: Nguyễn Thị Doan 51 K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Thời gian phản ứng: 12 Tỷ lệ mol alđehyt/amin: 1,8/1,0 Khối lượng phân tử chitosan là: 105 kDa Nhiệt độ 55oC với hiệu suất nhận 88,1% 3.3 Khảo sát khả hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính dẫn xuất N(Benzyliđen)chitosan 3.3.1 Ảnh hưởng pH Bảng 3.12: Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính RB19 pH 521,5 550 Khối lượng thuốc nhuộm bị hấp phụ 610,2 498,5 246,7 212,8 200,3 mg/g) Kết nghiên cứu (hình 3.17) cho thấy pH thấp (pH < 6) dẫn xuất N(Benzyliđen)chitosan có khả hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính tốt so với pH >7 Hình 3.17: Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính RB19 Ghi chú: Nồng độ thuốc nhuộm 0,1g/l, khối lượng chất hấp phụ 0,02 g/lit, thời gian giờ, nhiệt độ 30oC Nguyễn Thị Doan 52 K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 3.3.2 Ảnh hưởng nồng độ RB19 Kết nghiên cứu (bảng 3.13 hình 3.18) cho thấy ảnh hưởng nồng độ chất hấp phụ đến khả hấp phụ N-(Benzyliđen) chitosan pH =5,9 dẫn xuất BCh hấp phụ tối đa khoảng lân cận 0,15 g/l Dẫn xuất BCh có khả hấp phụ tối đa 634 mg/g polyme Bảng 3.13 : Ảnh hưởng nồng độ thuốc nhuộm Nồng độ RB19 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 305 591 632 634 634 634 Khối lượng thuốc nhuộm bị hấp phụ mg/g polyme) Hình 3.18: Ảnh hưởng nồng độ thuốc nhuộm Điều kiện hấp phụ: 24 giờ, pH: 5,9 Nguyễn Thị Doan 53 K36B – Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 3.3.3 Ảnh hưởng thời gian Bảng 3.14 : Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính RB19 Thời gian (h) 0,5 299 485 594 614 619 619 619 619 Khối lượng thuốc nhuộm bị hấp phụ mg/g polyme) Hình 3.19: Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính RB19 Kết nghiên cứu cho thấy khả hấp phụ chitosan sản phẩm biến tính BCh tăng mạnh khoảng đạt cân sau khoảng 4h Nhận xét 3: Dẫn xuất N-(Benzyliđen)chitosan hấp phụ tốt thuốc nhuộm RB19 so với chitosan 634 mg/g polyme điều kiện pH[...]... Nghi n cứu khả n ng tổng hợp d n xuất N- (Benzyliđen )chitosan và thăm dò khả n ng hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính của n ” nhằm mục đích n ng cao hiệu quả sử dụng phế thải thủy s n, h n chế ô nhiễm và bảo vệ môi trường 2 Mục đích nghi n cứu - Nghi n cứu tổng hợp d n xuất N- (Benzyliden )chitosan và thăm dò khả n ng hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính RB19 của n 3 N i dung nghi n cứu - Tách -chitin từ mai mực ống... hoạt tính 1.2.1 Khái quát về thuốc nhuộm 1.2.1.1 Định nghĩa, ngu n gốc thuốc nhuộm Thuốc nhuộm là những chất hữu cơ có màu, hấp thụ mạnh một ph n nhất định của quang phổ ánh sáng nh n thấy và có khả n ng g n kết vào vật liệu dệt trong những điều ki n nhất định (tính g n màu) Thuốc nhuộm có thể có ngu n gốc thi n nhi n hoặc tổng hợp Hi n nay, con người hầu như chỉ sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp Đặc điểm n i... vùng bi n Hải phòng và điều chế - chitosan Nguy n Thị Doan 2 K36B – Hóa học Khóa lu n tốt nghiệp - Trường ĐHSP Hà N i 2 Tổng hợp d n xuất N- (benzyliđen )chitosan: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đ n hiệu suất tổng hợp các d n xuất N- (benzyliđen) chitosan: tỷ lệ mol alđehyt/amin, nhiệt độ, thời gian ph n ứng, khối lượng ph n tử của  -chitosan - Nghi n cứu khả n ng hấp thụ thuốc nhuộm hoạt tính màu xanh... biết đ n nhiều nhất về khả n ng hấp phụ nhiều loại thuốc nhuộm như: thuốc nhuộm ph n t n, trực tiếp, axit, ho n nguy n, lưu hóa và cả thuốc nhuộm hoạt tính Ngoài ra người ta c n dùng xenlulo bi n tính và lignoxenlulo để hấp phụ thuốc nhuộm axit và thuốc nhuộm cation Các vật liệu thi n nhi n như lõi ngô, mạt cưa, th n cây mía, trấu, … cũng được thử nghiệm khả n ng hấp phụ thuốc nhuộm Trong các phương pháp... Hà N i 2 bằng những phương pháp n y ho n to n có thể tái sử dụng trong s n xuất, nhưng việc ứng dụng lại gặp rất nhiều khó kh n và giá thành rất cao Với phương pháp hấp phụ đã sử dụng than hoạt tính, đất sét, tro bay…để loại bỏ chất màu, nhưng khả n ng hấp phụ của n không l n Trong số vật liệu hấp phụ có ngu n gốc thi n nhi n thì chitin /chitosan và d n xuất của n được cho là vật liệu có khả n ng hấp. .. sắc và phạm vi sử dụng Theo đặc tính áp dụng, người ta quan tâm nhiều nhất đ n thuốc nhuộm sử dụng cho xơ sợi xenlullo (bông, visco ), đó là các thuốc nhuộm ho n nguy n, lưu hóa, hoạt tính và trực tiếp Sau đó là các thuốc nhuộm cho xơ sợi tổng hợp, len, tơ tằm như: thuốc nhuộm ph n t n, thuốc nhuộm bazơ (cation), thuốc nhuộm axit  Thuốc nhuộm ho n nguy n, bao gồm: - Thuốc nhuộm ho n nguy n không tan:... nhuộm dư và ph n thuốc nhuộm thủy ph n Vì thế, mức độ t n thất đối với thuốc nhuộm hoạt tính cỡ 10÷50%, l n nhất trong các loại thuốc nhuộm H n nữa, màu thuốc nhuộm thủy ph n giống màu thuốc nhuộm gốc n n nó gây ra v n đề màu n ớc thải và ô nhiễm n ớc thải 1.2.2 Ô nhiễm n ớc thải dệt nhuộm do thuốc nhuộm và tác hại của n 1.2.2.1 Ô nhiễm n ớc thải dệt nhuộm do thuốc nhuộm Ô nhiễm n ớc thải dệt nhuộm phụ... trong n ớc đã làm h n chế ph n nào hiệu quả và phạm vi ứng dụng Vì vậy, để tăng khả n ng ứng dụng của chitosan chúng ta phải cải thi n khả n ng tan trong n ớc của chitosan Hi n nay, tr n thế giới, các nhà khoa học đã nghi n cứu và tìm ra rất nhiều phương pháp để cải thi n khả n ng tan trong n ớc của chitosan, trong đó phương pháp depolyme hoá được coi là phương pháp đ n gi n và hiệu quả nhất Quá trình... ph n ứng, trong điều ki n nhuộm n tách khỏi ph n tử thuốc nhuộm, tạo khả n ng cho thuốc nhuộm ph n ứng với xơ (-Cl, -SO2, -SO3H, -CH=CH2, ) - T: nhóm mang nguy n tử hay nhóm nguy n tử ph n ứng, thực hi n li n kết giữa thuốc nhuộm và xơ Là loại thuốc nhuộm duy nhất có li n kết cộng hóa trị với xơ sợi tạo độ b n màu giặt và độ b n màu ướt rất cao n n thuốc nhuộm hoạt tính là một trong những thuốc nhuộm. .. c n bị thủy ph n Ví dụ: Thuốc nhuộm sunfatoetylsunfon Thuốc nhuộm Vinylsunfon (dạng hoạt hóa của thuốc nhuộm gốc) Thuốc nhuộm Vinylsunfon Xơ được nhuộm (X là O- Xenlullo) Thuốc nhuộm thủy ph n (X là OH) Do tham gia vào ph n ứng thủy ph n n n ph n ứng giữa thuốc nhuộm và xơ sợi không đạt hiệu suất 100% Để đạt độ b n màu giặt và độ b n màu tối ưu, hàng nhuộm được giặt ho n to n để loại bỏ ph n thuốc nhuộm ... Hình 3.15: Ảnh hưởng thời gian ph n ứng đ n hiệu suất ph n ứng tổng hợp d n xuất N- (Benzyliden )chitosan chitosan 50 Hình 3.16: Ảnh hưởng nhiệt độ đ n hiệu suất ph n ứng tổng hợp hợp d n xuất. .. ph n ứng đ n hiệu suất ph n ứng tổng hợp d n xuất N- (Benzyliden )chitosan chitosan 49 Bảng 3.10: Ảnh hưởng nhiệt độ đ n hiệu suất ph n ứng tổng hợp hợp d n xuất N- (Benzyliđen )chitosan ... N- (Benzyliđen )chitosan thăm dò khả hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính n ” nhằm mục đích n ng cao hiệu sử dụng phế thải thủy s n, h n chế ô nhiễm bảo vệ môi trường Mục đích nghi n cứu - Nghi n cứu tổng hợp dẫn