Nghiên cứu biến tính chitin bằng kỹ thuật polyme hóa ghép bức xạ để chế tạo vật liệu hấp thu ion kim loại As(III), as(v), cd2+, pb2+

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRƯƠNG THỊ HẠNH NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH CHITIN BẰNG KỸ THUẬT POLYME HÓA GHÉP BỨC XẠ ĐỂ CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ ION KIM LOẠI As(III), As(V), Cd2+, Pb2+ LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC TP Hồ Chí Minh - 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRƯƠNG THỊ HẠNH NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH CHITIN BẰNG KỸ THUẬT POLYME HÓA GHÉP BỨC XẠ ĐỂ CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ ION KIM LOẠI As(III), As(V), Cd2+, Pb2+ Chuyên ngành: Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số: 62 44 31 01 Phản biện 1: PGS TS Nguyễn Cửu Khoa Phản biện 2: PGS TS Nguyễn Thị Phương Phong Phản biện 3: TS Võ Hữu Thảo Phản biện độc lập 1: GS TS Nguyễn Văn Khôi Phản biện độc lập 2: PGS TS Trần Thái Hòa LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS Hà Thúc Huy PGS TS Nguyễn Quốc Hiến TP Hồ Chí Minh - 2013 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án : “Nghiên cứu biến tính Chitin kỹ thuật polyme hóa ghép xạ để chế tạo vật liệu hấp phụ ion kim loại As(III), As(V), Cd2+, Pb2+” công trình nghiên cứu riêng tôi, có hỗ trợ thầy hướng dẫn Các nội dung nghiên cứu kết đề tài trung thực chưa công bố công trình nghiên cứu trước Những phần sử dụng tài liệu tham khảo luận án nêu rõ phần tài liệu tham khảo Tác giả Trương Thị Hạnh ii LỜI CẢM ƠN Lời xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Quý thầy hướng dẫn PGS TS Hà Thúc Huy PGS TS Nguyễn Quốc Hiến tận tình tư vấn, hướng dẫn cho ý kiến đóng góp quý báu để hoàn thành luận án Xin chân thành cám ơn đến Ban Giám Hiệu Khoa Đào tạo Sau Đại học trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP HCM tạo điều kiện giúp đỡ trình đào tạo để nghiên cứu sinh hoàn thành nhiệm vụ Xin gửi lời cám ơn đến Quý thầy cô Khoa Hóa Bộ Môn Hóa Lý Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP HCM tạo điều kiện thuận lợi để luận án hoàn thành tiến độ Xin cám ơn Ban Giám Đốc Trung tâm Nghiên cứu Triển khai Công nghệ Bức xạ có sách ưu tiên công tác đào tạo cán Xin cám ơn tất bạn đồng nghiệp, đặc biệt cộng Phòng Nghiên cứu Phát triển giúp trình thực nghiệm Xin cám ơn cán Phòng vận hành thuộc Trung tâm Nghiên cứu Triển khai Công nghệ Bức xạ giúp đỡ nhiệt tình công đoạn chiếu xạ mẫu Để hoàn thành luận án này, tác giả nhận hợp tác từ đơn vị : o Phòng Công nghệ Bức xạ, Viện Nghiên cứu Hạt nhân (Đà lạt) o Nhà máy ăcqui chì Đồng Nai o Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm TP HCM o Phòng thí nghiệm công nghệ nano thuộc Đại học Quốc gia TP.HCM o Phòng thí nghiệm vật lý chất rắn thuộc Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP.HCM Xin gửi đến Quý đơn vị lời biết ơn sâu sắc Cuối cùng, xin chân thành cám ơn tất người thân yêu gia đình động viên, giúp đỡ, ủng hộ mặt để hoàn thành luận án iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Bảng chữ viết tắt đơn vị đo vii Danh mục bảng ix Danh mục hình vẽ, đồ thị x MỞ ĐẦU …………………………………………………………………… Chương - TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.3 Những sở lý thuyết 1.3.1 Tương tác tia X tia gamma với vật chất 1.3.2 Các đơn vị đo lường xạ 1.3.2.1 Hoạt độ phóng xạ 1.3.2.2 Liều hấp thụ 10 1.3.2.3 Liều chiếu xạ 10 1.3.2.4 Hiệu suất hóa học xạ 10 1.3.3 Nguồn xạ 11 1.3.4 Các trình xảy chiếu xạ polyme 11 1.3.4.1 Khâu mạch cắt mạch 11 1.3.4.2 Polyme hóa xạ 17 1.3.4.3 Polyme hóa ghép xạ 18 1.3.5 Biến tính ghép copolyme hóa chitin/chitosan 30 1.3.5.1 Cấu trúc chitin/chitosan trình copolyme hóa ghép 30 iv 1.3.5.2 Polyme hóa ghép khơi mào hóa học 32 1.3.5.3 Polyme hóa ghép chitin/chitosan kỹ thuật xạ 37 1.3.6 Đặc tính hấp phụ chitin/chitosan 41 1.3.6.1 Quá trình hấp phụ 41 1.3.6.2 Những đặc trưng chitin/chitosan liên quan đến hấp phụ 49 1.3.6.3 Ảnh hưởng pH đến hấp phụ chitin/chitosan 54 1.3.6.4 Cơ chế hấp phụ ion kim loại chitin/chitosan 56 Chương - THỰC NGHIỆM 59 2.1 Thiết bị, nguyên liệu hóa chất 59 2.1.1 Thiết bị 59 2.1.2 Nguyên liệu hóa chất 59 2.2 Phương pháp thực nghiệm 60 2.2.1 Chế tạo nguyên liệu đầu α-chitin từ vỏ tôm 60 2.2.2 Khảo sát thông số trình ghép 2,3-epoxypropyl methacrylate (EPMA) acrylonitril (AN) lên chitin: Nồng độ monome, suất liều, liều xạ hấp thụ, nhiệt độ, thời gian ghép 62 2.2.3 Xác định mức độ chuyển đổi nhóm epoxi chitin ghép glycidyl methacrylate cyano chitin ghép acrylonitril 63 2.2.3.1 Mở vòng epoxi ethylene diamin (EDA) axit photphoric (H3PO4) chitin ghép 2,3-epoxypropyl methacrylate 63 2.2.3.2 Chuyển hóa nhóm cyano thành nhóm amidoxim 64 2.2.4 Đặc trưng chitin biến tính ghép, chuyển hóa, hấp phụ qua kỹ thuật phân tích phổ IR, ảnh chụp AFM, SEM, phân tích nhiệt DSC, TGA nhiễu xạ tia X 64 2.2.5 Khảo sát hấp phụ ion kim loại As(III), As(V), Cd2+, Pb2+ Chi-g-EPMA-P Chi-g-AN-A 2.2.6 Hấp phụ As(III), As(V), Cd2+ Chi-g-EPMA-P Chi-g-ANA từ mẫu nước ngầm Pb2+ từ nhà máy acqui chì Đồng 65 v Nai 2+ 66 2+ 2.2.7 Giải hấp ion kim loại As(III), As(V), Cd , Pb hấp phụ Chi-g-EPMA-P Chi-g-AN-A 67 Chương – KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ………………………………… 68 3.1 Đặc trưng nguyên liệu đầu α-chitin từ vỏ tôm ………………… 68 3.1.1 Độ deacetyl …………………………………………………… 68 3.1.2 Độ ẩm, độ tro, diện tích bề mặt riêng ………………………… 70 3.2 Ghép 2,3-epoxypropyl methacrylate (EPMA) acrylonitril (AN) lên chitin 70 3.2.1 Ảnh hưởng nồng độ thời gian phản ứng EPMA AN với chitin đến mức độ ghép (DG) 70 3.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng EPMA AN với chitin đến mức độ ghép ……………………………………………………… 75 3.2.3 Ảnh hưởng liều xạ suất liều hấp thụ đến mức độ ghép EPMA AN lên chitin ……………………………………………… 77 3.2.3.1 Ảnh hưởng liều xạ …………………………………… 77 3.2.3.2 Ảnh hưởng suất liều ………………………………… 78 3.3 Sự chuyển đổi nhóm epoxy chitin ghép 2,3-epoxypropyl methacrylate cyano chitin ghép acrylonitril …………………… 79 3.3.1 Mở vòng epoxy ethylene diamin axit photphoric …… 79 3.3.2 Chuyển hóa amidoxim nhóm cyano-CN Chi-g-AN-A …… 82 3.4 Đặc trưng chitin biến tính ……………………………………… 84 3.4.1 Phổ IR ………………………………………………………… 84 3.4.2 Ảnh chụp SEM, AFM giản đồ nhiễu xạ tia X ……………… 86 3.4.3 Phân tích nhiệt ………………………………………………… 92 3.5 Hấp phụ As(III), As(V), Cd2+, Pb2+ Chi-g-EPMA-P Chi-gAN-A ………………………………………………………………… 96 3.5.1 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ As(III), As(V), Cd2+, Pb2+ Chi-g-EPMA-P Chi-g-AN-A …………………………… 96 vi 3.5.1.1 Hấp phụ As(III), As(V) …………………………………… 2+ 2+ 3.5.1.2 Hấp phụ Cd Pb …………………………………… 96 99 3.5.2 Đẳng nhiệt hấp phụ As(III), As(V), Cd2+, Pb2+ Chi-gEPMA-P Chi-g-AN-A …………………………………………… 102 3.5.2.1 As(III), As(V) …………………………………………… 102 3.5.2.2 Hấp phụ Cd2+ Pb2+ …………………………………… 107 3.5.2.3 Thông số nhiệt động hấp phụ …………………… 111 3.5.3 Động học hấp phụ ion As(III), As(V), Cd2+ Pb 2+ Chig-EPMA-P Chi-g-AN-A …………………………………………… 112 3.6 Hấp phụ As(III), As(V), Cd 2+ từ mẫu nước ngầm Pb2+ từ nhà máy acqui chì Đồng Nai ………………………………………………… 116 3.7 Giải hấp ion As(III), As(V), Cd 2+ Pb2+ Chi-g-EPMA-P Chi-g-AN-A ………………………………………………………… 118 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ……………………………………………… 122 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ ……………… 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO 126 PHỤ LỤC 142 vii BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ ĐƠN VỊ ĐO Chữ viết tắt D Tiếng Việt Liều hấp thụ Gy, kGy Đơn vị đo liều hấp thụ Tiếng Anh Absorbed dose 1Gy = 1J/kg = 100rad = 6,24 × 10 15 eV/g 1kGy = 1000Gy kGy/h Suất liều Dose rate γ, Co-60 Bức xạ gamma, đồng vị Co-60 Gamma irradiation GD Mức độ ghép Grafting degree DA Độ acetyl Degree of N-acetylation DD Độ deacetyl Degee of deaceylation DD = 100 -DA FTIR Phổ hồng ngoại Fourier Transform Infrared H-NMR Phổ cộng hưởng từ proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy AFM Kính hiển vi lực nguyên tử Atomic Force Microscope SEM Kính hiển vi điện tử quét Scanning Electron Microscope DSC Phân tích nhiệt vi sai Differential Scanning Calorimetry DTA Phân tích nhiệt trọng lượng Thermogravimetric Analysis Chi-g-EPMA Chitin ghép 2,3- epoxypropyl methacrylate Chi-g-EPMA-E Chitin ghép 2,3- epoxypropyl methacrylate chuyển hóa viii ethylene diamine Chi-g-EPMA-P Chitin ghép 2,3- epoxypropyl methacrylate chuyển hóa H3PO4 Chi-g-EPMA-P-As Chitin ghép 2,3- epoxypropyl Chi-g-EPMA-P-Cd methacrylate chuyển hóa Chi-g-EPMA-P-Pb H3PO4, hấp phụ As, Cd, Pb Chi-g-AN Chitin ghép acrylonitril Chi-g-AN-A Chitin ghép acrylonitril chuyển hóa amidoxim Chi-g-AN-A-As Chitin ghép acrylonitril chuyển Chi-g-AN-A-Cd hóa amidoxim, hấp phụ As, Cd, Chi-g-AN-A-Pb Pb Co Nồng độ ban đầu chất tan Initial concentration of dung dịch (mg/l) solute in solution Nồng độ ion kim loại Metal ion concentration dung dịch sau hấp phụ (mg/l) on solution at equilibrium Nồng độ ion kim loại chất Metal ion concentration hấp phụ (mg/g) on adsorbent at Ce Ye equilibrium Dung lượng hấp phụ cực đại Maximum adsorption (mg/g) capacity (mg/g) V Thể tích dung dịch (ml) Volume solution W Khối lượng chitin chất Mass of chitin or hấp phụ (g) adsorbent Hệ số tương quan The correlation qmax R2 coefficient 136 121 Muzzarelli R.A.A (2011), “Potential of chitin/chitosan-bearing materials for uranium recovery: An interdisciplinary review”, Carbohydrate Polymers, 84 (1), pp 54-63 122 Nagasawa N., Mitomo H., Yoshii F., Kume T., (2000), “Radiation –induced degradation of sodium alginate”, Polymer Degradation and Stability 69, pp 279-285 123 Naguib H.F., Aly R.O., Sabaa M.W., Mokhtar S M (2003), “Gamma radiation induced graft copolymerization of vinylimidazole - acrylic acid onto polypropylene films”, Polymer Testing 22, pp 825-830 124 Nam Y.S., Park W.H., Ihm D., Hudson S.M (2010), “Effect of the degree of deacetylation on the thermal decomposition of chitin and chitosan nanofibers”, Carbohydrate Polymers, 80 (1), pp 291-295 125 Nasef M.M., Saidi H (2003), “Electron beam irradiation effects on ethylene- tetrafluoroethylene copolymers films”, Radiation Physics and Chemistry 68, pp 875-883 126 Nasef M.M., Saidi H., Dessouki A.M., El-Nesr E.M (2000), “Radiationinduced grafting of styrene onto poly(tetrafluoroethylene) (PTEF) films Effect of grafting conditions and properties of the grafted films”, Polymer International 49, pp 399-406 127 Nasef M.M., Sugiarmawan I A (2010), “Radiation induced emulsion grafting of glycidyl methacrylate onto high density polyethylene: A kinetic study” Journal Fundamental Science, (2), pp 93-97 128 Nho Y.C., Kwon O.H., Jie C (2002), “Introduction of phosphoric acid group to polypropylene film by radiation grafting and its blood compatibility”, Radiation Physics and Chemistry 64, pp 67-75 129 Nguyen Kim Phuong, Itoi R ( 2009), “Source and Release mechanism of arsenic in aquifers of the Mekong Delta, Vietnam”, Journal of Contaminant Hydrology, 103 (1-2), pp 58-69 130 Nguyen Ngoc Duy, Dang Van Phu, Nguyen Tue Anh, Nguyen Quoc Hien (2011), “Synergistic degradation to prepare oligochitosan by γ-radiation of chitosan solution in the presence of hydrogen peroxide”, Radiation Physics and Chemistry 80, pp 848-853 131 Nguyen Van Suc, Ho Thi Yeu Li (2011), “Adsorption of U(VI) from aqueous solution onto modified chitosan”, International Journal of ChemTech Research, 3(4), pp 1993-2002 132 Nguyen Tien An, Do Truong Thien, Nguyen Thi Dong, Pham Le Dung (2009), “Water –soluble N-Carboxymethyl chitosan derivatives: Preparation, Characteristics and its application”, Carbohydrate Polymers 75, pp 489-497 137 133 Nosal W.H., Thompson D.W., Yan L., Sarkar S., Subramanian A Woollam J.A (2005), Infrared optical properties and AFM of spin-cast chitosan film chemically modified with 1,2 Epoxy-3-phenoxy-propane, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 46 (1), pp 26-31 134 Nurkeeva Z.S., Aal A.A., Khutoryanskiy, Mun G.A., Beksyrgaeva A.G (2003), “Radiation grafting from binary monomer mixtures vinyl ether of monoethanolamine and vinyl ether of ethylene glycol”, Radiation Physics Chemistry 67, pp 717-722 135 O’Connell D.W., Birkinshaw C., O’Dwyer T.F (2008), “Heavy metal adsorbents prepared from the modification of cellulose: A review”, Bioresource Technology, 99(15), pp 6790-6724 136 Odian G (2004), Principles of Polymerization, A John Wiley & Sons Inc., Publication, pp 468-469 and 752 137 Pati M.K., Nayak P.L (2011), Grafting Vinyl monomers onto chitosan: II: Graft copolymerized of acrylonitrile onto chitosan using ceric ammonium nitrate as the initiator- Characterization and antimicrobial activity”, Advances in Polymer Science and Technology: An International Journal, (2), pp 1421 138 Paulino A.T., Guilherme M R., Reis A V., Tambourgi E.B., Nozaki J., Muniz E.C (2007), “Capacity of adsorption of Pb2+ and Ni2+ from aqueous solutions by chitosan produced from silkworm chrysalides in different degrees of deacetylation”, Journal of Hazardous Materials, 147 (1-2), pp 139-147 139 Pawar M.J and Chaure S.S (2009), “Synthesis of CdS nanoparticles using glucose As a capping agent”, Chalcogenide Letters, (12), pp 689-693 140 Petryayev Y.E.P., Boltromeyuk V.V., Kovalenko N.I., Shadyro O.I (1988), “Mechanism of radiation-initiated degradation of cellulose and derivatives”, Polymer Science U.S.S.R 30, pp 2208-2214 141 Piron E., Domard A (1998) “Formation of a ternary complex between chitosan and ion pairs of strontium carbonate”, International Journal of Biological Macromolecules, 23(2), pp 113-120 142 Pourjava A., Mahdavinia G.R., Zohuriaan-Mehr M.J., Omidan H (2003), “Optimized cerium ammonium nitrate-induced synthesis of chitosan-gpolyacrylonitril”, Journal of Applied Polymer Science 88, pp 2048-2054 143 Rahamana M.S., Basub A., Islamc M.R (2008), “The removal of As(III) and As(V) from aqueous solutions by waste materials”, Bioresource Technology, 99 (8), pp 2815-2823 144 Rangel-Mendez J.R., Monroy-Zepeda R., Leyva-Ramos E., Diaz-Flores P.E., Shirai K (2009), “Chitosan selectivity for removing cadmium (II), copper (II), 138 and lead (II) from aqueous phase: pH and organic matter effect”, Journal of Hazardous materials, 162 (1), pp 503-511 145 Renault F., Sancey B., Badot P.M., Crini G (2009), “Chitosan for coagulation/flocculation processes – An eco-friendly approach”, European Polymer Journal, 45(5), pp 1337-1348 146 Repo E., Warchol J.K., Kurniawan T.A., Sillanpaa M.E.T (2010), “Adsorption of Co(II) and Ni(II) by EDTA- and/or DTPA-modified chitosan: Kinetic and equilibrium modeling”, Engineering Journal Chemical, 161 (1-2), pp 73-82 147 Rhazi M., Desbrieres J., Tolaimate A., Rinaudo M., Vottero P., Alagui A (2002), “Contribution to the study of the complexation of copper by chitosan and oligomers”, Polymer 43, pp 1267-1276 148 Roussy J., Van Vooren M., Guibal E (2005), “Influence of chitosan characteristics on coagulation and flocculation of organic suspensions”, Journal of Applied Polymer Science 98, pp 2070-2079 149 Ruiz M.A., Sastre A.M., Guibal E (2005), “Heterogeneous catalysis on chitosan-based materials: A review”, Progress in Polymer Science 30, pp 71109 150 Schnabel W (1981), Polymer Degradation, Macmillan Publishing Co., Inc., NewYork, pp 149 151 Seko N., Tamada M., Yoshii F (2005), “Current status of adsorbent for metal ions with radiation grafting and crosslinking techniques”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 236, pp 21-29 152 Shafaei A., Ashtiani F.Z., Kaghazhi T (2007), “Equilibrium studies of the sorption of Hg(II) ions onto chitosan”, Chemical Engineering Journal, 133 (13), pp 311-316 153 Singha B., Das S.K (2011), “Biosorption of Cr(VI) ions from aqueous solutions: Kinetics, equilibrium, thermodynamics and desorption studies”, Colloids and surfaces B: Biointerfaces, 84 (1), pp 221-232 154 Sokker H.H., Badawy S.M., Zayed E.M., Nour Eldien F.A., Farag A.M (2009), “Radiation-induced grafting of glycidyl methacrylate onto cotton fabric waste and its modification for anchoring hazardous wastes from their solutions”, Journal of Hazardous Materials, 168 (1), pp 137-144 155 Spinks J.W.T., Woods R J (1990), An introduction to radiation chemistry, John Wiley & Son Inc., Pubblication, pp 8, 71, 187 156 Sun X.F., Wang S.G., Liu X.W., Gong W.X., Bao N (2008), “The effects of pH and ionic strength on fulvic acid uptake by chitosan hydrogel beads”, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 324 (1-3), pp 28-34 139 157 Suzanne Nielsen S (2010), Food Analysis, Springer, pp 109 158 Tamada M (2004), Radiation Processing in Japan R & D for Technology Transfer, IAEA-TECHDOC 1422, pp 17-20 159 Tahtat D., Mahlous M., Benamer S., Khodja A.N., Youcef S.L (2012), “Effect of molecular weight on radiation chemical degradation yield of chain scission of γ-irradiated chitosan in solid state and in aqueous solution”, Radiation Physics and Chemistry, 81 (6), pp 659-665 160 Tahtat D., Uzun C., Mahlous M., Guven O (2007), “Beneficial effect of gamma irradiation on the N-deacetylation of chitin to form chitosan”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 265, pp 425-428 161 Tan W.T., Radhi M.M., Ab Rahman M.Z., Kassim A.B (2010), Synthesis and characterization of grafted polystyrene with acrylonitrile using gammairradiation”, Journal of Applied polymer Science, 10 (2), pp 139-144 162 Tang X.H., Tan S.Y., Wang Y.T (2002), “Study of the synthesis of chitosan derivatives containing benzo-21-crown-7 and their adsorption properties for metal ions”, Journal of Applied Polymer Science, 83(9), pp 1886-1891 163 Tanodekaew S., Prasitsilp M., Swasdison S., Thavornyutikarn B., Pothsree T., Pateepasen R (2004), “Preparation of acrylic grafted chitin for wound dressing application”, Biomaterials 25, pp 1453-1460 164 Tian F., Liu Y., Hu K., Zhao B (2004), “Study of the depolymerization behavior of chitosan by hydrogen peroxide”, Carbohydrate Polymers, 57(1), pp 31-37 165 Tolaimate A., Desbrières J., Rhazi M., Alagui A., Vincendon M., Vottero P (2000), “On the influence of deacetylation process on the physicochemical characteristics of chitosan from squid chitin”, Polymer, 41 (7), pp 2463-2469 166 Truong Thi Hanh, Nguyen Quoc Hien (2000), “Effects of various conditions on degradation of irradiation alginate”, Journal of Chemistry, 38(2), pp.93-96 167 Truong Thi Hanh., Nguyen Quoc Hien, Tran Tich Canh(2009), “Application of chitin/chitosan in agriculture”, Controlling of Degradation Effects in Radiation Processing of Polymers IAEA-TECDOC-1617, pp 205-211 168 Truong Thi Hanh, Nguyen Quoc Hien, Tran Tich Canh (2009), “Application of chitin/chitosan in environmental”, Controlling of Degradation Effects in Radiation Processing of Polymers IAEA-TECDOC-1617, pp 213-220 169 Wan M.W., Kan C.C., Rogel B.D., Dalida M.L.P (2010), ”Adsorption of copper (II) and lead (II) ions from aqueous solution on chitosan-coated sand”, Carbohydrate Polymers, 80 (3), pp 891-899 140 170 Wan Ngah W.S., Endud C.S., Mayanar R (2002), “Removal of copper (II) ions from aqueous solution onto chitosan and cross-linked chitosan beads”, Reactive and Functional Polymers 50, pp 181-190 171 Wan Ngah W.S., Kamari A., Koay Y.J (2004), “Equilibrium and kinetics studies of adsorption of copper (II) on chitosan and chitosan/PVA beads”, International Journal of Biological Macromolecules, 34 (3), pp 155-161 172 Wan Ngah W.S., Fatinathan S (2010), “Adsorption characterization of Pb(II) and Cu(II) ions onto chitosan-tripolyphosphate beads: Kinetics, equilibrium and thermodynamic studies”, Journal of Environmental Management, 91 (4), pp 958-969 173 Wang L., Peng H., Liu S., Yu H., Li P., Xing R (2012), ”Adsorption properties of gold onto a chitosan derivative”, International Journal of Biological Macromolecules, 51(5), pp 701-704 174 Wang Q.Z., Chen X.G., Liu N., Wang S.X., Liu C.S., Meng X.H and Liu C G (2006), “Protonation constants of chitosan with different molecular weight and degree of deacetylation”, Carbohydrate Polymers 65 (2006), pp 194-201 175 Wang W., Liu Z., Zheng C., Xu C., Liu Y., Wang G (2003), “Synthesis of CdS nanoparticles by a novel and sinple one-step, solid-state reaction in the presence of a nonionic surfactant”, Materials Letters 57, pp 2755- 2760 176 Wang Z.G., Wan L.S., Xu Z.K (2007), “Surface engineerings of polyacrylonitrile-based asymmetric membranes towards biomedical applications: An overview”, Journal of Membrane Science 304, pp 8-23 177 Wanjun T., Cunxin W., Donghua C (2005), “Kinetic studies on the pyrolysis of chitin and chitosan”, Polymer Degradation and Stability, 87 (3), pp 389394 178 Weltrowski M., Martel B., Morcellet M (1996), “Chitosan N-benzyl sulfonate derivatives and sorbents for removal of metal ions in an acidic medium”, Journal of Applied Polymer Science, 59(4), pp 647-654 179 Woods R J and Pikaev A K (1994), Applied Radiation Chemistry: Radiation Processing, John Wiley & Sons Inc., pp 343-354 180 L Wojnárovits, Földváry Cs.M., Takács E (2010), “Radiation –induced grafting of cellulose for adsorption of hazardous water pollutants: A review”, Radiation Physics and Chemistry, 79 (8), pp 848-862 181 Xie G., Shang X., Liu R., Hu J., Liao S (2011), “Synthesis and characterization of a novel amino modified starch and its adsorption properties for Cd(II) ions from aqueous solution”, Carbohydrate Polymers, 84 (1), pp 430-438 141 182 Xu Z., Huang Y., Zhang C., Liu L., Zhang Y., Wang L (2007), “Effect of γray irradiation grafting on the carbon fibers and interfacial adhesion of epoxy composites”, Composites Science and Technology, 67 (15-16), pp 3261-3270 183 Yazdani P.M., Lagos A., Campos N (1992), “Comparison of redox initiators reactivities in the grafting of methylmethacrylate onto chitin”, International Journal Polymeric Material 18, pp 25-37 184 Yeşim Sağ Y., Aktay Y (2000), “ Mass transfer and equilibrium studies for the sorption of chromium ions onto chitin”, Process Biochemistry, 36(1-2), pp 157-173 185 Yi Y., Wang Y., and Liu H (2003), “Preparation of new crosslinked chitosan with crown ether and their adsorption for silver ion for antibacterial activities”, Carbohydrate Polymers, 53(4), pp 425-430 186 Yu M.H (2005), “Environmental Toxicology- Biological and Health Effects of pollutants”, CRC Press, pp 189, 199, 216 187 Yuan F., Wei J., Tang E., Zhao K., Xue Y (2009), “Synthesis and modification of polypropylene by radiation –induced grafting”, International Journal of Chemistry, (1), pp 75-81 188 Yuan Y., Chesnutt B.M., Haggard W.O., Bumgardner J.D (2011), “Deacetylation of chitosan : Material characterization and in vitro evaluation via albumin adsorption and pre-osteoblastic cell cultures”, Materials, pp 1399-1416 189 Zauresh S.N., Abdel-Aal A.S., Khutoryanskiy V.V., Mun G.A., Beksyrgaeva A.G (2003), Radiation grafting from binary monomer mixtures I Vinyl ether of monoethanolamine and vinyl ether of ethyleneglycol, Radiation Physics and Chemistry 67, pp 717-722 190 Zawani Z, Luqman Chuah A, Thomas S.Y.C (2009), “Equilibrium kinetics and thermodynamic studies: Adsorption of Remazol Black on the palm kernel shell activated carbon (KPS-AC)”, European Journal of Scientific Research, 37(1), pp 63-71 191 Zhang C., Cui Y., Jia Z (2009), “Study on the reaction kinetics of ultrasonic radiation non-homogeneous phase chitin deacetylation”, International Journal of Chemistry, (1), pp 50-56 192 Zhang Q., Zhang S., Chen S., Li P., Qin T., Yuan S (2008), “Preparation and characterization of a strong basic anion exchanger by radiation-induced grafting of styrene onto poly(tetrafluoroethylene) fiber”, Journal of Colloid and Interface Science 322, pp 421-428 193 Zohuriaan-Mehr M J (2005), “Advances in chitin and chitosan modification through graft copolymerization: A comprehensive review”, Iranian Polymer Journal, 14(3), pp 235-265 142 PHỤ LỤC Phụ lục Kết đo diện tích BET mẫu chitin a) Chitin 143 b) Chi-g-EPMA 144 c) Chi-g-AN 145 Phụ lục Phổ IR a) Chi-g-EPMA, b) Chi-g-EPMA-E (chuyển hóa EDA) Phụ lục Độ gồ ghề mẫu chitin 146 Phụ lục Độ gồ ghề mẫu chitin Chitin Chi-g-EPMA 147 Chi-g-AN Chi-g-AN-A 148 Phụ lục Giản đồ nhiễu xạ tia X c) Chi-g-EPMA-P-Cd; d) Chi-g-EPMA-P-Pb Counts c 2θ(o) Counts d 2θ(o) 149 Phụ lục Giản đồ nhiễu xạ tia X e) Chi-g-AN-A-As; f) Chi-g-AN-A-Cd; g) Chi-g-AN-A-Pb Counts e Counts f Counts g 2θ(o) 150 Phụ lục Hình ảnh mẫu chitin, chitin biến tính ghép, chuyển hóa hấp phụ Chi-g-AN-A-Pb Chi-g-EPMA-P-Pb [...]... chitin có độ deacetyl thấp đã được chiếu xạ trước Sản phẩm chuyển hóa có khả năng hấp phụ các kim loại nặng độc như As, Cd, Pb với dung lượng hấp phụ cao Đề tài Nghiên cứu biến tính chitin bằng kỹ thu t polyme hóa ghép bức xạ để chế tạo vật liệu hấp phụ ion kim loại As(III), As(V), Cd2+, Pb 2+” nhằm sử dụng kỹ thu t mới khai thác tiềm năng ứng dụng của chitin/ chitosan trong nghiên cứu và xử lý môi trường,... nghiên cứu ngoài nước Cho đến nay, biến tính ghép bằng kỹ thu t bức xạ vẫn được đánh giá là phương pháp hiệu quả Khi được chiếu xạ, polyme sẽ hình thành các gốc tự do có khả năng khơi mào phản ứng ghép Theo cách này, nhiều nhóm chức hoạt hóa đa dạng sẽ được gắn trên sườn polyme, tạo cho polyme có những đặc trưng mới, nhờ đó làm phong phú thêm tính ứng dụng của vật liệu Biến tính ghép tạo vật liệu hấp. .. tại Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức xạ Theo phương pháp này, chitin có độ deacetyl thấp được tạo gốc tự do bằng kỹ thu t bức xạ Sau đó, biến tính ghép các monome có nhóm chức hấp phụ hoặc chuyển hóa để tạo nhóm chức hấp phụ trên giá thể chitin Như vậy, dung lượng hấp phụ các ion kim loại cũng được tăng cường và có thể thực hiện phản ứng hấp phụ trong cả môi trường pH thấp Hơn nữa, khả... xitric Sản phẩm biến tính dạng bột cho hấp phụ Uranium theo pH Dung lượng hấp phụ U(VI) trên chitosan biến tính cao nhất trong vùng pH 3,5-4 Động học hấp phụ thích hợp cho cả Langmuir, Freundlich và Redlich –Peterson [131] Cho đến nay biến tính vật liệu bằng kỹ thu t bức xạ được đánh giá là phương pháp mới và thân thiện với môi trường Chế tạo vật liệu hấp phụ từ chitin bằng phương pháp chiếu xạ đã được... chiếu xạ polyme 1.3.4.1 Khâu mạch và cắt mạch  Khâu mạch bức xạ Biến tính vật liệu bằng bức xạ nhằm tạo ra sản phẩm mang nhiều đặc tính có lợi bởi tác động của bức xạ đến vật liệu Những thay đổi hóa học quan trọng khi chiếu xạ polyme là đã tạo được liên kết liên phân tử gây nên quá trình khâu mạch, 12 cắt liên kết giữa những chuỗi polyme xảy ra quá trình cắt mạch, tạo khí, tạo liên kết chưa bão hòa, tạo. .. vậy chitin/ chitosan là một polyme rất đặc trưng để nghiên cứu và ứng dụng cho hấp phụ kim loại trong nước và nước thải Biến tính ghép bằng kỹ thu t bức xạ nhằm gắn kết các monome chức năng tăng cường khả năng hấp phụ của vật liệu là đề tài mới và hấp dẫn Trong luận án này các monome được lựa chọn là glycidyl methacrylate hay 2,3 epoxy propylmethacrylate (EPMA) và acrylonitril (AN) được ghép lên vảy chitin. .. học và là nguồn nguyên liệu phong phú, nhất là với các nước Châu Á-Thái Bình Dương Nhu cầu sử dụng các polyme này ngày càng lớn và công nghệ bức xạ cũng được áp dụng nhằm nâng cao vai trò ứng dụng của các polyme sinh học này Trong số các công trình biến tính vật liệu bằng kỹ thu t ghép bức xạ, đáng chú ý là các công trình biến tính polyme cho mục đích hấp phụ kim loại nặng, độc và hấp phụ màu [17], [21],... tạo gốc tự do khi chiếu xạ vật liệu này [14], [91] Dung lượng hấp phụ cao của chitosan biến tính với ion kim loại có thể được ứng dụng để thu hồi kim loại có giá trị, hoặc xử lý nước thải ô nhiễm Những nhóm chức mới liên kết với chitin/ chitosan tăng mật độ vùng hấp phụ, thay đổi pH đồng thời tăng tính chọn lọc cho sự hấp phụ kim loại Ghép các nhóm chức cacboxylic lên chitin/ chitosan luôn tăng đặc tính. .. chức hoạt động của polyme Ap o Ngưng tụ hai phân tử polyme Ap và Bq qua nhóm chức hoạt động tương ứng  Các phương pháp polyme hóa ghép bức xạ Polyme hóa ghép xảy ra khi một monome phản ứng với gốc polyme Gốc polyme tạo ra bởi bức xạ tương tác với polyme có thể phản ứng với monome, tạo chuỗi ghép Vì vậy, một copolyme ghép bao gồm hai monome đơn vị hay nhiều hơn Sự tạo vùng hoạt hóa trên polyme có thể thực... thành ở cuối mạch thì sản phẩm là copolyme khối [150]: γ Copolyme ghép Gốc bên γ n -2 Gốc cuối n -2 Copolyme khối 20 Bức xạ γ hay EB Chuỗi ghép Monome Cộng monome Polyme hóa ghép Sơ đồ 1.1 Polyme hóa ghép bức xạ Một copolyme ghép là kết quả từ polyme hoạt hóa Ap qua bốn quá trình: o Polyme hóa vinyl monome B từ các trung tâm phản ứng trên Ap o Kết hợp giữa hai gốc tự do polyme Ap và Bq o Đa tụ của monome ... TRƯƠNG THỊ HẠNH NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH CHITIN BẰNG KỸ THU T POLYME HÓA GHÉP BỨC XẠ ĐỂ CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ ION KIM LOẠI As(III), As(V), Cd2+, Pb2+ Chuyên ngành: Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số: 62... chitin kỹ thu t polyme hóa ghép xạ để chế tạo vật liệu hấp phụ ion kim loại As(III), As(V), Cd2+, Pb 2+” nhằm sử dụng kỹ thu t khai thác tiềm ứng dụng chitin/ chitosan nghiên cứu xử lý môi trường,... [158] Vì chitin/ chitosan polyme đặc trưng để nghiên cứu ứng dụng cho hấp phụ kim loại nước nước thải Biến tính ghép kỹ thu t xạ nhằm gắn kết monome chức tăng cường khả hấp phụ vật liệu đề tài hấp