điều chế chitosan dạng hạt để hấp thụ kim loại nặng trong nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN ĐIỀU CHẾ CHITOSAN DẠNG HẠT ĐỂ HẤP THỤ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC S K C 0 9 S KC 0 2 Tp Hồ Chí Minh, 2008 Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm LỜI CẢM ƠN oooOOooo Được giúp đỡ tận tình thầy khoa Cơng Nghệ Hóa Học Thực Phẩm, em hồn thành cơng trình nghiên cứu khoa học :” Điều chế chitosan dạng hạt để hấp phụ kim loại nặng nước” Em xin chân thành cảm ơn thầy khoa Nghệ Hóa Học Thực Phẩm phòng Quản Lý Khoa Học – Quan Hệ Quốc Tế Sau Đại Học tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành nhiệm vụ Trong q trình làm việc nghiên cứu khơng thể tránh khỏi sai xót kính xin q thầy góp ý, nhắc nhở để em sửa chửa làm tốt để đạt kế mong muốn Nhóm thực đề tài xin chân thành cảm ơn! GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN oooOOooo ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Hội đồng phản biện Chủ tịch hội đồng GVHD: Nguyễn Văn Sức Ủy viên Trang Ủy viên SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm MỤC LỤC oooOOooo LỜI CẢM ƠN NHậN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Phần I : TỔNG QUAN VỀ Ơ NHIỄM KIM LOẠI NẶNG I.1 Giới thiệu kim loại nặng I.1.1 Khái niệm I.1.2 Nguồn gốc – tác hại I.2 Hiên trạng nhiễm kim loại nặng I.2.1 Ơ nhiễm kim loại nặng nước I.2.2 Ơ nhiễm kim loại nước thải cơng nghiệp I.3 Ngun nhân gây nhiễm kim loại nặng I.4 Tác hại nhiễm kim loai nặng 10 I.5 Một số biện pháp xử lý 10 Phần II : TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN 12 II.1 Khái niệm 12 II.2 Cấu tạo 12 II.2.1 Cấu trúc hóa học chitin 12 II.2.2 Cấu trúc hóa học chitosan 13 II.3 Tính chất 16 II.3.1 Khả tạo phức chitosan 17 II.3.2 Tốc độ hấp phụ ion kim loại chitosan 18 II.3.3 Khả tạo phức với kim loại chuyển tiếp 19 II.4 Ứng dụng 20 II.4.1 Trong y tế 21 II.4.2 Trong nơng nghiệp 21 II.4.3 Trong sắc ký 21 II.4.4 Một số ứng dụng khác 22 Phần III : ĐIỀU CHẾ HẠT CHITOSAN 23 II.1 Hóa chất, trang thiết bị 23 II.2 Sơ lược điều chế chitosan thơ 23 GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm II.3 Điều chế chitosan dạng hạt 24 III.3.1 Hóa lỏng chitosan thơ 25 III.3.2 Tạo hạt 26 III.3.3 Khâu mạch sấy 30 III.3.4 Xác định cấu trúc chitosan khâu mạch 32 Phần IV : KHẢO SÁT HẤP PHỤ 33 IV.1 Xây dựng đường chuẩn xác định Cd 33 IV.2 Khảo sát thời gian cân hấp phụ chitosan với Cd 34 IV.3 Khảo sát phụ thuộc pH chitosan với Cd 36 IV.4 Khảo sát lượng hấp phụ Cd chitosan 37 IV.5 Kết khảo sát 39 P hần V : KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 41 V.1 Kết luận 41 V.2 Kiến nghị 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm ĐẶT VẤN ĐỀ oooOOooo Ngày q trình mưu sinh phát triển xã hội, người làm nhiễm mơi trường trầm trọng thơng qua hoạt động sinh hoạt, kinh doanh, sản xuất … Trong đó, vấn đề đáng ý nhiễm nguồn nước kim loại nặng Sự nhiễm số phương diện vượt qua khả tự điều chỉnh tự nhiên có nguy gây khủng hoảng sinh thái Chính cần phải có biện pháp xử lý kim loại nặng nước thải trước thải mơi trường Thực chất vấn đề chống nhiễm mơi trường để người có khơng khí lành để thở, có nước để uống, sử dụng mục đích sinh hoạt có đầy đủ lương thực, thực phẩm hợp vệ sinh cho sống hàng ngày Trước tình hình đó, có nhiều nghiên cứu phương pháp xử lý kim loại nặng nước thải như: phương pháp hóa lý , phương pháp hóa học, phương pháp sinh học … Trong đề tài nghiên cứu này, chúng tơi đặc biết quan tâm nghiên cứu khả ứng dụng chitosan lĩnh vực hấp thụ ion kim loại nặng từ nguồn nước thải sinh hoạt sản xuất, cụ thể khả hấp phụ ion Crơm - ion kim loại phổ biến đời sống sản xuất GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm Phần I : TỔNG QUAN VỀ Ơ NHIỄM KIM LOẠI NẶNG oooOOooo I.1 Giới thiệu kim loại nặng I.1.1 Khái niệm Kim loại nặng kim loại có phân tử lượng lớn 52(g) bao gồm số loại As, Cd, Cr, Cu, Pb,Hg,Se, Zn… I.1.2 Nguồn gốc - tác hại Chúng có nguồn gốc từ nguồn nước thải cơng nghiệp, nơng nghiệp tự nhiên Ví dụ: cadimi có nguồn gốc từ chất thải cơng nghiệp, chất thải khai thác quặng Crơm mạ kim loại nước thải sản phẩm gốc crơm hay chì cơng nghiệp than, dầu mỏ Thuỷ ngân chất thải cơng nghiệp khai thác khống sản, thuốc trừ sâu Chúng có tác hại định như: As gây ung thư, Cd gây huyết áp cao, đau thận phá hủy mơ tế bào máu, chì độc ảnh hưởng tới thận thần kinh hay thuỷ ngân kim loại độc… Các kim loại thải vào nước làm cho nước bị nhiễm bẩn số tính chất hố lý đặc biệt tính chất thành phần thay đổi làm ảnh hưởng xấu đến mơi trường sinh thái sức khỏe người I.2 Hiện trạng nhiễm kim loại nặng: I.2.1 Ơ nhiễm kim loại nặng nước Cùng với phát triển KH-KT, cơng cơng nghiệp hố diễn kéo theo tình trạng nhiễm ngày gia tăng Ơ nhiễm kim loại nặng thải từ ngành cơng nghiệp mối đe doạ nghiêm trọng sức khoẻ người an tồn hệ sinh thái Hiện nay, ngành cơng nghiệp đổ trực tiếp chất thải chưa xử lý vào mơi trường Kim loại nặng độc tố thành phần đặc trưng chất thải cơng nghiệp GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm Theo kết quan trắc phân tích mơi trường, hàm lượng Cu, Pb, Cd, Cr Co vùng nước ven biển gần thị trấn trung tâm cơng nghiệp lớn nhiều so với mức tự nhiên chúng nước biển I.2.2 Ơ nhiễm kim loại nước thải cơng nghiệp Hầu hết kim loại nặng Pb, Hg, Cd, As, Cu, Zn, Fe, Cr, Co, Mn, Se, Mo tồn nước dạng ion Chúng phát sinh chủ yếu từ hoạt động cơng nghiệp Khác với chất thải hữu tự phân hủy đa số trường hợp, kim loại nặng phóng thích vào mơi trường tồn lâu dài Chúng tích tụ vào mơ sống qua chuỗi thức ăn mà người mắt xích cuối Nguồn nhiễm kim loại nặng từ hoạt động cơng nghiệp phong phú: cơng nghiệp hóa chất, khai khống, gia cơng chế biến kim loại, cơng nghiệp pin ắc qui, cơng nghiệp thuộc da I.3 Ngun nhân gây nhiễm kim loại nặng Ngun nhân chủ yếu gây nhiễm kim loại nặng q trình đổ vào mơi trường nước nước thải cơng nghiệp nước thải độc hại khơng xử lý xử lý khơng đạt u cầu Kim loại nặng tích luỹ theo chuỗi thức ăn thâm nhập thể người Nước mặt bị nhiễm lan truyền chất nhiễm vào nước ngầm, vào đất thành phần mơi trường liên quan khác Ðể hạn chế nhiễm nước, cần phải tăng cường biện pháp xử lý nước thải cơng nghiệp, quản lý tốt vật ni mơi trường có nguy bị nhiễm ni cá, trồng rau nguồn nước thải Sự tập trung cơng nghiệp thị hố cao độ gây tác động lớn mơi trường, có mơi trường nước Các dòng xả nước thải gây nhiễm mơi trường nước mặt, nước ngầm, gây nhiễm đất Các nguồn nước thải thị khu cơng nghiệp là:  Sinh hoạt thị thải lượng tương đối lớn, khoảng 80% lượng nước cấp Lượng nước thải xả trực tiếp nguồn tiếp nhận mà khơng có biện pháp xử lý GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM   Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm Nước thải từ sở cơng nghiệp, thủ cơng nghiệp, chưa qua xử lý xử lý sơ Các chất nhiễm nước thải cơng nghiệp đa dạng, có chất hữu cơ, dầu mỡ, kim loại nặng, Nước mưa chảy tràn, đặc biệt nước mưa đợt đầu I.4 Tác hại nhiễm kim loại nặng o Đối với sức khoẻ người: Khi hàm lượng kim loại nặng nước mức cho phép chúng gây ảnh hưởng có hại đến sức khỏe người như: số gây bệnh ung thư, thần kinh, bệnh da, hơ hấp, phận khác Vì cần biết tác hại mà tìm cách phòng tránh o Đối với mơi trường: Nước bị nhiễm kim loại nặng có tác hại đến động thực vật, sức khỏe người.Tác động xấu đến mơi trường sinh thái Độc hại cá sinh vật thủy sinh khác    Tác động xấu tới chất lượng hệ thống cống rãnh Ảnh hưởng xấu tới q trình xử lý sinh học Làm nhiễm nước mặt nước ngầm Cho đến nay, độc tính nhiều kim loại nặng mơi trường người biết chi tiết Trong số Pb, Cr, Cd, As, Hg, Cu, Ni, kim loại nặng vơ độc hại Các tác động chế gây độc nhiều kim loại nặng thể người động vật tìm ra, nhiên nhân loại phải trả giá đắt để có nhận thức I.5 Một số phương pháp xử lý kim loại nặng a Phương pháp hóa lý bao gồm: - Phương pháp bay - Phương pháp kết tủa hóa học - Phương pháp trao đổi ion - Phương pháp hấp phụ GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 10 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm - Kỹ thuật màng - Phương pháp điện hóa b Phương pháp sinh học: Cơ sở phương pháp tượng nhiều lồi sinh vật ( thực vật thủy sinh, tảo, nấm, vi khuẩn ) có khả giữ lại bề mặt thu nhận vào bên tế bào thể chúng kim loại nặng tồn đất nước Các phương pháp sinh học để xử lý kim loại nặng bao gồm: - Sử dụng vi sinh vật kỵ khí hiếu khí - Sử dụng thực vật thủy sinh - Sử dụng vật liệu sinh học c Phương pháp hố học: Các ion kim loại nặng Hg, Cd, Zn, Pb, As, Cu, Ni loại khỏi nước phương pháp hố học Bản chất phương pháp chuyển chất tan nước thành khơng tan cách thêm tác nhân tách dạng kết tủa Chất thường dùng hydroxyt Ca Na , CaCO3, Na2SO4 chất thải khác xỉ Fe-Cr chứa CaO 51,3%; MgO 9,2%; SiO2 27,4%; Cr2O3 41,3%; Al2O3 7,2%; FeO 0,73% GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 11 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm III.3.3 Khâu mạch hạt chitosan sấy Hạt chitosan tạo thành chưa có đặc tính bền học lý học, giống chitosan thơ mang đặc tính lý, hóa tương tự chitosan thơ Nó khác hình dạng kích thước so với chitosan thơ Vì vậy, để tăng độ bền học hóa học ta phải tiến hành khâu mạch Chitosan polime sinh học nên có cấu trúc phân tử dài phức tạp Khâu mạch liên kết mạch cấu trúc phân tử chitosan lại với hay số loại hóa chất Trong đề tài nghiên cứu ta khâu mạch Glutaral andehide Tiến hành khâu mạch;  Chitosan sau ngâm nước cất khoảng ta vớt  Pha dung dịch glutaran andehit 1%  Ngâm hạt chitosan dung dịch vừa pha 24 đến 36  Vớt rửa sạch, để nước Sấy khơ Tiến hành sấy khơ nhiệt dộ phòng ta thu hạt chitosan khâu mạch → Ta thu sản phẩm : chitosan dạng hạt khâu mạch bền học hóa học Nhận xét: Hạt chitosan sau khâu mạch  Bền mặt hóa học : khơng tan mơi trường axit  Bền mặt học : hạt chitosan cứng bóp ta có cảm giác cưng nhiều so với lúc chưa khâu mạch  Sau sấy hạt chi tosan co lại nhiều lần nước hạt chitosan bị bốc Dưới sơ đồ tổng qt cơng đoạn tạo hạt chitosan q trình khâu mạch GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 30 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm Vỏ tôm, cua khô Xử lý NaOH 0,005NTrong Xử lý HCl 1N Trong Xử lý NaOH 2N, 1000C,Trong Thu chitin Xử lý NaOH 47%, 60oC Trong Thu chitosan Hồ tan chitosan dd axit axetic 1% Chuyển chitosan dạng hạt Rửa ngâm dd glutaraladehide (1:100) Sản phẩm thu đem rửa nước cất sấy khơ nhiệt độ phòng Thu chitosan khâu mạch dạng hạt Sơ đồ điều chế chitosan khâu mạch dạng hạt GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 31 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm III.3.4 Xác định cấu trúc hạt chitosan khâu mạch Sau điều chế chitosan khâu mạch dạng hạt, dùng phương pháp xác định cấu trúc kỹ thuật SEM để xem cấu trúc hạt chitosan khâu mạch Kết chụp SEM chitosan khâu mạch đưa hình Hình 3: Cấu trúc bề mặt chitosan khâu mạch dạng hạt GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 32 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm Phần IV KHẢO SÁT HẤP PHỤ oooOOooo IV.1 Xây dựng đường chuẩn xác đònh Cd(II) Dùng dung dịch chuẩn gốc Cd 1000ppm Qua trình khảo sát, chọn dãy nồng độ tuyến tính cho phép xác đònh Cd(II) là: 0.5 – 1.5 – 2.5 – 3.5 (mg/L) - Cách tiến hành: Hút 5µL dung dịch Cd 1000ppm, thêm ml dung dịch KCl 3M, sau thêm nước đến 10 ml ta dung dịch Cd có nồng độ 0,5 ppm, sau tiến hành đo cường độ dòng điện lần để lấy kết trung bình, sau tiếp tục thêm 10µL dung dịch Cd (1000ppm) ta dung dịch Cd có nồng độ 1,5 ppm, tương tự trên, ta thêm 10µL dung dịch Cd (1000ppm) dãy nồng độ Bảng kết đo cường độ dòng điện : Nồng độ Cd (ppm) I1 (nA) I2 (nA) I3 (nA) Itb (nA) GVHD: Nguyễn Văn Sức 0,5 1,5 2,5 3,5 -10,72 -10,83 -10,79 -10,78 -24,95 -24,95 -24,87 -24,92 -40,13 -39,26 -39,85 -39,75 -48,36 -47,65 -48,31 -48,11 Trang 33 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm y = -12.682x - 5.526 Nồng độ Cd (ppm) R2 = 0.9866 Cường độ dòng điện (I) 0.5 1.5 2.5 3.5 -10 -20 -30 -40 -50 -60 Đường chuẩn xác định Cd Phương trình đường chuẩn xác định Cd: Y = -12,682x – 5,526 R2 = 0,9866 Trong đó: x nồng độ Cd (mg/L) Y cường độ dòng điện (nA) IV.2 Khảo sát thời gian cân hấp thu chitosan khâu mạch với ion Cd(II) Cách tiến hành: Lấy 0,5 g chitosan khâu mạch cho vào cốc thủy tinh chứa 10 ml dung dòch ion Cd(II) nồng độ 50µg/mL(50 ppm), khuấy Sau khoảng thời gian 15, 30, 60, 90, 120 phút, lọc lấy dòch lọc giấy lọc đem phân tích máy cực phổ Từ kết phân tích, tính hàm lượng ion Cd(II) hấp thu khoảng thời gian khác xây dựng đồ thò hấp thu cân cho toàn lần thí nghiệm Nồng độ Cd dung dịch xác định theo phương trình đường chuẩn GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 34 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm Bảng số liệu Mức độ hấp thu Cd(II) chitosan khâu mạch theo thời gian : Thời gian (phút) Chitosan (g) Nồng độ Cd ban đầu (ppm) Nồng độ Cd dung dịch (ppm) Nồng độ Cd chitosan (ppm) % Cd hấp thu 15 0,5 30 0,5 60 0,5 90 0,5 120 0,5 50 50 50 50 50 13,1680 12,9846 12,6314 11,5916 11,0838 36,832 37,0514 37,3686 38,4084 38,9162 73,66 74,10 74,34 76,82 76,90 77.5 % hấp thu 77 76.5 76 75.5 75 74.5 74 73.5 73 20 40 60 80 100 120 140 Thời gian ( phút) Đồ thị ảûnh hưởng thời gian lên khả hấp thu ion Cd(II) lên chitosan khâu mạch Ta nhận thấy thời gian cân hấp thu Cd(II) lên chitosan khâu mạch đạt cân 90 phút IV.3 Khảo sát phụ thuộc pH vào khả hấp thu ion Cd(II) chitosan khâu mạch GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 35 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm Cách tiến hành: Tiến hành tương tự phần IV.2 dung dòch Cd điều chỉnh pH khoảng từ đến 10 dung dòch HCl 1M NaOH 1M Khuấy dung dòch vòng 90 phút, tách lấy dòch lọc đem phân tích Bảng số liệu mức độ hấp thu Cd(II) chitosan khâu mạch theo pH : pH 2,26 4,55 7,78 8,43 9,56 10,42 Chitosan 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 (g) Nồng độ Cd ban 50 50 50 50 50 50 50 đầu (ppm) I1(nA) -13,98 -11,80 -11,77 -12,76 -12,56 -12,85 -13,51 I2(nA) -13,37 -11,88 -11,91 -12,43 -12,78 -12,85 -13,74 I3(nA) -13,70 -11,84 -11,83 -12,62 -12,69 -12,77 -13,69 Itb -13,683 -11,84 -11,837 -12,603 -12,677 -12,823 -13,646 Nồng độ Cd dung 15,1466 13,6934 13,6910 14,2950 14,3534 14,4685 14,6813 dịch (ppm) Nồng độ Cd pha rắn 34,8534 36,3066 36,3090 35,7050 35,6466 35,5315 35,3187 (ppm) % hấp 69,71 72,61 72,62 71,41 71,29 70,64 71,06 thu GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 36 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm 73 % hấp thu 72.5 72 71.5 71 70.5 70 69.5 10 pH 12 Hình 6: Mức độ hấp thu Cd (II) chitosan theo pH Từ kết bảng hình 6, ta thấy lượng Cd hấp thu chitosan theo pH tương đối lớn Lượng Cd hấp thu khoảng pH rộng, khoảng từ – 9, đạt cực đại pH từ đến IV.4 Khảo sát lượng hấp thu Cd chitosan khâu mạch ion Cd(II) Cơ sở tính toán: Để đánh giá khả hấp thu ion Cd(II) lên chitosan khâu mạch, tiến hành xây dựng đường cong hấp thu đẳng nhiệt dựa phương trình đẳng nhiệt Langmuar theo công thức: Cr = Cro × b.C  b.C Với Cr nồng độ Cadimi pha rắn trạng thái cân Cro nồng độ hấp thu cực đại pha rắn C nồng độ Cadimi dung dịch Cách tiến hành: Quá trình nghiên cứu hấp thu đẳng nhiệt ion Cd chitosan khâu mạch tiến hành sau: Trong cốc thủy tinh chứa 0,5g chitosan khâu mạch cho 10 ml dung dòch Cd với nồng độ tăng dần từ 30, 50, 70, 90, 100, 130, 200 (mg/L) pH dung dòch điều chỉnh khoảng từ – 6, khuấy thời gian 90 phút Sau lọc lấy dòch lọc, đem phân tích máy cực phổ với dung dịch điều kiện đo hồn tồn giống quy trình xây dựng đường chuẩn GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 37 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm Bảng số liệu q trình hấp thu Cd lên chitosan khâu mạch Hệ số b × 10-2 Nđdd ban đầu Nđdd sau HP Nđ pha rắn [C0 (ppm)] [C (ppm)] [Cr (g/Kg)] 30 5,4861 0,0490 3,1023 50 13,6910 0,0726 2,0063 70 17,8016 0,1044 2,5224 90 20,6639 0,1387 3,3865 100 21,6101 0,1568 4,0287 130 22,2543 0,2155 7,9765 200 31,5297 0,3369 Tb = 3,8371 Theo bảng trên, tính tốn hệ số b : b = 3,8371.10-2, có: 3,8371 102  C Cr   Cr0  3,8371 10  C Đem biểu diễn phụ thuộc Cr vào C Cr theo phương trình trình chúng tơi thu đường cong hấp thu đẳng nhiệt tương ứng cho cadimi lên chitosan : GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 38 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm Nồng độ pha rắn, g/kg 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 50 100 150 200 250 300 350 Nồng độ dung dịch, ppm Đường cong hấp thu đẳng nhiệt hấp phụ Cd lên chitosan khâu mạch Theo đường cong hấp thu đẳng nhiệt với chitosan khâu mạch dung lượng hấp thu cađimi vào khoảng 300 µg/g Từ nghiên cứu chúng tơi thấy khả hấp thu Cd lên chiosan tương đối lớn IV.5 Kết Trên sở kết nghiên cứu trên, với mục đích điều chế sử dụng chitosan khâu mạch để hấp thu ion kim loại Cd, thu kết sau: - Đã đưa quy trình điều chế chitosan chitosan khâu mạch từ vỏ tôm, cua Qua trình điều chế chitosan khâu mạch ta thấy trình GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 39 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm tiến hành không phức tạp, khả thành công lớn, tận dụng nguồn nguyên liệu rẽ tiền từ phế thải công ty chế biến thủy sản - Tốc độ hấp thu chitosan khâu mạch đạt giá trò cân sau khuấy 90 phút - Khỏang pH thích hợp đến trình hấp thu ion kim loại Cd chitosan khâu mạch tương đối rộng, điều có lợi cho q trình làm giàu ion Cd cho đối tượng mơi trường pH tối ưu cho trình hấp thu chitosan khâu mạch lên Cd – - Đường cong hấp thu đẳng nhiệt cho thấy khả hấp thu ion Cd chitosan khâu mạch tương đối cao Ở điều kiện pH từ - 6, thời gian khuấy 90 phút, dung lượng hấp thu chitosan khâu mạch ion Cd đạt khoảng 300 µg/g Có thể nói vật liệu hấp thu tương đối tốt ion kim loại Cd Kết nghiên cứu đầy hứa hẹn cho việc ứng dụng để tách làm giàu ion Cd nước Hiệu kinh tế xã hội : Tận dụng nguồn vật liệu phế thải từ sở chế biến thực phẩm để điều chế sản phẩm có lợi ích cao khoa học xã hội Có thể nói sản phẩm có lợi ích kinh tế cao biết cách sử dụng mục đích hiệu GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 40 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm Phần V : KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ ooOOooo V.1 Kết Luận Kim loại nặng có mặt phổ biến nước thải chủ yếu từ nước thải từ hoạt động sản xuất cơng nghiệp nước thải sinh hoạt Tại vùng bị nhiễm nặng tập trung chủ yếu khu cơng nghiệp, khu thị, khu đơng dân cư nồng độ kim loại nặng nước thải cao, vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Do gây ảnh hưởng lớn dến đời sống, sản xuất người mơi trường sinh thái xung quanh Vì việc xử lý nhiễm nước kim loại nặng vấn đề cấp thiết cần giải quyết, nhằm đảm bảo an tồn cho sống người Từ lý thuyết việc ứng dụng chitosan để hấp phụ kim loại nặng, ta nghiên cứu sản phẩm kết hợp ưu điểm chúng Kết nghiên cứu cho thấy sản phẩm chitosan dạng hạt có khả hấp phụ Cd đạt hiệu cao Chứng tỏ sản phẩm có tính khả thi ứng dụng thực tế Nguồn ngun liệu dồi rẻ tiền,dể dàng điều chế với quy mơ lớn, nhỏ khác Q trình hấp phụ kim loại nặng dễ dàng thực với chi phí thấp Và q trình giải hấp chitosan củng đơn giản ( giải hấp dung dịch axit Nitric HNO3 0.5M) Vì chitosan dạng hạt tái sử dụng nhiều lần tạo hiệu kinh tế cao Bên cạnh việc sử dụng chitosan làm giảm thiểu phần lớn chất thải từ hoạt động chế biến tơm cua ( vỏ tơm cua dùng sản xuất chitosan) Như vậy, từ chất thải (vỏ tơm cua) ta dã điều chế sản phẩm (chitosan dạng hạt ) để xử lý chất thải, độc tố (kim loại nặng ) nước Đã nghiên cứu thành công khả hấp thu chitosan khâu mạch với ion kim loại Cd phòng thí nghiệm Đưa quy trình điều chế chitosan khâu mạch dạng hạt cấu trúc Xây dựng quy trình hấp thu chitosan khâu mạch với ion kim loại Cd điều kiện pH, thời gian khả hấp thu GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 41 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm V.2 Kiến nghị Sản phẩm xử lý hiệu số kim loại nặng khác như: Cu, Pb, Cd, Ni …nhờ khả hấp phụ chitosan số dẩn xuất Có thể sản xuất Chitosan dạng hạt cách cơng nghiệp với quy trình trang thiết bị sớm đưa dề tài vào úng dụng thực tiển Ảnh hưởng cấu trúc lỗ, độ phân bố kích thước lỗ xốp giá trị pH tới dung lượng hấp phụ rõ rệt Nói chung, vật liệu có bề mặt riêng 80 105 m2/g với kích thước hạt 100 - 150 micron thích hợp Ở giá trị pH thấp, dung lượng hấp phụ tăng Sự có mặt nồng độ cao ion sunfat clorua làm giảm khả hấp phụ kim loại Khảo sát thấy tốc độ hấp phụ cực đại ion kim loại chitosan đạt bão hồ sau dung dịch khuấy 90 phút Nên triển khai ứng dụng vào việc tách làm giàu đối tượng mơi trường lỏng cụ thể Cần phải nghiên cứu tiếp tục đặc tính hấp thu ion kim loại khác, đặc biệt ion kim loại độc, phóng xạ As(V), Pb 2+, Hg2+, hợp chất hữu cơ…Tìm dung dòch thích hợp để rửa giải, tái tạo, sử dụng lại nhiều lần đưa vào ứng dụng thực tế GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 42 SVTH: Huỳnh Cơng Trận Trường ĐH SPKT Tp HCM Khoa CN Hóa Học – Thực Phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO ooOOooo Một số trang web :             Http://app.ctu.edu.vn Http:// www.chem.hcmuns.edu.vn Http:// hoahocvietnam.com.vn Http:// www.hoachatvietnam.com Http:// ebook.edu.vn Http:// tchdkh.org.vn Http://cheworld.com Http://tuoitre.com.vn Http://thanhnien.com.vn Http:// www.laodong.com.vn Http:// www.compchem.hcmuns.edu.vn Http:// www.vinachem.com.vn Một số sách :  Hóa lý kỹ thuật mơi trường ……TS Nguyễn Văn Sức.ĐH SPKT Tp HCM GVHD: Nguyễn Văn Sức Trang 43 SVTH: Huỳnh Cơng Trận