Nghiên cứu bán tổng hợp cacboxyl methyl cellulose (CMC) hòa tan từ cellulose thân tre và ứng dụng làm chất ức chế ăn mòn kim loại

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHẠM THỊ THÙY TRANG NGHIÊN CỨU BÁN TỔNG HỢP CACBOXYL METHYL CELLULOSE CMC HÒA TAN TỪ CELLULOSE THÂN TRE VÀ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI Chuyên ngành: Hóa hữ

Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

PHẠM THỊ THÙY TRANG

NGHIÊN CỨU BÁN TỔNG HỢP CACBOXYL METHYL CELLULOSE (CMC) HÒA TAN TỪ CELLULOSE THÂN TRE VÀ ỨNG DỤNG LÀM

CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI

Chuyên ngành: Hóa hữu cơ

Mã số: 60 44 27

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Tự Hải

Đà Nẵng – Năm 2011

Trang 2

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Phạm Thị Thùy Trang

Trang 3

Trang phụ bìa

Lời cam ñoan

Mục lục

Danh mục các bảng

Danh mục các hình

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 4

1.1 Thành phần hóa học của gỗ 4

1.1.1 Hydratcacbon 4

1.1.2 Lignin 6

1.1.3 Các chất trích ly (chất hòa tan) 8

1.1.4 Chất vô cơ 8

1.2 Tre xanh 9

1.2.1 Phân loại khoa học 9

1.2.2 Đặc ñiểm sinh thái 9

1.2.3 Thu hoạch và lọc nhựa 10

1.2.4 Thành phần hóa học 11

1.3 Đại cương về cacboxyl methyl cellulose 12

1.3.1 Khái niệm về cacboxylmethyl cellulose 12

1.3.2 Tổng hợp CMC 13

1.3.3 Tính chất của CMC 13

1.3.4 Ứng dụng của CMC 14

1.4 Phương pháp tách cellulose (bột giấy) 15

1.4.1 Phương pháp tách cellulose 15

1.4.2 Phản ứng của hydratcacbon và lignin trong môi trường kiềm 16

1.3.3 Phản ứng hóa học trong quá trình nấu bột sunfat 20

1.5 Lý thuyết về ăn mòn kim loại và bảo vệ kim loại 21

1.5.1 Ăn mòn kim loại 21

Trang 4

CHƯƠNG 2 NHỮNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 39

2.1 Tách cellulose từ thân tre 39

2.1.1 Nguyên liệu 39

2.1.2 Xử lý hóa bằng phương pháp sunfat (phương pháp Kraft) 39

2.1.3 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình tách cellulose từ thân tre 41

2.1.4 Tẩy trắng bột cellulose thô 41

2.1.5 Phân tích sản phẩm cellulose thân tre bằng phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (IR) 43

2.2 Bán tổng hợp cacboxyl methyl cellulose từ cellulose thân tre 43

2.2.1 Bán tổng hợp CMC 44

2.2.2 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình bán tổng hợp CMC 45

2.2.3 Phân tích sản phẩm CMC bán tổng hợp từ cellulose thân tre 46

2.3 Khảo sát khả năng ức chế ăn mòn kim loại của cacboxyl methyl cellulose 46

2.3.1 Thiết bị ño 46

2.3.2 Điện cực và hoá chất 47

2.3.3 Phương pháp chuẩn bị bề mặt 47

2.3.4 Phương pháp nghiên cứu 48

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 51

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52

3.1 Ảnh hưởng của các yếu tố ñến quá trình tách cellulose từ thân tre 52

3.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố ñến quá trình nấu tre theo phương pháp sunfat (phương pháp Kraft) 52

3.1.2 Tẩy trắng bột cellulose thô 57 3.1.3 Phân tích sản phẩm cellulose thân tre bằng phương pháp phân tích

Trang 5

cellulose 60

3.2.1 Ảnh hưởng của nồng ñộ NaOH ñến mức ñộ thế của CMC 60 3.2.2 Ảnh hưởng của thời gian kiềm hóa ñến mức ñộ thế của CMC 61 3.2.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ mol ClCH2COONa/cellulose ñến mức ñộ thế của CMC 63

3.2.4 Ảnh hưởng của thời gian cacboxyl hóa ñến mức ñộ thế của CMC 64

3.3 Phân tích sản phẩm cacboxyl methyl cellulose 66 3.4 Khảo sát khả năng ức chế ăn mòn kim loại của cacboxyl methyl

Trang 6

Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Thành phần các muối hoà tan trong nước biển 28 1.2 Thành phần (%) các nguyên tố của thép CT3 29 1.3 Một số chất ức chế ñược dùng trong môi trường H2SO4

22%

36

1.4 Cấu trúc của một số chất hữu cơ ức chế ăn mòn ñiển hình 36 2.1 Tần số dao ñộng của một số nhóm chức hữu cơ 61 3.1 Kế hoạch tiến hành thí nghiệm và kết quả xác ñịnh thể

tích dung dịch KMnO4 0,1N phản ứng với 0,1 gam bột tre sau khi nấu

53

3.3 Tần số và loại dao ñộng trong phổ hồng ngoại của

cellulose thân tre

59

3.4 Ảnh hưởng của nồng ñộ NaOH ñến mức ñộ thế của CMC 60 3.5 Ảnh hưởng của thời gian kiềm hóa ñến mức ñộ thế của CMC 62 3.6 Ảnh hưởng của tỉ lệ mol ClCH2COONa/cellulose ñến

3.8 Tần số và loại dao ñộng trong phổ hồng ngoại của CMC

bán tổng hợp từ cellulose thân tre

67

3.9 Giá trị ñiện trở phân cực (Rp), dòng ăn mòn (icorr) và hiệu

quả ức chế Z (%) theo thời gian ngâm thép trong dung dịch CMC 30 mg/l

71

3.10 Giá trị ñiện trở phân cực (Rp), dòng ăn mòn (icorr) và hiệu

quả ức chế Z (%) theo nồng ñộ dung dịch CMC với thời gian ngâm 20 phút

75

Trang 7

Số hiệu hình Tên hình Trang

1.14 Giản ñồ Evans (Giản ñồ ñường cong phân cực E -lgi) 26 1.15 Giản ñồ thế - pH các vùng ăn mòn và bảo vệ kim loại 33

2.2 Đồ thị xác ñịnh ñiện trở phân cực từ ñường cong phân cực 49

Trang 8

chuẩn trong thư viện phổ 3.5 Ảnh hưởng của nồng ñộ NaOH ñến mức ñộ thế của CMC 61 3.6 Ảnh hưởng của thời gian kiềm hóa ñến mức ñộ thế của

3.12 Đường cong phân cực của thép trong dung dịch NaCl 3,5%

với thời gian ngâm thép trong dung dịch CMC 30 mg/l là 5 phút

69

với thời gian ngâm thép trong dung dịch CMC 30 mg/l là

10 phút

69

20 phút

70

Trang 9

20 phút 3.18 Đường cong phân cực của thép trong dung dịch NaCl 3,5%

20 phút

73

20 phút

73

20 phút

74

20 phút

74

3.22 Hiệu quả ức chế Z (%) theo nồng ñộ dung dịch CMC với

thời gian ngâm thép là 20 phút

75

Trang 10

CMC Cacboxyl methyl cellulose

DP Độ trùng hợp

IR Phổ hồng ngoại

Trang 11

<I*AV\::A]^'B>A<a%"#>?+(>A-.:DEF:b *X> cAG^AdIe^J'V+^

fEV>-(>^:F^;:bJg/h 5$a i$/0j /5)!$9$kIhM5lm8I>?nVXo(B/Q74p

EG>?:@>?>?A(Bm/1qr !%2sY t[/uv/!$[Rwuv/1s1xky:b>A(a"%$24 5"m58/$2 >A^>A;*(XV*\ z5{75[/p

uv/1s1{/52sY t[/!$[R5gIJ >?VWX>H(B%2/| !5Tm

>A(a}$sY m5~4M580 !%{{7utR41/5R1s1wĂĂxp

Â^:'GZWHJF*AWH:FHHVHG+FHI:A[/%"T:*|>?ATC*^H:^H(:FHHVHG+F<I>^*E:HG^ZF*^*;:b>A(aVK>?-.>?*A:*)ÊHIJ:A[*CA.?(^*EG>?:@>?>?A(BC*~WE]^;'YG<B'U>-U>?*EG>?cAG^>?JÔ-ƠM5z34/L !%v-5%[*+Ư*;HIJ :A[*/7%|((G>;

4S>c(JHG}(HIA(B /"T>?CA_AOW<=*H(BVc(JHG}(-G*_:-.>?Ab^Ad:AGg:*_:- !%$B>Ab^:O^c(JHG}(<9$4N$"#>?'X>>?GI(DÂA\ !L 4S>c(JHG}(

HI<[ %a:[C'_:A<aJg*:@>?>?ABDÂb>A(am5"i !m58m%2:A\ !L 4S>c(J

HG}$/0 !%{{k$B:+,-.>?:_::A[*K::A)L 4S>DÀ(B>>^W;:_:>AIcAG^Ad:

%7 !7 /4%)><(B:+,-.>?:_::A[*K::A)Z^>A;+}:A;*A>*A(B><9$4N$"#>?D

ĂĂ%&%"T:>?A(X>:KV<IK>?-.>?*EG>?>A(aVH 5k:;*VW>A(X>:A>?/N$5"7/J*A[W*I(H(BV<acAY L !K::A)L 4S>c(J HG}(:O^ÂÂDG<=W;:A>?*@(:Ad %a*I(ÊẢĐÃăÁĐâĐđêôơẶưôơĐươơÃơđẨư

Ẫ2àẬââÈĐươơÃơđẨưẺẼưÉ°ẸỀơ°ẶĐỂĐĐỄẾả·ẬÌẶ

ơđỈã%2>?A(X>:KVcAY L !u8 /|>?ATCÂÂ*:FHHVHG+F*_:A**A>*EF<IcAY L !K::A)L 4S>c(JHG}(:O^ÂÂD

Trang 13

opqrs

tuvwxyz{-($N+0(5|,%+4C,tuvwx}z#%\($($%&'()*+,%~)($%&[6

tuvwxzMC,N+>]R,%>25+(

Js

Trang 14

wxwxwxwxyz{||}|~{y

E??F?(GE?2H13(?@HEG0) N,YF/)1'N)*C23.XB0e)DM,5F1(I,E??F?(GE,-,5F1(H,.1.)*IB/(*`7;;7<O7*?F,(3@'/)(I?0)Ke1C0)./FB)*?0)Ke1I1*?F,(01

H(H(HE,-1.117e)\D\\\,-1.QO7eO7 70C0

;k88kO¡¢1'£)*.S3O¤¥78R<OP7R<OP70,.0MFA203.T)1U1¦Ia]§I§HHD/FK.01.b,.0¨)YFL1').)5F*+C01L,,.587ªhR<OP7ªhª7l>)mF51B1.-/.N;¡7

1£)*.S3,«)K.(>)*[\\]¦\\D¬;h703.T)1U,E??F?(GE,-,5F1'J,H,

1.)*C2,-,5FA)*.).*.eD

L,H,.3.T)1U)2@13.S3KM)./FC2?0)Ke1C0)./F).®?0)Ke1

Trang 15

234567 5 675 972!"7792

#2$%&'())*)+,(&-.&/0922192822$92!92 334&

62;979975 569=62939>76?9@25%A&'B&CDEF022G92H3FI9229J972H322G98F06>329F4 940 =K& MC&/7

3%&DN%&OPQR

ST 6 67569T

&WDX'&%D5&D(K4'())*)+,(Y&4A%4

\]\]\]^]_`abcdaeefegha_

i6 6892j9234597 6 26 44072Ek&lX'&/N%&-0'N&2E)m&/5n92>6opq 69976r6<pq9 6s26L'&/5n929766opq>36<tq959F96<pquvuw4%+,(xY/=6>32>6

y7F=9292:'&-m&/7F=992 >9 672z&DN%&,+&-3

>9 &4%D&-m&/775{92272z&DN%&|/775{922}~RsyL'&C5%A&'H99879975694 940 =66?9oq>9 SEi376i9i3l);347-765366(36><6_77=ZB\BZfEgS\ EAg9'769/A7<'*

565366(36><6_77=ZB\BQxOZC*9k3676 Gp57-76APBPQ6_77=<3>

z{|}~ĂÂ~ÊÔƠ~ƯÀÀÀẢĐÃz|ÃzÃzz{|{z{ăÁâÁđêôơẶưẶẨẪàẬÈêẺẼẬÈẶẺÈÈÉÈẪ°Ẻ

, ATẸYuYỀ7>7834637g34^A-Ể

ỄY%Ế2ả2ẸảẾỀ1· HẸảYẾ2YảảẾỀHỄ3

Ì6>,6i34YuY7>6qFJ+34<H9Ế·YuY6d7FJ+34,A)9Ì<·YuY

, AT7M37>c3U6-757<,T'Ỉ0%%

Trang 23

'DEFE5 ' '7@3 '4K%@ J8519:5)L5

DK'7@N1(51OM5PQRST5EFE5<:=5>?1(5 7B6UVW1(5<X1(5 ' ' '@ >4D]5^1(5

klmlnlopqrsotuvowxwo

K97?+5<+952>?1(T5EFE5 7B$5190*T5+75 '@=G$54C5J+5 %9e+5190*T5 $

Trang 24

3454546489

!"

#$%&'()*+,-./!012 !345(67,/!1289&:;<=>?&8@A

3BCB&D9?%E&=:%&=G%E&%(68H&()IH&;J=G%A&K9(%E&L3BCB&=:%&'()M

12-7NOP%E&%9(M,Q5I%E&R?<&'S!!TUV1VU"

t<NI&'u&8u&=9v67w=9:p&'q7x/!O89&'7ny

124w'z[!1/!,O.8u&8{%E&'<Q|4-.}1X/!}1,M7!O.A&KEG~<&:H&(@%E&=k8&>V]!P%E&=9:p&'q7".}1XV^'\6/!1289&=9:p&'q<&>~&'w8&'7n"

sL&8:G&9@%&9Gls&9@%&7,M2M4ny*71\9@%H&%%&'\6ls&9@%A&KE()V74n4O89&'7nyM\M!4

m~R&'\6=&Y%EA

BCB&'()MwnzR&%9(&m~&R\l=&~R&=9:p&'q<&'\6

lVÔ'4lq%&'2P&=(@%E&=G%E&%9<N1XnzO-,!1"Ô\n7!wnzO4W7Q1V^2" P%E&mÔ\^n/!7N1XnzOn7wnzR&%9(&DJR&'k%9&FY%EH&9IW1$M^41W7XR&8%H&%(6

Trang 25

3456 9859 6!"# -'.8#$/018269354

+TH51S8I2S LJ51S4I82I1b$%&F,-DED7c+d$%&'(.

<E/\+**(8$%&8fg54$h,.5PU+T+DED7*'A i K6f%& KLJjK$59SO54k@/ lP7*mn54 $h'A.,.5

DEDn54$%&'(541254f%& K59% <DEDn54

$%&'(.-8>7'Z+U59%K/ -Z)'+':8992546 19$oH$/06-9p5%0<qr+

.s,,+,.s.CtuDv+wTxDEDn54$%&'(.

*'Z+i*<

s ,+,.s78y$%&'(5459%59i

12$o..V8z12$oH25$h,F s<

DEDn54$%&'(541254884#HRO54$h5 -[&s+sv

$hK$#54RO541 945LJf2$#8#95O54IJKK1945RO54k

Trang 26

34567 697863 ()6

635 63*6+,-./ 01232415$#*6,$67819:;$ 2>3=6/6 6#2?@A5?6 63(B8 78E HA;6IJ08K78>783781K8=2LM2>8=6/

Định dạng
Số trang	89
Dung lượng	1,43 MB