Nghiên cứu chiết tách tannin từ vỏ keo tai tượng và ứng dụng làm vật liệu hấp phụ một số ion kim loại nặng trong nước

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - - CỒNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHÙNG VĂN BÉ Người hướng dẫn: PGS.TS Lê Tự Hải Phản biện 1: GS.TS Đào Hùng Cường NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH TANNIN Phản biện 2: PGS.TS Trần Văn Thắng TỪ VỎ KEO TAI TƯỢNG VÀ ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ MỘT SỐ ION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC Chuyên ngành: Mã số: HÓA HỮU CƠ 60.44.27 Luận văn ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Hóa Hữu họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 29/10/2011 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng Đà Nẵng - 2011 Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU Lý chọn ñề tài [2], [6], [19] Trong nước thải hoạt ñộng khai thác mỏ, mạ kim loại, 4 Phương pháp nghiên cứu a Nghiên cứu lý thuyết: Tổng quan lý thuyết keo tai tượng, thành phần, tính chất ứng dụng tannin, tìm hiểu thực tế nhà máy ñiện, chế tạo thiết bị ñiện ñặc biệt hoạt ñộng tổ keo tai tượng lý thuyết hấp phụ hợp nhiên liệu hạt nhân, sở quốc phòng, v.v có chứa kim b Nghiên cứu thực nghiệm: loại có ñộc tính cao crôm, cañimi, chì, thủy ngân, niken, ñồng - Phương pháp tách biệt hợp chất hữu cần ñược xử lý trước thải - Phương pháp phân tích ñịnh lượng Tannin hóa chất ñã ñược dùng kỹ nghệ thuộc da, dùng y học, chất chống oxi hóa, chất bảo vệ kim loại ñặc biệt tạo ñược phức với kim loại nặng Trong vỏ keo tai tượng chứa hàm lượng tannin lớn, bị bỏ ñi lãng phí Với lý trên, chọn ñề tài “Nghiên cứu chiết tách - Phương pháp phân tích thành phần hóa học sản phẩm - Phương pháp nghiên cứu ứng dụng tannin Chuyển tannin từ dạng tan nước thành dạng không tan khảo sát yếu tố ảnh hưởng ñến khả hấp phụ ion kim loại tannin không tan - Phương pháp xử lý số liệu: dùng phần mềm Microsoft Excel ñể xử tannin từ vỏ keo tai tượng ứng dụng làm vật liệu hấp phụ lý số liệu thực nghiệm số ion kim loại nặng nước” nhằm mục ñích cung cấp thêm Ý nghĩa khoa học thực tiễn ñề tài số thông tin khoa học tannin tạo tiền ñề cho việc ứng dụng vào việc xử lý môi trường Mục ñích nội dung nghiên cứu - Xây dựng quy trình chiết tách tannin từ vỏ keo tai tượng - Ứng dụng tannin (ñã chiết tách ñược) vào việc nghiên cứu - Xác ñịnh ñiều kiện tối ưu trình tách chiết tannin từ vỏ keo tai tượng - Cung cấp thông tin khoa học thành phần cấu tạo số tannin có vỏ keo tai tượng - Làm sở liệu ñể ứng dụng tannin thực tế cách hấp phụ số ion kim loại nặng nước khoa học hiệu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Bố cục luận văn: Luận văn có 66 trang ñó phần mở ñầu - Vỏ keo tai tượng lấy từ keo tai tượng Tiểu khu rừng trồng thuộc huyện Quế Sơn - tỉnh Quảng Nam - Nghiên cứu chiết tách tannin từ vỏ keo tai tượng ứng dụng tannin ñể hấp phụ số ion kim loại nặng nước trang, kết luận kiến nghị trang, tài liệu tham khảo có trang Luận văn có 18 bảng, 35 hình ñồ thị Nội dung chia thành chương Chương 1: Tổng quan: 10 trang Chương 2: Nội dung phương pháp nghiên cứu: 15 trang Chương 3: Kết thảo luận: 32 trang Footer Page of 126 Header Page of 126 NỘI DUNG Chương TỔNG QUAN LÝ THUYẾT Ở Việt Nam, keo tai tượng ñược trồng khắp nơi, trồng nhiều loại ñất, có loại ñất có keo tai tượng 1.1 Đại cương tannin sống ñược 1.1.1 Khái niệm tannin [2], [6], [19], [20] 1.3 Các phương pháp tách ion kim loại nặng nước Tannin hợp chất hữu thuộc loại polyphenol phổ biến thực vật có vị chát Tất tannin ñã biết cho ñến phenol ña phân tử Công thức thực nghiệm C76H52O46 Phân tử khối từ 600 – 2000 Hiện có nhiều quy trình công nghệ ñể tách ion kim loại nặng khỏi nước như: Keo tụ, trao ñổi ion, hấp phụ, lọc qua màng, ñiện phân… Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Khi nung chảy tannin với kiềm thu ñược dẫn chất: pyrocatechin, 2.1 Tách tannin axit potorcatechin, pyrogalot, axit galic phlorogluxin 2.1.1 Nguyên liệu phân tích ñịnh tính, ñịnh lượng tannin 1.1.2 Phân loại tannin [2], [7], [19] 2.1.1.1 Nguyên liệu Eminlophichse K.Phoraydangbe chia tannin thành nhóm chính: Vỏ keo tai tượng sau lấy ñược phơi khô Nhóm 1: Tannin thủy phân ñược hay pyrogalic (galotannin) bóng râm, tránh ánh nắng trực tiếp chiếu vào Bỏ lớp vỏ chết ngoài, Nhóm : Tannin không thủy phân ñược hay tannin pyrocatechin sấy 800C ñến khô, chặt nhỏ xay thành bột 1.1.3 Tính chất tannin thực vật [2], [19] 2.1.1.2 Phân tích ñịnh tính phát tannin [2], [19] 1.1.4 Ứng dụng tannin [2], [6], [19] Xác ñịnh có mặt tannin dựa phản ứng kết tủa màu xanh 1.1.4.1 Tạo phức với ion kim loại ñen tannin với muối Fe3+ (dung dịch FeCl3 5%) với dung dịch 1.1.4.2 Chất chống oxi hóa gelatin 1% muối ăn (dung dịch NaCl 10%) cho kết tủa trắng 1.1.4.3 Sử dụng y học 2.1.1.3 Phân tích ñịnh lượng tannin [2], [19] 1.1.5 Tình hình nghiên cứu sử dụng tannin [3], [6], [15], [19], [21] Hiện tannin ñược nghiên cứu nhiều, tannin ñược dùng ñể thuộc da, loại bỏ ion kim loại, làm keo dán gỗ, sơn lót … 1.1.6 Những thực vật chứa nhiều tannin [1], [3], [13] Có phương pháp ñể ñịnh lượng tannin dùng phương pháp Lowenthal : phương pháp oxi hoá khử với chất oxi hóa KMnO4 Công thức tính: Các loài keo (acacia), sồi, bạch ñàn, chè, thông, sến, cỏ roi X= ngựa, trúc ñào, họ cúc, dẻ, ñước, thầu dầu, ñậu, trôm, ñào lộn hột… 1.2 Keo tai tượng Keo tai tượng hay gọi keo to; keo ñại; keo mỡ, danh pháp khoa học: Acacia mangium, thuộc phân họ Trinh nữ Footer Page of 126 (a − b)V2 ⋅ 0,004157 ⋅ 100 V1 ⋅ G (2.1) Trong ñó: X: hàm lượng tannin theo % chất khô a: thể tích KMnO4 ñem chuẩn mẫu phân tích (ml) Header Page of 126 b: thể tích KMnO4 ñem chuẩn mẫu trắng (ml) V1: thể tích dung dịch mẫu ñem phân tích (10 ml) 2.1.3 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng ñến trình chiết tách V2: thể tích bình ñịnh mức (250 ml) tannin từ vỏ keo tai tượng 0,004157: khối lượng tannin (g) bị oxi hóa ứng với 1ml dung dịch KMnO4 0,1N Chúng tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố như: Tuổi cây, thời gian, tỉ lệ dung môi nước : etanol, tỉ lệ nguyên liệu rắn - dung môi lỏng, nhiệt ñộ ñến trình chiết tannin G: khối lượng chất khô nguyên liệu (5 g) 2.1.2 Tách tannin rắn: Sơ ñồ chiết tách tannin rắn sơ ñồ Hình 2.2 Vỏ keo tai tượng Sấy từ vỏ keo tai tượng Chọn ñiều kiện tối ưu ñể tách tannin rắn theo 2.2 Phân tích sản phẩm tannin rắn tách từ vỏ keo tai tượng 2.2.1 Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (IR ) Nghiền Phổ hồng ngoại (IR) xuất phân tử hấp thụ Chất khô Chiết nước lượng xạ ñiện tử vùng hồng ngoại Khi hấp thụ xạ ( hỗn hợp nước/etanol ) dao ñộng phân tử Dịch chiết Chiết clorofom Chiết etyl axetat (từ 2-5 µm , tương ứng với số sóng 5000-200 cm-1), dẫn ñến 2.2.1.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu ghi phổ hồng ngoại ( ñể loại tạp chất) Chất ñem ghi phổ hồng ngoại trạng thái rắn, lỏng hay khí Đối với trường hợp cần có cuvet riêng cách chuẩn bị mẫu phù hợp Dịch chiết Tannin 2.2.1.2 Ứng dụng phổ hồng ngoại hóa học Cất loại (cất quây) Phổ hồng ngoại ñược ứng dụng nhiều nghiên cứu hóa học a Xác ñịnh cấu trúc phân tử Tannin rắn b Phân tích ñịnh tính Phân tích ñịnh lượng Phân tích thành phần hoá 2.2.2 Phương pháp sắc ký lỏng cao áp ghép khối phổ (HPLC-MS) 2.2.2.1 Phương pháp sắc ký Sắc ký kỹ thuật vật lý hóa lý ñể tách phân tích Khảo sát khả hấp phụ ion kim loại nặng nước chất hỗn hợp Cơ sở trình sắc ký trình xảy cột tách mẫu ñược nạp vào cột sắc ký Hình 2.2: Sơ ñồ chiết tách tannin rắn Footer Page of 126 Quá trình thực sắc ký gồm có pha : Header Page of 126 - Pha tĩnh : thường dạng rắn hay lỏng, dạng màng mỏng bám ñều bề mặt chất mang trơ chứa cột sắc ký 10 2.2.4 Phương pháp nghiên cứu khả hấp phụ ion kim loại nước tannin Chúng dùng phương pháp bể với yếu tố ảnh hưởng - Pha ñộng : gồm chất phân tích dung môi thích hợp 2.2.2.2 Phương pháp sắc ký lỏng cao áp (High Pressure Liquid pH dung dịch, thời gian khuấy, nồng ñộ cation kim loại nặng, pH Chromatography - HPLC) dung dịch dùng ñể giải hấp phụ xác ñịnh hàm lượng ion kim loại HPLC phương pháp ñược dùng phổ biến phân tích hợp chất hữu Quá trình phân tích gồm giai ñoạn : Tách hỗn hợp phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử máy AAS 800 bước sóng ñặc trưng kim loại Hiệu suất trình hấp phụ số phân bố Kd ñược chất phát chất 2.2.2.3 Phương pháp khối phổ xác ñịnh dựa vào công thức sau: a) Nguyên tắc %A = b) Các phương pháp ion hóa mẫu khối phổ - Phương pháp va ñập electron Co − Ce 100 Co Trong ñó: (2.6) Kd = Co − Ce V (cm / g ) Ce m Co: nồng ñộ kim loại trước xử lý (mg/l) - Phương pháp ion hóa trường ñiện Ce: nồng ñộ kim loại sau xử lý (mg/l) - Phương pháp ion hóa hóa học V: thể tích dung dịch (25ml) c) Bộ phận tách khối m: khối lượng TK (g/25ml) d) Các hệ thống thu nhận ion (detector) 2.2.4.1 pH dung dịch e) Một số ñại lượng sơ ñồ khối phổ 2.2.4.2 Thời gian khuấy Các ñại lượng khối phổ gồm : ion phân tử, ion ñồng vị, ion mảnh ion chuyển vị f) Ứng dụng khối phổ - Xác ñịnh công thức phân tử - Xác ñịnh công thức cấu tạo 2.2.3 Phương pháp chuyển tannin tan nước thành tannin không tan (TK) Tannin ñược chiết tách từ vỏ keo tai tượng tan tốt nước xử lý formandehit 37% dung dịch amoniac 13,3 N tạo thành tannin không tan (TK) Footer Page of 126 2.2.4.3 Nồng ñộ cation kim loại nặng 2.2.4.4 pH dung dịch dùng ñể giải hấp phụ (2.7) Header Page of 126 11 12 Qua kết thu ñược Hình 3.2, nhận thấy thời gian Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ảnh hưởng yếu tố ñến hiệu suất trình chiết tannin tăng lượng tannin tách lớn, ñến 90 phút ñạt giá trị ổn ñịnh từ vỏ keo tai tượng 3.1.3 Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu rắn-dung môi lỏng 3.1.1 Ảnh hưởng tuổi ñến hàm lượng tannin có vỏ Việc nghiên cứu ảnh hưởng tuổi ñến hàm lượng gam bột vỏ cho vào bình cầu 500 ml, tiếp tục cho vào 80 ml nước cất, ñun hồi lưu 75 phút Chúng khảo sát tuổi từ tuổi – tuổi Kết thu ñược trình bày Hình 3.1 X (%) tannin chứa vỏ keo tai tượng ñược khảo sát sau: Cân Hàm lượng tanin (%) 21.5 21 20.5 20 19.5 19 18.5 18 17.5 17 20 40 60 80 100 120 Thể tích dung môi nước (ml) 25 Hàm lượng tanin X(%) Hình 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu rắn-dung môi lỏng 20 Từ kết Hình 3.3 ta thấy, hiệu suất tách tannin tăng dần X(% ) 15 10 theo chiều tăng thể tích dung môi ñạt tối ña 80 ml/5 gam nguyên liệu khô Điều dễ hiểu, thể tích dung dịch tăng dần 0 khả hòa tan tannin nước tăng theo Độ tuổi 3.1.4 Ảnh hưởng tỉ lệ dung môi nước-etanol Hình 3.1 Ảnh hưởng tuổi ñến hàm lượng tannin Từ kết Hình 3.1 ta thấy, hàm lượng tannin vỏ Hàm lượng tanin(%) 30 keo tai tượng tăng dần theo ñộ tuổi 25 20 X (%) 3.1.2 Ảnh hưởng yếu tố thời gian Hàm lượng tanin X (%) 25 15 10 20 X (%) 15 20 40 60 80 100 Phần trăn thể tích etano(%) 10 0 20 40 60 80 100 120 Thời gian (phút) 140 Hình 3.4 Ảnh hưởng tỉ lệ dung môi nước-etanol Từ kết Hình 3.4 ta thấy, hiệu suất tách tannin tăng dần theo chiều tăng % thể tích etanol ñạt tối ña tỷ lệ 50%, sau ñó Hình 3.2 Ảnh hưởng yếu tố thời gian Footer Page of 126 Header Page of 126 13 14 hiệu suất tách tannin có giảm ñi tỷ lệ etanol tăng Điều Bảng 3.6 Số sóng loại dao ñộng phổ hồng ngoại tannin lý giải tăng ancol có tan canh tranh Vậy tỷ Số sóng, cm-1 Loại dao ñộng Số sóng, cm-1 Loại dao ñộng 3367 -OH 1031 -C-O-C- 1618 C=C thơm 843 -C-H biến dạng 25 1508 C=C thơm 20 1456 C=C thơm 1339 -OH biến dạng lệ dung môi nước:etanol tốt tỷ lệ 1:1 thể tích 3.1.5 Ảnh hưởng yếu tố nhiệt ñộ Hàm lượng tanin X% 30 CH benzen 583 para 15 10 - C-O co giản Dựa vào Bảng 3.6 thấy, tannin ñược tách từ vỏ 0 20 40 60 80 Nhiệ t ñộ (0C) 100 sôi 120 Hình 3.5 Ảnh hưởng yếu tố nhiệt ñộ Như vậy, nhiệt ñộ cao hiệu suất chiết tách tannin lớn ñạt tối ưu 90 0C, nhiệt ñộ sôi hàm lượng tannin có giảm ñi tannin bị oxi hóa bị phân hủy Tóm lại, từ kết thực nghiệm ta thấy: Hàm lượng keo tai tượng có nhóm chức phù hợp với công thức tannin ñã ñược công bố 3.2.2 Phân tích tannin sắc ký lỏng cao áp ghép khối phổ (HPLC-MS) 3.2.2.1 Phương pháp sắc ký lỏng cao áp Kết phân tích sắc ký lỏng cao áp ñược trình bày Bảng 3.7 Bảng 3.7 Các ñại lượng ñặc trưng số cấu tử sắc ký ñồ HPLC sản phẩm tannin tách từ vỏ keo tai tượng tannin vỏ keo tai tượng tăng theo tuổi cây, ñiều kiện tối ưu cho trình chiết tách tannin từ vỏ keo tai tượng tỉ lệ nước:etanol = 1:1, nhiệt ñộ 90 0C, thời gian 90 phút, tỉ lệ rắn:lỏng = 5g : 80ml Với ñiều kiện hàm lượng tannin thu ñược 27,64% so với lượng nguyên liệu khô 3.2 Phân tích tannin 3.2.1 Phân tích tannin phổ hồng ngoại Chúng tiến hành tách tannin rắn (chọn ñiều kiện tách tối ưu tách theo sơ ñồ Hình 2.2), ño IR (quang phổ hồng ngoại) Từ phân tích phổ IR tannin phổ ñồ ta có kết phân tích Bảng 3.6 Từ Bảng 3.7 nhận thấy có 11 cấu tử ñược tách tiếp tục ñược phân tích khối phổ Footer Page of 126 Header Page of 126 15 16 3.2.2.2 Phương pháp phổ khối lượng Trên phổ chất có khối lượng [M+2H]+ = 304,6, [M-H]+ = 304,6 c α Trường hợp 1: (M = 303) Kết phân tích khối phổ từ phổ ñồ thấy xuất nhiều ñỉnh tham khảo thư viện phổ cho phép ñịnh Công thức cấu tạo: Công OH danh số thành phần mẫu tannin rắn tách ñược sau: Phân tử khối: 303 Công thức phân tử: C11H14O4 HO O OH Phân tử khối: 210.226 Tên gọi: tử: C15H11O7 Trên phổ chất có khối lượng [M+H] = 210,6 (M = 210) Công thức cấu tạo: phân OH + a thức Tên gọi: Delphinidin (thuộc 4-hydroxy-3 OH ,5 loại hợp chất phân tử: anthocynidin) OH dimethoxycinnamyl β Trường hợp 2: (M = 306) + b Trên phổ chất có khối lượng [M+H] = 301,7 (M = 301) Công Công thức cấu tạo: α Trường hợp 1: Công thức phân tử: C16H13O6 Công thức cấu tạo: thức OH OH Phân tử khối: 301 C15H14O7 Phân tử khối: 306 OCH3 HO O OH Tên gọi: Epigallocatechin OH Tên HO gọi: Peonidin (thuộc loại hợp chất O anthocynidin) OH (EGC) OH OH d Trên phổ chất có khối lượng [M-H]+ = 457,3 (M = 458) Công thức cấu tạo: Công thức phân tử: C22H18O11 OH OH β Trường hợp 2: Công thức phân tử C14H6O8 OH Tên gọi: 3-O- Phân tử khối: 302 Công thức cấu tạo: O HO O OH O O OH OH HO O OH HO OH O Galloylepigallocatechin Teatannin II Epigallocatechin Tên gọi: Ellagic acid HO Phân tử khối: 458,378 OH 3-gallate (EGCG) Nguồn gốc sinh học: Được phân lập từ chè (Tea O sinensis), Myrica esculenta Footer Page of 126 Header Page of 126 17 18 e Trên phổ chất có khối lượng [M-H]+ = 609,2 (M = 610) Công thức cấu tạo: Công thức phân tử : C29H22O15 2-(3,5-dihydroxy-4methoxyphenyl)-5,7dihydroxy-3{[(2S,3R,4R,5R,6S)-3,4,5trihydroxy-6-methyloxan-2yl]oxy}-4H-chromen-4-one OH Phân tử khối : 610,484 (giá trị xác: OH O 610,095875) HO O O Tên gọi : 3,5-Bis(3,4,5- OH O trihydroxybenzoyl) HO OH Tên gọi khác: 3,5-Di-O- OH HO O galloylepigallocatechin OH Nguồn gốc sinh học: Được phân lập từ OH Kết ño HPLC-MS cho thấy thành phần mẫu tannin chè (Thea sinensis), dạng bột tách ñược từ vỏ keo tai tượng phù hợp với công thức tannin ñã ñược công bố Kết hợp với ñiều kiện tối ưu cho trình chiết g Trên phổ chất có khối lượng [M+H] + = 443,4 (M = 442) Công thức cấu tạo: Công thức phân tử : OH HO tuổi ñể khảo sát số ứng dụng C22H18O10 OH tannin từ vỏ keo tai tượng, lựa chọn tannin tách từ 3.3 Ứng dụng tannin ñể hấp phụ ion kim loại nặng O 3.3.1 Tạo tannin không tan (TK) O OH OH Tên gọi: Epicatechin O gallate(ECG) OH 3.3.1.1 Cách tạo tannin không tan Tannin ñược chiết tách từ vỏ keo tai tượng tiểu khu rừng trồng Quế Sơn - Quảng Nam Cho 20,0 gam tannin hòa OH h Trên phổ chất có khối lượng [M-H]+ = 477 (M = 478) Phân tử khối: 478.4029 CTPT: C22H22O12 CTCT Tên IUPAC 2-(3,4-dihydroxyphenyl)5,8-dihydroxy-7-methoxy3-{[(2S,3R,4R,5R,6S)3,4,5-trihydroxy-6methyloxan-2-yl]oxy}-4Hchromen-4-one vào 125 ml dung dịch amoniac 13,3 N khuấy cho ñến tan hoàn toàn, sau ñó thêm vào 165 ml dung dịch formaldehyde 37% khối lượng khuấy 30 phút ñể phản ứng xảy hoàn toàn Lọc lấy kết tủa rửa nước cất sau ñó cho kết tủa vào 125 ml nước cất khuấy ñun hồi lưu 70 0C tiếng Tiếp tục lọc lấy kết tủa cho vào 125 ml HNO3 0,1N khuấy 30 phút Lọc lấy kết tủa rửa nước cất ñến nước Thu sản phẩm ñể nhiệt ñộ phòng cho nước sau ñó sấy 40 0C vòng 10 tiếng ñể làm khô Sản phẩm khô ñược nghiền thành bột tiến hành hấp phụ Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 19 20 3.3.1.2 Phân tích tannin không tan (TK) Trong vùng pH = 3,0 ÷ 6,0 hiệu suất trình hấp phụ tăng Phân tích IR TK ta có kết Bảng 3.8 pH tăng, sau ñó pH tăng hiệu suất giảm pH = 7,0 ÷ 8,0 Bảng 3.8 Số sóng loại dao ñộng phổ hồng ngoại TK Nguyên nhân ảnh hưởng pH ñến trình hấp phụ Pb2+ TK Số sóng, cm-1 Loại dao ñộng Số sóng, cm-1 Loại dao ñộng ñược giải thích hấp phụ cạnh tranh H+ tích ñiện 3416 -OH 1383 C=C thơm dương bề mặt TK vùng pH thấp; vùng pH = 7,0 ÷ 8,0 ñã 1615 C=C thơm 1118 -C-O-C có xuất kết tủa Pb(OH)2 nên hiệu suất hấp phụ giảm Vì vậy, 1457 C=C thơm 600 C-H benzen Từ Bảng 3.8 thấy, TK ñược tạo từ tannin có nhóm chức giống dung dịch có pH = 6,0 ñược chọn cho trình tách Pb2+ b Ảnh hưởng thời gian khuấy ñến trình hấp phụ ion Pb2+ Xét thời gian khuấy thay ñổi từ 10 ÷ 180 phút với tannin ñó có tính chất tương tự tannin Điều chứng tỏ tannin có khả hấp phụ mạnh với ion kim loại nặng có ưu ñiểm vượt trội so với tannin Kết thu ñược thể Hình 3.20 không tan nước 120 100 93.6 97 97.2 96.8 96 80 A% 3.3.2 Nghiên cứu khả hấp phụ ion kim loại nặng nước TK 62.4 60 40 Xét yếu tố pH, thời gian khuấy, nồng ñộ ion kim loại ñến 23.8 20 hiệu suất trình hấp phụ ion kim loại pH dung dịch 50 100 150 200 thời gian(phút) trinh giải hấp phụ 3.3.2.1 Nghiên cứu khả hấp phụ ion Pb2+ nước TK Hình 3.20 Ảnh hưởng thời gian ñến hiệu suất hấp phụ Pb2+ Từ kết ta thấy, thời gian khuấy tăng hiệu suất a Ảnh hưởng pH dung dịch ñến trình hấp phụ ion Pb2+ Ảnh hưởng pH dung dịch ñến trình hấp phụ Pb2+ hấp phụ tăng cân hấp phụ ñạt ñược sau 90 phút ñược khảo sát vùng pH = 3,0 ÷ 8,0 với ñiều kiện: nồng ñộ Pb2+ c Ảnh hưởng nồng ñộ Pb2+ ban ñầu ñến trình hấp phụ ion Pb2+ mg/l, nồng ñộ TK 0,1 g/l, nhiệt ñộ 30oC, thời gian khuấy 60 phút Xét nồng ñộ Pb2+ thay ñổi từ 2,0 ÷ 20,0 mg/l Kết thu ñược thể Hình 3.21 A% 50000 96 40000 94 94 78.4 98 Kd 100 80 60000 100 Kết thu ñược thể Hình 3.19 20000 90 10000 88 60 86 41.6 40 0 84 21 20 30000 92 80.6 81.4 10 15 20 25 10 15 20 25 C(Pb2+) m g/l C ( Pb +) mg / l 0 10 pH Hình 3.19 Ảnh hưởng pH ñến hiệu suất hấp phụ Pb2+ Footer Page 10 of 126 Hình 3.21 Đồ thị ảnh hưởng nồng ñộ Pb2+ ñến hiệu suất hấp phụ số phân bố Kd Header Page 11 of 126 21 22 Như vậy, hiệu suất hấp phụ số phân bố Kd giảm 2+ ñó cho thêm vào 50 ml nước cất có ñộ pH ñã biết trước khuấy với mạnh nồng ñộ Pb tăng tốc ñộ 300 vòng/phút; thời gian khuấy 90 phút nhiệt ñộ 30oC Kết d Đường ñẳng nhiệt hấp phụ ion Pb2+ thu ñược thể Hình 3.23 Phương trình ñẳng nhiệt hấp phụ Freundlich ñược áp dụng lg x = lg K + lg C e m n A% giải hấp phụ cho trình hấp phụ Pb2+ TK [15]: (3.1) Trong ñó: Ce nồng ñộ Pb2+ cân (mg/l) x/m lượng Pb2+ bị hấp phụ (mg/l) K n số liên quan ñến nhiệt ñộ ñặc trưng cho 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 pH hệ hấp phụ lg(x/m) Đồ thị lgx/m – lgCe ñược xây dựng thể Hình 3.22 2.5 Hình 3.23 cho thấy pH thấp tức nồng ñộ H+ cao trình giải hấp phụ tốt Ở pH=2 trình giải hấp phụ ñạt 1.5 89,70%, ñiều ñó phù hợp với lý thuyết giống với công trình nghiên cứu trước ñây 0.5 f Kết luận -2 -1.5 -1 Hình 3.23 Ảnh hưởng pH ñến trình giải hấp phụ ion Pb2+ -0.5 0.5 Từ kết nghiên cứu thu ñược rút lgCe số kết luận sau: 2+ Hình 3.22 Đồ thị Freundlich cho trình hấp phụ Pb TK 2+ Kết cho thấy, hấp phụ Pb TK tuân theo phương - TK ñược sử dụng làm vật liệu hấp phụ ñể tách ion 2+ Pb nước trình ñẳng nhiệt hấp phụ Freundlich Từ ñồ thị tính ñược giá trị K = - Hiệu suất hấp phụ Pb2+ TK chịu ảnh hưởng nhiều 101,95 n = 6,63 Giá trị n = 6,63 chứng tỏ trình hấp phụ yếu tố ñạt 99,00 % ñiều kiện tối ưu: thời gian khuấy 90 phút, 2+ nồng ñộ TK 0,1 g/ 50 ml dung dịch, nồng ñộ Pb2+ 2mg/l, pH = 6,0 Pb TK xảy tốt e Ảnh hưởng pH dung dịch ñến hiệu suất giải hấp phụ ion Pb2+ Cân 0.1 gam TK cho vào 50 ml dung dịch Pb2+ có nồng ñộ mg/l với pH = 6; khuấy với tốc ñộ 300 vòng/phút; thời gian 90 phút 2+ Thu TK ñã hấp phụ ion Pb ñem rửa nước cất lần sau Footer Page 11 of 126 - Quá trình hấp phụ Pb2+ tuân theo phương trình ñẳng nhiệt hấp phụ Freundlich Giá trị n = 6,63 cho thấy trình hấp phụ thuận lợi Header Page 12 of 126 23 24 - Quá trình giải hấp phụ Pb2+ TK xảy tỉ lệ thuận với + nồng ñộ H ñạt 89,70% pH=2 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết ta khẳng ñịnh TK vật 2+ Qua trình nghiên cứu cho phép ñưa số kết luận sau: liệu hấp phụ ion Pb tốt tái tạo lại ñể sử dụng nhiều a Chiết tách tannin: Đã tìm ñược ñiều kiện tối ưu cho trình chiết lần tannin từ vỏ keo tai tượng là: 2+ 3.3.2.2 Nghiên cứu khả hấp phụ ion Cu nước TK 2+ - Hàm lượng tannin vỏ tỷ lệ thuận với tuổi Cách tiến hành giống với Pb ta có kết sau - Tỉ lệ dung môi nước : etanol = 50% : 50% - TK ñược sử dụng làm vật liệu hấp phụ ñể tách ion - Nhiệt ñộ: 900C Cu2+ nước - Thời gian: 90 phút 2+ - Hiệu suất hấp phụ Cu TK chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố ñạt 97,00 % ñiều kiện tối ưu: thời gian khuấy 120 phút, 2+ nồng ñộ TK 0,1 g/ 50 ml dung dịch, nồng ñộ Cu mg/l, pH = 5,0 2+ - Quá trình hấp phụ Cu tuân theo phương trình ñẳng nhiệt - Tỉ lệ rắn : lỏng = gam : 80 ml Với ñiều kiện lượng tannin thu ñược 27,64% so với lượng nguyên liệu khô b Phân tích tannin rắn: Qua phân tích IR HPLC-MS ñã hấp phụ Freundlich Giá trị n = 6,62 cho thấy trình hấp phụ ñịnh danh ñược 11 cấu tử thuận lợi c Ứng dụng tannin ñể hấp phụ ion kim loại: 2+ - Quá trình giải hấp phụ Cu TK xảy tỉ lệ thuận với + ñể hấp phụ ion kim loại nặng nước, khả hấp phụ TK nồng ñộ H ñạt 92,24% pH=2 2+ - Chúng nghiên cứu tạo ñược tannin không tan (TK) dùng chúng 2+ - TK hấp phụ ion Pb tốt ion Cu , ñiều lý giải Pb có ñộ âm ñiện (2,33)lớn Cu (1,9) Từ kết ta khẳng ñịnh TK vật 2+ tốt ñược tái tạo ñể sử dụng nhiều lần KIẾN NGHỊ a Tiếp tục nghiên cứu trình hấp phụ ion kim loại nặng khác liệu hấp phụ ion Cu tốt tái tao lại ñể sử dụng nhiều TK lần b Nghiên cứu trình hấp phụ hỗn hợp nhiều ion kim loại 3.3.2.3 Nghiên cứu môi trường sau hấp phụ ion kim loại nặng TK lúc vật liệu TK ñể cho sát với thực tế (trong thực tế nước thải công Nước lọc sau hấp phụ ion kim loại nặng vật liệu TK ñược chạy phổ HPLC không thấy HCHO nghiệp có chứa ñồng thời nhiều ion kim loại) c Nghiên cứu khả hấp phụ TK ñối với ion kim loại nặng nước thải công nghiệp ñể từ ñó ñưa TK vào trình xử lý ion kim loại nặng nước thải công nghiệp, góp phần bảo vệ môi trường tăng thu nhập cho người trồng keo tai tượng Footer Page 12 of 126  ... Excel ñể xử tannin từ vỏ keo tai tượng ứng dụng làm vật liệu hấp phụ lý số liệu thực nghiệm số ion kim loại nặng nước nhằm mục ñích cung cấp thêm Ý nghĩa khoa học thực tiễn ñề tài số thông tin... Quế Sơn - tỉnh Quảng Nam - Nghiên cứu chiết tách tannin từ vỏ keo tai tượng ứng dụng tannin ñể hấp phụ số ion kim loại nặng nước trang, kết luận kiến nghị trang, tài liệu tham khảo có trang Luận... trưng số cấu tử sắc ký ñồ HPLC sản phẩm tannin tách từ vỏ keo tai tượng tannin vỏ keo tai tượng tăng theo tuổi cây, ñiều kiện tối ưu cho trình chiết tách tannin từ vỏ keo tai tượng tỉ lệ nước: etanol