Nghiên cứu biến tính xenlulozơ trong thân cây đay để làm vật liệu hấp phụ kim loại nặng trong nước

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - VŨ THỊ NGỌC THU NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH XENLULOZƠ TRONG THÂN CÂY ĐAY ĐỂ LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Vũ Thị Ngọc Thu NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH XENLULOZƠ TRONG THÂN CÂY ĐAY ĐỂ LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Mã ngành: 60520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỖ QUANG HUY HÀ NỘI – 2016 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, với lòng biết ơn kính sâu sắc, xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Đỗ Quang Huy, Bộ môn Công nghệ Môi trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên giao đề tài trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ suốt trình thực luận văn Cảm ơn Thầy tâm huyết dẫn góp ý để hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy cô thuộc Bộ môn Công nghệ môi trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để học tập làm việc suốt thời gian nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn ThS Lê Văn Trọng, Trung tâm Phân tích Giám định thực phẩm Quốc gia, Viện Công nghiệp thực phẩm, Bộ Công Thương cử nhân Trịnh Thị Tân cộng tác, triển khai thực nghiên cứu Tôi xin gửi làm cảm ơn tới gia đình, bạn bè quan tâm động viên đóng góp ý kiến giúp đỡ suốt trình hoàn thiện luận văn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 30 tháng 12 năm 2016 Học viên Vũ Thị Ngọc Thu i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan đay 1.1.1 Đặc điểm nguồn gốc 1.1.2 Tình hình sản xuất đay giới 1.1.3 Xenlulozơ thân đay 1.1.4 Nghiên cứu biến tính đay giới 1.2 Phản ứng đồng trùng hợp ghép 1.2.1 Cơ chế chung 1.2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình đồng trùng hợp ghép 1.2.3 Cơ chế phản ứng đồng trùng hợp ghép lên bột thân đay 10 1.3 Tổng quan monome chất khơi mào 12 1.3.1 Giới thiệu axit acrylic .12 1.3.2 Giới thiệu acrylamit 12 1.3.3 Tác nhân khơi mào amonipesunphat (APS) 13 1.3.4 Tác nhân khơi mào natribisunphat/amonipesunphat (SB/APS) 15 1.4 Giới thiệu sơ lƣợc số kim loại nặng 16 1.4.1 Khát quát chung .16 1.4.2 Giới thiệu sơ lƣợc số kim loại nặng điển hình 17 1.5 Lý thuyết sử dụng nghiên cứu hấp phụ 19 Chƣơng 22 ii ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu .22 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu .22 2.2.1 Hóa chất, thiết bị dụng cụ 22 2.2.2 Phƣơng pháp chế tạo vật liệu thô 23 2.2.3 Phƣơng pháp biến tính vật liệu 23 2.2.4 Quy trình biến tính vật liệu 25 2.2.4.1 Quy trình ghép AA lên xenlulozơ bột thân đay amoni hóa 25 2.2.4.2 Quy trình ghép AM lên xenlulozơ bột thân đay 26 2.2.5 Xác định đặc tính vật liệu 27 2.2.6 Khảo sát khả hấp phụ ion kim loại nặng vật liệu biến tính 29 Chƣơng 30 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Đặc tính bột thân đay 30 3.1.1 Đặc điểm hình thái bề mặt bột thân đay 30 3.1.2 Đặc điểm cấu trúc bột thân đay 30 3.2 Biến tính xenlulozơ bột thân đay 31 3.2.1 Xử lý NaOH 31 3.2.2 Phản ứng đồng trùng hợp ghép AA lên bột thân đay 34 3.2.2 Phản ứng đồng trùng hợp ghép AM lên bột thân đay 39 3.3 Khả xử lý kim loại nặng (Cu2+, Zn2+, Cd2+) vật liệu biến tính 41 3.3.1 Xác định hệ số hấp phụ vật liệu thô với ion KLN 42 3.3.2 Xác định hệ số hấp phụ vật liệu biến tính với ion KLN 43 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 62 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần hóa học thân đay Bảng 2: Các nƣớc đứng đầu sản lƣợng đay giới .2 Bảng 3: Diện tích, suất sản lƣợng đay tỉnh Long An .3 Bảng 4: Tiêu chuẩn giới hạn cho phép hàm lƣợng kim loại nặng .16 nƣớc ăn uống 16 Bảng 5: Phƣơng pháp xác định số tính chất vật lý, hóa học vật liệu nồng độ kim loại nặng 28 Bảng 6: Xác định dung lƣợng hấp phụ Cu2+, Zn2+, Cd2+ bột thân đay thô 42 Bảng 7: Xác định dung lƣợng hấp phụ Cu2+, Zn2+, Cd2+ xenlulozơ bột thân đay biến tính axit acrylic 44 Bảng 8: Xác định dung lƣợng hấp phụ Cu2+, Zn2+, Cd2+ xenlulozơ bột thân đay biến tính acrylamit 47 Bảng 9: Xác định thông số phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich vật liệu với Cu2+, Zn2+ Cd2+ 51 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Cây đay Hình 2: Cấu trúc phân tử xenlulozơ .3 Hình 3: Các nhóm chức ghép nối vào xenlulozơ tạo vật liệu có đặc tính tốt 11 Hình 4: Xây dựng đồ thị biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào Cf 20 Hình 5: Xây dựng đồ thị biểu diễn phụ thuộc log q vào log 21 Hình 6: Quy trình ghép AA lên xenlulozơ bột thân đay amoni hóa 26 Hình 7: Quy trình ghép AM lên xenlulozơ bột thân đay 27 Hình 8: Ảnh SEM bề mặt bột thân đay .30 Hình 9: Phổ hấp thụ hồng ngoại bột thân đay 31 Hình 10: Ảnh SEM bề mặt bột thân đay sau xử lý NaOH 15% 32 Hình 11: Ảnh hƣởng nồng độ NaOH đến khối lƣợng lại 33 iv hàm lƣợng xenlulozơ thu đƣợc từ bột thân đay 33 Hình 12 Phổ hấp thụ hồng ngoại xenlulozơ bột thân đay sau xử lý NaOH 15% .34 Hình 13: Phổ hấp thụ hồng ngoại xenlulozơ bột thân đay sau 35 ghép axit acrylic hoạt hóa hệ SB/APS .35 Hình 14 Phổ hấp thụ hồng ngoại xenlulozơ bột thân đay sau 36 ghép axit acrylic hoạt hóa APS .36 Hình 15 Phổ hấp thụ hồng ngoại xenlulozơ bột thân đay ghép .37 axit acrylic đƣợc amoni hóa với hệ hoạt hóa SB/APS 37 Hình 16 Phổ hấp thụ hồng ngoại xenlulozơ bột thân đay ghép 38 axit acrylic đƣợc amoni hóa hoạt hóa APS 38 Hình 17 Phản ứng tạo thành sản phẩm ghép axit acrylic 39 amoni hóa xenlulozơ bột thân đay .39 Hình 18 Phổ hấp thụ hồng ngoại xenlulozơ bột thân đay 40 sau ghép acrylamit hoạt hóa hệ SB/APS 40 Hình 19: Phổ hấp thụ hồng ngoại xenlulozơ bột thân đay 41 sau ghép acrylamit hoạt hóa hệ APS 41 Hình 20 Phản ứng tạo thành sản phẩm ghép acrylamit 41 lên xenlulozơ bột thân đay 41 Hình 21: Đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich (a) Langmuir (b) hấp phụ Cu2+, Zn2+,Cd2+ xenlulozơ bột thân đay thô 43 Hình 22: Đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich (a) Langmuir (b) 45 hấp phụ Cu2+, Zn2+,Cd2+ xenlulozơ bột thân đay biến tính 45 axit acrylic với hệ khơi mào SB/APS .45 Hình 23: Đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich (a) Langmuir (b) 46 hấp phụ Cu2+, Zn2+,Cd2+ xenlulozơ bột thân đay biến tính 46 axit acrylic với hệ khơi mào APS 46 Hình 24: Đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich (a) Langmuir (b) 48 v hấp phụ Cu2+, Zn2+,Cd2+ xenlulozơ bột thân đay biến tính 48 acrylamit với hệ khơi mào SB/APS 48 Hình 25: Đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich (a) Langmuir (b) 49 hấp phụ Cu2+, Zn2+,Cd2+ xenlulozơ bột thân đay biến tính 49 acrylamit với hệ khơi mào APS 49 Hình 26: Phản ứng tạo phức vật liệu biến tính với kim loại nặng (a, c); phản ứng tạo phức vật liệu biến tính đƣợc amoni hóa với kim loại nặng (b) .54 vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AA : Axit acrylic AM : Acrylamit FTIR : Phƣơng pháp phổ hấp thụ hồng ngoại ICP : Phƣơng pháp phổ phát xạ plasma PAA : Axit polyacrylic R/L : Tỷ lệ rắn/lỏng SEM : Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét KPS : Kali pesunphat KLN : Kim loại nặng TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam v/p : vòng/ phút CAN : Ceri amoninitrat vii MỞ ĐẦU Hiện nay, ô nhiễm nguồn nƣớc trở thành vấn nạn nhiều quốc gia giới Ở nƣớc ta, trình phát triển khu công nghiệp, khu chế xuất đẩy nhanh tốc độ tăng trƣởng kinh tế, thúc đẩy đầu tƣ sản xuất công nghiệp, góp phần hình thành khu đô thị mới, giảm khoảng cách kinh tế vùng Tuy nhiên, nhiều nhà máy khu công nghiệp hàng ngày thải trực tiếp nƣớc thải có chứa ion kim loại nặng với hàm lƣợng vƣợt giới hạn cho phép thải môi trƣờng Vì vậy, việc xử lý môi trƣờng nƣớc trở thành vấn đề đƣợc quan tâm Việt Nam Đã có nhiều phƣơng pháp đƣợc áp dụng nhằm tách ion kim loại nặng khỏi môi trƣờng nƣớc nhƣ: phƣơng pháp sinh học, phƣơng pháp vật lí, phƣơng pháp hóa học, phƣơng pháp hấp phụ, phƣơng pháp trao đổi ion, phƣơng pháp hấp phụ sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo từ nguồn tự nhiên nhƣ vỏ trấu, bã mía, xơ dừa, đƣợc nghiên cứu nƣớc giới Hƣớng nghiên cứu sử dụng vật liệu có nguồn gốc tự nhiên có ý nghĩa khoa học thực tiễn, loại vật liệu hấp phụ rẻ tiền, dễ kiếm, dễ phân hủy, có dung lƣợng hấp phụ kim loại nặng nƣớc lớn Những năm gần đây, việc tái chế phụ phẩm nông nghiệp nhằm mục đích xử lý môi trƣờng đƣợc quan tâm, vật liệu từ rơm, vỏ chuối, mùn cƣa, xơ dừa, bã mía…đã đƣợc nghiên cứu nhiều [2] Phụ phẩm từ đay nguồn nguyên liệu phổ biến Việt Nam Hƣớng nghiên cứu tái chế phụ phẩm thân đay sau tách vỏ để xử lý kim loại nặng nƣớc bắt đầu vài năm gần Việt Nam Để đóng góp vào hƣớng nghiên cứu tiềm này, chọn thực đề tài “Nghiên cứu biến tính xenlulozơ thân đay để làm vật liệu hấp phụ kim loại nặng nƣớc” Đề tài đƣợc thực với mục đích biến tính phụ phẩm từ đay để xử lý số ion KLN, gồm Cu2+, Cd2+, Zn2+ nƣớc Nội dung nghiên cứu tập trung vào số vấn đề sau: - Xác định thành phần, cấu trúc hóa học bột thân đay - Khảo sát biến tính bột thân đay số hóa chất a) b) Hình 25: Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich (a) Langmuir (b) hấp phụ Cu2+, Zn2+,Cd2+ xenlulozơ bột thân đay biến tính acrylamit với hệ khơi mào APS Trên sở đồ thị mô tả đặc tính hấp phụ hình 21, 22, 23, 24 hình 25 xác định đƣợc giá trị thông số gồm: dung lƣợng hấp phụ cực đại (qmax), 49 số (b) phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir; số (K), (n) phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich, kết tổng hợp bảng 50 Bảng 9: Xác định thông số phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich vật liệu với Cu2+, Zn2+ Cd2+ Mô hình Kim hấp phụ loại đẳng nhiệt nặng Cu2+ Langmuir Zn2+ Cd2+ Cu2+ Thông số Vật liệu đay Vật liệu biến tính axit thô ban đầu acrylic Vật liệu biến tính acrylamit Hoạt hóa Hoạt hóa Hoạt hóa Hoạt hóa SB/APS APS SB/APS APS qmax (mg/g) 23,64 20,41 28,16 59,52 72,99 b (L/mg) 7,9.10-3 0,038 0,073 0,125 0,051 R2 0,856 0,926 0,983 0,995 0,985 qmax (mg/g) 10,27 32,15 37,31 76,92 75,76 b (L/mg) 0,109 0,039 0,043 0,292 0,128 R2 0,886 0,963 0,956 0,993 0,967 qmax (mg/g) 14,81 28,16 30,86 74,62 74,62 b (L/mg) 0,031 0,057 0,098 0,105 0,084 R2 0,998 0,998 0,975 0,982 0,960 n 1,52 2,86 2,27 3,45 1,79 51 Freundlich Zn2+ Cd2+ Kf 1,21 3,29 3,74 16,90 6,28 R2 0,994 0,895 0,892 0,988 0,994 n 2,48 2,17 3,125 3,33 2,08 Kf 2,25 3,37 6,97 26,47 12,50 R2 0,783 0,928 0,928 0,863 0,924 n 2,12 2,22 2,70 3,45 2,08 Kf 1,45 3,30 5,90 17,60 10,32 R2 0,973 0,956 0,966 0,993 0,960 Trong đó: qmax: dung lƣợng hấp phụ cực đại (mg/g); b :hằng số Langmuir (L/mg); n: số luôn lớn phƣơng trình đẳng nhiệt Freundlich; Kf: số Freundlich R2: hệ số tƣơng quan 52 Nhận xét Kết xác định thông số theo phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich vật liệu thô vật liệu biến tính đƣợc trình bày bảng cho thấy, phƣơng trình Langmuir có hệ số tƣơng quan tƣơng đối lớn (R2>0,856 vật liệu thô R2> 0,892 vật liệu biến tính), chứng tỏ trình hấp phụ ion kim loại Zn2+, Cd2+, Cu2+ vật liệu tuân theo lý thuyết hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Từ phƣơng trình hấp thụ đẳng nhiệt Langmuir ta xác định đƣợc dung lƣợng hấp phụ cực đại vật liệu, theo vật liệu đƣợc biến tính acrylamit hệ khơi mào APS có dung lƣợng hấp phụ cực đại cao với Zn2+ 75,76 (mg/g) cao gấp lần so với dung lƣợng hấp phụ Zn2+ vật liệu thô 10,27 (mg/g) cao gấp lần so với dung lƣợng hấp phụ Zn2+ vật liệu đƣợc biến tính axit acrylic hệ khơi mào APS 37,31 (mg/g) Vật liệu biến tính acrylamit hệ khơi mào APS có khả hấp phụ cao với ion kim loại Cu2+ Cd2+, cụ thể dung lƣợng hấp phụ cực đại với Cu2+ 72,99 (mg/g) với Cd2+ 74,62 (mg/g) ; vật liệu thô có dung lƣợng hấp phụ cực đại với Cu2+ 23,64 với Cd2+ 14,81 (mg/g); vật liệu biến tính axit acrylic hệ khơi mào APS có dung lƣợng hấp phụ cực đại với Cu2+ 28,16 (mg/g) với Cd2+ 30,86 (mg/g) Xét dung lƣợng hấp phụ cực đại vật liệu hai hệ khơi mào SB/APS APS đƣợc biến tính với hai chất biến tính axit acrylic acrylamit ta thấy khả hấp phụ vật liệu đƣợc biến tính acrylamit cao vật liệu đƣợc biến tính axit acrylic Xét dung lƣợng hấp phụ cực đại vật liệu đƣợc biến tính bẳng acrylamit hai hệ khơi mào SB/APS APS ta thấy: với hệ khơi mào APS khả hấp phụ cao tốt với ba ion kim loại lần lƣợt Cu2+ 72,99 (mg/g), Zn2+ 75,76 (mg/g) Cd2+ 74,62 (mg/g); với hệ khơi mào SB/APS khả hấp phụ Cu2+ 59,52 (mg/g), Zn2+ 76,92 (mg/g) Cd2+ 74,62 (mg/g) 53 Nhƣ vậy, khả hấp phụ vật liệu với ion kim loại nghiên cứu theo thứ Zn2+>Cd2+>Cu2+ hai chất biến tính axit acrylic acrylamit hai hệ khơi mào SB/APS hệ khơi mào APS + Cơ chế hấp phụ ion kim loại nặng vật liệu biến tính đƣợc trình bày dƣới hình 26 [31] a) b) c) Hình 26: Phản ứng tạo phức vật liệu biến tính với kim loại nặng (a, c); phản ứng tạo phức vật liệu biến tính amoni hóa với kim loại nặng (b) 54 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Từ kết nghiên cứu thu đƣợc rút số kết luận sau: Bột thân đay có liên kết nhóm chức đặc trƣng (-OH) dao động bƣớc sóng 3200 - 3600 cm-1, liên kết C=C dao động khoảng bƣớc sóng 15001520 cm-1, liên kết C=O dao động khoảng bƣớc sóng 1700 - 1750 cm-1, liên kết C-H dao động khoảng bƣớc sóng 2900 - 2920 cm-1 Đã lựa chọn điều kiện thích hợp để xử lý biến tính xenlulozơ bột thân đay: 2.1 Hoạt hóa bột đay hệ khơi mào APS = 0,2 mol/L hệ khơi mào SB= 0,15 mol/L + APS = 0,2 mol/L; đồng trùng hợp ghép axit acrylic lên xenlulozơ bột thân đay theo tỉ lệ bột thân đay : axit acrylic = 4,86 : (g/g) 60oC; amoni hóa sản phẩm đồng trùng hợp NH2OH.HCl 10%, 60ºC 240 phút 2.2 Hoạt hóa bột đay hệ khơi mào APS = 0,2 mol/L hệ khơi mào SB = 0,15 mol/L + APS= 0,2 mol/L; đồng trùng hợp ghép acrylamit lên xenlulozơ bột thân đay theo tỉ lệ bột thân đay : acrylamit = 4,86 : (g/g) 60oC Đặc tính vật liệu biến tính có đặc điểm sau: 3.1 Bề mặt vật liệu xốp; phổ hấp thụ hồng ngoại vật liệu xuất pic thuộc nhóm C=O sau ghép axit acrylic pic thuộc nhóm N-H sau amoni hóa 3.2 Bề mặt vật liệu xốp; phổ hấp thụ hồng ngoại vật liệu xuất pic thuộc nhóm C=ONH2 sau ghép acrylamit Hấp phụ Zn2+, Cd2+, Cu2+ vật liệu thô biến tính đƣợc mô tả đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Hệ số tƣơng quan nhận đƣợc từ phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir lớn (R2>0,856 vật liệu thô R2> 0,892 vật liệu biến tính), chứng tỏ hấp phụ ion Zn2+, Cd2+, Cu2+ vật liệu tuân theo lý thuyết hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Dựa vào đƣờng hấp thụ đẳng nhiệt Langmuir xác định đƣợc khả hấp phụ ion Zn2+, Cd2+, Cu2+ vật liệu đƣợc biến tính acrylamit, hai 55 hệ khơi mào SB/APS APS có dung lƣợng hấp phụ cực đại cao gấp lần so với vật liệu đƣợc biến tính axit acrylic Tốc độ hấp phụ của ion vật liệu biến tính axit acrylic acrylamit với hai hệ khơi mào SB/APS hệ khơi mào APS giảm theo dãy Zn2+>Cd2+>Cu2+ Khuyến nghị Tiếp tục mở rộng nghiên cứu chế tạo vật liệu từ bột thân đay với hệ khơi mào khác nhƣ hệ Fenton, Ce4+/HNO3 để đánh giá hiệu suất hấp phụ ion kim loại nặng so với vật liệu chế tạo Nghiên cứu điều kiện giải hấp phụ tái hấp phụ vật liệu 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Y tế (2009), QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống, ban hành theo thông tƣ số 04/2009/TT-BYT ngày 17 tháng năm 2009 Phạm Hoàng Giang, Đỗ Quang Huy (2016), “Nghiên cứu xử lý kim loại nặng nƣớc phƣơng pháp hấp phụ phụ phẩm nông nghiệp biến tính axit photphoric”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Vol.32, No.1S, pp.96-101 Trần Mạnh Lục (2011), “Nghiên cứu phản ứng đồng trùng hợp ghép axit acrylic lên Chitin khơi mào Fe2+/H2O2”, Tạp chí khoa học công nghệ, số 6[47], pp.62-70, Đại học Đà Nẵng Trần Mạnh Lục (2005), Nghiên cứu phản ứng đồng trùng hợp ghép axit acrylic dẫn xuất lên sợi xenlulozơ, Đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ, mã số B2004 -16-29, Đại học Đà Nẵng Đỗ Đình Rãng (2003), Hóa học hữu 3, Nhà xuất Giáo dục Phan Tống Sơn, Trần Quốc Sơn, Đặng Thị Tại (1980), Cơ sở hóa học hữu tập II, nhà xuất Đại học Trung cấp chuyên nghiệp Hà Nội Trần Quốc Sơn (1982), Một số phản ứng hóa học hữu cơ, Nhà xuất Giáo dục Trịnh Thị Thanh (2003), Độc học, môi trường sức khỏe người, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Thị Hồng Thắm (2011), Nghiên cứu xây dựng quy trình canh tác đay phục vụ cho vùng nguyên liệu sản xuất bột giấy đồng tháp mười, Báo cáo tổng kết thực đề tài thuộc dự án khoa học công nghệ nông nghiệp vốn vay ADB, Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn 10 Phạm Thị Thúy, Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Mạnh Khải (2016), “Nghiên cứu chế tạo vật liệu xử lý asen nƣớc từ bùn đỏ”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Vol.32, No.1S, pp.370-376 57 11 Lê Văn Trọng, Đỗ Thị Việt Hƣơng, Phạm Thị Dinh, Phạm Văn Quang (2016), “Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ bột thân đay biến tính để loại bỏ kim loại nặng nƣớc, Phần I Đặc tính vật liệu bột thân đay biến tính”, Tạp chí khoa học ĐHQGHN, Vol.32, No.4, pp 12 Lê Xuân Trọng, Nguyễn Hữu Đĩnh, Từ Vọng Nghi, Đỗ Đình Rãng, Cao Thị Thặng (2008), Hóa học 12 – Nâng cao, NXB Giáo dục Tiếng Anh 13 Adriano D C (2001), Trace elements in terrestrial environments, biogeochemistry, bioavailability and risks of metal, 2nd Edition, Springer New York 14 Ahmed Zakaria, Nizam Asif Syed (2008), “Jute – Microbiological and Biochemical Research”, Plant Tissue Cult & Biotech 18(2), pp.197-220 15 Alkorta I, Hernandez – Allica Becerrie JM, Amezaga I, Albizu I, Garbisu C (2004), “Recent finding on the phytoremediation of soil contaminated with environmentally toxic heavy metals and metalloids such as zine, cadmium, lead and arsenic”, Reviews in Environmental Science and Bio/Technology 3, pp.71-90 16 Arifuzzaman Khan G M, Saheruzzaman Md, Abdur Razzaque S M, Sakinul Islam Md & Shamsul Alam Md (2009), “Grafting of acrylonitrile monomer onto bleached okra bast fibre and its textile properties”, Indian Journal of Fibre & Textile Research, Vol 34, pp 82-90 17 Debasish Das, Rajiv Munshi (2009), “Finishing of jute using methacrylic acid in presece of tetrasodium pyrophosphate and potassium persulphate as catalysts under thermal treatment”, Indian Journal of Fibre & Textile Research, Vol 34, pp 82-90 18 Desta Mulu Berhe (2013), “Batch Sorption Experimants: Langmuir and Freundlich Isotherm Studies for the Adsorption of Textile Metal Ions onto Teff Straw (Eragrostis tef) Agricultural Waste”, Journal of Thermodynamics, Article ID 375830, pp.1-6 58 19 Eddy M.F.M Yusslee, Lutfor M.R., Dahon N.H., Arshad Sazmal E (2015), “Synthesis Of Chemically Modified Silica Gel With Amidoxime And Its Adsorption Performamce For The Removal Of Copper(II) And Lead(II) From Aqueous Phase” Journal of Applied Science and Agriculture, 10(5) Special 2015, pp.24-32 20 Ghosh Premamoy, Das Debasish (1998), “Modification of Jute by Acrylic Acid in the Presence of Na3PO4 and K2S2O8 as Catalysts Under Thermal Treatment”, Journal of Applied Polymer Science, Vol 68, pp.63-74 21 Ibrahim H Mondal (2013), “Grafting of Methyl Acrylate and Methul Methacrylate onto Jute fiber: Physico-Chemical Characteristics of the Grafted Jute”, Journal of Engineer Fibers and Fabrics, Vol 8, pp 42-50 22 Janhan M.S., Rahman Halima, Samaddar Purabi Rani, Rahman Mostafizur (2015), “Ethylenediamine in alkaline cooking of jute stick for producing dissolving pulp”, Bangladesh Journal of Sciences and Industrial Research 50(1), pp.7-14 23 Kalia S., Sabaa M.W (2013), Polysaccharide Based Graft Copolymes, Verlag Berlin Heidelberg 24 Lee H.V., Hamid S B A., Zain S K (2014), “Conversion of Lignocellulosic Biomass to Nanocellulose: Structure and Chemical Process”, The Scientic World Journal, pp 1-20 25 Leonard Y.M (2009), “Alkalised jute fiber tensile properties”, BioResources 4(2), pp 566-588 26 Leonard Y.M., Martin P.Ansell (2001), “Chemical Modification of Hemp, Sisal, Jute, and Kapok Fibers by Alkalization”, Journal of Applied Polymer Science, Vol 84, pp.2222-2234 27 Lutfor Rahman Md, Sarkar Shaheen M., Yusoff Mashitah M., Kulkarni Ajay Kumar D., Chowdhury Zaira Zaman, Eaqub Ali Md (2016), “Grafted Khaya cellulose,” BioResources 11(3), pp 6780-6800 28 Mondal Ibrahim H Md, Islam Khademul Md (2015), “Dyeing and thermal behavior of jute fibre grafted with nitrile monomer”, Fashion and Textiles, pp.1-12 59 29 Mahdavi Mahnaz, Ahmad Mansor B., Jelas Haron Md., Rahman Mohama Zaki Ab And Asma Fatehi (2011), “PAM-grafted rubberwood”, BioResources 6(4), pp 5110-5120 30 Maya Jacob John, Rajesh D Anandjiwala (2008), “Recent Developments in Chemical Modification and Characterization of Natural Fiber-Reinforced Composites”, Polymer composites, pp.187-207 31 Mehmet Emin ARGUN, Şükrü DURSUN (2006), “Removal of heavy metal ions using chemically modified adsorbents”, J Int Environmental Application & Science, Vol (1-2), pp 27-40 32 Mohammad Asadullah, Mohammad Asaduzzaman, Mohammad Shajahan Kabir, Mohammad Golam Mostafa, Tomohisa Miyazawa (2010), “ Chemical and structural evalution af activated carbon prepared from jute sticks for Brilliant Green dye removal from aqueous solution”, Journal of Hazardous Materials 174, pp 437443 33 Raij C and Anirudhan T S (1996), “Preparation and metal – adsorption properties of the polyacrylamide grafted sawdust having carboxylate functional group”, Indian Journal of Chemical Technology, Vol.3, pp.345-350 34 Rao Lei, Xu Jie, Xu Jun, Zhan Ruiyun (1994), “Structure and Properties of Polyvinyl Alcohol Amidoxime Chelate Fiber”, Journal of Applied Polymer Science, 53, pp 325-329 35 Román-Aguirr M., Márquez-Lucero A., Zaragoza-Contreras E.A (2004), “Elucidating the graft copolymeizatio of methyl methacrylate onto wood fiber”, Carbohydrate Polymes, 55, pp 201–210 36 Salam M.A (2005),“Graft Copolymerization of Methylacrylonitrile Monomer onto Sulfonated Jute – Cotton Blended Fabric”, Journal of Textile and Apparel, Technology and Management, Vol 4,pp 1-12 37 Samal Rajani K., Samantaray Himansu S., Samal Rabi (1986), “Graft Copolymerization with a New Class of Acidic Peroxo Salt, IV Grafting of Acrylamide onto Jute Fiber Using Potassium Monopersulphate: Catalyzed by Fe(II)”, Polymer Journal, Vol 18, No 6, pp 471-478 60 38 Saravanan R., Ravikumar L (2015), “The Use of New Chemically Modified Cellulose for Heavy Metal Ion Adsorption and Antimicrobial Activities”, Journal of Water Resource and Protaction, pp.530-545 39 Sanna Hokkanen (2014), Modified nano – and microcellulose based adsorption materials in water treatment, thesis for the degree of doctor of science to be presented with due permission for public examination and criticism in the chamber music Hall at the Mikaeli Concert and Congress Hall, Mikkeli, pp.54-70 40 Sreedhar M.K., Anirudhan T.S (2000), “Preparation of an adsorbent by graft polymerization of acrylamide onto coconut husk for mercury (II) removal from aqueous solution and chloralkali industry wastewater”, Journal of Applied Polymer Science, Vol.75, pp.1261-1269 41 Sulaiman Othman, Ghani Noor Syahidah, Rafatullah Mohd, Hashim Rokiah (2011), “Removal of Zinc (II) Ions from Aqueous Solution Using Surfactant Modified Bamboo Sawdust”, Separation Science and Technology, 46, pp 22752282 42 Taghizadeh, Mohammad Taghi, Mehrdad, Abbas (2006), “Kinetic Study of Graft Polymerization of Acrylic Acid and Ethyl Methacrylate onto Starch by Ceric Ammonium Nitrate”, Iran J Chem Chem Eng.,Vol 25, No.1, pp 1-11 43 Takashi Ohara, Takahisa Sato, Noboru Shimizu, Gunter Prescher Helmut Schwind, Otto Weiberg, Klaus Marten, Helmut Greim (2003), Acrylic Acid and Derivatives, Industrial Chemistry, Wiley- VCH, Weinheim 44 Wan Ngah W.S., Hanafiah M.A.K.M (2008), “Removal of heavy metal ions from wastewater by chemically modified plant wastes as adsorbents: A riew”, Bioresource Technology 99, pp.3935-3948 45 Ying Wang (2008), “Cellulose fiber dissolution in sodium hydroxide solution at low temperature: Dissolution kinetics and solubilit improvement”, Doctor of Philosophy thesis, Georgia Institute of Technology 61 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Hình ảnh minh họa Hình 1: Vật liệu quy trình ghép AA lên xenlulozơ bột thân đay amoni hóa Phụ lục Bảng số liệu thực nghiệm Bảng Số liệu ảnh hưởng nồng độ dung dịch NaOH đến khối lượng đay lại hàm lượng xenlulozơ Thí nghiệm xác định hàm lƣợng Nồng độ NaOH (%) Khối lƣợng đay (g) Thí nghiệm xử lý dung dịch NaOH xenlulozơ Khối lƣợng giấy lọc Khối lƣợng giấy lọc đay lại sau xử lý Khối lƣợng đay Tỷ lệ đay lại Khối lƣợng giấy lọc Khối lƣợng giấy lọc xenlulozơ Hàm lƣợng xenlulozơ (g) (g) lại (g) (%) (g) (g) (%) 0,756 1,255 49,9 0,761 1,485 0,724 72,4 0,902 1,476 57,4 10 0,660 1,321 0,661 66,1 0,864 1,446 61,6 0,849 1,479 0,63 63 0,830 1,419 58,9 20 0,814 1,425 0,611 61,1 0,604 1,197 59,3 25 0,818 1,419 0,601 60,1 0,711 1,307 59,6 15 ... hƣớng nghiên cứu tiềm này, chọn thực đề tài Nghiên cứu biến tính xenlulozơ thân đay để làm vật liệu hấp phụ kim loại nặng nƣớc” Đề tài đƣợc thực với mục đích biến tính phụ phẩm từ đay để xử... NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Vũ Thị Ngọc Thu NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH XENLULOZƠ TRONG THÂN CÂY ĐAY ĐỂ LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Mã ngành:... tận dụng thân đay lại sau tách sợi làm vật liệu để xử lý nƣớc thải, loại bỏ kim loại nặng hợp chất hữu Đã có số nghiên cứu bột thân đay nhƣ nghiên cứu chế tạo bột thân đay thành than hoạt tính có