báo cáo thực tập tốt nghiệp chuyên nghành hoa hữu cơ cao phân tử tổng hợp polyhydroxamic axit bằng phương pháp trùng hợp dụng dịch .......................................................................................................................................................
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Cơng Nghệ Hố - - - - -o0o- - - - - BÁO CÁO THỰC TẬP TẠI VIỆN HÓA HỌC -VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VIỆT NAM ĐỀ TÀI:TỔNG HỢP POLY HYDROXAMIC AXIT BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRÙNG HỢP DUNG DỊCH Giáo viên hướng dẫn : T.S Trịnh Đức Công T.S Nguyễn Thế Hữu Sinh viên thực : Hà Nội – 2015 Nguyễn Thị Nga Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa LỜI CẢM ƠN Khóa luận thực Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học công nghệ Việt Nam Em xin trân trọng cảm ơn TS Trịnh Đức Cơng hướng dẫn tận tình tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình thực hồn thành khố luận tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy TS Nguyễn Thế Hữu tồn thể thầy Khoa Cơng Nghệ Hóa trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội truyền đạt cho em kiến thức bổ ích tạo điều kiện để em có khả hồn thành khóa luận Em xin cảm ơn thầy, cô, bạn bè, người thân anh chị thuộc phòng Vật liệu Polyme - Viện hố học - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam dạy bảo, giúp đỡ, động viên tạo điều kiện cho em hoàn thành thực tập Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh Viên Nguyễn Thị Nga SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT AM: Acrylamit DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.2: Ảnh hưởng hàm lượng chất tạo lưới đến hàm lượng nhóm chức poly(hydroxamic axit) .41 Bảng 4.3.2: Các pic tương ứng với nhóm chức đặc trưng PAM, PHA, NaPHA 45 .7 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Sơ đồ 2.3.2: Sơ đồ phản ứng biến tính hydrogel PAM thành PHA 35 Hình 4.3.2a: Phổ hồng ngoại PHA 46 Hình 4.3.2b: Phổ hồng ngoại PAM- NaPHA 46 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10 2.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp tiến hành phản ứng trùng hợp 10 2.1.4 Trùng hợp huyền phù 12 2.3 Phản ứng tổng hợp poly acrylamit (PAM) 15 2.3.1 Giới thiệu acrylmit 15 Hình 2.1: Hợp chất acrylamit 15 2.3.2 Tổng hợp PAM (polyacrylamit) 15 2.4.1 Giới thiệu poly(hydroxamic axit)(PHA) 20 2.4.2 Ứng dụng poly(hydroxamic axit) 21 Bảng 4.2: Ảnh hưởng hàm lượng chất tạo lưới đến hàm lượng nhóm chức poly(hydroxamic axit) 31 34 Hình 4.5: Phổ hồng ngoại PHA 34 Hình 4.6: Phổ hồng ngoại PAM- NaPHA 34 Bảng 4.3: Các pic tương ứng với nhóm chức đặc trưng PAM, PHA, Na- PHA 34 35 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa KẾT LUẬN 35 Điều kiện q trình biến tính để chế tạo poly(hydroxamic axit) là: Sử dụng PAM có hàm lượng chất tạo lưới khoảng từ – 7% so với hàm lượng monome, hydroxylamin hydroclorit 3,3M, PAM/H2O = 1/5, PAM/hydroxylamin hydroclorit = 1/1 (tỉ lệ khối lượng), biến tính mơi trường pH = 14 thời gian 24 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 MỞ ĐẦU Đối với sinh viên năm cuối nói cung em nói riêng việc thực tập quan trọng Thực tập để em tìm hiểu sở thực tập, tiếp cận với mơi trường làm việc, trang thiết bị, máy móc…trước trường làm Em thực tập làm thực nghiệm sở viện hóa mơi trường tốt để em học tập, tiếp thu kiến thức, tay nghề cho thân Được làm quen, tiếp cận viện Hóa học, phòng Vật liệu Polymer, lĩnh vực nghiên cứu: “ tổng hợp poly hydroxamic axit từ acrylamit” em phải tìm hiểu sở nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, cách tiến hành để cuối thu kết xác Việc tổng hợp polyme acrylamitcó thể tiến hành nhiều phương pháp khác trùng hợp dung dịch, trùng hợp huyền phù, trùng hợp nhũ tương, trùng hợp khối theo chế gốc tự Trong đó, phương pháp trùng hợp huyền phù trùng hợp dung dịch thường sử dụng nhiều có nhiều ưu điểm phương pháp khác SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT AM: Acrylamit APS: Amoni pesunfat PAM: Polyacrylamit MBA: N,N’- metylenebisacrylamit SEM: Hiển vi điện tử KLPT: Khối lượng phân tử trung bình PHA-PAM: Poly(hydroxamic axit) tổng hợp sở poly acrylamide IR: Phổ hồng ngoại SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1: Ảnh hưởng hàm lượng chất tạo lưới tới hàm lượng phần gel độ hấp thụ nước hydrogel polyacrylamit 40 Bảng 4.2: Ảnh hưởng hàm lượng chất tạo lưới đến hàm lượng nhóm chức poly(hydroxamic axit) .41 Bảng 4.3.2: Các pic tương ứng với nhóm chức đặc trưng PAM, PHA, Na- PHA 45 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.2.1: Hợp chất acrylamit 24 Hình 3.2.1: Cơ chế tạo gốc hệ khơi mào oxy hóa ascobic-peroxidisunfat 28 Hình 2.2.2.1 : Phản ứng tổng hợp hydrogel PAM 30 Hình 2.3.1.1a : Cơng thức cấu tạo compolyme có chứa nhóm chức hydroxamic axit 31 Hình 2.3.1.1b : Nhóm chức hyroxamic dạng tautome hóa xeton Enol 31 Sơ đồ 2.3.1.2: Tương tác xảy PHA ion kim loại 32 Sơ đồ 2.3.2: Sơ đồ phản ứng biến tính hydrogel PAM thành PHA 35 Hình 4.3.1a: Phổ hồng ngoại acrylamit 44 Hình 4.3.1b: Phổ hồng ngoại hydrogel polyacrylamit (PAM) 45 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Hình 4.3.2a: Phổ hồng ngoại PHA 46 Hình 4.3.2b: Phổ hồng ngoại PAM- NaPHA 46 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp tiến hành phản ứng trùng hợp 2.1.1 Trùng hợp khối Là trình trùng hợp tiến hành với monome lỏng tinh khiết Ngoài lượng nhỏ chất khơi mào (nếu khơi mào hóa chất) khối polyme số monome chưa tham gia phản ứng Do sản phẩm q trình trùng hợp nhận tinh khiết Tuy nhiên trùng hợp khối có nhược điểm thực phản ứng lượng lớn mức độ chuyển hóa cao độ nhớt hỗn hợp phản ứng lớn, gây khó khăn cho q trình khuấy trộn, dẫn đến nhiệt phản ứng dễ nhiệt cục 2.1.2 Trùng hợp dung dịch Là trình trùng hợp tiến hành với monome pha loãng Trùng hợp dung dịch khắc phục nhược điểm trùng hợp khối tượng nhiệt cục Độ nhớt môi trường nhỏ nên khuấy trộn tốt Trùng hợp dung dịch thường kèm theo công đoạn tách dung môi khỏi polyme sau trình trùng hợp Trùng hợp dung dịch thường sử dụng phòng thí nghiệm để nghiên cứu lý thuyết động học trùng hợp Độ trùng hợp trung bình tỷ lệ thuận với nồng độ monome Do pha loãng monome làm giảm trọng lượng phân tử trung bình polyme thấp so với trùng hợp khối, đồng thời vận tốc trung bình giảm Độ trùng hợp giảm phản ứng chuyển mạch lên dung môi Liu Z., Brooks B W [7] nghiên cứu phản ứng trùng hợp axit acrylic dung dịch sử dụng hệ khơi mào oxy hóa khử natri metabisunfit-kali bromat dung dịch nước Kết cho thấy trình trùng hợp khơi mào gốc tự ngắt mạch theo kết hợp đơn phân tử lưỡng phân tử Năng lượng hoạt hóa tổng cộng thu khoảng nhiệt độ 13-43 0C 28,62kJ/mol 10 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Lantan pH = dung lượng hấp thu La pH khoảng 2,3 mmol/g Theo kết nghiên cứu thứ tự hấp thu chọn lọc xếp sau: La 3+> Dy3+> Pr3+> Ce3+> Nd3+> Gd3+> Eu3+> Tb3+ Ngoài PHA với vai trò nhựa trao đổi ion nghiên cứu sử dụng nhằm tách urani khỏi hỗn hợp với Nd [10] Bản chất liên kết ion Uranyl poly(hydroxamic axit) dạng hydrogel tổng hợp từ poly(acrylamit) tiến hành nghiên cứu [11] Chỉ số liên kết poly(hydroxamic axit) với ion Uranyl xác định qua độ hấp thụ ion Bên cạnh ảnh hưởng yếu tố nồng độ ion, pH, nhiệt độ…đến độ hấp thu ion Uranyl lên hydrogel poly(hydroxamic axit) tác giả cộng tiến hành khảo sát Khaled F Hassan cộng [11] nghiên cứu trình tách Zr từ Y, Sr PHA, kết cho thấy, PHA có khả tách loại riêng rẽ Zr từ Y, Sr CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 3.1 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 3.1.1 Hóa chất 24 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa - Các hóa chất dùng cho q trình nghiên cứu dạng tinh khiết phân tích tinh khiết, bao gồm: + Acrylamit C3H5NO (AM) (CH2=CH-CONH2) (PA - Trung Quốc): tan nước, d = 1,12g/cm3, M = 71,08g/mol, điểm chảy 82-85oC, sử dụng không qua kết tinh lại + N,N’ - metylenebisacrylamit (MBA) (chất tạo lưới) C7H10N2O5 + Amoni pesunfat (NH4)2S2O8 (APS – Trung Quốc): tan nước (độ tan 80g/100ml 25 oC) M = 228,18 g/ml, d = 1,98 g/cm3, điểm nóng chảy < 100oC (phân hủy), sử dụng không qua tinh chế + Hydroxyl amin hidroclorit NH2OH.HCl, M = 246 g/mol, độ tinh khiết >98,5% + Các hóa chất khác sử dụng khơng qua tinh chế lại: Natri hidroxit (NaOH), natri hidrocacbonat (NaHCO3), axit clohidric (HCl), natri axetat 3.1.2 Dụng cụ, thiết bị - Máy khuấy từ có gia nhiệt Heidolph, Serial No: 129603072 - Cân phân tích - Hệ thống lọc, hút, kết nối tủ sấy chân không Karl Kolb - Dụng cụ thủy tinh: cốc thủy tinh 100, 250, 400 ml; bình tam giác; ống đong 50ml; pipet; buret; phễu lọc; đũa thủy tinh - Bình lọc, giấy lọc - Phổ hồng ngoại ghi Quang phổ kế hồng ngoại biến đổi Fourier FTIR IMPACT Nicolet 410 phòng phổ hồng ngoại, Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Các mẫu ép viên với KBr phổ hấp thu hồng ngoại đo vùng 4000 - 400 cm-1 - Phân tích nhiệt trọng lượng TGA(Thermal Gravimetric Analysis) ghi thiết bị phân tích nhiệt TA-50 Shimadru Phòng Phân tích nhiệt, Viện Hóa học -Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam 3.2 Phương pháp tiến hành 3.2.1 Trùng hợp dung dịch PAM( polyacrylamit) 25 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Q trình trùng hợp acrylamit tiến hành cốc 100 ml, ổn định nhiệt khuấy máy khuấy từ Tốc độ khuấy trì 200 vòng/phút suốt thời gian phản ứng Hồn hợp phản ứng gồm 10g monome acrylamit (AM) N,N’ – metylenbisacrylamit (MBA) theo tỉ lệ 7% so với AM hoàn tan 33ml nước cất Gia nhiệt hỗn hợp gia nhiệtđến 30oC trì nhiệt độ suốt trình phản ứng, đạt nhiệt độ, Thêm tiếp vào 0.1g (NH 4)2S2O8 2%, khuấy phút, tiếp cho 0,02 ml axit L- acrobic (tỉ lệ khối lượng (NH4)2S2O8 : axit L- acrobic 5:1) Sau khuấy máy khuấy từ gia nhiệt, thời gian gel hình thành Lấy gel rửa nước cất nhiều lần sau sấy khơ sấy chân khơng 600C Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất tạo lưới đến khả hấp thụ nước hàm lượng phần gel hydrogel polyacrylamit: Phản ứng tiến hành phản ứng với hàm lượng chất tạo lưới (%) khác là: 0,01; 0,03; 0,05; 0,08; 0,1; 0,5; 3,0; 5,0 7,0 3.2.2 Tổng hợp poly(hydroxamic axit) sở PAM Lấy 50ml dung dịch NH2OH.HCl 3,3M vào 150ml nước cất có chứa 10g PAM khơ tổng hợp Dùng máy khuấy từ khuấy hỗn hợp 30 phút nhiệt độ phòng Lấy polyme rửa nước cất sau sấy khơ ta PHA Tiếp theo, lấy 10g PHA khô cho vào cốc chứa 150ml nước cất điều chỉnh dung dịch có pH=14 50ml dung dịch NaOH 3,9M Sau tiếp tục khuấy phản ứng 24h nhiệt độ phòng Khi kết thúc phản ứng lấy polyme màu trắng rửa nước cất ngâm HCl 3N khoảng 10 phút lại rửa nước cất hết HCl tự Ta Na- PHA 26 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Xác định hàm lượng nhóm chức PHA (bao gồm nhóm cacboxyl (-COOH) nhóm hydroxamic) mẫu thực nghiệm 3.3 Các phương pháp phân tích đánh giá 3.3.1 Xác định khả hấp thụ nước hydrogel PAM Tất mẫu thử khả hấp thụ nước sấy khô chân không 60oC ngày Độ hấp thụ nước (W) xác định phương pháp trọng lượng Cân lượng xác định (khoảng g) PAM sấy khô cho vào túi chè ngâm vào nước cất nhiệt độ phòng Sau khoảng thời gian (khoảng 48 giờ) lấy túi mẫu khỏi nước cất để phút Xác định trọng lượng mẫu thu Độ hấp thụ nước tính theo cơng thức: W = m2 − m1 x100% m1 Trong đó: m1 m2 khối lượng chất trước sau hấp thụ nước 3.3.2 Xác định hàm lượng phần gel hydrogel PAM Sản phẩm sau phản ứng sấy tủ sấy chân không 60 oC đến khối lượng không đổi Cân lượng (khoảng 2g) xác tiến hành cho vào túi lọc, ngâm nước cất rửa lại nước cất sau nhiều lần để loại bỏ phần polyme khơng tạo lưới Sản phẩm lại túi sấy lại tủ sấy chân không đến khối lượng không đổi Cân lại để xác định khối lượng sản phẩm có tạo lưới Hàm lượng phần gel sản phẩm xác định theo công thức sau: Gel (%) = g2 x100% g1 Trong đó:g1và g2 khối lượng sản phẩm khơ trước sau khi rửa Xác định hàm lượng nhóm chức PHA Hàm lượng nhóm chức cacbonyl(-COOH) nhóm (-CONHOH) PHA xác định phương pháp chuẩn độ sau: - Hàm lượng -COOH –CONHOH: 27 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Cân xác mg PHA cho vào cốc đựng 50ml NaOH 0,25M khuấy 6h Khi phản ứng kết thúc tiến hành lọc, lượng NaOH dư dung dịch lọc chuẩn độ với 50ml HCl 0,25M Hàm lượng –COOH + -CONHOH tính tốn từ lượng NaOH phản ứng hết với PHA - COOH + -CONHOH = CNaOHVNaOH - CHClVHCl mo Với : AV (mmol/g) hàm lượng –COOH + -CONHOH; C HCl nồng độ dung dịch HCl 0,25M; VHCl (ml) dung dịch HCl 0,25M dùng ; C NaOH nồng độ dung dịch NaOH 0, 25M; VNaOH (ml) dung dịch NaOH 0,25M dư; m khối lượng PHA ban đầu (g) - Tính hàm lượng –COOH: Cân xác mg PHA khơ cho vào cốc chứa 50ml NaHCO 0,125M khuấy 12h Sau lấy hỗn hợp lọc rửa nước cất Phần dung dịch lọc axit hóa với 50ml HCl 0,125M, sau đun sơi đuổi hết CO2 chuẩn độ NaOH 0,125M Hàm lượng –COOH tính từ lượng NaHCO3 phản ứng với polyme - COOH = C NaHCOV - CHClVHCl + CNaOHVNaOH NaHCO3 mo Với AV(mmol/g) hàm lượng PHA; CHCl nồng độ dung dịch HCl 0,125M; VHCl (ml) dung dịch HCl 0,125M; CNaOH nồng độ dung dịch NaOH 0,125M; VNaOH (ml) dung dịch NaOH 0,125M chuẩn độ; m khối lượng PHA (g) Hàm lượng nhóm chức cacbonyl nhóm hydroxamic mẫu gel đo lập lại lần điều kiện thí nghiệm để xác định giá trị trung bình sai số 28 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Ảnh hưởng nồng độ chất tạo lưới đến trình tổng hợp hydrogel polyacrylamit Quá trình tổng hợp PAM tiến hành nhiệt độ 30oC, nồng độ monome 10% (theo khối lượng), hàm lượng chất khơi mào 0,5% (theo khối lượng) với tỷ lệ [(NH4)2S2O8]/[C6H8O6] = 5/1 29 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Hàm lượng chất tạo lưới MBA thay đổi từ 0,01; 0,03; 0,05; 0,08; 0,1; 0,3; 0,5; 1; 3; 5; 7% (theo khối lượng monome) Kết thực nghiệm tổng hợp biểu diễn bảng 4.1 Bảng 4.1: Ảnh hưởng hàm lượng chất tạo lưới tới hàm lượng phần gel độ hấp thụ nước hydrogel polyacrylamit Hàm lượng MBA (%) 0,01 0,03 0,05 0,08 0,1 0,3 Hàm lượng phần gel (%) 62 99 99 99 99 99 Khả hấp thụ nước (g/g) 225 400 330 270 90 21 Bảng 4.1 (tiếp) Hàm lượng MBA (%) 0,5 1,0 3,0 5,0 7,0 Hàm lượng phần gel (%) Khả hấp thụ nước (g/g) 99 8,2 99 7,7 99 5,8 99 4,7 99 4,2 Kết cho thấy tăng hàm lượng chất tạo lưới, hàm lượng phần gel sản phẩm tăng Điều chất tạo lưới khâu mạch polyme, hạn chế tạo thành homopolyme bị hoà tan tăng độ hấp thụ nước Với hàm lượng phần gel đạt 99%, chứng tỏ độ chuyển hố phản ứng gần hồn toàn Tuy nhiên, hàm lượng chất tạo lưới cao giá trị giới hạn, mật độ tạo lưới gel tăng, làm giảm trọng lượng phân tử trung bình mắt lưới, hạn chế thể tích tự để phân tử nước xâm nhập dẫn đến giảm độ hấp thụ nước Theo tài liệu tham khảo[12, 14, 17, 18], hydrogel dùng để biến tính tạo thành poly(hydroxamic axit) lại khơng cần độ hấp thụ nước cao, khả hấp thụ nước ≤6% phù hợp Điều giải thích độ hấp thụ nước hydrogel cao, hạt sản phẩm mềm dẫn đến khả gây tắc cột dùng để làm cột trao đổi ion Vì sở kết bảng 3.1, hàm lượng chất tạo lưới phù hợp 3-7% (theo khối lượng monome) Tuy nhiên mật độ tạo lưới ảnh hưởng trực tiếp đến q trình biến tính PAM thành PHA 30 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa 4.2 Ảnh hưởng hàm lượng chất tạo lưới đến hàm lượng nhóm chức poly(hydroxamic axit) Để nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng chất tạo lưới đến hàm lượng nhóm chức poly(hydroxamic axit) Q trình biến tính thực theo điều kiện sau: 10g PAM khô, 150ml nước + 50ml dung dịch NH2OH.HCl 3,3M với thời gian biến tính 30 phút nhiệt độ phòng Kết thực nghiệm trình bày bảng 4.2 Bảng 4.2: Ảnh hưởng hàm lượng chất tạo lưới đến hàm lượng nhóm chức poly(hydroxamic axit) Nồng độ chất -COOH - CONHOH - COOH - CONHOH tạo lưới(%) (mmol/g) (mmol/g) (mmol/g) 13,37 13,25 11,14 1,065 1,5 2,04 12,305 11,75 9,36 Kết bảng 3.2 cho thấy hàm lượng chất tạo lưới MBA có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng nhóm chức PHA Trong mạch PHA có tồn nhóm -COOH phần nhóm -CONH bị thủy phân q trình biến tính Khi hàm lượng chất tạo lưới MBA tăng hàm lượng (tính theo phần trăm mmol/g) tổng nhóm -COOH -CONHOH polyme giảm, hàm lượng nhóm -COOH tăng lên hàm lượng nhóm -CONHOH giảm Như vậy, tăng hàm lượng MBA, làm tăng số lượng lớn liên kết ngang polyme làm giảm số lượng nhóm amin tự có sẵn để chuyển thành nhóm hydroxamic Trên sở kết thu được, poly(hydroxamic axit) tổng hợp với hàm lượng chất tạo lưới 3% lựa chọn để nghiên cứu trình hấp thụ ion kim loại sau 4.3 Một số đặc trưng lý hóa monome sản phẩm 4.3.1 Phổ hồng ngoại acrylamit (AM) polyacrylamit (PAM) 31 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Phổ hồng ngoại monome AM PAM đưa hình 4.3 4.4 Hình 4.3: Phổ hồng ngoại acrylamit Phổ hồng ngoại acrylamit(AM) (hình 4.3.1a) pic đặc trưng AM: dải phổ hẹp có cường độ mạnh vị trí 3376 cm -1 đặc trưng cho liên kết NH2, pic 1675 cm-1 đặc trưng liên kết C=O amit, pic 1613cm -1 đặc trưng cho dao động hóa trị liên kết đơi C=C 32 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Hình 4.4: Phổ hồng ngoại hydrogel polyacrylamit (PAM) Trên phổ hồng ngoại hydrogel PAM(hình 4.3.1b) quan sát thấy pic đặc trưng PAM: pic 3369 cm -1với cường độ mạnh liên kết hóa trị nhóm NH2 bậc 1, pic 2926 cm-1 dao động hóa trị bất đối xứng liên kết CH nhóm CH2, pic đặc trưng vị trí 1661cm-1 nhóm C=O CONH2, pic 1617cm-1 đặc trưng cho dao động biến dạng NH2, pic 1453 cm-1làdao độngbiến dạng nhóm CH2, pic 1413cm-1 pic đặc trưng C-N, pic 1316cm-1 dao động biến dạng nhóm CH, pic 1207 cm -1 dao động lắc nhóm NH2,pic 813 dao động lắc N-H Phổ hồng ngoại PAM- PHA PAM- NaPHAđược đưa hình 33 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Hình 4.5: Phổ hồng ngoại PHA Hình 4.6: Phổ hồng ngoại PAM- NaPHA Bảng 4.3: Các pic tương ứng với nhóm chức đặc trưng PAM, PHA, NaPHA 34 SVTT: Nguyễn Thị Nga Lớp: ĐH Hóa Hữu Cơ Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Nhóm đặc trưng - NH C=O Khoa Cơng Nghệ Hóa Pic đặc trưng Pic đặc trưng PAM- PAM- PHA NaPHA (cm-1) (cm-1) 3427 3498 1714 1738 1660 (-COOH) (-COOH) (-CONH2) 1616 1624-1667 (-CONHOH) (-CONHONa ) Pic đặc trưng Pic đặc trưng theo lý thuyết PAM (cm-1) (cm-1) 3500, 3400 3369 1650 -CH2 mạch thẳng -CH2 mạch 2926-2853 2925 3925 2925 1485-1445 1452 2962 1441 3215-3520 3100-3530 vòng -OH 3400-3200 C-N 1410 M- O