Tổng hợp và đặc trưng tính chất của hybrid hydrotanxit graphen oxit mang ức chế ăn mòn hữu cơ (2018)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC  TRƯƠNG THỊ THÚY HẰNG TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA HYBRID HYDROTANXIT/GRAPHEN OXIT MANG ỨC CHẾ ĂN MỊN HỮU CƠ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Chun ngành: Hóa hữu Hà Nội – 2018 TRƯỜNG ĐHSP HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC  TRƯƠNG THỊ THÚY HẰNG TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA HYBRID HYDROTANXIT/GRAPHEN OXIT MANG ỨC CHẾ ĂN MỊN HỮU CƠ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Hóa hữu Người hướng dẫn khoa học PGS TS TÔ THỊ XUÂN HẰNG Hà Nội – 2018 LỜI CẢM ƠN Bản khóa luận hồn thành phòng nghiên cứu Sơn bảo vệ Viện Kỹ thuật Nhiệt Đới - Viện Hàn Lâm Khoa Học Công nghệ Việt Nam Em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Viện Kỹ thuật nhiệt đới tiếp nhận, cho phép em thực đề tài Viện Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Tô Thị Xuân Hằng tin tưởng giao đề tài nghiên cứu tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hồn thành khóa luận Em xin cảm ơn thầy cô giáo khoa Hóa học trường Đại học Sư Phạm Hà Nội trang bị cho em hệ thống kiến thức khoa học tạo điều kiện cho em tiếp cận với đề tài khoa học Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn chú, anh chị phòng Nghiên cứu Sơn bảo vệ - Viện Kỹ thuật Nhiệt Đới tận tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian em làm nghiên cứu khóa luận Em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè quan tâm giúp đỡ em hồn thành khóa luận Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng 05 năm 2018 Sinh viên Trương Thị Thúy Hằng LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu em, có hỗ trợ từ giáo viên hướng dẫn PGS TS Tô Thị Xuân Hằng Các nội dung nghiên cứu kết đề tài trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu trước Nếu phát có gian lận em xin hồn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng, kết khóa luận Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Trương Thị Thúy Hằng MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 ĂN MÒN KIM LOẠI VÀ BẢO VỆ KIM LOẠI 1.1.1 Ăn mòn kim loại 1.1.1.1 Khái niệm 1.1.1.2 Phân loại ăn mòn kim loại 1.1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới ăn mòn 1.1.2 Các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn kim loại 1.2 HYDROTANXIT (HT) 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Đặc điểm cấu trúc tính chất 1.2.2.1 Đặc điểm cấu trúc 1.2.2.2 Tính chất 1.2.3 Các phương pháp tổng hợp hydrotanxit 10 1.2.4 Ứng dụng hydrotanxit 11 1.3 GRAPHEN 11 1.3.1 Giới thiệu chung graphen 11 1.3.2 Một số tính chất graphen 13 1.3.2.1 Graphen vật liệu mỏng tất vật liệu 13 1.3.2.2 Độ bền học graphen 14 1.3.2.3 Độ cứng graphen 14 1.3.2.4 Độ mềm dẻo graphen 14 1.3.3.Ứng dụng graphen 15 1.4 GRAPHEN OXIT 15 1.4.1 Giới thiệu chung graphen oxit (GO) 15 1.4.2 Cấu trúc graphen oxit 16 1.4.3 Hoạt động nhóm chức graphen graphen oxit 17 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 THỰC NGHIỆM 18 2.1.1 Dụng cụ hóa chất 18 2.1.2 Tổng hợp hydrotanxit/graphen oxit chứa BTSA (HTGO/BTSA) 18 2.1.3 Xác định hàm lượng ức chế ăn mòn HT-GO/BTSA 19 2.1.4 Khả nhả ức chế ăn mòn môi trường xâm thực 19 2.1.5 Xác định hàm lượng kẽm môi trường etanol/nước (20/80) môi trường nước cất 19 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.2.1 Phương pháp phổ hồng ngoại 19 2.2.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 20 2.2.3 Phương pháp phổ tử ngoại khả kiến 21 2.2.4 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 22 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 TỔNG HỢP HYDROTANXIT/GRAPHEN OXIT MANG ỨC CHẾ ĂN MÒN 24 3.1.1 Phổ hồng ngoại 24 3.1.2 Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) 25 3.2 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG BTSA TRONG HT-GO/BTSA 26 3.3 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG NHẢ ỨC CHẾ CỦA HTGO/BTSA 27 3.3.1 Ảnh hưởng dung môi etanol/nước nước đến khả nhả ức chế ăn mòn 27 3.3.2 Ảnh hưởng dung môi dung dịch NaCl 0,5M đến khả nhả ức chế ăn mòn 30 3.3.3 Ảnh hưởng nồng độ NaCl tới khả nhả BTSA từ HTGO/BTSA 31 KẾT LUẬN 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAS Quang phổ hấp thụ nguyên tử BTSA 2-benzothiazolylthio-succinic acid CVD Phương pháp lắng đọng hóa học HT Hydrotanxit HT-GO/BTSA Hydrotanxit/graphen oxit mang ức chế ăn mòn 2-benzothiazolylthio-succinic acid HT-BTSA Hydrotanxit mang ức chế ăn benzothiazolylthio-succinic acid GO Graphen oxit IR Phổ hồng ngoại UV-Vis Phổ tử ngoại khả kiến XRD Nhiễu xạ tia X mòn 2- DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Các pig đặc trưng liên kết tương ứng 24 Bảng 3.2: Cường độ hấp thụ dung dịch 26 Bảng 3.3: Cường độ hấp thụ HT-GO/BTSA xác định từ phổ UV-Vis, nhả ức chế môi trường etanol/nước (20/80) nước thời gian ngâm khác 28 Bảng 3.4: Phân tích hàm lượng Zn HT-GO/BTSA dung môi etanol/nước (20/80) nước sau 72 ngâm 29 Bảng 3.5: Cường độ hấp thụ HT-GO/BTSA xác định từ phổ UV-Vis, nhả ức chế dung dịch NaCl 0,5M pha etanol/nước (20/80) nước thời gian ngâm khác 30 Bảng 3.6: Cường độ hấp thụ HT-GO/BTSA xác định từ phổ UV-Vis, nhả ức chế môi trường dung dịch NaCl nồng độ khác (0M, 0,1M, 0,5M) pha etanol/nước (20/80) thời gian ngâm khác 32 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Mơ hình cấu trúc dạng vật liệu hydrotanxit Hình 1.2: Cấu trúc HT – [CO3]2- Hình 1.3: Than chì tập hợp mặt phẳng graphen hình lục giác 12 Hình 1.4: Ba dạng thù hình cacbon fulleren, ống nano cacbon than chì (lần lượt từ trái qua phải) hình thành từ graphen 12 Hình 1.5: Cấu trúc graphen 13 Hình 1.6: Một số lĩnh vực ứng dụng graphen 15 Hình 1.7: Cấu trúc đề xuất GO nhà nghiên cứu khác 16 Hình 2.1: Mối quan hệ cường độ vạch phổ Aλ nồng độ chất Cx 23 Hình 3.1: Phổ hồng ngoại GO, HT-BTSA HT-GO/BTSA 24 Hình 3.2: Phổ nhiễu xạ tia X GO (a), HT-BTSA (b) HTGO/BTSA (c) 25 Hình 3.3: Đường chuẩn biểu diễn mối quan hệ nồng độ cường độ hấp thụ dung dịch 26 Hình 3.4: Phổ UV-Vis dung dịch pha loãng 10 lần mẫu HTGO/BTSA sau phản ứng với HNO3 1M 27 Hình 3.5: Sự giải phóng BTSA từ HT-GO/BTSA dung môi etanol/nước (20/80) nước theo thời gian 29 Hình 3.6: Sự giải phóng BTSA từ HT-GO/BTSA vào mơi trường xâm thực NaCl 0,5M dung môi etanol/nước (20/80) nước cất theo thời gian ngâm 31 Hình 3.7: Sự giải phóng BTSA từ HT-GO/BTSA vào dung dịch NaCl nồng độ khác nhau: 0M, 0,1M, 0,5M theo thời gian ngâm 33 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 2.1: Mối quan hệ cường độ vạch phổ Aλ nồng độ chất Cx Phương trình sở phép đo định lượng nguyên tố theo phổ hấp thụ nguyên tử: Aλ = a.C.b Trong đó: a = K.Ka: số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất điều kiện thực nghiệm để hóa nguyên tử hóa mẫu C nồng độ chất phân tích b = (vùng tuyến tính AB); b < (vùng khơng tuyến tính BC) Các mẫu đo máy quang phổ AAS 630 Shimadzu - Nhật Bản, Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam 23 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 TỔNG HỢP HYDROTANXIT/GRAPHEN OXIT MANG ỨC CHẾ ĂN MÒN 3.1.1 Phổ hồng ngoại Phổ hồng ngoại GO, HT-BTSA HT-GO/BTSA trình bày hình 3.1 1406 4000 615 430 618 427 1575 HT-BTSA LDH-BTSA HT-GO/BTSA LDH/GO-BTSA 1618 1577 Truyền qua Transmitance 1717 1621 GO 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 -1 Wavenumber Số sóng (cm-1)/ cm Hình 3.1: Phổ hồng ngoại GO, HT-BTSA HT-GO/BTSA Các pic đặc trưng cho GO, HT-BTSA, HT-GO/BTSA trình bày bảng 3.1 Bảng 3.1: Các pig đặc trưng liên kết tương ứng GO (cm-1) HT-BTSA (cm-1) HT-GO/BTSA (cm-1) Liên kết 430 427 Zn-O 615 618 Al-O 1406 C-O 1575 1621 1717 1577 COO- 1618 C=C C=O Từ hình 3.1 bảng 3.1 ta thấy GO thể pic đặc trưng tương ứng nhóm C - O C = O 1406 cm-1 1717 cm-1 Pic 1621 cm-1 dao động C = C Với phổ hồng ngoại HT-BTSA ta quan sát thấy pic đặc trưng tương ứng ứng Zn-O Al-O 430 cm-1 615 cm-1 Pic 1575 24 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp cm-1 dao động nhóm COO- Điều chứng tỏ có diện BTSA dạng carboxylate HT-BTSA Phổ hồng ngoại HT-GO/BTSA thể pic đặc trưng HTBTSA 427 cm-1, 618 cm-1 1577 cm-1 Pic đặc trưng GO quan sát thấy 1618 cm-1 Những kết chứng tỏ GO BTSA có mặt cấu trúc HT BTSA dạng carboxylate 3.1.2 Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) Phổ nhiễu xạ tia X sử dụng để xác định khoảng cách lớp hydrotanxit Phổ nhiễu xạ tia X GO, HT-BTSA HT-GO/BTSA trình bày hình 3.2 0.79 nm (a) 1.65 nm (b) Relative Intensity 0.82 nm 1.66 nm 0.81 nm (c) 10 20 30 40 50 60 70 2θ(degrees) (độ) 2θ Hình 3.2: Phổ nhiễu xạ tia X GO (a), HT-BTSA (b) HT-GO/BTSA (c) Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) GO, HT-BTSA HT-GO/BTSA thể hình 3.2 Đối với GO ta quan sát thấy pic mạnh 11.2o tương ứng với khoảng cách lớp 0,79 nm Điều chứng tỏ q trình oxi hóa hồn tồn than chì thành GO Phổ XRD HT-BTSA cho thấy pic điển hình cấu trúc HT phản xạ (003) tương ứng với khoảng cách 0,82 nm 1,65 nm cao so với HT Các giá trị khoảng cách d tăng xen kẽ BTSA cấu trúc hydrotanxit Đối với HTGO/BTSA, ta quan sát thấy pic tương tự HT-BTSA phản xạ (003) tương ứng với khoảng cách 0,81 nm 1,66 nm gần với HT-BTSA Sự phản xạ tương ứng với khoảng cách 0,81 nm trùng với pic đặc trưng 25 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp GO Các kết phân tích phổ nhiễu xạ ta X phù hợp với kết phân tích hồng ngoại 3.2 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG BTSA TRONG HT-GO/BTSA Hàm lượng BTSA HT-GO/BTSA xác định phương pháp UV-Vis Trước hết, đường chuẩn biểu diễn phụ thuộc nồng độ BTSA cường độ hấp thụ xác định từ phổ UV-Vis dung dịch chứa BTSA nồng độ khác Cường độ hấp thụ dung dịch xác định từ phổ UV-Vis trình bày bảng 3.2 Bảng 3.2: Cường độ hấp thụ dung dịch STT Nồng độ dung dịch (10-4 mol/l) Cường độ hấp thụ 0 0,356 0,372 0,667 0,684 0,889 0,947 1,112 1,171 Từ số liệu xác định đường chuẩn biểu diễn mối quan hệ nồng độ cường độ hấp thụ dung dịch Đường chuẩn xác định từ số liệu thực nghiệm trình bày hình 3.3 1.2 y= Nồng độ (10-4M) 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Cường độ hấp thụ Hình 3.3: Đường chuẩn biểu diễn mối quan hệ nồng độ cường độ hấp thụ dung dịch 26 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Phổ UV-Vis dung dịch pha loãng 10 lần mẫu chứa 0,025 gam HT-GO/BTSA phản ứng với dung dịch HNO3 1M trình bày hình 3.4 Tỷ lệ BTSA giải phóng vào dung dịch (%) 0.8 0.6 283 290 0.4 300 0.2 260 280 300 320 340 Bước sóng (nm) Hình 3.4: Phổ UV-Vis dung dịch pha lỗng 10 lần mẫu HTGO/BTSA sau phản ứng với HNO3 1M Từ liệu ta xác định nồng độ hấp thụ A = 0,372, từ đường chuẩn ta xác định nồng độ C = 0,348.10-4M Khối lượng BTSA 0,025 gam HT-GO/BTSA 4,929.10-3 gam, tương ứng với 19,7 % Hàm lượng BTSA HT-GO/BTSA xác định 19,7 % Các kết phân tích khẳng định có mặt BTSA cấu trúc HT-GO/BTSA có hàm lượng BTSA 19,7 % 3.3 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG NHẢ ỨC CHẾ CỦA HT-GO/BTSA 3.3.1 Ảnh hưởng dung môi etanol/nước nước đến khả nhả ức chế ăn mòn Khả nhả BTSA HT-GO/BTSA môi trường: hỗn hợp etanol/nước (20/80) nước xác định phương pháp UV-Vis Bảng 3.3 hình 3.5 trình bày tỉ lệ phần trăm BTSA giải phóng vào dung mơi etanol/nước (20/80) nước thời gian ngâm khác 27 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.3: Cường độ hấp thụ HT-GO/BTSA xác định từ phổ UV-Vis, nhả ức chế môi trường etanol/nước (20/80) nước thời gian ngâm khác Thời gian Nước Etanol/nước (20/80) Cường độ hấp Tỉ lệ nhả Cường độ hấp Tỉ lệ nhả thụ (%) thụ (%) 0,08 0,097 2,598 0,086 2,316 0,5 0,140 3,763 0,107 2,869 0,166 4,467 0,145 3,882 0,198 5,341 0,209 5,609 0,199 5,349 0,214 5,754 0,201 5,399 0,228 6,133 0,231 6,212 0,252 6,763 0,236 6,339 0,257 6,911 0,230 6,181 0,261 6,995 0,220 5,927 0,286 7,691 24 0,230 6,189 0,307 8,231 30 0,215 5,779 0,308 8,256 48 0,235 6,324 0,313 8,400 54 0,232 6,257 0,333 8,941 72 0,237 6,383 0,400 10,737 (giờ) 28 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Tỷ lệ BTSA giải phóng vào dung dịch (%) 20 etanol/nuoc nuoc 15 10 0 10 20 30 40 Thời gian (h) 50 60 70 80 Hình 3.5: Sự giải phóng BTSA từ HT-GO/BTSA dung môi etanol/nước (20/80) nước theo thời gian Nồng độ Zn HT-GO/BTSA etanol/nước (20/80) nước sau 72 ngâm xác định phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) Bảng 3.4: Phân tích hàm lượng Zn HT-GO/BTSA dung môi etanol/nước (20/80) nước sau 72 ngâm Dung dịch mẫu Hàm lượng lượng Zn (ppm) Etanol/nước 19,17 Nước 30,08 Từ bảng 3.3 quan sát hình 3.5 ta thấy, ngâm HT-GO/BTSA etanol/nước (20/80) nước BTSA giải phóng nhanh khoảng thời gian từ lúc bắt đầu ngâm đến đầu tiên, sau tốc độ giải phóng giảm Trong dung mơi nước, BTSA giải phóng cao dung môi etanol/nước (20/80) Từ bảng 3.4 ta thấy, hàm lượng Zn cấu trúc HT-GO/BTSA dung môi nước 30,08 ppm lớn so với etanol/nước (20/80) 19,17 ppm Điều chứng tỏ HT-GO/BTSA bị tan phần tan nước tốt so với etanol/nước (20/80) hydrotanxit tan cấu trúc HT-GO/BTSA bị phá vỡ nên BTSA giải phóng với phần trăm nhỏ 29 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hàm lượng BTSA giải phóng từ HT-GO/BTSA sau 72 ngâm hỗn hợp etanol/nước (20/80) 6,4 %, nước cất 10,7 % 3.3.2 Ảnh hưởng dung môi dung dịch NaCl 0,5M đến khả nhả ức chế ăn mòn Khả nhả ức chế HT-GO/BTSA dung dịch NaCl 0,5M pha etanol/nước (20/80) nước xác định phương pháp UV-Vis Bảng 3.5 hình 3.6 trình bày tỉ lệ phần trăm BTSA giải phóng vào dung dịch NaCl 0,5M pha etanol/nước (20/80) pha nước thời gian ngâm khác Bảng 3.5: Cường độ hấp thụ HT-GO/BTSA xác định từ phổ UV-Vis, nhả ức chế dung dịch NaCl 0,5M pha etanol/nước (20/80) nước thời gian ngâm khác NaCl 0,5M nước Thời NaCl 0,5M etanol/nước gian Cường độ hấp Tỉ lệ nhả Cường độ hấp Tỉ lệ nhả (giờ) thụ (%) thụ (%) 0,08 0,588 16,104 0,421 11,304 0.5 0,985 26,967 0,745 20,013 1,188 32,520 0,944 25,363 1,325 36,274 1,112 29,882 1,409 38,588 1,223 32,870 1,493 40,894 1,384 37,194 1,551 42,481 1,401 37,663 1,639 44,876 1,445 38,833 1,647 45,117 1,499 40,287 1,690 46,281 1,576 42,357 24 1,886 51,658 1,796 48,256 30 1,960 53,679 1,839 49,418 48 2,024 55,434 1,902 51,109 54 2,089 57,220 1,974 53,043 72 2,229 61,031 1,986 53,372 30 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Tỷ lệ BTSA giải phóng vào dung dịch (%) 100 NaCl 0,5M etanol/nuoc NaCl 0.5M nuoc 80 60 40 20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Thời gian (h) Hình 3.6: Sự giải phóng BTSA từ HT-GO/BTSA vào mơi trường xâm thực NaCl 0,5M dung môi etanol/nước (20/80) nước cất theo thời gian ngâm Từ bảng 3.5 quan sát đồ thị hình 3.6 ta thấy, hai môi trường NaCl 0,5M pha etanol/nước nước lượng BTSA giải phóng từ HT-GO/BTSA nhanh khoảng thời gian lúc ngâm đến đầu tiên, sau tốc độ giải phóng BTSA giữ ổn định, tỉ lệ phần trăm giải phóng BTSA vào mơi trường xâm thực NaCl 0,5M pha etanol/nước (20/80) cao dung dịch NaCl 0,5M pha nước Hàm lượng BTSA giải phóng sau 72 ngâm dung dịch NaCl 0,5M pha etanol/nước (20/80) 61,0 % dung dịch NaCl 0,5M pha nước 53,4 % Trong môi trường xâm thực NaCl có hàm lượng BTSA giải phóng lớn nhiều so với hàm lượng BTSA giải phóng dung dịch khơng có NaCl Điều giải thích trao đổi anion ức chế BTSA Cl- nhả ức chế ăn mòn tốt mơi trường etanol/nước (20/80) giải thích BTSA tan dễ môi trường etanol/nước 3.3.3 Ảnh hưởng nồng độ NaCl tới khả nhả BTSA từ HTGO/BTSA Khả nhả ức chế HT-GO/BTSA môi trường xâm thực NaCl pha etanol/nước (20/80) nồng độ khác (0M, 0,1M, 0,5M) theo thời gian xác định phương pháp UV-Vis Bảng 3.6 31 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp hình 3.7 trình bày tỉ lệ phần trăm BTSA giải phóng từ HT-GO/BTSA vào dung dịch NaCl pha etanol/nước (20/80) nồng độ khác theo thời gian ngâm Bảng 3.6: Cường độ hấp thụ HT-GO/BTSA xác định từ phổ UV-Vis, nhả ức chế môi trường dung dịch NaCl nồng độ khác (0M, 0,1M, 0,5M) pha etanol/nước (20/80) thời gian ngâm khác Thời gian NaCl 0M NaCl 0,1M NaCl 0,5M Cường độ Tỉ lệ nhả Cường độ Tỉ lệ nhả Cường độ Tỉ lệ nhả (giờ) hấp thụ (%) hấp thụ (%) hấp thụ (%) 0,08 0,097 2,598 0,200 5,377 0,588 16,104 0,5 0,140 3,763 0,383 10,302 0,985 26,967 0,166 4,467 0,404 10,875 1,188 32,520 0,198 5,341 0,438 11,790 1,325 36,274 0,199 5,349 0,493 13,269 1,409 38,588 0,201 5,399 0,519 13,956 1,493 40,894 0,231 6,212 0,522 14,050 1,551 42,481 0,236 6,339 0,534 14,361 1,639 44,876 0,230 6,181 0,534 14,363 1,647 45,117 0,220 5,927 0,556 14,974 1,690 46,281 24 0,230 6,189 0,601 16,175 1,886 51,658 30 0,215 5,779 0,619 16,650 1,960 53,679 48 0,235 6,324 0,664 17,866 2,024 55,434 54 0,232 6,257 0,711 19,141 2,089 57,220 72 0,237 6,383 0,717 19,302 2,229 61,031 32 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Tỷ lệ BTSA giải phóng vào dung dịch (%) 100 y = m1 y=m NaCl 0M NaCl 0,1M 80 m1 m2m1 NaCl 0,5M m3m2 0.0 Chisqm3 60 Chisq R R 40 m1 m2 m3 20 Chis 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Thời gian (h) Hình 3.7: Sự giải phóng BTSA từ HT-GO/BTSA vào dung dịch NaCl nồng độ khác nhau: 0M, 0,1M, 0,5M theo thời gian ngâm Quan sát bảng 3.6 hình 3.7 ta thấy, ngâm HT-GO/BTSA dung dịch NaCl pha etanol/nước (20/80) nồng độ khác hàm lượng BTSA giải phóng từ HT-GO/BTSA nhanh khoảng từ lúc bắt đầu ngâm đến đầu tiên, sau tốc độ giải phóng BTSA ổn định Từ đồ thị hình 3.7 ta thấy, tăng nồng độ NaCl lượng BTSA giải phóng vào dung dịch tăng trao đổi anion Cl- BTSA Hàm lượng BTSA giải phóng sau 72 ngâm dung dịch NaCl 0M 6,4 %, dung dịch NaCl 0,1M 19,3 %, dung dịch NaCl 0,5M 61 % Điều chứng tỏ nồng độ anion Cl- tăng khả nhả BTSA tăng Từ kết ta thấy lượng BTSA giải phóng cao có mặt ion Cl- giải thích dựa vào tham gia anion Cl- vào phản ứng trao đổi anion với anion carboxylate BTSA chèn vào hydrotanxit Điều mở nhiều triển vọng ứng dụng HT-GO/BTSA lớp phủ bảo vệ 33 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN - Đã nghiên cứu tổng hợp hydrotanxit/graphen oxit mang ức chế ăn mòn hữu BTSA Kết phân tích phổ hồng ngoại, nhiễu xạ tia X cho thấy GO BTSA chèn vào hydrotanxit làm tăng khoảng cách lớp hydroxit Hàm lượng BTSA chèn vào hydrotalxit 19,7 % - Nghiên cứu khả nhả BTSA từ HT-GO/BTSA phương pháp phổ UV-Vis Sau 72 ngâm, hàm lượng BTSA giải phóng từ HTGO/BTSA hỗn hợp etanol/nước (20/80) 6,4 %, dung dịch NaCl 0,1M pha etanol/nước (20/80) 19,3 %, dung dịch NaCl 0,5M pha etanol/nước (20/80) 61 %, nước cất 10,7 % dung dịch NaCl 0,5M pha nước cất 53,4 % Kết cho thấy hàm lượng BTSA giải phóng cao có mặt ion Cl- có tham gia anion Cl- vào phản ứng trao đổi anion với anion cacboxylat BTSA chèn vào hydrotanxit Sự nhả ức chế ăn mòn tốt mơi trường etanol/nước (20/80) BTSA tan dễ môi trường etanol/nước - Hàm lượng BTSA giải phóng từ HT-GO/BTSA sau 72 ngâm nước cất lớn hỗn hợp etanol/nước (20/80) HT-GO/BTSA bị tan phần tan nước tốt so với etanol/nước (20/80), hydrotanxit tan cấu trúc HT-GO/BTSA bị phá vỡ nên BTSA giải phóng - Các kết nghiên cứu mở triển vọng ứng dụng HT-GO/BTSA làm phụ gia ức chế ăn mòn lớp phủ bảo vệ thân thiện môi trường 34 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Tư, Alain Galerie, (2002), Ăn mòn bảo vệ vật liệu, NXB Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Văn Tuế (1993), Giáo trình ăn mòn kim loại, NXB Đại học Tổng hợp Hà Nội Phan Thị Từ Ái (2000), Hoạt tính xúc tác hydrotalcite phản ứng chuyển nhượng hydro hợp chất cacbonyl alcol, Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Mỹ Hạnh (2002), Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất hóa lý vật liệu khống sét tổng hợp- Hydrotalcite Ứng dụng xử lý màu thuốc nhuộm, Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thị Chi, (2016), Nghiên cứu chế tạo vật liệu nanocomposit graphen oxit/ MnO2 ứng dụng để xử lý số kim loại nặng môi trường nước, luận văn thạc sĩ, 13-15 Trần Bội An, Phan Minh Vương, Phan Thanh Thảo, Nguyễn Thùy Dương, Trịnh Anh Trúc, Tô Thị Xuân Hằng, (2016), Nghiên cứu ảnh hưởng graphen oxit đến khả bảo vệ chống ăn mòn lớp phủ epoxy, Tạp chí Hóa học, ISSN:0866-7144, tập 54, số 6E1, tr 119 Tô Thị Xuân Hằng, Nguyễn Thùy Dương, Trịnh Anh Trúc, (2010), Tổng hợp phụ gia dự trữ ức chế ăn sở hydroxit lớp kép, Hội nghị Khoa học kỷ niệm 35 năm Viện khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội Nguyễn Hữu Đĩnh,Trần thị Đà,(1999), Ứng dụng số phương pháp Phổ nghien cứu cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ, NXB Giáo Dục Lê Thị Bích Liên, Chất bán dẫn Graphen, khóa luận tốt nghiệp, tr 30-34 10 Nguyen Thuy Duong, Tran Boi An, Phan Thanh Thao, Nguyen Anh Son, Vu Ke Oanh, Trinh Anh Truc, To Thi Xuan Hang, (2017), Corrosion inhibiton of carbon steel by LDH/GO hybrid intercalated with 2benzothiazolylthio-succinic acid, Vietnam Journal of Science and Technology 55 (5B), 119-125 11 Márcio José dos Reis Fabiano Silvério, Jalro Tronto, João Barros Valim (2004), effect of pH, temperature, and ionic strength on adsorption of sodium đoeccylbenzensulfonate into Mg-Al-CO3 layerd double hydroxides, Joumal of physics and Chemistry of Solids, 65,487-492 35 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 12 Ulibari M.A., I.Pavovic, C Barriga, M.C hermosion, J Cornejo (2001), Adsorpotion of anionic species on hydrotalcite like compound: effect of interlayer anion and crystallinity, M.A Ulibari et al./Applied Clay Science 18, 17-27 13 Ulibari M.A., I.Pavovic, C Barriga, M.C hermosion, J Cornejo (1995), Hydrotalcite like compounds as potential sorbents of phenols from water, Applied Clay Science 10, 131-145 14 Ulibari M.A., I.Pavovic, C Barriga, M.C hermosion, J Cornejo (1996), Hydrotalcite as sorbents for trinitrophenol sorption capaclty and mechanism, Wat Res Vol 30, No 1, pp171-177, Elesevier Scinece Ltd Printed in Great Britain 15 C.N.R Rao, et al, (2009), Graphene, the new nanocarbon, Journal of Materials Chemistry, 19, 17, 2457-2469 16 A K Geim & K S Novoselov, (2007), The rise of graphene, Nature Materials, 6, 183-191 17 Kevin Babb & Petar Petrov - Physics 141A - Spring 2013 18 D Li, et al, (2008),Processable aqueous dispersions of graphene nanosheets, Nature Nanotechnology, 3, 2, 101-105 19 Daniel R Dreyer, Sungjin Park, Christopher W Bielawski and Rodney S.Ruoff, (2010), The chemistry of graphene oxide, Chem Soc Rev, 39, 228-240 20 Ayrat M, Dimiev, Lawrence B Alemany, and James M Tour, (2013), Graphene Oxide Origin of Acidity, Its Instability in Water, and a New Dynamic Structural Model, ACS Nano, 7(1), 576-588 21 P R Somani, S P Somani, and M Umeno, (2006), Planer nanographenes from camphor by CVD, Chemical Physics Letters, 430, 56 22 C.D Zangmeister, (2010), Preparation and evaluation of graphite oxide reduced at 220 °C, Chemistry of Materials, 22, 19, 5625-5629 23 X Li, et al, (2008), Highly conducting graphene sheets and LangmuirBlodgett films, Nature Nanotechnology, 3, 9, 538-542 24 Danil W Boukhvalov, (2014), Oxidation of a Graphite Surface: The Role of Water, J Phys Chem.C, 118 (47), 27594-27598 36 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 25 Zheng Li, Zheng Liu, Haiyan Sun, and Chao Gao, (2015), Superstructured Assembly of Nanocarbons: Fullerenes, Nanotubes, and Graphene, Chemical Reviews, 115, 7046-71172 26 Guixia Zhao, Jiaxing Li, Xuemei Ren, Changlun Chen, and Xiangke Wang, (2011), Few-Layered Graphene Oxide Nanosheets As Superior Sorbentsfor Heavy Metal Ion Pollution Management, Environ Sci Technol, 45, 10454-10462 27 Jin-Gang Yu, Lin-Yan Yu, Hua Yang, Qi Liu, Xiao-Hong Chen, Xin-Yu Jiang, Xiao-Qing Chen, Fei-Peng Jiao, (2015), Graphene nanosheets as novel adsorbents in adsorption, preconcentration and removal of gases, organic compounds and metal ions, Science of the Total Environment, 502, 70-79 28 Wang, H Sun, HM Ang, MO Tadé, (2013), Adsorptive remediation of environmental pollutants using novel graphene-based nanomaterials, Chemical Engineering Journal, 226, 336-347 29 A L PATTERSON, (1939), The Scherrer formula for X-Ray particle size determination, Physical Revie, 56, 978- 982 37 ... dụng lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn kim loại nên em chọn đề tài: Tổng hợp đặc trưng tính chất hybrid hydrotanxit/ graphen oxit mang ức chế ăn mòn hữu cơ nhằm thay hợp chất cromat độc hại Mục đích... HỌC  TRƯƠNG THỊ THÚY HẰNG TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA HYBRID HYDROTANXIT/ GRAPHEN OXIT MANG ỨC CHẾ ĂN MÒN HỮU CƠ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Chun ngành: Hóa hữu Người hướng dẫn khoa học PGS... học HT Hydrotanxit HT-GO/BTSA Hydrotanxit/ graphen oxit mang ức chế ăn mòn 2-benzothiazolylthio-succinic acid HT-BTSA Hydrotanxit mang ức chế ăn benzothiazolylthio-succinic acid GO Graphen oxit