Nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc polyethersulfone (PES)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -o0o - Nguyễn Thị Minh Châu BIẾN TÍNH BỀ MẶT MÀNG LỌC POLYETHERSULFONE LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI – 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -o0o - Nguyễn Thị Minh Châu BIẾN TÍNH BỀ MẶT MÀNG LỌC POLYETHERSULFONE Chuyên ngành: Kỹ thuật Hoá Học Mã số: 60520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Thị Dung HÀ NỘI – 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài ―Biến tính bề mặt màng lọc Polyethersulfone (PES)‖ thân thực Các số liệu kết đề tài trung thực chưa cơng bố Nếu sai tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày… tháng… năm 2018 Tác giả luận văn LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trần Thị Dung – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội giao đề tài, trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Khoa Hóa Học, đặc biệt thầy cô môn Công nghệ hóa học, Khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên tận tình truyền đạt kiến thức đóng góp nhiều ý kiến quý báu suốt trình em học tập làm luận văn Em xin cảm ơn gia đình, bạn bè ln quan tâm giúp đỡ, động viên tạo điều kiện cho em suốt trình học tập nghiên cứu Em xin cảm ơn TS Ngô Hồng Ánh Thu tập thể anh chị em Phòng thí nghiệm nghiên cứu Màng lọc, Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội giúp đỡ động viên em suốt thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Học viên Nguyễn Thị Minh Châu MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I TỔNG QUAN .2 1.1 Màng lọc trình màng .2 1.2 Cơ chế tách qua màng 1.3 Các yếu tố ảnh hƣởng tới trình tách qua màng .6 1.4 Hiện tƣợng tắc màng 1.4.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới tắc màng .8 1.4.2 Các giải pháp nâng cao hiệu suất tách lọc cho màng 10 1.5 Biến tính bề mặt màng lọc .10 1.6 Biến tính bề mặt màng lọc phƣơng pháp trùng hợp ghép 12 1.6.1 Trùng hợp ghép quang hóa xạ tử ngoại 13 1.6.2 Trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử 16 1.7 Polyethersulfone màng lọc polyethersulfone (PES) 17 1.8 Ứng dụng màng lọc xử lý nƣớc thải trình chế biến sữa .18 1.9 Mục tiêu nội dung nghiên cứu luận văn .19 CHƢƠNG II THỰC NGHIỆM 20 2.1 Hóa chất thiết bị 20 2.1.1 Hóa chất, vật liệu 20 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 20 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 21 2.2.1 Biến tính bề mặt màng 21 2.2.2 Đánh giá đặc tính bề mặt màng 23 2.2.3 Đánh giá tính tách lọc màng 24 2.2.4 Khả lọc tách thu hồi protein dung dịch sữa loãng .26 CHƢƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 Trùng hợp ghép 1-vinyl-2-pyrolidinone (NVP) biến tính bề mặt màng PES 27 3.1.1 Trùng hợp ghép quang hóa NVP lên bề mặt màng PES 27 3.1.2 Trùng hợp ghép khơi mào oxi hóa-khử NVP lên bề mặt màng PES .34 3.2 Trùng hợp ghép poly(etylen glycol) metacrylat (PEGMA) 40 3.2.1 Trùng hợp ghép quang hóa PEGMA lên bề mặt màng PES 40 3.2.2 Trùng hợp ghép khơi mào oxi hóa khử PEGMA lên bề mặt màng PES 46 3.3 Khả lọc tách thu hồi protein dung dịch sữa loãng màng 53 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Độ thô nhám bề mặt màng PES trước sau trùng hợp ghép với NVP 28 Bảng 3.2 Mức độ trùng hợp ghép NVP lên bề mặt màng PES (UV) 30 Bảng 3.3 Tính tách lọc màng PES-g-NVP (UV) 31 Bảng 3.4 Độ giảm suất lọc theo thời gian màng PES-g-NVP (UV) 32 Bảng 3.5 Mức độ trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa –khử NVP lên bề mặt màng PES 35 Bảng 3.6 Tính lọc tách protein màng PES-g-NVP (redox) 36 Bảng 3.7 Độ giảm suất lọc theo thời gian màng PES-g-NVP (redox) 38 Bảng 3.8: Mức độ trùng hợp ghép quang hóa PEGMA lên bề mặt màng PES 42 Bảng 3.9 Tính tách lọc protein màng PES-g-PEGMA (UV) 43 Bảng 3.10 Độ giảm suất lọc theo thời gian màng PES-g-PEGMA (UV) 44 Bảng 3.11 Mức độ trùng hợp ghép PEGMA (redox) lên bề mặt màng PES (hệ khơi mào K2S2O8/Na2S2O5) 48 Bảng 3.12 Tính tách lọc màng PES-g-PEGMA (redox) 50 Bảng 3.13 Độ giảm suất lọc theo thời gian màng PES-g-PEGMA (redox) 51 Bảng 3.14: Kết lọc tách thu hồi protein dung dịch sữa loãng màng 54 Bảng 3.15 Độ giảm suất lọc theo thời gian màng lọc dung dịch sữa loãng 55 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc loại màng lọc khác Hình 1.2 Giới hạn tách trình màng Hình 2.1 Hệ thiết bị thí nghiệm trùng hợp ghép quang hóa dùng tia UV 22 Hình 2.2 Cell teflon dùng cho thí nghiệm trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử 22 Hình 2.3 Sơ đồ hệ thiết bị lọc màng phòng thí nghiệm 25 Hình 3.1 Ảnh chụp SEM màng màng trùng hợp ghép NVP 27 Hình 3.2 Ảnh chụp AFM bề mặt màng màng trùng hợp ghép NVP 28 Hình 3.3 Phổ hồng ngoại phản xạ (a) màng (b) màng trùng hợp ghép với NVP 29 Hình 3.4 Mức độ trùng hợp ghép quang hóa NVP lên bề mặt màng PES 30 Hình 3.5 Độ lưu giữ suất lọc màng PES-g-NVP (UV) 32 Hình 3.6 Độ trì suất lọc màng PEG-g-NVP (UV) 33 Hình 3.7 So sánh lượng protein hấp phụ màng PES màng PES-g-NVP (UV) 34 Hình 3.8 Mức độ trùng hợp ghép khơi mào oxi hóa-khử NVP lên bề mặt màng PES 35 Hình 3.9 Tính lọc tách protein màng PES-g-NVP (redox) 37 Hình 3.10 So sánh tính lọc tách protein màng PES-g-NVP 39 Hình 3.12 Ảnh chụp SEM bề mặt màng PES màng PES-g-PEGMA 40 Hình 3.13 Phổ hồng ngoại phản xạ bề mặt màng PES màng PES-g-PEGMA 41 Hình 3.14 Mức độ trùng hợp ghép quang hóa PEGMA lên bề mặt màng PES 42 Hình 3.15 Tính tách lọc protein màng PES43 màng trùng hợp ghép PES-g-PEGMA (UV) 43 Hình 3.16 Mức độ trì suất lọc màng theo thời gian 45 Hình 3.17 Lượng protein hấp phụ màng PES màng PES-g-PEGMA (UV) 45 Hình 3.18 Ảnh chụp SEM bề mặt mặt cắt màng PES màng PES-g-PEGMA (redox) 46 Hình 3.19 Phổ hồng ngoại phản xạ bề mặt màng PES màng trùng hợp ghép khơi mào oxi hóa khử với PEGMA 47 Hình 3.20 Mức độ trùng hợp ghép PEGMA lên bề mặt màng PES (redox) 49 Hình 3.21 Tính tách lọc màng PES-g-PEGMA (redox) 51 Hình 3.22 Độ giảm suất lọc theo thời gian màng PES-g-PEGMA (redox) 52 Hình 3.23 Kết lọc tách thu hồi protein dung dịch sữa loãng màng 55 Hình 3.24 Độ giảm suất lọc màng với dung dịch sữa loãng Ba Vì 56 Hình 3.25 Độ giảm suất lọc màng với dung dịch sữa loãng Vinamilk 57 DANH MỤC VIẾT TẮT Tiếng Anh Tiếng Việt AA Acrylic acid Acid acrilic AFM Atomic force microscopy Kính hiển vi lực nguyên tử BSA Bovine serum albumin Protein huyết bò FM Maintained flux ratio Độ trì suất lọc theo thời gian FTIR-ATR Attenuated total reflectance-Fourier Phổ hồng ngoại phản xạ toàn transform infrared spectroscopy phần biến đổi GD Graft degree Mức độ trùng hợp ghép MA Maleic acid Acid maleic MBAA N,N-methylen bisacrylamid MF Microfiltration Vi lọc MWCO Molecular Weight Cut-of Giới hạn tách phân tử NF Nanofiltration Lọc nano NVP N-vinyl-2-pyrolidinone NVF N-vinylfonnamide PEG Poly( ethylene glycol) PEGMA Poly(ethylene glycol) methacrylate PES Polyethersulfone PVA Poly(vinyl ancol) Ra Average roughness Độ thô nhám trung bình Rms Root mean square Độ thơ nhám bình phương trung bình RO Reverse osmosis Thẩm thấu ngược Redox Reduction-Ocidation Hệ oxi hóa khử SEM Scanning electron microscopy Kính hiển vi điện tử quét TEM Transmission ecltron microscopy Kính hiển vi điện tử truyền qua UF Ultrafiltration Siêu lọc UV Ultra violet Bức xạ tử ngoại VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ VIỆT NAM Tạp chí Hóa học, T 55, số 5E1,2 - 2017 MỤC LỤC TABLE OF CONTENTS Trang Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất màng trao đổi anion sở biến tính poly(vinyl ancol) Study on synthesis and characterization of anion exchange membrane based on modified of poly(vinyl alcohol) Nguyễn Văn Thức, Nguyễn Thị Điệp, Nguyễn Thị Cẩm Hà Khảo sát hình thái tính chất hóa lý màng ngăn điện ly vi xốp PVDF-HFP Survey of morphology and physical chemical properties of PVDF-HFP microporous membrane as polymer electrolyte Võ Duy Thanh, Nguyễn Thiện Trung, Trần Văn Mẫn, Lê Mỹ Loan Phụng Nghiên cứu tạo màng zincat bề mặt hợp kim nhôm A6061 11 Study on fabrication of zincate coating on A6061 aluminum alloy Vũ Minh Thành Tổng hợp vật liệu Ta3N5 đánh giá hoạt tính quang xúc tác khử CO2 vùng ánh sáng khả kiến 17 Synthesis of Ta3N5 photoatalyst for reduction of CO2 under visible light Nguyễn Thị Phương Lệ Chi, Mai Hùng Thanh Tùng, Nguyễn Thị Diệu Cẩm, Trương Thanh Tâm, Trần Thị Thu Phương, Nguyễn Thị Minh Thư, Nguyễn Minh Phương, Nguyễn Văn Nội Nghiên cứu trình hấp phụ ion florua than hoạt tính tẩm lantan 22 Adsorption of fluoride onto lanthanum - impregnated activated carbon Phương Thảo, Công Tiến Dũng, Lê Viết Tuấn Quá trình đẳng nhiệt hấp phụ động học hấp phụ ion florua than hoạt tính tẩm hydrotalxit 28 Study on isotherm and kinetic models of fluoride adsorption by hydrotalcite - impregnated activated carbon Phương Thảo, Công Tiến Dũng, Ngô Hữu Chỉnh, Phạm Thị Phương Thảo Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc củ Co(II) - ức chấ 33 Synthesis, structural characterization of 4,4’-diacetylcurcumin and its complexes with Fe(III), Co(II) Phạm Thu Thùy, Phạm Chiến Thắng, Nguyễ ệu Thị Nguyệt Nghiên cứu phân bố dạng liên kết Zn, Cd, Pb Cu trầm tích thuộc lưu vực sơng Lơ-khu vực Thành phố Tuyên Quang 38 Study on chemical speciation of Zn, Cd, Pb and Cu in sediment collected in Lo river basinTuyen Quang City area Dương Thị Tú Anh, Tạ Thị Thảo Hấp phụ ion Mn(II) môi trường nước sử dụng vật liệu graphite hoạt hóa KOH 44 Adsorption of Mn(II) from aqueous solution by graphite modified KOH Hà Xuân Sơn, Đỗ Trà Hương, Trần Thị Như, Đặng Văn Thành 10 Ảnh hưởng chất điền đầy phốt phát nhôm chứa hạt nano Al2O3 đến khả bảo vệ chống ăn mòn mơi trường NaCl lớp phủ plasma Al2O3-TiO2 49 Effects of aluminum phosphate sealant containing Al2O3 nanoparticles on the corrosion protective resistance ability of the Al2O3-TiO2 plasma sprayed coating in NaCl media Phạm Thị Hà, Phạm Thị Lý, Nguyễn Văn Tuấn , Lê Thu Quý 11 Hấp phụ Cd(II) môi trường nước sử dụng vật liệu hấp phụ bã chè biến tính KOH 54 Adsorption of Cd(II) from aqueous solution using KOH-modified waste tea residue Đỗ Trà Hương, Nguyễn Quốc Dũng, Nguyễn Thị Kim Ngân, Nguyễn Thị Ánh Tuyết, Hà Xuân Linh 12 Nghiên 59 Study on adsorption of As(III) from aqueous solution by nanomaterial CeO2 Đào Hồng Đứ ễn Quang Bắc, Đỗ Quang Trung 13 Trùng hợp ghép quang hóa 1-vinyl-2-pyrolidinone biến tính bề mặt màng lọc polyetesulfon 64 Photochemical grafting polymerization of 1-vinyl-2-pyrolidinone to modify polyethersulfone membrane surface Nguyễn Thị Minh Châu, Ngô Hồng Ánh Thu, Trần Thị Dung 14 Tổng hợp, đặc trưng vật liệu MnO2/SBA-15 với nguồn silic từ tro trấu phương pháp kết tủa hoá học 69 Synthesis, characterization of MnO2/SBA-15 material with silica source from rice husk ash by chemical precipitation method Hoàng Văn Đức 15 Vật liệu xúc tác PtCu/VC cho phản ứng anot catot pin nhiên liệu 75 PtCu/VC catalysts for anode and cathode reactions in fuel cell Vũ Thị Hồng Phượng, Trần Văn Mẫn, Lê Mỹ Loan Phụng 16 Nghiên cứu xử lý bề mặt vật liệu nhôm hợp kim 6061 phương pháp oxi hóa điện ly plasma 80 Surface treatment of 6061 aluminum alloy by plasma electrolytic oxidation method Đỗ Chí Linh, Phạm Thi San, Nguyễn Ngọc Phong, Ngơ Thị Ánh Tuyết, Phạm Hồng Hạnh 17 Tổng hợp nanocompozit từ tính kháng khuẩn sắt từ/bạc chitosan sử dụng dung dịch tẩy gỉ nhà máy thép 85 Synthesis of magnetic antibacterial nanocomposite Fe3O4/Ag-chitosan using spent pickling liquors Vũ Xuân Minh, Lê Bảo Thoa, Lê Trọng Lư, Phạm Hồng Nam, Lê Thị Mai Hương, Hoàng Văn Hùng, Nguyễn Tuấn Dung 18 Nghiên cứu khả xử lý phẩm màu rhodamine B xúc tác TiO2/hydromagnesite 89 Removal treatment of Rhodamine B Dye aqueous solution over TiO2-/hydromagnesite catalysts Nguyễn Tố Uyên, Hán Thị Phương Nga, Nguyễn Tiến Thảo 19 Phân tích dạng tồn asen mẫu cá biển phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao ghép nối với detector khối phổ kế plasma cao tần cảm ứng (HPLC-ICP-MS) 94 Speciation analysis of arsenic compounds in sea food samples via high performance liquid chromatography in combination with inductively coupled plasma mass spectrometry (HPLCICP-MS) Nguyễn Mạnh Hà, Trần Quang Thành, Nguyễn Hà Trang, Phạm Tiến Đức, Tạ Thị Thảo, Từ Bình Minh, Lê Văn Chiền, Chu Đình Bính 20 Tổng hợp, cấ 99 Synthesis, structure and magnetic properties of NdFeO3 nanomaterial by coprecipitation method Phạ 21 Tính chất điện hóa vật liệu NaxNi1/3Mn1/3Co1/3O2 tổng hợp phương pháp sol-gel 105 Electrochemical properties of sol-gel NaxNi1/3Mn1/3Co1/3O2 as electrode material Nguyễn Văn Hoàng, Nguyễn Thụy Thúy Linh, Huỳnh Lê Thanh Nguyên, Lê Mỹ Loan Phụng, Trần Văn Mẫn 22 Nghiên cứu tổng hợp oxit nano ZnAl2O4 phương pháp đốt cháy dung dịch 110 Synthesis ZnAl2O4 nanoparticles by the solution combustion method Nguyễn Thị Thúy Hằng, Lê Hữu Thiềng, Nguyễn Thị Tố Loan 23 Nghiên cứu diễn biến điện hóa vật liệu NaHAp/thép khơng gỉ 316L dung dịch mô dịch thể người 114 Study on the electrochemical behavior of NaHAp/316L stainless steel materials in solution simulated body fluid Võ Thị Hạnh, Lê Thị Duyên, Phạm Thị Năm, Đinh Thị Mai Thanh 24 Nghiên cứu chế tạo TiO2 từ quặng ilmenite phương pháp amoni sunphat 119 Manufacturing TiO2 from ilmenite ore by the ammonium sulfate method Lê Thị Phương Thảo, Trần Văn Chinh, Nguyễn Thị Hoài Phương 25 Hấp phụ amoni quặng apatit Lào Cai hoạt hoá axit 124 Adsorption ammonium by using acid activated Lao Cai apatite ore Ngô Thị Mai Việt, Nguyễn Hữu Hiệp 26 Hấp phụ xanh metylen, metyl da cam phenol đỏ quặng apatit Lào Cai biến tính sắt từ oxit 129 Adsorption methylene blue, methyl orange and phenol red on Lao Cai apatite ore modified by magnetic particles Ngô Thị Mai Việt, Nguyễn Thị Hoa 27 Nghiên cứu quy trình xác định trimethoprim phương pháp von-ampe điện cực than gương Determination of Trimethoprim in drugs by Voltammetry using glassy carbon electrode Nguyễn Thị Kim Thường, Nguyễn Thị Điềm 135 28 Loại bỏ phẩm màu reactive blue 182 trình Fenton dị thể sử dụng tro tính 140 Removal of reactive blue 182 dye by a heterogeneous fenton-like process using modified fly ash Đỗ Minh Phúc, Bùi Khắc Lâm, Phạm Thị Huyền, Đào Sỹ Đức 29 Tổng hợp nghiên cứu hoạt tính xúc tác vật liệu MCM-41 sulfonic hóa phản ứng chuyển hóa fructozơ thành 5-hyderoxymethylfurfural 146 Synthesis and investigation of catalytic activity of MCM-41 sulfonated for conversion reaction of fructose to 5-hydroxymethylfurfural Nguyễn Thanh Bình, Phạm Xuân Thắng, Chu Ngọc Châu, Võ Thị Mỹ Nga 30 Tro bay xử lý dung dịch kiềm sử dụng kỹ thuật vi sóng ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion thủy ngân 152 Fly ash treated by alkaline solution by microwave techniques and its application in absorption of Hg(II) Nguyễn Thúy Chinh, Vũ Việt Thắng, Nguyễn Thị Tuyết, Nguyễn Xuân Thái, Thái Hoàng 31 Tổng hợp polyme ba thành phần P(MMA-co-EA-co-tBDMSMA) P(MMA-co-BA-cotBDMSMA) phương pháp trùng hợp RAFT định hướng ứng dụng cho sơn chống hà 159 Synthesis of P(MMA-co-EA-co-tBDMSMA) and P(MMA-co-BA-cotBDMSMA) terpolymers by RAFT polymerization for application in antifouling paints Nguyễn Minh Ngọc, Phạm Quang Trung, Lê Văn Dung, Nguyễn Thị Bích Việt 32 Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng cấu trúc vật liệu xúc tác quang N-ZnO/Fe-bentonit, ứng dụng để xử lý phẩm màu Rhodamin B môi trường nước 165 Synthesis and characterization of N-doped ZnO/Fe-bentonite photocatalysts for removal of Rhodamine B in water Nguyễn Minh Phương, Hà Minh Ngọc, Nguyễn Văn Nội, Bùi Tuấn Việt 33 Nghiên cứu quy trình công nghệ pilot tổng hợp muối natri-, kali- canxi gluconat phản ứng oxi hóa glucozơ xúc tác Au 171 Pilot process of synthesis of sodium-, potassium- and calcium-gluconate by glucozơ oxidation over gold catalyst Trần Thị Như Mai, Nguyễn Thị Minh Thư, Giang Thị Phương Ly 34 Nghiên cứu tổng hợp xúc tác axit rắn sở carbon sulfo hóa từ sinh khối, ứng dụng phản ứng este hóa axit lactic tạo thành etyl lactat 178 Study on the preparation of solid acid catalysts based on sulfonated carbon from biomass is applied in essterification for the lactic acid to ethyl lactate Nguyễn Mạnh Hà, Nguyễn Minh Đăng, Hoàng Trọng Hà, Nguyễn Đăng Quang, Vũ Thị Thu Hà 35 Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc phức chất Ni(II) với phối tử 4-ethylthiosemicacbazon chứa hợp phần pyren 184 Synthesis and structural characterization of Ni(II) complex with 4-ethylthiosemicarbazone ligand bearing pyrenyl core Nguyễn Minh Hải, Khuất Thị Thúy Hà 36 Tổng hợp sét hữu từ bentonit (Bình Thuận) với metyltriphenyl photphoni bromua 188 Synthesis organoclays from bentonite (Binh Thuan) with methyltriphenyl phosphonium bromide Phạm Thị Hà Thanh, Vũ Thị Hoàng Anh 37 Hấp phụ butyl axetat khơng khí cacbon hoạt tính zeolit (HY, MOR) 193 Adsorption of butyl acetate in the air over activated carbon and zeolites (HY, MOR) Nguyễn Thị Hương, Lại Thanh Bình, Đỗ Quang Trung, Lê Thanh Sơn, Trần Hồng Côn 38 Phương pháp tạo màng số tính chất màng bảo vệ kính quang học sở hợp chất siloxan 200 Film forming method and some properties of optical glass protective film based on siloxane compound Vũ Minh Thành, Lương Như Hải, Nguyễn Đại Hải, Lê Văn Thụ 39 Ảnh hưởng pH nước lên cấu trúc đơn lớp Langmuir axit arachidic quang phổ dao động tần số tổng 205 Effect of pH value of subphase water on the structure of arachidic acid Langmuir monolayer/water interfaces probed by sum-frequency vibrational spectroscopy Nguyễn Thị Huệ, Nguyễn Trọng Uyển, Nguyễn Anh Tuấn 40 Tổng hợp nghiên cứu khả hấp phụ - xúc tác hệ composit oxit sắt oxit graphen khử 209 Synthesis and investigation of adsorption-catalysis capacity of composites of iron oxide and reduced graphene oxide Nguyễn Thanh Bình, Vương Thị Thanh Hằng, Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh, Lê Thanh Sơn, Đinh Thị Thúy Hằng 41 Sự tạo thành phức kẽm porphyrin suy biến cấu trúc có mặt bazơ hữu cơ, sở chế tạo vật liệu cảm biến 214 The formation of zinc complex of deformed porphyrins in the presence of organic bases, new sensor material manufacturing facilities Đào Thế Nam,Vũ Minh Thành, Nguyễn Đại Hải, Lê Văn Thụ 42 Xác định đồng thời hợp chất nitro phương pháp von-ampe xung vi phân kết hợp với bình phương tối thiểu nghịch đảo 219 Simultaneous determination of nitro-containing compounds by differential pulse voltametrics combined with inverse least squares method Khuất Hồng Bình, Trần Văn Chung, Nguyễn Thu Hương, Đinh Thế Dũng, Tạ Thị Thảo 43 Nghiên cứu khả loại bỏ ion Mn(VII) khỏi dung dịch nước PANi/vỏ lạc 223 Removal of mangan(VII) ion from aqueous solution by polyaniline/peanut shell Bùi Minh Quý, Đinh Xuân Thành, Lại Kim Thúy, Vũ Quang Tùng 44 Nghiên cứu đặc tính điện hóa levofloxacin điện cực than gương xác định chúng mẫu thuốc phương pháp von-ampe xung vi phân 227 Electrochemical study of levofloxacin at glassy carbon electrode and its determination in drugs by differential pulse voltammetry Nguyễn Thị Kim Thường, Nguyễn Thị Cẩm Tiên 45 Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc phức chất ba nhân Mn2+ Pr3+ với phối tử 2,6pyriđinđicacbonyl-bis(N,N-đietylthioure) 232 Synthesis and structural investigation of mixed - metal complex of Mn2+ and Pr3+ with 2,6pyridine dicarbonyl bis(N,N-diethylthiourea) Nguyễn Thu Hà, Thiều Thị Thơm, Nguyễn Trần Tâm, Phạm Chiến Thắng, Nguyễn Hùng Huy 46 Nghiên cứu xác định hàm lượng auramine O mẫu thực phẩm phương pháp vonampe hòa tan hấp phụ xung vi phân 236 Determination of auramine O in food by differential pulse adsorptive stripping voltammetry Nguyễn Thị Kim Thường, Phạm Tuấn Anh 47 Xác định sildenafil dược phẩm phương pháp von-ampe hòa tan hấp phụ sóng vng 240 Determination of Sildenafil in drugs by Square–Wave Adsorptive Stripping Voltammetry Lê Thị Hương Giang, Nguyễn Thị Thư, Nguyễn Thị Kim Thường 48 Nghiên cứu khả xử lý nước thải sản xuất nước mắm bãi lọc ngầm trồng 245 Study on the treatment of wastewaterfrom fish sauce production by constructed wetlands Nguyễn Thị Kim Dung, Trần Thị Mai, Đặng Chinh Hải 49 Nghiên cứu tổng hợp hệ xúc tác hydrotalcit Ni-Mg-Al ứng dụng cho phản ứng este hóa chéo mỡ cá basa với metanol đánh giá thành phần chất omega 251 Study on the synthesis of catalyst hydrotalcite Ni-Mg-Al using for transesterification of basa fish oil with methanol and evaluation of omega compounds Giang Thị Phương Ly, Trần Thị Như Mai, Nguyễn Thị Minh Thư, Nguyễn Quang Huy 50 Tiềm sản xuất biogas từ vỏ lõi dứa 256 Potential biogas production from pineapple peel and pulp waste Phan Thị Tuyết Mai, Phạm Thị Hương, Bùi Thị Minh Thu, Ngô Mạnh Túc, Trịnh Lê Hùng 51 Tối ưu hóa q trình tổng hợp chất hoạt động bề mặt sở diethanolamide sử dụng phần mềm Modde 5.0 262 Optimization of the synthesis of surfactants based on diethanolamide using Modde 5.0 Bùi Duy Hùng, Vũ Thị Thu Hà, Phạm Thị Nam Bình 52 Phân tích hàm lượng số clophenol (CPS) mẫu sinh vật phương pháp GCECD 268 Determination of chlorophenols (CPs) in biological samples by capillary gas chromatography using electron-capture detector Nguyễn Lan Anh, Vũ Thị Hồng Ân, Đào Thị Thanh Huyền, Đặng Minh Hương Giang, Từ Bình Minh, Chu Đình Bính 53 Xác định nồng độ số tạp chất đồ uống có cồn phương pháp sắc ký khí sử dụng detector ion hóa lửa 274 Determination of some impurities in the alcoholic beverages by gas chromatography – flame ionization detector (GC-FID) Đào Thị Thanh Huyền, Nguyễn Lan Anh, Chu Thị Huệ, Chu Đình Bính, Từ Bình Minh 54 Sự phân bố rủi ro phơi nhiễm phthalate từ không khí nhà Hà Nội, Việt Nam Contribution and exposure risk of phthalates from indoor air in Hanoi, Vietnam Lê Thị Hạnh, Ngô Thị Tuyến Yến, Vũ Thị Dung, Trần Văn Bính, Lê Văn Chiều, Lê Trường Giang, Nguyễn Thị Xun, Từ Bình Minh, Trần Mạnh Trí 279 55 Hấp phụ phẩm đỏ RR 120 sử dụng vật liệu graphene bùn đỏ hoạt hóa HNO3 284 Adsoption reactive red 120 dyes from aqueous solution by the acid modified graphene and red mud modified with HNO3 Đỗ Trà Hương, Nguyễn Ngọc Mai, Hà Xuân Linh 56 Khả sử dụng nước thải axit mỏ than Na Dương làm chất keo tụ xử lý nước ô nhiễm môi trường 289 Ability of using Na Duong acid mine drainage to make a coagulant for wastewater treatment Công Tiến Dũng, Đỗ Quang Trung, Trần Thị Thiên Hương, Phương Thảo 57 Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phụ phẩm nông nghiệp ứng dụng xử lý nước thải sinh hoạt khu vực nông thôn đồng Bắc 294 Preparation of sustainable and cost-effective adsorbents from agricultural wastes for treatment of rural wastewater in the Red river delta Nguyễn Minh Phương, Đỗ Quang Trung, Hoàng Văn Thắng, Trần Thị Miền, Đặng Thị Hồng Hạnh 58 Đánh giá rủi ro sức khỏe phơi nhiễm PAHs không khí giao thơng địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh 300 Health risk assessment for residents exposed to polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs) in Hochiminh City Thái Văn Nam 59 Nghiên cứu khả tái sinh than OACNa sau trình trao đổi với ion N-NH4+ 306 Regeneration of ion exchange possibility of oxidized activated carbon for removal of ammonium Phạm Thị Hải Thịnh, Trần Hồng Côn, Phương Thảo ạp YFe1-xNixO3-δ tổng hợ 60 Thành phần pha, cấ 311 Phase composition, structure and magnetic properties of YFe1-xNixO3-δ nanomaterials synthesized by coprecipitation Châu Hồng Diễ 61 Tổng hợp copolyme maleic anhydrit-α-hexadecen làm chất phụ gia cải thiện tính chảy cho biodiesel 317 Synthesis maleic anhydride-α-hexadecene-copolymers utilizing for flow improvement of biodiesel Nguyễn Thị Hạnh, Phan Thị Tuyết Mai, Nguyễn Thị Sơn, Lưu Văn Bôi 62 Cycling behavior of Na0.44MnO2 in different sodium liquid electrolytes 322 Le My Loan Phung, Huynh Le Thanh Nguyen, Nguyen Van Hoang, Tran Van Man 63 Removal of methylene blue from aqueous solution by graphene aerogel 328 Tran Hoang Tu, Dang Hoang Lam, Nguyen Chi Thanh, Hoang Minh Nam, Nguyen Huu Hieu 64 The evaluation of reactive red 198 and yellow 145 dyesdegradation by electrochemical oxidation 335 Nguyen Thi Lan Phuong, Tran Dac Chi 65 Preparation of membrane electrode assembly MEA by decal transfer method for application 341 in a proton exchange membrane fuel cell Giang Hong Thai, Pham Thy San, Vu Dinh Lam, Do Chi Linh 66 Possibility for removal of lead ions in water by polyamide thin film composite membranes 346 Ngo Hong Anh Thu, Tran Thi Dung 67 Effect of MgO on characteristics and activity of NiO/ -Al2O3 catalyst in hydrogenation of CO2-rich gases to CH4 351 Luu Cam Loc, Nguyen Phung Anh, Pham Tuan Anh, Nguyen Thi Thuy Dung, Nguyen Truong Giang, Phan Quoc Dai, Nguyen Thi Thuy Van, Nguyen Tri 68 Photodegradation of cinamic acid solution on TiO2 catalyst modified by Fe 356 Ha Cam Anh, Luu Cam Loc, Nguyen Tri, Nguyen Thi Be Nam, Nguyen Phung Anh, Nguyen Thi Thuy Van, Hoang Tien Cuong 69 Hydro-isomerization of n-hexane on bi-functional catalyst: effect of total and hydrogen partial pressures 361 Dao Thi Kim Thoa, Luu Cam Loc 70 Methane synthesis from carbon dioxide using NiO/MSn catalysts: effects of the active metal loading and the reactant feed 367 Nguyen Phung Anh, Luu Cam Loc, Luu Thi Thu Ha, Le Minh Trung, Nguyen Tri, Nguyen Thi Thuy Van, Duong Huynh Thanh Linh, Hoang Tien Cuong 71 Synthesis, characterization of LaNi1-xCoxO3 perovskites oxides for catalyst in the co oxidation 372 Vu The Ninh, Luu Minh Dai 2+ 72 Characterization and Pb framework MIL-100(Fe) adsorption capacity by CuO-Fe2O3-MgO on metal-organic 377 Nguyen Thi Hoai Phuong 73 Waste water treatment of rare earth double sulfate precipitation in Dong Pao bastnasite ore processing 382 Nguyen Van Phu, Le Ba Thuan, Le Thi Mai Huong, Nguyen Phuong Thoa, Tran Hoang Mai, Luu Xuan Dinh 74 Evaluating toxicity characteristic of solid waste from rare earths ores Dong Pao process via standard leaching methods 386 Nguyen Van Phu, Le Ba Thuan, Le Thi Mai Huong, Do Quoc Hung, Luu Xuan Dinh 75 Chemical constituents from n-hexane extract of the bark of Platanus kerrii Gagnep 391 Dinh Ngoc Thuc, Le Nguyen Thanh 76 Influence of climate condition on anaerobic CO-digestion of mixed fecal sludge and organic waste 395 Hoang Le Phuong, Nguyen Thi Kim Thai 77 The removal of copper from water using rubber tree leaves as adsorbent 401 Tran Le Minh, Tran Thi Thu Thuy 78 Comparing of sulfated tin oxide and zirconia oxide catalyst activity for biodiesel synthesis Do Trung Hieu, Vo Thi My Nga, Nguyen Thanh Binh, Hoang Quoc Hoi, Le Thanh Son 406 79 Fabrication and characterization of biocompatible hydroxyapatite (HA) coating on titanium substrate by sol-gel method 410 Ngo Thi Anh Tuyet, Nguyen Ngoc Phong, Pham Thy San, Do Chi Linh 80 Preparation of RuO2 for oxygen evolution reaction in proton exchange membrane water electrolyzer by ADAM’ fusion method 415 Pham Hong Hanh, Nguyen Ngoc Phong Nguyen, Le Ba Thang, Do Chi Linh, Pham Thi San 81 Sulfated zirconia modified SBA-15 as solid acid catalyst for dehydration of fructose to levulinic acid 420 Pham Anh Son 82 The effect of sodium silicate and polyamine - sodium silicate system on the alkaline noncyanide zinc plating process 425 Truong Thi Nam, Le Ba Thang, Le Duc Bao, Nguyen Thi Thanh Huong, Nguyen Van Khuong, Nguyen Van Chien, Nguyen Thi Cam Ha 83 Synthesis of zinc oxide/graphene oxide nanocomposite material for antibacterial application 430 Nguyen Minh Dat, Pham Vu Duy Khang, Tran Bao Huy, Le Tien Phong, Luu Vu Son Duy, Nguyen Huu Hieu 84 Effect of sludge retention time on nutrient removal in a labscale SBR system treating domestic wastewater 436 Do Khac Uan, Tran Hung Thuan, Chu Xuan Quang 85 Extraction and color stability of anthocyanins from black bean (Vinga unguiculata (L.) wwalp ssp Cylindrica (L.)) and using as natural colorants in marshmallow processing 441 Dang Thi Ngoc Dung, Phan Thi Anh Dao 86 Synthesis of Zn-doped ferrite porous/hollow nanoparticles for magnetic hyperthermia treatment 446 Nguyen The Dung, Vu Van Thanh, Ta Thao Van 87 Leveler optimization for high-speed through silicon via filling 452 Hoang Van Ha, Kazuo Kondo 88 Adsorption characteristics of polycation onto nano silica synthesized from rice husk 457 Nguyen Van Thanh, Bui Thi Kieu Van, Pham Tien Duc 89 Contribution to study on click chemistry of some substituted 4-azido-2-methylquinoline derivatives 462 Le The Duan, Nguyen Dinh Thanh, Doan Thi Hien, Luu Son Quy 90 Synthesis of some substituted propargyl 6-amino-5-cyano-2-methyl-4-aryl-4H-pyran-3carboxylates Do Son Hai, Nguyen Dinh Thanh, Cao Thi Le, Vu Thi Tuyet Thuy, Do Tien Tung, Hoang Thi Kim Van, Nguyen Thi Minh Hai 468 TẠP CHÍ HĨA HỌC 55(5E1,2) 64-68 THÁNG 10 NĂM 2017 Trùng hợp ghép quang hóa 1-vinyl-2-pyrolidinon biến tính bề mặt màng lọc polyetesulfon Nguyễn Thị Minh Châu, Ngô Hồng Ánh Thu, Trần Thị Dung* Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Đến Tòa soạn 13-7-2017; Chấp nhận đăng 20-10-2017 Abstract Polyethersulfone (PES) membrane surface was modified by photochemical grafting polymerization of 1-vinyl-2pyrolidinone (NVP) The membrane surface characteristics were determined through the attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectra and scanning electron microscopy (SEM) The membrane separation performance was evaluated through membrane flux and rejection of protein in aqueous feed solution The experimental results indicated that the membrane surface functionality and morphology has been changed due to the NVP grafting The modified membranes show a better separation performance with a significant enhancement of flux at a great retention The antifouling property of the modified membranes is also improved compared to the unmodified one Keywords Polyethersulfone membrane, surface modification, graft polymerization GIỚI THIỆU ghép quang hóa dùng tia UV tiến hành theo nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào vật liệu nền, loại monome mục đích sử dụng vật liệu Quá trình thực sau: vật liệu ban đầu phủ chất nhạy sáng (nếu cần), sau ngâm vào dung dịch monome chiếu xạ UV, trình ngâm kết hợp đồng thời chiếu tia UV, chiếu xạ UV lên bề mặt vật liệu trước, sau ngâm vào dung dịch monome Dưới tác dụng tia UV, chất nhạy sáng bị kích thích, trạng thái kích thích, có khả tách proton bề mặt vật liệu nền, tạo thành gốc tự do, khơi mào cho q trình trùng hợp ghép Vật liệu có chứa nhóm chức carbonyl este khơng cần dùng chất khơi mào quang, đó, tác dụng tia UV, thân vật liệu tự tách proton nhóm nhạy sáng để tạo gốc tự do, khơi mào cho trình trùng hợp ghép Trùng hợp ghép quang hóa dùng tia UV kỹ thuật sử dụng nhiều để biến tính bề mặt màng PES [4] Tuy nhiên, xạ quang hóa gây tác động tổn hại đến bề mặt màng, đó, cần phải kiểm sốt thông số thời gian phơi chiếu lượng xạ Pieracci cộng [5] tiến hành trùng hợp ghép quang hóa N-vinyl-2-pyrrolidinone (NVP) biến tính bề mặt màng PES 10 kDa, kết cho thấy tính ưa nước màng nâng lên mức độ tắc màng giảm lọc tách protein (BSA), nhiên, suất lọc qua màng giảm so với màng Màng lọc vật liệu sử dụng trình tách lọc Đối với vật liệu màng lọc nói chung, bề mặt màng có vai trò quan trọng định tính lọc tách màng Mục đích việc biến tính bề mặt màng để thay đổi đặc tính bề mặt, nhằm nâng cao hiệu trình tách lọc Hầu hết loại màng lọc làm từ vật liệu polyme, đa phần vật liệu tương đối kỵ nước Tính kỵ nước làm tăng khả tắc nghẽn (fouling) trình lọc màng, đặc biệt với đối tượng tách hợp chất hữu Các cơng trình nghiên cứu màng với bề mặt ưa nước có khả chống tắc tốt [1-3] Do đó, việc nâng cao tính ưa nước cho bề mặt màng "chìa khóa vàng" để giải vấn đề tắc màng gây chất hữu cơ, vi sinh vật tiểu phân bám phủ lên bề mặt màng trình lọc tách Bản chất trình liên kết hydro tạo thành lớp nước siêu mỏng bề mặt màng, lớp nước có tác dụng ngăn cản giảm thiểu hấp phụ tiểu phân gây tắc lên bề mặt màng trình lọc, đồng thời làm tăng tính thấm cho màng Trong kỹ thuật biến tính bề mặt màng lọc, phương pháp trùng hợp ghép quang hóa dùng tia UV có số ưu điểm như: tốc độ phản ứng trùng hợp ghép nhanh, chi phí q trình thấp, thiết bị đơn giản, dễ triển khai thực tế Trùng hợp 64 Trần Thị Dung cộng TCHH, 55(5E1,2), 2017 ban đầu Ngoài NVP, nhiều loại monome ưa nước khác sử dụng để trùng hợp ghép quang hóa biến tính bề mặt màng PES, acid acrylic (AA), acid maleic (MA), poly(ethylen glycol) methacrylate (PEGMA), N-vinylfonnamide (NVF) Taniguchi Belfort [6] tiến hành trùng hợp ghép biến tính bề mặt màng PES sử dụng loại monome khác Kết nghiên cứu cho thấy tính ưa nước màng PES nâng lên sau trùng hợp ghép bề mặt, tính lọc tách màng thay đổi khác tùy thuộc loại monome sử dụng cho trình trùng hợp ghép Ulbricht cộng [7] biến tính bề mặt màng PES trùng hợp ghép quang hóa với PEGMA Kết nghiên cứu cho thấy màng sau biến tính bề mặt có độ lưu giữ cao khả chống tắc tốt so với màng ban đầu Tuy nhiên, suy giảm suất lọc xảy điều kiện tiến hành trùng hợp ghép khơng kiểm sốt tốt Susanto cộng [8] nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc PES fouling thấp phương pháp ghép quang dị thể đồng trùng hợp monome PEGMA monome khác, sử dụng monome tạo liên kết chéo (cross-linker) N,N’-methylen bisacrylamid (MBAA) Kết cho thấy màng sau biến tính bề mặt có khả chống tắc vượt trội so với màng Trong nghiên cứu này, tiến hành nghiên cứu biến tính bề mặt màng PES (0,2 m) trùng hợp ghép quang hóa với 1-vinyl2-pyrolidinone (NVP) Ảnh hưởng điều kiện biến tính bề mặt đến cấu trúc hình thái tính tách lọc màng khảo sát đánh giá, với đối tượng tách lọc protein dung dịch dung dịch NVP có nồng độ xác định, tiến hành trùng hợp ghép biến tính bề mặt màng xạ UV khoảng thời gian xác định Màng sau trùng hợp ghép bề mặt rửa nước deion sấy khơ 2.3 Đánh giá đặc tính bề mặt màng Đặc trưng hóa học bề mặt màng xác định phổ hồng ngoại phản xạ (FTIR-ATR, Affinity 1-S, Shimadzu), độ phân giải cm-1, góc quét phổ 45o Cấu trúc hình thái bề mặt màng PES trước sau trùng hợp ghép với NVP quan sát qua ảnh chụp hiển vi điện tử quét (SEM, Hitachi 4800S) hiển vi lực nguyên tử (AFM, PicoScan 2500, Aligent) Các giá trị độ thô nhám (Ra Rms) bề mặt màng sau trùng hợp ghép xác định so sánh với màng 2.4 Đánh giá tính lọc tách màng Độ lưu giữ (R) màng đánh giá qua khả lưu giữ protein (albumin) R= x 100, [%] Co C nồng độ protein dung dịch ban đầu dịch lọc (nồng độ protein xác định phương pháp đo độ hấp thụ quang phức protein thuốc thử biure bước sóng 540 nm) Năng suất lọc (J) xác định cách đo thể tích dịch lọc vận chuyển qua màng khoảng thời gian áp suất xác định J= , [L/m2.h] Để đánh giá thay đổi suất lọc màng trước sau biến tính bề mặt, để so sánh suất lọc màng biến tính bề mặt điều kiện khác nhau, độ tăng suất lọc trung bình xác định tỷ số J/J0, với J0 suất lọc trung bình màng ban đầu J suất lọc trung bình màng biến tính bề mặt Mức độ trì suất lọc theo thời gian biểu diễn qua giá trị Jm (%) Lượng protein bị hấp phụ lên màng trình lọc tách xác định dựa vào chênh lệch khối lượng màng khô trước sau lọc thể tích xác định dung dịch protein khoảng thời gian THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất, vật liệu Màng lọc polyethersulfone (PES) (0,2 m, Satorius) sử dụng làm màng cho trình trùng hợp ghép quang hóa 1-vinyl-2pyrolidinone (NVP) (99,9 %, Sigma-Aldrich) sử dụng làm monome cho trình trùng hợp ghép Các hóa chất khác gồm protein (99,0 %, Wako), thuốc thử biure, dung dịch đệm phosphat 2.2 Biến tính bề mặt màng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Bề mặt màng kích thích xạ UV (300 nm, 60 W) phút, sau đó, đưa màng vào 3.1 Phổ hồng ngoại phản xạ bề mặt màng 65 Trùng hợp ghép quang hóa 1-vinyl-2-pyrolidinone… TCHH, 55(5E1,2), 2017 Hình kết đo phổ hồng ngoại phản xạ bề mặt màng PES bề mặt màng trùng hợp ghép quang hóa với NVP Hình 2: Ảnh chụp SEM màng (trái) màng trùng hợp ghép NVP (phải) 3.3 Ảnh chụp AFM Hình 1: Phổ hồng ngoại phản xạ (a) màng (b) màng trùng hợp ghép với NVP Hình ảnh chụp hiển vi lực nguyên tử bề mặt màng trước sau trùng hợp ghép với NVP Kết xác định độ thô nhám bề mặt màng đưa bảng cho thấy bề mặt màng sau trùng hợp ghép trở nên trơn nhẵn với giá trị Ra Rms thấp so với màng Trên phổ hồng ngoại màng PES, quan sát thấy dải hấp thụ 1600-1400 cm-1 đặc trưng cho dao động liên kết (C=C) vòng thơm, liên kết C-O-C đặc trưng pic hấp thụ 1321 cm-1 1238 cm-1, pic hấp thụ đặc trưng cho nhóm S=O xuất 1147 cm-1 1103 cm-1 So với màng nền, phổ hồng ngoại phản xạ bề mặt màng PES trùng hợp ghép với NVP cho thấy xuất pic hấp thụ 1730 cm-1 tương ứng với nhóm C=O NVP [9], chứng tỏ trình trùng hợp ghép xảy bề mặt màng 3.2 Ảnh chụp SEM Hình ảnh chụp SEM mặt cắt bề mặt màng PES trước sau trùng hợp ghép với NVP Kết cho thấy có hình thành lớp ghép bề mặt màng, bề mặt màng trở nên chặt sít hơn, kích thước lỗ bề mặt thu hẹp lại Sự hình thành lớp ghép NVP làm cho bề mặt màng trở nên ưa nước [10] Tính ưa nước có ảnh hưởng trực tiếp đến suất lọc khả chống tắc màng Với độ cản thủy lực, màng ưa nước có suất lọc cao khả chống tắc tốt [11] Sở dĩ hình thành lớp nước tinh khiết hấp phụ bề mặt màng, lớp nước có tác dụng ngăn cản hấp phụ trực tiếp tiểu phân bị lưu giữ lên bề mặt bên lỗ xốp màng trình lọc tách, đó, suất lọc trung bình màng tăng lên mức độ tắc màng giảm Hình 3: Ảnh chụp AFM bề mặt màng (trái) màng trùng hợp ghép NVP (phải) Bảng 1: Độ thô nhám bề mặt màng Màng Ra (nm) Rms (nm) PES 79 95 PES-g-NVP 56 71 Độ thô nhám bề mặt yếu tố có ảnh hưởng đến mức độ tắc màng q trình lọc tách Thơng thường, màng với độ thơ nhám bề mặt thấp có khả chống tắc tốt hơn, cấu tử bị lưu giữ bị bám phủ trình lọc [12] 66 Trần Thị Dung cộng TCHH, 55(5E1,2), 2017 3.4 Tính lọc tách xốp màng trình lọc tách 1.5 100 J/Jo 1.25 R 80 J/Jo (-) 60 40 0.75 R (%) Bề mặt màng PES trùng hợp ghép quang hóa với dung dịch NVP (có nồng độ g/L), thời gian trùng hợp ghép thay đổi từ đến 10 phút Kết đánh giá tính tách lọc protein màng đưa hình cho thấy suất lọc trung bình độ lưu giữ màng sau trùng hợp ghép bề mặt cao so với màng Với nồng độ NVP (3 g/L), suất lọc màng trùng hợp ghép tăng đạt giá trị cao thời gian trùng hợp ghép tăng từ đến phút, sau có xu hướng giảm tiếp tục kéo dài thời gian trùng hợp Với thời gian trùng hợp ghép, việc sử dụng dung dịch NVP nồng độ g/L cho màng có suất lọc cao so với sử dụng dung dịch NVP nồng độ g/L Kết thực nghiệm giải thích sau: Sự hình thành lớp polyme ghép mặt làm cho bề mặt màng trở nên chặt sít hơn, độ lưu giữ màng tăng lên so với màng Đồng thời, lớp polyme ghép làm cho bề mặt màng trở nên ưa nước hơn, làm tăng suất lọc cho màng Tuy nhiên, mật độ lớp ghép có ảnh hưởng đến độ cản thủy lực (hydraulic resistance) đến mức độ làm suy giảm suất lọc màng Khi tăng nồng độ monome (NVP) kéo dài thời gian trùng hợp, lớp ghép hình thành có mật độ cao đó, làm tăng độ cản thủy lực, suất lọc màng có xu hướng giảm Kết thực nghiệm cho thấy, với nồng độ NVP g/L, thời gian trùng hợp ghép phút xạ UV (3NVP-3min), màng có độ lưu giữ protein đạt ~ 98 %, suất lọc tăng 30 % (J/Jo = 1,33) so với màng Kết so sánh mức độ trì suất lọc màng theo thời gian trình bày Hình cho thấy, suất lọc màng màng biến tính bề mặt có xu hướng giảm dần theo thời gian tách lọc, nhiên, màng trùng hợp ghép bề mặt có mức độ trì suất lọc theo thời gian cao so với màng Sự suy giảm suất lọc màng theo thời gian hấp phụ protein lên màng trình lọc tách Kết so sánh lượng protein hấp phụ sau lọc tách thể tích xác định dung dịch protein đưa hình cho thấy, lượng protein hấp phụ lên màng trùng hợp ghép bề mặt với NVP thấp rõ rệt so với màng Điều bề mặt màng sau trùng hợp ghép trở nên ưa nước trơn nhẵn hơn, đó, làm giảm lượng protein bị hấp phụ bề mặt bên lỗ 20 0.5 Hình 4: Độ lưu giữ suất lọc màng 100 unmodified 3g/L NVP-UV 1min 3g/L NVP-UV 5min 5g/L NVP-UV 5min Jm (%) 80 60 40 20 10 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 Thời gian lọc (phút) Lượng protein hấp phụ (mg/cm2) Hình 5: Độ giảm suất lọc màng 0.16 0.12 0.08 0.04 Hình 6: Lượng protein hấp phụ màng KẾT LUẬN Bề mặt màng lọc polyethersulfone nghiên cứu biến tính phương pháp trùng hợp ghép quang hóa với 1-vinyl-2-pyrolidinone Phổ hồng ngoại phản xạ ảnh chụp hiển vi điện tử quét xác nhận trình trùng hợp ghép xảy bề mặt màng, làm thay đổi đặc tính hóa học, cấu trúc hình thái tính lọc tách protein màng Bề mặt màng sau trùng hợp ghép trở nên chặt khít 67 Trùng hợp ghép quang hóa 1-vinyl-2-pyrolidinone… TCHH, 55(5E1,2), 2017 trơn nhẵn Độ lưu giữ protein suất lọc màng sau trùng hợp ghép bề mặt tăng lên rõ rệt Khả chống tắc màng nâng lên, với mức độ trì suất lọc theo thời gian cao lượng protein hấp phụ màng trình lọc tách thấp so với màng Membrane Science, 231, 147-157 (2004) H Susanto, M Ulbricht High-performance thinlayer membranes for ultrafiltartion hydrogel composite of natural organic matter, Water Research, 42, 2827-2835 (2008) H Susanto, M Balakrishnan, M Ulbricht Via surface functionalization by photograft copolymerization to low-fouling polyethersulfonebased ultrafiltration membranes, Journal of Membrane Science, 288, 157-167 (2007) P Hemalatha, M K Veeraiah, S Prasanna Kumar, Netkal M Madegowda, M Manju Reactivity Ratios of N-Vinylpyrrolidone - Acrylic Acid Copolymer, American Journal of Polymer Science, 4(1), 16-23 (2014) 10 M Zhang, Q T Nguyen, Z Ping Hydrophilic modification of poly (vinylidene fluoride) microporous membrane, Journal of Membrane Science, 327, 78-86 (2009) 11 C Y Tang, Y-N Kwon, J O Leckie Effect of membrane chemistry and coating layer on physiochemical properties of thin film composite polyamide RO and NF membranes: II Membrane physiochemical properties and their dependence on polyamide and coating layers, Desalination, 242(1-3) 168-182 (2009) 12 T Ishigami, K Amano, A Fujii, Y Ohmukai, E Kamio Fouling reduction of reverse osmosis membrane by surface modification via layer-by-layer assembly, Separation and Purification Technology, 99, 1-7 (2012) TÀI LIỆU THAM KHẢO B Kaeselev, J Pieraci, G Belfort Photoinduced grafting of ultrafiltration membranes: comparison of poly(ethersulfone) and poly(sulfone), Journal of Membrane Science, 194, 245-261 (2001) A J Gijsbertsen-Abrahamse, A van der Padt, R.M.Boom Status of cross-flow membrane emulsification and outlook for industrial application, Journal of Membrane Science, 230, 149-159 (2004) M Muder Basic Principles Technology, Kluwer Academic Publisher, Dordrecht (1998) R S Kumar, G Arthanareeswaranb, D Paul, J H Kweon Modification methods of polyethersulfone membranes for minimizing fouling - Review, Membrane Water Treatment, 6(4), 323-337 (2015) J Pieracci, J V Crivello, G Belfort Photochemical modification of 10kDa polyethersulfone ultrafiltration membranes for reduction of biofouling, Journal of Membrane Science, 156, 223-240 (1999) M Taniguchi, G Belfort Low protein fouling synthetic membranes by UV-assisted surface grafting modification: varying monomer type, Journal of Liên hệ: Trần Thị Dung Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Số 19, Lê Thánh Tơng, Hồn Kiếm, Hà Nội E-mail: tranthidung@hus.edu.vn 68 ... liệu màng tượng fouling hạn chế Do đó, việc nghiên cứu phát triển vật liệu màng lọc và/ biến tính bề mặt màng lọc giải pháp tỏ hữu ích để giải vấn đề tắc màng 1.5 Biến tính bề mặt màng lọc Bề mặt. .. pháp nghiên cứu 2.2.1 Biến tính bề mặt màng Màng lọc polyethersulfone (PES) thương mại (Satorius, Đức) sử dụng làm màng Màng có kích thước lỗ bề mặt trung bình 0.22m Q trình biến tính bề mặt màng. .. phương pháp nghiên cứu gồm: xử lý bề mặt màng tia xạ UV, ozon, plasma,… trùng hợp ghép bề mặt 1.6 Biến tính bề mặt màng lọc phƣơng pháp trùng hợp ghép Trùng hợp ghép biến tính bề mặt màng lọc kỹ thuật