Báo cao nhóm mônhoá lý dược

CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT VÀ SỰ HẤP PHỤ MỘT SỐ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ VÀ QUÁ TRÌNH KIỄM NGHIỆM PHÂN TÍCH TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THAN HOẠT TÍNH VÀ ZEOLIT TRONG Y HỌC A CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT VÀ SỰ HẤP PHỤ MỘT SỐ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ VÀ QUÁ TRÌNH KIỄM NGHIỆM PHÂN TÍCH HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT VÀ SỰ HẤP PHỤ 1.1 Một số khái niệm Bề mặt mặt tiếp xúc pha lỏng với pha rắn với khơng khí Liên bề mặt để bề mặt tiếp xúc hai pha rắn – lỏng , rắn – khí lỏng – khí Hiện tượng bề mặt tượng gây khác lực tương tác phân tử bề mặt so với phân tử bên pha Hấp phụ tượng bề mặt có gia tăng tập trung chất bề mặt phân cách pha Chất hấp phụ chất có bề mặt diễn hấp phụ Chất bị hấp phụ chất tích luỹ bề mặt chất hấp phụ Trong trường hợp chất bị hấp phụ qua bề mặt pha vào chất hấp phụ gọi hấp thụ Hiện tượng mao dẫn tượng chất lỏng dâng lên cao vùng không gian hẹp mà khơng cần, chí ngược hướng, với ngoại lực Công dùng để kéo căng bề mặt hai pha gọi sức căng bề mặt Ký hiệu σ σ= (1.1) Với l chiều dài bị lực căng F tác động SCBM lực tác dụng lên đơn vị chiều dài bề mặt theo hướng song song với bề mặt gây co diện tích bề mặt Một số ví dụ SCBM - Thử nghiệm lâm sàng “chứng vàng da”: nước tiểu bình thường có SCBM khoảng - 66 dyn/cm, có acid mật nước tiểu , SCBM sẻ giảm (55 dyn/cm) Thuốc sát khuẩn : dung dịch có SCBM nhỏ , , dung dịch d ể dàng tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với thành tế bào vi khuẩn ức chế chúng Năng lượng tự bề mặt G lượng thực công A tạo bề mặt tỉ lệ thuận với diện tích S: G = σ.S (1.2) 1.2 Bản chất lực hấp phụ Chất hấp phụ vật lý chất hấp phụ hoá học Hấp phụ vật lý trình gia tăng lượng chất bề mặt lực hấp phụ vật lý lực Van der Waals Hấp phụ hố học q trình gia tăng lượng chất bề mặt lực hấp phụ hoá học liên kết cộng hoá trị, liên kết ion 1.2.1 Bản chất lực hấp phụ a) Lực Wan der Waals Lực bao gồm: - Lực tương tác đồng cực tương tác phân tử không phân cực phân - tử không phân cực Lực cảm ứng sinh phân tử phân cực phân cực với phân tử - không phân cực Lực định hướng tương tác phân tử phân cực với phân tử phân cực b) Lực liên kết hoá học Lực liên kết cộng hố trị liên kết ion chí liên kết hidro tạo hợp chất bề mặt Lực liên kết giữ phân tử bền chặt bề mặt cắt đứt liên kết hoá học cũ nhiệt độ đủ lớn, c) Lực liên kết hoá học liên kết hydro liên kết π Ngoài loại liên kết trên, liên kết hydro liên kết π góp phần quan trọng cho trình hấp phụ phân tử có liên kết với nguyên tử hydro H-O, H-X, phân tử có hệ thống liên kết π cao benzene silicagel 1.2.2 Phân biệt hấp phụ vật lý hấp phụ hoá học - Sự khác dạng hấp phụ ghi nhận bảng sau: Bảng Bảng so sách hấp phụ vật lý hấp phụ hoá học Hấp phụ vật lý Lực hấp phụ Nhiệt hấp phụ Tốc độ hấp phụ Ảnh hưởng nhiệt độ Tính thuận nghịch Lực Van der Waals Lực liên kết hydro, liên kết π Nhỏ, 2-6 kcal/mol Nhanh, khơng đồi hỏi hoạt hố Nhiệt độ thấp, nhiệt độ tăng làm tăng phản hấp phụ (giải hấp) Có tính thuận - nghịch Hấp phụ hố học Lực liên hết hoá học Lực liên kết hydro, liên kết π Lớn, vài chục đến vài trăm kcal/mol Chậm, cần hoạt hoá Nhiệt độ cao, tăng nhiệt độ diễn hấp phụ hố học tăng Khơng có tính thuận nghịch, tạo liên kết hố học 1.3 Hấp phụ trao đổi ion 1.3.1 Bản chất hấp phụ trao đổi ion Bản chất tổ hợp hấp phụ hoá học phản ứng trao đổi ion xảy bề mặt rắn - lỏng Chất hấp phụ trao đổi ion gọi chất ionit Đặc điểm cấu tạo ionit gồm có phần: - Khung polymer khơng tan Các nhóm chức hoạt động gắn khung Dung lượng trao đổi ion khối lượng ion hấp phụ đợn vị khối lượng hay thể tích chất ionit Dung lượng trao đổi ion lớn với điều kiện ngâm ionit dung dịch khung polymer có độ trương nở, độ xốp cao 1.3.2 Phân loại ionit Các nhóm ionit chứa nhóm chức hoạt động có khả phân ly H+ có khả hấp phụ trao đổi cation Chất gọi cationit Chẳng hạn, chất có chứa nhóm chức –SO3H, -COOH, -OH Các nhựa ionit chứa nhóm chức có khả trao đổi anion gọi anionit Chúng có khả phân ly HO- chất: R4N-OH, R3-NOH, 1.3.3 Nguyên lý hấp phụ trao đổi ion Gồm trình dung dịch: Hấp phụ trao đổi cation với cationit R1-H R1-H + Men+ R1-Me + nH+ Hấp phụ trao đổi anion với anionit R2-OH R2-OH + Xm- R2-X + mHO- Với Men+ Xm- ion cần loại bỏ tinh chế 1.3.4 Ứng dụng hấp phụ trao đổi ion - Loại tạp chất ion trong kỹ thuật điều chế nước khử khoáng, nước cất Điều chế, tinh chế hoạt chất từ dịch chiết Hấp phụ dược chất lên hạt nhựa ionit để tạo thuốc gải phóng dược chất kéo dài HẤP PHỤ CÁC CHẤT KHÍ LÊN BỀ MẶT RẮN 2.1 Sự hấp phụ lên bề mặt đồng Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Langmuir giải trình hấp phụ đẳng nhiệt khí lên bề mặt rắn q - trình hấp phụ đơn lớp Nội dung sau: Tiểu phân bị hấp phụ liên kết bề mặt hấp phụ trung tâm hấp phụ xác định Mỗi trung tâm hấp phụ tiểu phân Bề mặt chất hấp phụ đồng , lượng hấp phụ trung tâm khơng phụ thuộc vào có mặt tiểu phân bị hấp phụ bên cạnh Langmuir thiết lập phương trình hấp phụ sau: Gọi p áp suất chất bị hấp phụ pha khí; θ phần diện tích bị hấp phụ trước nên (1-θ) phần bề mặt tự chưa bị hấp phụ đơn vị diện tích Tốc độ hấp phụ tỷ lệ thuận với áp suất khí bề mặt tự trống: vhp = khp.(1-θ)p (1-3) Tốc độ giải ấp ( phản hấp phụ ) tỷ lệ với diện tích bị hấp phụ: vphp = kphp θ (1-4) Khi trình hấp phụ đạt trạng thái cân vhp = vphp: khp.(1-θ)p = kphp θ khp.p - khp.p θ = kphp θ khp.p = kphp θ + khp.p θ khp.p = θ.( kphp + khp.p ) θ= Sau đó, biến đổi tốn học ta : θ= (1-5) Trong b = Gọi a m tổng thể tích chất khí bị hấp phụ tổng thể tích chất khí tối đa bị hấp phụ, : θ = Thay θ = vào (1-5) biến đổi dạng tỷ lệ ta có: = a(1+bp)=mbp p= = =+ (1-6) 2.2 Sự hấp phụ bề mặt không đồng Phương trình hấp phụ Freundlich Thực nghiệm cho thấy, lực hấp phụ thường giảm tăng nồng độ che phủ hấp phụ Điều bề mặt hấp phụ không đồng Langmuir đề cập Bề mặt chất hấp phụ không đồng Các phân tử bị hấp phụ trước chiếm trung tâm hấp phụ mạnh, nhiệt hấp phụ lớn Các trung tâm lại có nhiệt hấp phụ yếu Các phân tử có tương tác đẩy Các phân tử bị hấp phụ trước đẩy phân tử bị hấp phụ sau Do đó, nhiệt hấp phụ giảm tăng độ che phủ bề mặt Theo thực nghiệm, Freundlich thiết lập mối quan hệ thể tích khí bị hấp phụ với áp suất khí : v = k.p1/n (1-7) đó: v thể tích khí bị hấp phụ p áp suất khí k n số thực nghiệm Muốn xác định k n, tác giả chuyển(1-7)thành dạng: lgp = lgp + lgk (1-8) 2.3 Sự hấp phụ vật lý nhiều lớp Phương trình Brunauer-Emmett-Teller (BET) Thực nghiệm cho thấy có nhiều dạng đường đẳng nhiệt sai khác so với đường đẳng nhiệt Langmuir Brunauer-Emmett-Teller thiết lập phương trình dựa hấp phụ đa lớp bề mặt đồng : Bề mặt hấp phụ có tính đồng nhất.(giống với Langmuir) Hấp phụ xảy đa lớp, mổi tiểu phân hấp phụ trước trở thành tâm hấp phụ cho tiểu phân Sự hấp phụ từ lớp thứ trở diển giống hố lỏng ( có niêtj hấp phụ nhiệt hoá lỏng) áp suất bảo hồ, số lớp hấp phụ trở nên vơ hạn Phương trình BET có dạng: =+ Trong : ( 1-9) p áp suất chất bị hấp phụ pha khí p0 áp suất bảo hồ chất bị hấp phụ trạng thái lỏng k số a,b thể tích khí bị hấp phụ thể tích tối đa khí bị hấp phụ Nêú số lớp hấp phụ hữu hạn n lớp, phương trình BET tổng quát: a=⋅ (1-10) với x = 2.4 Cách tính diện tích bề mặt chất hấp phụ Xuất phát từ phương trình BET, ta dựng đồ thị (p0 - p) phụ thuộc vào đồ thị có độ dốc cắt trục tung b thể tích cực đại ứng với che phụ lớp đơn phân tử bề mặt gam chất hấp phụ ( cm3 0oC,1atm)thì diện tích bề mặt riêng S (m2/g)được tính theo cơng thức: S = NAm10-20 (1-11) Trong đó: N số Avogadro ; Am diện tích bị chiếm chỗ phân tử Nếu lượng hấp phụ cực đại gam (xmax) ta dùng cơng thức : S = NAm.10-20 Trong : (1-12) M khối lượng phân tử chất bị hấp phụ HẤP PHỤ CHẤT TAN TỪ DUNG DỊCH LÊN BỀ MẶT 3.1 Phương trình Langmuir hấp phụ từ dung dịch Khi trình hấp phụ đạt tới trạng thái cân bằng, tốc độ hấp phục chất tan tốc độ giải hấp: Gọi α bề mặt bị chiếm chỗ chất bị hấp phụ trước ; tổng bề mặt hấp phụ xét đơn vị diện tích C nồng độ chất tan dung dịch Ta có: α= Dung lượng hấp phụ (q)là lượng chất tan hấp phụ đơn vị khối lượng chất hấp phụ tỷ lệ thuận với bề mặt bị chiếm chổ: q = k’ α Thay giá trị α vào (1-13) Ta được: q = k’  q=  q= (1-13) gọi k1 = k2 = Ta có 3.2 q=  =  = + (1-14) (1-15) Phương trình Freundlich hấp phụ từ dung dịch Xét đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir trường hợp đặc biệt: Khi nồng độ chất tan nhỏ, k2C 1, q sẻ đạt giá trị cực đại: q= Ở nồng độ trung bình, thực nghiệm, Freundlich tìm phương trình thực nghiệm: q = k.Cn (1-16) k n số thực nghiệm n có giá trị từ tới biểu thị cường độ hấp phụ Dạng logarit phương trình Freundlich cho phép xác định giá trị k n dựa vào đồ thị: lgq = lgk + nlgC 3.3 (1-17) Phương trình BET hấp phụ chất tan từ dung dịch Phương trình BET xây dựng dựa giả định hấp phụ đồng bề mặt có hấp phụ đa lớp có dạng đường thẳng: = + Trong (1-18) Cs nồng độ bão hoà chất tan q dung lượng hấp phụ q0 dung lượng hấp phụ đơn lớp b số Nếu C -COOH >-OHphenol > -OHancol Tương quan phần thân nước phần thân dầu biểu qua số HLB ( Hydrophyl Lipophyl Balance), số căng thân dầu thân nước: HLB = ∑chỉ số nhóm thân nước - ∑chỉ số thân dầu +7 (1-19) Nếu ta sử dụng hỗn hợp chất diện hoạt A (a gam) B (b gam) HLB: HLBhh = Bảng HLB nhóm thân dầu , nhóm thân nước Nhóm thân nước -SO4Na+ -COONa+ -COOK+ -COOH -OH HLB 38,7 19,1 21,1 2,1 1,9 Nhóm thân dầu -CH-CH2-CH3 HLB - 0,475 Cơng thức tính HLB không áp dụng cho chất diện hoạt khơng ion hố Chỉ số HLB chất đó, tra theo bảng : Bảng:HLB số chất diện hoạt Tên chất diện hoạt Ethylenglycol distearat Span 80 Span 40 Methyl cellulose Triton X-100 Tween 80 Kali oleat HLB 1,5 4,3 6,7 10,5 13,5 15 20 Tên chất diện hoạt Propylenglycol monostearat Span 60 Acacia Trietthanolamin oleat Tween 60 Natri oleat Natri lauryl sulfat HLB 3,4 4,7 12 14,9 18 40 Một số cơng thức tính HLB theo thức nghiệm, tính cho chất diện hoạt chứa nhóm polyoxyethylen : HLB = Trong E % khối lượng mạch oxyethylen chất diện hoạt Tính HLB cho chất diện hoạt ester acid béo polyancol: HLB = 20.(1 - ) Trong S số xà phòng ester , A số acid acid béo Chỉ số HLB có mối tương quan mật thiết với hệ số phân bố dầu - nước (KND) theo phương trình : HLB = a + b.KDN Trong a, b số 4.3 Phân loại Theo tính phân ly : - Chất diện hoạt anionit - Chất diện hoạt cationit - Chất diện hoạt non-ionit - Chất diện hoạt lưỡng phân Theo lĩnh vực sử dụng: - Chất diện hoạt chống tạo bọt (có HLB từ 1-3) - Chất diện hoạt nhũ hố (có HLB từ 3-8) - Nhũ hóa phân tán hai pha không đồng tan vào tạo thành hệ phân tán có tiểu phân nhỏ Tuy nhiên để lâu dễ bị tách lớp - Chất diện hoạt tập trung bề mặt phân cách hai pha, làm giảm sức căng bề mặt hai pha từ dễ dàng cho hai pha phân tán vào 4.4 Cơ chế làm tăng độ tan chất diện hoạt Nồng độ tối thiểu chất diện hoạt bắt đầu tạo micell gọi nồng độ tới hạn micelle Khi sử dụng chất diện hoạt nồng độ cao nồng độ tới hạn micelle chúng tạo thành micelle Trong trình phân tử chất tan phân tán cấu trúc micell phân tán cấu trúc micelle Nồng độ chất tan cấu trúc lớn nhiều so với chất tan ngồi dung dịch Do đó, độ tan chất khó tan tăng lên nhiều lần Dung dịch tạo thành theo chế vừa có cấu trúc dung dịch thật vừa có cấu trúc hệ phân tán keo Ứng dụng dược học Nhiều dược chất tan pha thành dung dịch thuốc thường sử dụng thêm số chất diện hoạt để làm tăng độ tan Dùng chất diện hoạt Tween 80 làm tăng độ tan cho số steroid thuốc nhỏ mắt chống viêm Tuy nhiên, cần ý tương kỵ số chất diện hoạt làm tăng độ tan chất làm giảm hiệu lực chất kháng sinh , chất sát khuẩn, B TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THAN HOẠT TÍNH VÀ ZEOLIT TRONG Y HỌC THAN HOẠT TÍNH - - - Có nhiều định nghĩa than hoạt tính, nhiên nói chung rằng, than hoạt tính dạng cacbon xử lý để mang lại cấu trúc xốp, có diện tích bề mặt lớn Than hoạt tính dạng than gỗ hoạt hóa sử dụng từ nhiều kỷ trước Người Ai cập sử dụng than gỗ từ khoảng 1500 trước công nguyên làm chất hấp phụ cho mục đích chữa bệnh Người Hindu cổ Ấn độ làm nước uống họ cách lọc qua than gỗ.Việc sản xuất than hoạt tính cơng nghiệp khoảngnăm 1900 sử dụng làm vật liệu tinh chế đường Than hoạt tính sản xuất cách than hóa hỗn hợp nguyên liệu có nguồn gốc từ thực vật có mặt nước CO Than hoạt tính sử dụng suốt chiến tranh giới thứ mặt nạ phòng độc bảo vệ binh lính khỏi khí độc nguy hiểm Than hoạt tính chất hấp phụ quí linh hoạt,được sử dụng rộng rãi cho nhiều mục đích loại bỏ màu, mùi, vị không mong muốn tạp chất hữu cơ, vô nước thải công nghiệp sinh hoạt, thu hồi dung môi, làm khơng khí, kiểm sốt nhiễm khơng khí từ khí thải cơng nghiệp khí thải động cơ, làm nhiều hóa chất, dược phẩm, sản phẩm thực phẩm nhiều ứng dụng pha khí Chúng sử dụng ngày nhiều lĩnh vực luyện kim để thu hồi vàng,bạc, kim loại khác,làm chất mang xúc tác Chúng biết đến nhiều ứng dụng y học, sử dụng để loại bỏ độc tố vi khuẩn số bệnh định Cacbon thành phần chủ yếu than hoạt tính với hàm lượng khoảng 85 –95% Bên cạnh than hoạt tính chứa ngun tố khác hidro, nitơ, lưu huỳnh oxi Các nguyên tử khác loại tạo từ nguồn nguyên liệu ban đầu liên kết với cacbon suốt q trình hoạt hóa q trình khác Thành phần nguyên tố than hoạt tính thường 88% C, 0.5% H, 0.5% N, 1%S, –7% O.Tuy nhiên hàm lượng oxy than hoạt tính thay đổi từ 1- 20% phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu ban đầu, cách điều chế Than hoạt tính thường có diện tích bề mặt nằm khoảng 800 đến 1500m2 /g thể tích lỗ xốp từ 0.2 đến 0.6cm3/g.Diện tích bề mặt than hoạt tính chủ yếu lỗ nhỏ có bán kính nhỏ 2nm 1.1 Cấu tạo: Hình minh hoạ than hoạt tính Diện tích bề mặt than hoạt tính tính đơn vị khối lượng từ 500 đến 2500 m2/g (lấy ví dụ cụ thể để so sánh sân quần vợt có diện tích rộng khoảng chừng 260 m2) Bề mặt riêng lớn hệ cấu trúc xơ rỗng mà chủ yếu thừa hưởng từ nguyên liệu hữu xuất xứ, qua q trình chưng khơ (sấy) nhiệt độ cao điều kiện yếm khí Phần lớn vết rỗng – nứt vi mạch , có tính hấp phụ mạnh chúng đóng vai trò rãnh chuyển tải Than hoạt tính thường tự nâng cấp (ví dụ, tự rửa tro hóa chất tráng mặt ), để lưu giữ lại thuộc tính lọc hút, để thấm hút thành phần đặc biệt kim loại nặng Thuộc tính làm tăng ý nghĩa than hoạt tính phương di ện chất khơng độc (kể ăn phải nó), than hoạt tính tạo từ gỗ than đá thường có giá thành thấp, từ xơ dừa, vỏ trái giá thành cao ch ất lượng Chất thải trình chế tạo than hoạt tính dễ dàng tiêu h ủy phương pháp đốt Nếu chất lọc kim loại nặng việc thu hồi lại, từ tro đốt, dễ Phần lớn than hoạt tính có mặt đời sống làm từ gỗ cách đốt cháy thân phun nước lên thân cháy(loại có tên than hoa) nung thân gỗ môi trường yếm khí 1.2 Những thơng số than hoạt tính: 1.2.1 Kích thước, thể tích lỗ xốp diện tích bề mặt riêng: - Kích thước lỗ xốp tính khoảng cách hai cạnh rãnh đường kính ống xốp Theo tiêu chuẩn IUPAC kích thước lỗ xốp chia làm ba loại: micro pore có kích thước bé nm, meso pore có kích thước từ 2-50 nm macro pore có kích thước từ 50 nm trở lên - Diện tích bề mặt riêng than hoạt tính đo m²/g thông số quan trọng than, cho biết khả hấp phụ than hoạt tính 95% diện tích bề mặt riêng than diện tích nh ững l ỗ xốp micro Những lỗ xốp meso có diện tích bề mặt chiếm khơng q 5% tổng diện tích bề mặt than Những lỗ xốp kích thước lớn khơng có nhiều ý nghĩa hoạt tính than diện tích bề mặt riêng chúng khơng đáng k ể 1.2.2 Chỉ số iot - Đây số than hoạt tính đặc trưng cho diện tích bề mặt lỗ xốp khả hấp phụ than Chỉ số iot tính khối lượng iot hấp phụ đơn vị khối lượng than (mg/g) Nguyên lý phương pháp đo dựa hấp phụ lớp đơn phân tử iot bề mặt than Chỉ số iot lớn mức độ hoạt hóa cao Giá trị số iot rơi vào khoảng 500–1200 mg/g Từ giá trị số iot tính diện tích bề mặt riêng than 1.2.3 Độ cứng - Là khả chống chịu mài mòn than hoạt tính Đây thơng số quan trọng q trình sử dụng, than hoạt tính phải ch ịu tác động vật lý như: bị đặt dòng chảy lỏng khí, tác động áp suất, than cần phải đảm bảo yếu tố độ cứng nhằm giữ nguyên vẹn cấu trúc trình sử dụng phục hồi Độ cứng than phụ thuộc nhiều vào nguyên liệu đầu vào mức độ q trình hoạt hóa 1.2.4 Phân bố kích thước hạt - Kích thước hạt ảnh hưởng lớn đến khả tiếp cận chất hấp phụ tới bền mặt than Kích thước nhỏ khả tiếp cập dễ trình hấp thụ diễn nhanh Điều đặc bi ệt có ý nghĩa hấp thụ hệ khí có áp suất thấp Tính tốn kỹ phân bố kích thước hạt giúp chọn lựa thông số áp suất tối ưu để gi ảm thi ểu tối đa mức tiêu thụ lượng 1.3 Ứng dụng: Than hoạt tính sử dụng tinh chế khí, thức uống khơng chứa caffein, tinh chế quặng vàng, chiết kim loại, làm tinh khiết nước, y tế, xử lý chất thải, lọc khơng khí mặt nạ phòng độc trang 1.3.1 Trong cơng nghiệp: Một ứng dụng cơng nghiệp xử lý kim loại cuối Nó sử dụng rộng rãi tinh chế dung dịch mạ điện Ví dụ, kỹ thuật tinh chế việc loại bỏ tạp chất hữu từ dung dịch mạ kền sáng Nhiều chất hữu đựoc thêm vào dung dịch mạ để cải thiện tính bám dính tăng tính chất độ sáng, nhẵn, tính uốn v.v Sự truyền dòng điện trực ti ếp phản ứng điện hóa oxi hóa anot khử catot, phụ gia hữu sinh sản phẩm phân hủy không mong muốn dung dịch Sự sinh nhiều chúng có hại cho chất lượng mạ tính chất vật lý kim loại Sự xử lý than hoạt tính loại bỏ tạp chất trả lại hiệu suất mạ mức độ mong muốn 1.3.2 Trong y học: - Than hoạt tính sử dụng để xử lý chất độc dùng liệu qua đường miệng Những viên nang than hoạt tính sử dụng nhiều nước thuốc không cần kê toa bác sĩ để xử lý bệnh tiêu chảy, chứng khó tiêu đầy - Tuy nhiên, khơng hiệu cho nhiều ngộ độc acid kiềm mạnh, xianua, sắt, liti, arsen, methanol, ethanol hay ethylene glycol - Ứng dụng gián tiếp (ví dụ cho vào phổi) dẫn đến sặc hệ hơ hấp, gây chết người khơng đựoc xử lý y tế 1.3.3 Trong hoá phân tích: Than hoạt tính, hỗn hợp 50/50 khối lượng diatomit than hoạt tính đựoc sử dụng pha tĩnh sắc khí áp suất thấp cho carbohydrate sử dụng dung dịch rượu (5-50%) pha động đinh chuẩn chuẩn bị phân tích 1.3.4 Trong mơi trường: Sự hấp phụ cacbon có nhiều ứng dụng loại bỏ chất gây nhiễm từ khơng khí hay nước như:  Làm dầu tràn  Lọc nước ngầm  Lọc nước uống  Làm khơng khí  Giữ tạp chất hữu không bay từ màu vẽ, lọc khơ, bay xăng q trình khác Trong suốt đầu bổ sung Luật nước uống an toàn 1974 Mỹ, EPA phát triển điều luật đề xuất yêu cầu hệ thống xử lý nước uống sử dụng than hoạt tính dạng hạt Nhưng giá cao, điều luật gọi luật GAC gặp phản đối mạnh mẽ nước từ công nghiệp cung cấp nước, bao gồm nhà máy nước lớn California, nên luật bị bãi bỏ Than hoạt tính dùng để đo nồng độ Radon khơng khí    Trong y tế (Carbo medicinalis – than dược): để tẩy trùng độc tố sau bị ngộ độc thức ăn Trong kỹ thuật, than hoạt tính thành phần lọc khí (trong đầu lọc thuốc lá, miếng hoạt tính trang ); khử mùi tủ lạnh máy điều hòa nhiệt độ Trong xử lý nước (hoặc lọc nước gia đình): để tẩy chất bẩn vi lượng, diệt khuẩn khử mùi v.v.v  Tác dụng tốt phòng tránh tác hại tia đất Một số lợi than hoạt tính: Do có cấu trúc xốp mà than hoạt có tính hấp thụ tốt cho loạt độc tố, làm đẹp dễ dàng sử dụng gia đình Than hoạt tính sản xuất từ nguyên liệu hữu xơ dừa, vỏ trấu, than bùn, gỗ, nhựa thơng qua q trình chưng khô (sấy) nhiệt độ cao điều kiện yếm khí Do có cấu trúc xốp mà than hoạt có tính hấp thụ tốt cho loạt độc tố, làm đẹp dễ dàng sử dụng gia đình Một số cơng dụng tuyệt vời than hoạt tính bao gồm: - - - a Giúp sáng bóng Răng bạn bị ố vàng uống cà phê, trà, rượu vang, nghệ, ? Than hoạt tính giúp trắng bóng đồng thời củng cố sức khoẻ mi ệng b ằng cách thay đổi nồng độ pH miệng, giúp ngăn ngừa sâu răng, hôi mi ệng b ệnh v ề nướu Than hoạt tính làm trắng cách hấp thụ mảng bám vi khu ẩn Phương pháp làm trắng nha sỹ khun dùng có ngun liệu thiên nhiên, an tồn, hiệu chi phí thấp Cách làm: Làm ướt bàn chải đánh nhúng vào bột than ho ạt tính Đánh bình thường, đặc biệt ý đến khu vực có vết ố vàng Súc mi ệng lại thật với nước Bạn nên trì đánh với than ho ạt tính đ ến l ần tuần b Giảm đầy Theo nghiên cứu tạp chí Journal of Gastroenterology c Mỹ, than ho ạt tính có tác dụng tuyệt vời để làm giảm bớt đầy cách k ết h ợp th ải chất làm đầy bụng thực phẩm Cách làm: Pha 500mg bột than hoạt tính với ly n ước đầy u ống tr ước ăn Bạn nên bổ sung thật nhiều nước cho thể bị đầy bụng, khó tiêu - c Lọc nước Thanh hoạt tính có công dụng lọc tạp chất nước bao g ồm thu ốc tr sâu, chất thải công nghiệp hoá chất Đây lý than ho ạt tính s dụng rộng rãi hệ thống lọc nước toàn gi ới Tuy nhiên, than hoạt tính khơng lọc virus, vi khuẩn khoáng chất - Theo nghiên cứu cơng bố Tạp chí Hiệp hội Nha Khoa Canada, lọc carbon có than hoạt tính có khả loại b ỏ ch ất fluoride giúp bảo vệ sức khoẻ miệng, củng cố hệ th ống mi ễn dịch giúp thận, gan hoạt động khoẻ mạnh d Loại bỏ khẩn cấp độc tố - Than hoạt tính hấp thụ hợp chất hữu khác cách dính ch ặt mức độ phân tử Khi đưa vào đường tiêu hóa, than hoạt tính hút đ ộc t ố hóa chất bỏ qua lớp phospholipid – chất tạo nên l ớp niêm m ạc ru ột Sau tất độc tố hấp thụ, than hoạt tính di chuyển cách vơ hại thể mang theo chất độc tố h ấp th ụ Than ho ạt tính có th ể sử dụng nuốt phải chất độc trường hợp dùng thu ốc liều để giảm nguy gây tổn hại nghiêm trọng cho thể - đặc bi ệt h ữu ích chưa có biện pháp chữa trị kịp thời Vì lý này, bạn nên đ ể m ột ho ặc hai chai than hoạt tính xung quanh nhà đồ sơ cứu gia đình - Bạn cho vật ni uống than hoạt tính hòa v ới n ước chúng tiếp xúc với thuốc trừ sâu, thuốc diệt chuột, phân bón, chất tẩy rửa độc hại cách sử dụng ống tiêm thức ăn - Tuy nhiên, nhớ rằng, bạn hay người quen bạn ăn phải chất độc, đến gặp bác sỹ Carbon m ột ch ất có th ể thay cho điều trị y tế chuyên nghiệp nên sử dụng sau ki ểm soát chất độc - e Trị vết côn trùng cắn mụn trứng cá Than hoạt tính có hiệu tốt vi ệc ều tr ị mùi c th ể, m ụn tr ứng cá, làm giảm đau vết côn trùng cắn, giảm phát ban Sau bị muỗi cắn, ong chích chí vết cắn rắn nh ện, b ạn cần trộn viên than hoạt tính với 1/2 muỗng canh dầu dừa thoa vào vùng bị ảnh hưởng Bôi lại sau 30 phút hết ngứa khó chịu - Để điều trị mụn trứng cá, trộn viên bột than hoạt tính với hai muỗng cà phê gel lô hội thoa khắp mặt Sau đó, để 20 phút rửa hồn tồn Thanh hoạt tính loại bỏ hồn tồn độc tố mơi tr ường, bụi b ẩn lô hội cung cấp chất dưỡng ẩm cho da - f Hệ tiêu hoá khoẻ mạnh Than hoạt tính sử dụng để thúc đẩy hệ tiêu hoá khoẻ mạnh cách loại bỏ độc tố gây phản ứng dị ưng, tổn thương, oxy hoá làm gi ảm chức miễn dịch - - Các yếu tố từ môi trường, bao gồm thuốc trừ sâu từ thực phẩm, hố chất có nước, nấm mốc, tạo gánh nặng độc hại cho th ể Hãy s d ụng than hoạt tính thường xun để làm đường tiêu hố, hỗ tr ợ s ức kho ẻ tổng thể Để lọc thể với than hoạt tính, cần pha 10mg bột than v ới n ước, uống 90 phút trước bữa ăn hai ngày Ngoài ra, để có hệ tiêu hố khoẻ mạnh, bạn nên sử dụng s ản ph ẩm hữu trái rau hữu cơ, th ịt ăn cỏ cá bi ển thiên nhiên N ếu b ạn th bị táo bón, điều có nghĩa bạn chưa uống đủ nước Hãy u ống m ột ly nước ấm với lát chanh chút mật ong để giúp điều trị táo bón g Giảm lượng Cholesterol - Các nghiên cứu toàn giới chứng minh than hoạt tính làm gi ảm Cholesterol xấu tăng Cholesterol tốt Một nghiên th ậm chí chứng rằng, sử dụng than hoạt tính thường xuyên giúp gi ảm 25% lượng Cholesterol xấu làm tăng đến 41% Cholesterol tốt cho th ể - Chống định: Không dùng than hoạt tính vòng 90 phút đ ến gi sau dùng loại thuốc theo đơn than hoạt tính ngăn chặn s ự h ấp th ụ chất h Giải độc cho da - Than hoạt tính hấp thụ chất độc từ l ỗ chân lơng b ạn, v ậy bạn trộn than hoạt tính với m ặt n đ ể loại bỏ độc tố khỏi thể Tuy nhiên, độc tố bị mắc lại mô mỡ gây đau nh ức, hôn mê vấn đề sức khỏe khác Hãy thử tr ộn than hoạt tính v ới đất sét d ầu dừa để tạo thuốc đắp giải độc ZEOLIT Zeolit khống chất silicat nhơm (aluminosilicat) số kim loại có cấu trúc vi xốp với cơng thức chung: Me2/xO.Al2O3.nSiO2.mH2O Trong đó: Me kim loại kiềm Na, K (khi x = 1) kim loại ki ềm thổ Ca, Mg (khi x = 2) Những năm gần đây, vật liệu rây phân tử ngày đóng vai trò quan trọng xúc tác cơng nghiệp, đặc biệt Zeolit Nó ngày thay th ế v ị trí loại xúc tác trước đây, thu hút ý nhiều nhà khoa h ọc giới Zeolit loại vơ tìm thấy tự nhiên (khoảng 40 cấu trúc zeolit khác số tổng hợp từ nhiều nguyên liệu khác từ Si, Al riêng lẻ, cao lanh (200 loại zeolit tổng hợp) chúng ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khoa học cơng nghiệp với vai trò ch ất xúc tác, chất hấp phụ trao đổi ion Chúng sử dụng để tách làm khí, tách ion phóng xạ từ chất thải phóng xạ đặc bi ệt xúc tác cho nhi ều q trình chuyển hố hydrocacbon Chính nhờ đặc tính trội so với loại xúc tác khác như: bề mặt riêng lớn, có th ể điều chỉnh lực axit nồng độ tâm axit, cấu trúc tinh thể xốp với kích thước mao qu ản đồng đ ều phù hợp với nhiều loại phân tử có kích cỡ từ 5Ao - 12Ao khả biến tính tốt Do Zeolit đánh giá loại xúc tác có độ bền, hoạt tính ch ọn l ọc cao Việc tìm Zeolit tự nhiên tổng hợp chúng tạo nên bước ngoặt l ớn cơng nghiệp hố học, đặc biệt ngành dầu khí Sự ứng dụng Zeolit làm tăng số lượng chất lượng sản phẩm dầu khí Nó sử dụng hầu hết công đoạn quan trọng như: - Cracking - Oligome hoá - Alkyl hoá - Thơm hoá alkan, alken - Izome hóa Hiện nay, Zeolit chiếm khoảng 95% tổng lượng xúc tác lọc hoá dầu, có nhiều ứng dụng cơng nghiệp, đời sống: làm chất xúc tác, trao đổi ion, chất hấp phụ Zeolit nhơm silicat có cấu trúc tinh thể xác định, có l ỗ x ốp v ới kích th ước nano đặn Trong tinh thể zeolit, tứ diện SiO4 AlO4 liên kết v ới qua nguyên tử oxy Không gian bên tinh thể gồm hốc nhỏ nối với đường rãnh có kích thước ổn định Nhờ hệ thống lỗ xốp đường rãnh mà zeolit hấp phụ phân tử có kích thước nhỏ kích thước lỗ đẩy phân tử có kích thước lớn Giả sử zeolit có SiO4 kị nước mạng tinh thể trung hòa điện tích Tuy nhiên zeolit tạo thành nhôm thay th ế số nguyên tử silic mạng lưới tinh thể SiO4 kết tinh, nên mạng lưới tinh thể zeolit mang điện tích âm để đảm bảo tính trung hòa điện tích, zeolit cần có ion dương (cation) để bù trừ điện tích âm dư Trong thiên nhiên hay dạng tổng hợp ban đầu cation thường cation kim loại kiềm (Na+, K+ ) hay kiềm thổ (Mg2+, Ca2+ ) Những cation nằm mạng l ưới tinh thể zeolit dễ dàng tham gia vào trình trao đổi ion v ới cation khác Chính nhờ đặc tính mà người ta biến tính zeolit đem đến cho tính chất ứng dụng trình hấp phụ xúc tác Dưới xin giới thiệu số kết lĩnh vực nghiên cứu zeolit: - Thông thường người ta điều chế zeolit nhân tạo từ gel đun autoclav chứa hợp chất nhôm, silic; loại dung mơi; chất khống hóa tác nhân định hình cấu trúc (SDA) Tính chất gel, điều ki ện ph ản ứng kích thước tác nhân SDA yếu tố quan trọng giúp zeolit có kích thước lỗ xốp (đặc biệt loại lỗ vi xốp) mà người ta mong muốn Trước nhà khoa học dựa sở thực nghiệm để điều chế zeolit nhân tạo v ới kích thước lỗ xốp theo yêu cầu Ngày dựa thành tựu khoa học kỹ thuật người ta thiết kế tổng hợp tác nhân SDA mới, nhờ tạo nhiều cấu trúc tinh thể zeolit với tính chất ưu việt Các SDA với kích thước lớn có giá thành đắt đặc biệt, lại bị đốt cháy trình nung để tạo lỗ xốp mở, giá thành sản xuất zeolit b ị tăng cao để tránh nhược điểm người ta điều chế số loại SDA chứa xetal, sau làm xong việc định hình lỗ xốp zeolit, tách nh trao đổi ion tái sinh để sử dụng lại - Người ta phát loại zeolit mới, nhơm photphat (AlPO4) Lo ại zeolit nhóm khác hóa trị có tính axit làm xúc tác cho phản ứng oxy hóa - khử - Việc kim loại vào zeolit làm cho có số tính chất Thí dụ: kim loại thiếc (Sn) vào zeolit tạo zeolit b làm xúc tác cho ph ản ứng oxy hóa xeton thành este lacton - Khi mangan coban vào zeolit nhơm photphat tạo loại zeolit có l ỗ xốp nhỏ có khả oxy hóa chọn lọc nguyên tử cacbon cuối alcan (CnH2n+2) - Người ta tổng hợp titansilicat mà kích thước lỗ xốp thay đổi tùy theo điều chỉnh nhiệt độ nung Titansilicat sử dụng loại rây phân tử để tách số hỗn hợp khí quan trọng - Scanđi (Sc) có tính chất gần nhơm trước có giá đắt nên người ta khó áp dụng nghiên cứu zeolit Tuy nhiên, hi ện giá scanđi hạ nên việc có thuận lợi Người ta điều chế scanđisilicat có cấu trúc giống với cấu trúc zeolit ZSM - với nhiều tính chất đặc bi ệt Ngày zeolit nhân tạo áp dụng ngày rộng rãi Một s ố lo ại zeolit có tính chất độc đáo (ví dụ: làm nóng lên co lại ) đối tượng nghiên cứu nhà khoa học để tìm ứng dụng (đi ều chỉnh độ dài sóng tia laser, chế tạo linh kiện điện tử cực nh ỏ v.v ) 1 Sử dụng ZEOLIT y học : 1.1 Tái sinh dung dịch chất thẩm tích thận nhân tạo Xử lý thẩm tích máu hệ thận nhân tạo gồm chuyển chất thải urê huyết qua màng thích hợp thẩm tích thành chất lỏng sản phẩm thẩm tích lổ nhỏ màng ngăn cản mát hợp phần máu mong muốn Một thể tích lớn (100-300 lit) dung dịch sản phẩm thẩm tích cần thiết cho lần xử lý Những điều quan tâm việc giảm kích thước dụng cụ đạt khả mang theo người dẫn đến phát triển trình loại bỏ sản phẩm thải khỏi dung dịch thẩm tích dùng cho dung dịch sản phẩm thẩm tích tiếp tục dùng lại Theo đó, lượng nhỏ khoảng 1-2 lít chất thẩm tích chấp nhận cho lần xử lý thẩm tích máu Các hệ thẩm tích mang theo người áp dụng phát triển công ty CCI Life Systems, Inc Bán thị trường Hệ thống thẩm tích tuần hồn vạn áp dụng chất xúc tác enzym urease cố định để thuỷ phân urê thành NH 4+ , sau đó, nhờ chất trao đổi ion vô để loại bỏ cation NH4+ chất trao đổi anion zirconi oxit hydrat để loại bỏ anion phosphat flo , Ca2+ Mg2+ loại chất trao đổi ion zirconi phosphat , quay trở lại nồng độ mong muốn vào sản phẩm thẩm tích tái sinh Như nói trên, chất trao đổi ion zeolit có độ lựa chọn đặc biệt + NH4 có mặt cation kim loại kiềm kiềm thổ Như zeolit hồn thiện khả zirconi phosphat trình tái sinh sản phẩm thẩm tích Thật vậy, chất trao đổi ion zeolit thực dùng vào mục đích Một vài zeolit có độ lựa chọn ion NH4+cao so với cation Na+ , Ca2+ Mg2+ , độ lựa chọn trao đổi cao so voiứ chất trao đổi ion zirconi phosphat Có độ lựa chọn NH4+ cao zeolit phillipsit NaF 1.2 Ứng dụng sản xuất oxi cho bệnh viện từ khơng khí Zeolit hấp phụ N2 mạnh oxi Do , sau cho dòng khơng khí qua lớp zeolit, khí thu ngày giàu oxi Đồng th ời q trình zeolit hấp phụ loại tạp chất khác lượng ẩm khỏi dòng khí giàu có Khí vào oxi dùng bệnh viện cho bệnh nhân Thường dùng zeolic loại X dạng trao đổi với cation Li + Khơng khí gồm chủ yếu oxi(21%) nitơ (79%) Zeolic dạng Li + hấp phụ mạnh nitơ so với oxi Do đó, cho dòng khơng khí qua l ớp ch ất hấp phụ zeolit chứa Li+ , nitơ , argon , CO2 nước bị giữ lại, khơng khí có thành phần dạng khử nước Li48Na3(AlO2)51(SiO2)141 Ngồi zeolic X , clinoptilolit áp dụng vào việc tách oxi từ khơng khí Tốc độ tách phụ thuộc vào dạng cation trao đổi tốc độ tách tăng theo trật tự cation sau : K > Rb > Na > Cs > Li Một nghiên cứu Viện khoa học Công nghệ Việt Nam chế tạo zeolit từ nguyên liêụ có sẳn nước khả tách oxi đạt oxi có hàm lượng 90% Hiện nước ta phải nhập mổi năm 1000 máy làm giầu oxi , mổi máy giá 20 triệu đồng nêu tri ển khai công nghệ , có th ể tiết kiệm số ngoại tệ đáng kể 1.3 Hiệu kháng khuẩn zeolit Có thể sử dụng zeolit khống chế nhiễm khuẩn đường niệu, đặc biệt có hiệu vi khuẩn tác dụng kháng khuẩn có quan hệ v ới hàm l ượng kích thước hạt zeolit ống thuỷ, bệnh nhân bị bệnh đường niệu dài ngày, phải dùng ống thơng, ví dụ bệnh bàng quang thần kinh,phải dùng ống thông 3-6 tháng , dể bị nhiểm trùng đường ni ệu Zeolit chứa Cu có hiệu kháng khuẩn tốt , vi khuẩn Gram dương Gram âm Zelit chưa Ag có tác dụng kháng nắm tốt Kết hợp v ới thành phần khác chống lại vi khuẩn Candida albicans 1.4 Tác dụng thẩm tích máu truyền máu Do tác dụng loại bỏ tạp chất zeolit, nên dùng thẩm tích máu Có thể dùng zeolit loại trừ NH3 dòng thẩm tích tuần hồn Các zeolit loại F,W clinoptilolit có khả điều chỉnh tốc đ ộ cột mol/L NaCl sau trao đổi ion Zeolit clinoptilolit dùng c ột truy ền máu Trong khảng truyền máu , số tiểu cầu bạch cầu giảm đáng kể Zeolit tổng hợp 4A đưa vào ống thoát nước Tác nhân chống đông mang zeolit đưa vào ống thoát nước Lượng pentosan polysulfate natri tách dần khỏi thành ống trình truyền máu có tác dụng chống động tụ dòng huyết tương 1.5 Tác dụng tạo xương zeolit Zeolit có tác dụng tốt cấu trúc xương q trình tạo xương Zeolit A dược dùng điều trị bệnh lỗng xương có khả kích thích tạo xương Zeolit A làm tăng q trình chuyển hoá tạo c ốt bào 1.6 Tác dụng zeolit bệnh tiểu đường Từ năm 1997 , thuốc chống bệnh tiểu dường cho người có dùng thành phần zeolit clinoptilolit Zeolit có hiệu ngăn ngừa gi ảm rối loạn tiểu đường, rối loạn thần kinh Xử lý thuỷ nhi ệt zeolit clinoptilolit với FeSO4 tạo tính lựa chọn hấp phụ glucơ Clinoptilolit làm giảm lượng nước uống số lần tiểu bệnh nhân tiểu đường zeolit Y siêu bền có tác dụng loại bỏ chất độc, phenol hay mcresol, có chế phẩm insulin 1.7 Tác dụng zeolit bệnh tiêu chảy cấp Zeolit có khả hấp phụ chất độc giải phóng bệnh dịch tả kiềm hãm vi khuẩn E.coli zeolit có tác dụng rõ bệnh tiêu chảy cấp 1.8 Hoạt tính giảm axit zeolit Clinoptilolit đủ bền chuyển qua đường tiêu hố , nên dùng để chống bệnh tăng axit hệ tiêu hố Kết hợp clinoptilolit với Na 2CO3 có tác dụng chống tăng axit dày Sản phẩm thương mại Neutacid loại thực phẩm bổ sung , gồm clinoptilolit , vitamin chất khống có tác dụng chống oxi hoá , giảm chất độc hệ tiêu hố tạo từ q trình lên men yếm khí tiêu hố thực phẩm, tạo chất có l ợi sau x ữ lý bệnh ung thư , gan thận 1.9 Hiệu bệnh ung thư Zeolit clinoptilolit nghiền mịn chất phụ trợ điều trị ung thư, tăng sức khoẻ kéo dài thời gian sống đắp clinoptilolit lên da bị ung th có th ể làm giảm hối u , kiêm hãm tăng khối u 1.10 Dùng zeolit làm chất mang dược phẩm Zeolit làm chất mang thuốc thích hợp giải phóng thuốc chậm , kéo dài tác dụng thuốc.ví dụ , mang thuốc ch ống giun sán , pyrantel, fenbendasole hay dichlorovos lên zeolit, tác dụng di ệc giun sán tốt so với dùng riêng thước  ... liên kết π cao benzene silicagel 1.2.2 Phân biệt hấp phụ vật lý hấp phụ hoá học - Sự khác dạng hấp phụ ghi nhận bảng sau: Bảng Bảng so sách hấp phụ vật lý hấp phụ hoá học Hấp phụ vật lý Lực hấp... trương nở, độ xốp cao 1.3.2 Phân loại ionit Các nhóm ionit chứa nhóm chức hoạt động có khả phân ly H+ có khả hấp phụ trao đổi cation Chất gọi cationit Chẳng hạn, chất có chứa nhóm chức –SO3H,... nước: HLB = ∑chỉ số nhóm thân nước - ∑chỉ số thân dầu +7 (1-19) Nếu ta sử dụng hỗn hợp chất diện hoạt A (a gam) B (b gam) HLB: HLBhh = Bảng HLB nhóm thân dầu , nhóm thân nước Nhóm thân nước -SO4Na+