Nghiên cứu chiết tách tanin từ vỏ quả măng cụt và ứng dụng làm chất ức chế ăn mòn kim loại

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM  ĐINH THỊ PHỤNG NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH TANIN TỪ VỎ QUẢ MĂNG CỤT VÀ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT ỨC CHẾ ĂN MỊN KIM LOẠI LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC ĐÀ NẴNG - NĂM 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM  ĐINH THỊ PHỤNG NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH TANIN TỪ VỎ QUẢ MĂNG CỤT VÀ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI Chuyên ngành: HĨA LÍ THUYẾT VÀ HĨA LÍ Mã số: 60440119 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ TỰ HẢI ĐÀ NẴNG - NĂM 2020 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết 4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỀ TÀI .3 6.1 Ý nghĩa khoa học .3 6.2 Ý nghĩa thực tiễn CẤU TRÚC LUẬN VĂN .3 CHƢƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ KIM LOẠI 1.1.1 Định nghĩa ăn mòn kim loại 1.1.2 Phân loại ăn mòn kim loại 1.1.3 Cơ sở nhiệt động ăn mòn điện hóa học 1.1.4 Động học ăn mịn điện hóa 1.1.5 Giản đồ Pourbaix ăn mòn sắt 25oC 1.1.6 Các yếu tố ảnh hƣởng tới ăn mịn điện hóa .9 1.1.7 Ăn mịn thép nƣớc sơng nƣớc biển .10 1.1.8 Các phƣơng pháp bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn 11 1.1.9 Bảo vệ kim loại chất ức chế .14 1.2 TỔNG QUAN VỀ TANIN .17 1.2.1 Khái niệm 17 1.2.2 Phân loại .18 1.2.3 Tính chất định tính tanin 21 1.2.4 Tác dụng công dụng .22 1.2.5 Tình hình nghiên cứu sử dụng tanin 23 1.2.6 Những thực vật chứa nhiều tanin 24 1.3 TỔNG QUAN VỀ HỌ MĂNG CỤT 24 1.3.1 Giới thiệu chung 24 1.3.2 Nguồn gốc phân bố 25 1.3.3 Đặc điểm thực vật .26 1.3.4 Đặc điểm sinh hóa .28 1.3.5 Công dụng giá trị kinh tế măng cụt 29 1.3.6 Tình hình sản xuất măng cụt .29 1.3.7 Đặc điểm sinh thái 30 1.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH HỢP CHẤT HỮU CƠ 30 1.4.1 Phƣơng pháp chƣng cất 30 1.4.2 Phƣơng pháp chiết 32 1.4.3 Phƣơng pháp kết tinh 32 CHƢƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 33 2.1.1 Nguyên liệu 33 2.1.2 Hóa chất thiết bị .34 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.2.1 Định tính xác định tanin có vỏ măng cụt 34 2.2.2 Xác định số tiêu hóa lý mẫu bột vỏ măng cụt 35 2.2.3 Định lƣợng tanin phƣơng pháp Lowenthal 36 2.2.4 Nghiên cứu trình chiết tách tanin vỏ măng cụt 37 2.2.5 Phân tích sản phẩm tanin rắn tách từ vỏ măng cụt 37 2.2.6 Nghiên cứu tính chất ức chế ăn mịn kim loại tanin từ vỏ măng cụt [27] 38 2.2.7 Phƣơng pháp chụp SEM xác định bề mặt 41 2.3 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM .41 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43 3.1 ĐỊNH TÍNH TANIN TRONG VỎ QUẢ MĂNG CỤT 43 3.1.1 Định tính chung 43 3.1.2 Định tính phân biệt loại tanin 44 3.2 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ SỐ HĨA LÍ CỦA MẪU BỘT VỎ QUẢ MĂNG CỤT .44 3.2.1 Độ ẩm (W%) 44 3.2.2 Hàm lƣợng hữu tổng cộng (Hc %) .45 3.3 ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH TANIN TỪ VỎ QUẢ MĂNG CỤT .45 3.3.1 Ảnh hƣởng kích thƣớc bột vỏ măng cụt .45 3.3.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ chiết .47 3.3.3 Ảnh hƣởng thời gian chiết 48 3.3.4 Ảnh hƣởng tỉ lệ nƣớc : etanol .48 3.4 TÁCH TANIN RẮN VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CẤU TẠO .50 3.4.1 Tách tanin rắn .50 3.4.2 Phổ IR mẫu tanin rắn 51 3.5 NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI CỦA TANIN RẮN TÁCH TỪ VỎ QUẢ MĂNG CỤT 52 3.5.1 Khả ức chế ăn mòn thép CT3 môi trƣờng NaCl 3,5% .52 3.5.2 Khả ức chế ăn mịn thép CT3 mơi trƣờng HCl 59 3.6 XÁC ĐỊNH ẢNH HƢỞNG CỦA TANIN ĐẾN SỰ OXI HÓA THÉP CT3 BẰNG SEM 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu SEM IR CE WE RE CT3 dd Tiếng Anh Scaning electron microscopy InfraRed Spectrum Counter Electrode Working Electrode Reference Electrode Tiếng Việt Kính hiển vi điện tử quét Phổ hồng ngoại Điện cực đối Điện cực nghiên cứu Điện cực so sánh Mác thép cacbon thấp dung dịch 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trong khn khổ luận văn, qua q trình nghiên cứu thực nghiệm rút kết luận sau:  Trong vỏ măng cụt chứa loại tanin gồm tanin pyrogallic tanin pyrocatechic  Độ ẩm hàm lƣợng hữu trung bình lần lƣợt 9,88% 87,67%  Điều kiện phù hợp để chiết tách tanin từ g bột ngun liệu khơ kích thƣớc bột vỏ măng cụt 0,5–1 mm; nhiệt độ 80oC; thời gian 120 phút; tỉ lệ thể tích nƣớc : etanol = : Hàm lƣợng tanin thu đƣợc điều kiện 28,02% so với lƣợng nguyên liệu khô  Kết phổ IR tanin cho thấy: Các loại dao động phổ hồng ngoại tanin là: -OH, C=O, =C-O-C-, -C-O-C-, C=C, C-H dao động không phẳng (anken), nhân thơm  Tanin vỏ măng cụt có khả ức chế ăn mịn thép CT3 mơi trƣờng NaCl 3,5% Khi sử dụng nồng độ tanin 90 mg/L ngâm điện cực dung dịch 20 phút hiệu ức chế ăn mịn thép CT3 mơi trƣờng NaCl 3,5% 70,25%  Tanin vỏ măng cụt có khả ức chế ăn mịn thép CT3 môi trƣờng HCl Khi sử dụng nồng độ tanin 90 mg/L ngâm điện cực dung dịch HCl 0,3 M 20 phút hiệu ức chế ăn mòn thép CT3 51,52% KIẾN NGHỊ Do thời gian phạm vi đề tài nghiên cứu có hạn, thông qua kết đề tài, mong muốn đề tài đƣợc phát triển rộng số vần đề nhƣ:  Nghiên cứu khả ức chế ăn mòn tanin kim loại khác nhƣ Cu, Sn, Al…  Nghiên cứu khả ức chế ăn mịn tanin mơi trƣờng khác: kiềm, khơng khí ẩm, nƣớc cứng…  Nghiên cứu thêm ứng dụng khác tanin nhƣ tổng hợp keo dán polyphenol, chất làm bền màu…  Xây dựng quy trình chi tiết sản xuất tanin quy mô công nghiệp từ nguồn nguyên liệu vỏ thải loại khai thác gỗ, nhựa…của loại chứa tanin: keo tràm, đƣớc, thông, chè…để khai thác giá trị nguồn tanin lớn bị thất thoát uổng phí hàng năm 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Phùng Văn Bé (2011), Nghiên Cứu Chiết Tách Tanin Từ Vỏ Keo Tai Tượng Và Ứng Dụng Làm Vật Liệu Hấp Phụ Một Số Ion Kim Loại Nặng Trong Nước, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng [2] Hoàng Minh Châu (2002), Cơ sở hóa học phân tích, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [3] Ngô Thị Thùy Dƣơng (2012), Nghiên Cứu Chiết Tách Tanin Từ Thịt Quả Điều Lộn Hột Và Ứng Dụng Làm Chất Ức Chế Ăn Mòn Kim Loại, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng [4] Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo dục [5] Trần Hiệp Hải (2000), Phản ứng điện hóa ứng dụng, NXB Giáo dục [6] Lê Tự Hải (2006), Giáo trình điện hóa học, Đại học Sƣ phạm Đà Nẵng [7] PGS.TS Lê Tự Hải, sv Phạm Thị Thùy Trang (2008), Nghiên cứu tính chất ức chế ăn mịn thép CT3 dung dịch NaCl 3,5% tanin tách từ chè xanh, Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6, Đại học Đà Nẵng [8] Lại Thị Hoan (2016), Nghiên cứu sử dụng tanin chế tạo dung dịch biến tính gỉ bảo vệ, tái bảo vệ chống ăn mòn cho sắt, thép, Luận án tiến sĩ hóa học, Viện hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam, Hà Nội [9] Nguyễn Đức Huệ (2005), Các phương pháp phân tích hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [10] Vũ Đình Huy Trần Thị Lan Anh (2007), Khoa Công nghệ Vật liệu, Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh, Ức chế ăn mòn thép đường ống dung dịch nước trung tính kiềm nhiệt độ khác natrimolipdat, Tạp chí Hóa Học, Tập 45, số [11] Nguyễn Thị Thu Lan (2007), Khoa Hóa, Đại học Khoa học, Đại học Huế, Bài giảng hóa học hợp chất thiên nhiên, Lƣu hành nội [12] Nguyễn Hải Linh (2012), Nghiên Cứu Chiết Tách Tanin Từ Vỏ Cây Đước Nhơn Hội Để Ứng Dụng Làm Vật Liệu Hấp Phụ Ion Kim Loại Nặng Trong Nước, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng [13] Đỗ Tất Lợi (1970), Dược học vị thuốc Việt Nam- tập 1, NXB Y học Thể dục thể thao [14] Phan Kế Lộc (1973), Danh mục loài thực vật chứa tanin miền Bắc Việt Nam, Tập san sinh vật địa học, Tập 10, Số 1, [15] Từ Văn Mặc (2003), Phân tích hóa lý – Phương pháp phổ nghiệm nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 66 [16] Nguyễn Đình Phổ (1980), Ăn mịn bảo vệ kim loại, NXB TP Hồ ChíMinh [17] Nguyễn Kim Phi Phụng (2005), Phổ IR sử dụng phân tích hữu cơ, NXB ĐHQG TPHCM [18] Hồng Thị San, 1986, Phân loại thực vật, tập 1, NXB Giáo dục [19] Phan Tống Sơn, Trần Quốc Sơn, Đặng Nhƣ Tại (1998), Cơ sở hóa học hữu cơ, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội [20] Nguyễn Minh Thảo, Hóa học hợp chất dị vịng (1998), NXB Giáo Dục [21] Thái Doãn Tĩnh (2006), Cơ sở hóa học hữu cơ, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [22] Trần Bích Thủy, Tống Văn Hằng, Nguyễn Vĩnh Trị (1989), ĐHBK Tp HCM, Nghiên cứu trình trích ly tanin từ vỏ đước, Tạp chí hóa học, tập 27, số1 [23] PGS.TS Thái Doãn Tĩnh (2006), Cơ sở hóa học hữu – tập 3, NXB Giáo dục [24] Nguyễn Đình Triệu (2001), Các phương pháp phân tích vật lý hóa lý - tập 1, NXB Khoa học Kỹ thuật [25] Trịnh Anh Trúc Nguyễn Tuấn Dung (2006), Nghiên cứu lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn cho thép cacbon sở polyurethan hợp chất Photpho, Tạp chí Khoa học công nghệ, Tập 44, số [26] Trần Thị Cẩm Tú (2015), Khảo sát quy trình trích ly vỏ trái măng cụt ứng dụng sản xuất nước măng cụt, Luận văn thạc sĩ hóa học, Đại học Cần Thơ, Cần Thơ [27] Nguyễn Văn Tuế (2001), Ăn mòn bảo vệ kim loại, NXB Giáo dục [28] Bùi Xn Vững (2009), Bài giảng Phương pháp phân tích cơng cụ, Tài liệu lƣu hành nội Tiếng Anh [29] Ann E.Hagerman (1998), Tanin Chemistry, Department of Chemistry and Biochemistry, Miani University, Ofoxd, USA [30] Nguyen Thi Hien, Hoang Dinh Hoa, Nguyen Quynh Hoa, Pham Thi Tram, Nguyen Thi Minh Tu (2018), “ Study on extraction of tannins from the garcinia mangostana linn peel in Viet nam”,Vietnam Journal of Science and Technology 56 (4A), pp.113-120 [31] Khanittha Moosophin, Tanyaporn Wetthaisong, La-ong Seeratchakot, Wilasinee Kokluecha (2010), “Tannin Extraction from Mangosteen Peel for Protein Precipitation in Wine”, KKUResJ 15(5), pp 377-385 [32] Matamala G - Smeltzer W - Droguett G (1994), Use tanin anticorrosive reation primer to improve traditional coat system, The journal of science and engineerin corrosion, Phytochemistry, Vol 50, N04, 270 - 275 Trang web [33] https://www.slideshare.net/daykemquynhon/tanin-va-duoc-lieu-chua-tanin Ngày truy cập: 12/12/2019 67 [34]https://123doc.org//document/3596862-nhung-nguyen-lieu-co-kha-nang-chietxuat-tanin-o-viet-nam.htm Ngày truy cập: 10/12/2019 [35] http://camnangcaytrong.com/cay-mang-cut-cd52.html Ngày truy cập: 5/12/2019 [36] https://quizlet.com/371510958/duoc-lieu-tanin-flash-cards/ Ngày truy cập: 7/12/2019 PHỤ LỤC Hình PL Quá trình chuẩn độ tanin dd KMnO4 0,1N Hình PL Sự chuyển màu dung dịch chuẩn độ Hình PL Quá trình chiết tách tạp chất clorofom ... tách tanin từ vỏ măng cụt - Nghiên cứu ứng dụng tanin từ vỏ măng cụt để làm chất ức chế xanh chống ăn mòn kim loại ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu - Vỏ măng cụt đƣợc thu... DUNG NGHIÊN CỨU - Xây dựng quy trình chiết tách nghiên cứu yếu tố ảnh hƣởng đến trình chiết tách tanin từ vỏ măng cụt - Nghiên cứu ứng dụng tanin từ vỏ măng cụt để làm chất ức chế xanh chống ăn mòn. .. "Nghiên cứu chiết tách tanin từ vỏ măng cụt ứng dụng làm chất ức chế ăn mòn kim loại? ?? 2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Xây dựng quy trình chiết tách nghiên cứu yếu tố ảnh hƣởng đến trình chiết tách tanin