Nghiên cứu tổng hợp màng composite trên nền pva

TR I H C QU C GIA TP HCM NGă I H C BÁCH KHOA - HOÀNG NG C BÍCH NGHIÊN C U T NG H P MÀNG COMPOSITE TRÊN N N PVA/AGAR/MALTODEXTRINE VÀ NG D NG X LÝ CH T MÀU H UăC Chuyên ngành: k thu t môi tr Mã s : 8520320 ng LU NăV NăTH CăS TP H CHÍ MINH, tháng n m 2021 CỌNG TRỊNH C HOÀN THÀNH T I TR NG I H C BÁCH KHOA – HQG -HCM Cán b h ng d n khoa h c 1: TS Nguy n Duy Trinh (Ghi rõ h , tên, h c hàm, h c v ch ký) Cán b h ng d n khoa h c2 : PGS TS Bùi Xuân Thành (Ghi rõ h , tên, h c hàm, h c v ch ký) Cán b ch m nh n xét : PGS TS Hu nh i Phú (Ghi rõ h , tên, h c hàm, h c v ch ký) Cán b ch m nh n xét : PGS TS Mai Tu n Anh (Ghi rõ h , tên, h c hàm, h c v ch ký) Lu n v n th c s đ c b o v t i Tr ngày 23 tháng 01 n m 2021 ng i h c Bách Khoa, HQG TP HCM Thành ph n H i đ ng đánh giá lu n v n th c s g m: (Ghi rõ h , tên, h c hàm, h c v c a H i đ ng ch m b o v lu n v n th c s ) PGS TS Nguy n Ph c Dân PGS TS Mai Tu n Anh PGS TS Hu nh i Phú TS Võ Thanh H ng TS Nguy n Thái Anh Xác nh n c a Ch t ch H i đ ng đánh giá LV Tr ngành sau lu n v n đư đ c s a ch a (n u có) CH T CH H I NG TR ng Khoa qu n lý chuyên NG KHOA………… I H C QU C GIA TP.HCM C NG HÒA Xà H I CH NGH AăVI T NAM NGă I H C BÁCH KHOA c l p - T - H nh phúc TR NHI M V LU NăV NăTH CăS H tên h c viên : Hồng Ng c Bích Ngày, tháng, n m sinh : 05-08-1995 Chuyên ngành : K Thu t Môi Tr ng I.TểNă TÀI: Nghiên c u MSHV :1870274 N i sinh : TP H Chí Minh Mư s : 8520320 t ng h p màng Composite d a n n PVA/Agar/Maltodextrin ng d ng x lý ch t màu h u c II.NHI M V VÀ N I DUNG:  Nghiên c u quy trình t ng h p màng PVA/Agar/Maltodextrin (PAM) b ng ph ng pháp đ màng  Phân tích đánh giá đ c tính c u trúc nh : SEM, XRD, ATR-FTIR, TGA, tính c lỦ, đ tr ng, đ hồ tan c a màng, đ m góc ti p xúc ánh giá kh n ng h p ph c a màng PAM đ i v i ch t màu h u c nh : MB, CV,  CR, MO ánh giá kh n ng h p ph v i màng PAM  t l : PAM 20:40:40, PAM 40:30:30, PAM 60:20:20, PAM 80:10:10 ánh giá y u t  nh h ng đ n kh n ng h p ph c a màng nh : th i gian, pH dung d ch, nhi t đ , n ng đ màu ánh giá mơ hình đ ng h c h p ph đ ng nhi t h p ph t  ng ng v i ph ng trình phi n tính  Nghiên c u nh h đ  ng c a MMT lên tính ch t c a màng PAM, màng PAM-MMT c t ng h p b ng ph Màng PAM-MMT đ ng pháp đ màng c phân tích đánh giá đ c tính c u trúc nh : SEM, XRD, ATR-FTIR, TGA, DSC, tính c lỦ, đ tr ng, đ hồ tan, đ m c a màng, góc ti p xúc  ánh giá kh n ng h p ph màng đ i v i màng PAM-MMT-0%, PAM-MMT-5%, PAM-MMT-10%, PAM-MMT-20%, PAM-MMT-30%  ánh giá y u t nh h ng đ n kh n ng h p ph c a màng nh : th i gian, pH dung d ch, nhi t đ , n ng đ màu  ánh giá mơ hình đ ng h c h p ph đ ng nhi t h p ph t ng ng v i ph ng trình phi n tính  ánh giá q trình r a tái s d ng màng III.NGÀY GIAO NHI M V : 24/02/2020 IV.NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 20/12/2020 V.CÁN B Cán b h H NG D N: (Ghi rõ h c hàm, h c v , h , tên)  Cán b h ng d n 1: TS Nguy n Duy Trinh  Cán b h ng d n 2: PGS TS Bùi Xuân Thành Tp HCM, ngày tháng n m 20 CH NHI M B MỌNă ÀOăT O (H tên ch ký) CÁN B H NG D N (H tên ch ký) ng d n Nguy n Duy Trinh Cán b h ng d n Bùi Xuân Thành TR NGăKHOAầ.ầầầ (H tên ch ký) I Lu n V n Th c S CBHD: TS Nguy n Duy Trinh PGS.TS Bùi Xuân Thành L I C Mă N L i đ u tiên, em xin trân tr ng c m n th y TS Nguy n Duy Trinh th y PGS TS Bùi Xuân Thành không nh ng h tr v v t ch t mà cịn đ nh h tài, t n tình h ng đ ng d n truy n đ t ki n th c, kinh nghi m cho em th i gian th c hi n n i dung c a đ tài Em xin chân thành c m n sâu s c th y cô Khoa Môi Tr tr ng ng Tài Nguyên i h c Bách Khoa TP H Chí Minh đư truy n đ t cho em nh ng kinh nghi m quỦ báu, đư giúp đ em su t trình h c t p Em c ng xin chân thành c m n ch Nguy n Th Th nghi p phòng thí nghi m Khoa H c V t Li u Công Ngh Cao, Tr ng ng đ ng ng D ng thu c Vi n K Thu t i h c Nguy n T t Thành, đư quan tâm, đ ng viên t o u ki n thu n l i giúp đ em su t trình th c hi n đ tài L i sau cùng, xin g i l i c m n t i gia đình, b n bè đư ng h , đ ng viên ti p s c cho c v t ch t c ng nh tinh th n s c m nh l n nh t giúp v t qua nh ng lúc khó kh n b t c th i gian làm đ tài Trong su t trình h c t p th c hi n lu n v n, em đư có nh ng tr i nghi m thú v h c h i đ c nhi u ki n th c b ích cho b n thân Do kinh nghi m ki n th c c a b n thân h n ch , Các k t qu lu n v n có th v n cịn nhi u thi u xót ch a đ c hồn thi n Em r t mong s nh n đ đóng góp c a h i đ ng nghi m thu đ lu n v n đ c nh ng ý ki n c hồn thi n có ch t l ng t t h n n a TP H Chí Minh, ngày … tháng … n m … Tác gi lu n v n Hồng Ng c Bích HVTH: Hồng Ng c Bích II Lu n V n Th c S CBHD: TS Nguy n Duy Trinh PGS.TS Bùi Xuân Thành TÓM T T LU NăV NăTH CăS Trong nghiên c u này, màng PVA/Agar/Maltodextrin (PAM) đ c t ng h p b ng cách đúc khuôn c đ nh PAM đư lo i b hi u qu thu c nhu m MB kh i dung d ch n c Các k t qu thu đ c t phân tích SEM FTIR minh h a s hi n di n c a liên k t hydro gi a nhóm hydroxyl b m t c a màng PAM H n n a, vi c đánh giá TGA, tính ch t c h c, đ tr đư đ c xác nh n đ đ ng n , đ hịa tan, đ m, góc ti p xúc n đ nh nhi t, tính ch t c h c tính tồn v n n S h p ph c a màng PAM 20:40:40 b nh h c ng m nh b i th i gian ti p xúc 180 phút, pH dung d ch = n ng đ thu c nhu m ban đ u 200 mg/L Mơ hình đ ng h c gi b c hai Temkin phù h p v i đ ng h c h p ph đ ng nhi t h p ph c a màng PAM 20:40:40 Dung l ng h p ph t i đa đ mg/g d a mơ hình Langmuir Nh ng k t qu đ PAM đ c b sung thêm MMT K t qu thu đ c ghi nh n 27,84 c c i thi n màng c t phân tích SEM, FTIR XRD đư minh h a s xu t hi n c a MMT polyme n n Các tính ch t c h c, đ tr ng n , đ hòa tan, đ m góc ti p xúc đ tính ch t c h c tính tồn v n n MMT-20% b nh h c xác nh n hoàn toàn n đ nh, c Kh n ng h p ph c a màng PAM- ng m nh b i th i gian ti p xúc 180 phút, pH c a dung d ch = n ng đ thu c nhu m ban đ u 200 mg/L Mô hình đ ng h c gi b c hai Temkin phù h p v i đ ng h c h p ph đ ng nhi t c a màng PAM-MMT-20% Dung l ng h p ph t i đa đ c ghi nh n 53,48 mg/g d a mơ hình Langmuir Q trình r a trình tái s d ng cho th y màng PAM-MMT-20% thích h p v i dung mơi c n pha n 60% n c v i t l % th tích c n n c) S l n tái s d ng hi u qu đ c ghi nh n l n cho th y màng PAM-MMT-20% v t li u có ti m n ng ng d ng th c t HVTH: Hồng Ng c Bích c (40% c n : Lu n V n Th c S III CBHD: TS Nguy n Duy Trinh PGS.TS Bùi Xuân Thành ABSTRACT In the research, the PVA/Agar/Maltodextrin (PAM) membrane was synthesized by casting on fixed mold PAM has effectively removed the MB dye from the aqueous solution The results obtained from SEM and FTIR analyzes illustrate the presence of hydrogen bonding between the surface hydroxyl groups of the PAM membrane Furthermore, the evaluation of TGA, mechanical properties, swelling, solubility, moisture, the contact angle were confirmed adequate thermal stability, mechanical properties and water integrity The adsorption of PAM 20:40:40 membrane was strongly influenced by 180 minutes exposure time, solution pH = 6, and the initial dye concentration of 200 mg/L The Pseudo-secondorder and Temkin models match the adsorption and isothermal kinetics of the PAM membrane 20:40:40 The maximum adsorption capacity was recorded at 27.84 mg/g based on the Langmuir model These results were improved when the PAM membrane added with MMT The result obtained from SEM, FTIR and XRD analyzes has illustrated the appearance of MMT in the matrix polymer The mechanical properties, swelling, solubility, moisture and contact angle were confirmed complete stability, mechanical properties and integrity in water The adsorption capacity of the PAM-MMT-20% membrane was strongly influenced by the 180-minute exposure time, the solution pH = 8, and the initial dye concentration of 200 mg/L The Pseudo-second-order and Temkin models match the adsorption and isothermal kinetics of the PAM-MMT-20% membrane The maximum adsorption capacity was recorded at 53.48 mg/g based on the Langmuir model The washing process and the reusing process showed that PAM-MMT-20% membrane was suitable with the solvent (alcohol and water) at the rate of 40% alcohol : 60% water (v/v) The number of times of reuse times shows that PAM-MMT-20% membrane is a potential material for practical application HVTH: Hồng Ng c Bích IV Lu n V n Th c S CBHD: TS Nguy n Duy Trinh PGS.TS Bùi Xuân Thành L IăCAMă OAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên c u c a tơi nhóm nghiên c u d is h ng d n c a TS Nguy n Duy Trinh PGS TS Bùi Xn Thành Cơng trình nghiên c u c a không trùng l p v i b t k cơng trình khoa h c khác Các n i dung nghiên c u, s li u, k t qu lu n v n trung th c, ch a t ng đ c công b b t k hình th c Ngồi ra, lu n v n cịn s d ng thơng tin, s li u d a tài li u th c t c a tác gi khác đ đánh giá đ c thu th p ph c v cho vi c phân tích, nh n xét, c trích d n, thích ngu n g c đ c ghi rõ ph n tài li u tham kh o N u có b t k phát hi n v s gian l n lu năv n,ătôi xin ch u hoàn toàn trách nhi m v n i dung lu nă v n c a tr că i h c Bách Khoa Thành Ph H Chí Minh h iăđ ng b o v lu n v n t t nghi p Tr ng đ i h c Bách Khoa Thành Ph H Chí Minh s không liên quan đ n nh ng vi ph m v tác quy n hay b n quy n tơi gây q trình th c hi n (n u có) TP H Chí Minh, Ngày … tháng … n m … Tác gi lu n v n Hồng Ng c Bích HVTH: Hồng Ng c Bích V Lu n V n Th c S CBHD: TS Nguy n Duy Trinh PGS.TS Bùi Xuân Thành M CL C CH NGà àT NG QUAN àP àP àX L àN c Th i D t Nhu m 1.2 Màu Công Nghi p 1.2.1 Khái Ni m 1.2.2 Thu c Nhu m Ho t Tính 1.2.3 Thu c Nhu m Tr c Ti p 1.2.4 Thu c Nhu m Hoàn Nguyên 1.2.5 Thu c Nhu m Phân Tán 1.2.6 Thu c Nhu àL àH nh 1.2.7 Thu c Nhu àB à(Cation) 1.2.8 Thu c Nhu m Axit (Anion) àH 1.2.9 ng C a Thu c Nhu àĐ àM àT ng 1.3 Màng Composite 1.3.1 Khái Ni m Màng Composite 1.3.2 Polymer N n 1.3.3 Ch àĐ n àN m 10 m 10 1.3.6 ng d ng 10 1.4 V t Li u PVA 11 1.4.1 Khái Ni m 11 1.4.2 Tính Ch t C a PVA 12 1.4.3 ng D ng C a PVA 13 1.5 V t Li u Maltodextrin 16 1.5.1 Khái Ni m 16 1.5.2 Tính Ch t C a Maltodextrin 17 1.5.3 ng D ng C a Maltodextrin 18 1.6 V t Li u Agar 18 1.6.1 Khái Ni m 18 1.6.2 Tính Ch t C a Agar 19 1.6.3 ng D ng C a Agar 20 1.7 V t li u khoáng sét Momorillonite (MMT) 23 1.7.1 Khái Ni m 23 HVTH: Hoàng Ng c Bích VI Lu n V n Th c S CBHD: TS Nguy n Duy Trinh PGS.TS Bùi Xuân Thành 1.7.2 Tính Ch t C a MMT 24 1.7.3 ng D ng C a MMT 26 1.8 Tình Hình Nghiên C u 27 1.8.1 Tình Hình Nghiên C u Trên Th Gi i 27 àT 1.8.2 Tình Hình Nghiên C àN c 29 1.9 M c Tiêu Và N i Dung Nghiên C u 30 1.9.1 M c Tiêu 30 1.9.2 N i Dung Nghiên C u 30 CH NGà àTH C NGHI M 32 àP àPháp T ng H p Màng 32 2.1.1 T ng h p màng PAM 32 2.1.2 T ng h p màng PAM-MMT 33 àĐ àG àK N àH p Ph C a Màng 33 àĐ àG àQ àT àR a Và Kh N àM àH àT àì D ng 35 àĐ ng Nhi t H p Ph 35 àĐ ng Nhi t H p Ph Langmuir 35 àĐ ng Nhi t H p Ph Freundlich 36 àĐ ng Nhi t H p Ph Temkin 37 àĐ ng Nhi t H p Ph Dubinin Radushkevich 37 àM àH àĐ ng H c H p Ph 38 àĐ ng H c H p Ph Gi B c 38 àĐ ng H c H p Ph Gi B c 39 àĐ ng H c Bangham 39 àĐ ng H c Evlovich 40 àP àP àT àP àT 40 àC àL 40 2.6.2 Phân Tích Hình Thái B M t (SEM) 41 àP àP àN m X Ronghen (XRD) 41 2.6.4 Ph H ng Ngo i Ph n X Toàn Ph n T t D n (ATR-FTIR) 41 àP àP àP H p Th T Ngo i Và Kh Ki n (Uv-Vis) 41 àL 2.6.6 Phân Tích Nhi t Tr àP àP àĐ ng Vi Sai (TGA) 41 àG àĐ T àĐ àĐ T àC a Màng 42 2.6.8 Phân Tích Contac Angle 42 àX à Hà HVTH: Hoàng Ng c Bích n tích b ng khơng (pHpzc) 43 ... maltodextrin Màng PAM v i t l 20% PVA :40% Agar :40% Maltodextrin Màng PAM v i t l 40% PVA :30% Agar :30% Maltodextrin Màng PAM v i t l 60% PVA :20% Agar :20% Maltodextrin Màng PAM v i t l 80% PVA :10%... Maltodextrin Màng PAM k t h p v i MMT Màng PAM v i t l 20% PVA :40% Agar :40% Maltodextrin Màng PAM k t h p v i MMT v i t l 10% Màng PAM k t h p v i MMT v i t l 20% Màng PAM k t h p v i MMT v i t l 30% Màng. .. c a Màng PAM 45 3.1.1 B m t, c u trúc tính ch 3.1.2 Kh N àH p Ph Màu H à a màng PAM 45 àC àC a Màng Composite PAM 53 3.1.3 Nghiên C àĐ ng H c H p Ph 58 3.1.4 Nghiên