CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.3. Tổng hợp và ứng dụng poly(hydroxamic axit)
1.3.1. Một số nghiên cứu tổng hợp poly(hydroxamic axit) từ acrylamit
Poly(hydroxamic axit) có chứa nhóm chức hydroxamic axit có cơng thức cấu tạo:
Trong đó P là polyme xương sống.
- Thành phần của dẫn xuất poly(hydroxamic axit) gồm nhóm hydroxamic axit (-CONHOH) là nhóm chức chính. Ngồi ra nó cịn có nhóm cacbonyl được sinh ra trong q trình thủy phân và một số nhóm chức khác như nhóm sulfonic (-SO3H), nhóm photphonic (-PO3H2) …
Trong những năm gần đây, nhiều nhóm nghiên cứu đã tổng hợp poly(hydroxamic axit) từ acrylamit. Yasemin [20] đã tổng hợp hydrogel poly(hydroxamic axit) từ polyacrylamit sử dụng chất tạo lưới là ethyleneglycol dimethaacrylat. Ảnh hưởng của chất tạo lưới đến tính chất vật lý đã được nghiên cứu. Cấu trúc của hydrogel được nghiên cứu thông qua phổ hồng ngoại FTIR và phân tích nhiệt TGA, DSC. Độ trương, tốc độ trương, đường kính mạng, nút
mạng… của hydrogel đã được tính tốn. Cũng từ polyacrylamit để tổng hợp poly(hydroxamic axit), A. J. Dom [3] đã biến tính polyacrylamit với hydroxylamin trong dung dịch có pH > 12 tại nhiệt độ phòng. Poly(hydroxamic axit) tổng hợp được chứa 70% mol nhóm hydroxamic axit, 5% mol nhóm carboxylic axit và 25% mol nhóm amin khơng phản ứng.
Hình 1.3: Tổng hợp poly(hydroxamic axit) từ polyacrylamit
Hassan và cộng sự [12] đã nghiên cứu tổng hợp PHA để tách Zr từ Y, Sr đi từ polyacrylamit. Tác giả và cộng sự đã tiến hành tổng hợp polyacrylamit đi từ acrylamit sử dụng chất tạo lưới NMBA. Sau đó biến tính polyacrylamit bằng hydroxylamine ở kiện thích hợp để chế tạo PHA. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PHA đi từ poyacrylamit được trình bày tại hình 1.4.
Hình 1.4: Sơ đồ phản ứng tổng hợp PHA từ Polyacrylamit
Rahmatollah, S.Ali [17] tổng hợp nhựa trao đổi ion PHA bằng hai phương pháp khác nhau: từ copoly(acrylamit-divinylbezen) biến tính bằng hydroxylamin trong môi trường kiềm và từ acrylhydroxamic với divinylbezen bằng phương phương pháp trùng hợp gốc tự do.PHA được tổng hợp từ hai phương pháp trên đều có khả năng tách và hấp phụ một số các ion kim loại nặng như Fe(III), Cu(II) trong môi trường pH, nhiệt độ và thời gian tối ưu.
Sangita Pal [18] đã tổng hợp poly(hydroxamic axit) từ polyacrylamit sử dụng chất khơi mào là benzoyl peoxit. Để chuyển nhóm amit thành nhóm hydroxamic tác giả đã biến tính bằng hydroxyamin trong mơi trường có pH=12, dung mơi là
methanol, nhiệt độ là 70oC. Đặc tính của poly(hydroxamic axit) tổng hợp được xác định thơng qua phổ hồng ngoại FTIR, phân tích nhiệt trọng lượng TGA, phân tích nguyên tố và dung lượng hấp phụ với ion Urani.
Hình 1.5: Sơ đồ tổng hợp poly(hydroxamic axit) từ acrylamit và divinylbezen
Hình 1.6: Sơ đồ tổng hợp poly(hydroxamic axit) từ acrylhydroxamic và
divinylbezen
Mousumi Singha [13] đã tổng hợp poly(hydroxamic axit) từ acrylamit sử dụng chất tạo lưới là N, N’- methylen biscarylamit sau đó sử dụng hydroxylamin và dung dịch natri hydroxyt để biến tính trong thời gian 6h, nhiệt độ 70oC. Đặc tính của poly(hydroxamic axit) được xác định thông qua phổ hồng ngoại FTIR, phổ X- Ray và kính hiển vi điện tử quét SEM.
Wan Yunus và nhóm nghiên cứu [19] tổng hợp PHA từ poly(etylacrylat divinyl benzen). Trong đó poly(etylacrylat) được tổng hợp bằng phương pháp trùng hợp huyền phù với sự có mặt của divinyl benzen. Các tác giả đã tiến hành chuyển hóa poly(metylacrylat divinyl benzen) thành PHA bằng phản ứng với hydroxyl
amoni clorua trong mơi trường thích hợp. Trong cơng trình nghiên cứu của M. Rahman và cộng sự [16], các tác giả đã tiến hành tổng hợp PHA bằng cách ghép poly(metylacrylat) (PMA) lên tinh bột, sau đó sản phẩm thu được đem phản ứng với hydroxylamin.
Las Hanron [14] đã nghiên cứu tổng hợp polyme chứa nhóm chức năng hydroxamic axit từ sợi poly(methylacrylat) ghép với dầu cọ (OPEFB) sử dụng chất khơi mào là H2O2/Fe2+. Sợi polyme ghép cho phản ứng với hydroxylamin trong môi trường kiềm sẽ thu được sản phẩm chứa nhóm chức năng hydroxamic axit. Đặc tính của vật liệu ghép được xác định thông qua phổ hồng ngoại FTIR và ứng dụng để hấp thụ Cu(II) trong dung dịch tại các điều kiện pH, nhiệt độ và thời gian tới ưu.
M.R. Lufor và cộng sự [15] đã tổng hợp nhựa trao đổi ion chứa nhóm chức năng hydroxamic axit từ poly(metyl acrylat) ghép với tinh bột sử dụng chất khơi mào là Ce(NO3)4. Để chuyển các nhóm ester của polyme ghép thành nhóm chức
năng hydroxamic axit cho polyme ghép phản ứng với hydroxiamin trong mơi trường kiềm. Khi đó, đặc tính của nhựa trao đổi ion poly(hydroxamic axit) này được quan sát qua phổ hồng ngoại, TG và phân tích nhiệt DSC.
Hình 1.7: Sơ đồ tổng hợp poly(hydroxamic axit) từ sợi poly(methylacrylat) ghép
Hình 1.8: Sơ đồ phản ứng của nhóm ester trong polyme ghép với hydroxylamin
Selvi và các cộng sự [16] đã tiến hành tổng hợp PHA từ acrylonitril trong sự có mặt của chất khơi mào benzoyl peroxit và chất tạo lưới divinyl benzen. Polycacylonitril sau khi được tổng hợp tiến hành quá trình thủy phân trong mơi trong môi trường axit H2SO4 95%, thời gian 48 giờ thu được polyme chứa nhóm chức amit, sau đó thực hiện q trình biến tính polyme tạo được bằng NH2OH.HCl trong sự có mặt của CH3COONa. Tính chất của poly(hydroxamic axit) được nghiên cứu thơng qua phổ hồng ngoại FTIR, SEM. Q trình được thực hiện theo hình 1.9.
CH2 NH2 CH = CH2 CH CH2 C CN + H Polymerisation Benzoyl peroxide CH2 CH C CN H C H CH CH2 CH2 CH2 CN Hydrolysis H2SO4 CH2 CH C H C H CH CH2 CH2 CH2 C O NH2 C O NH2OH.HCl CH3COONa NHOH CH2 CH C H C H CH CH2 CH2 CH2 C O NHOH C O n n n
Hình 1.9: Sơ đồ phản ứng tổng hợp PHA từ acrylonitril
Ngoài ra, Selvi và cộng sự [10] cũng đã tổng hợp poly(hydroxamic axit)- poly(amidoxime) từ poly(methyl acrylat- co- acrylonitril) ghép với tinh bột và hydroxylamin trong môi trường kiềm. Polyme chứa nhóm chức năng hydroxamic axit được ứng dụng để hấp phụ kim loại nặng trong nước thải công nghiệp.
Vernon và cộng sự đã tiến hành tổng hợp poly(hydroxamic axit) từ polyacrylonitril bằng cách tổng hợp polyme này sau đó cũng thủy phân trong môi trường axit tạo polyme có chứa nhóm chức amit sau đó cũng biến tính tạo poly(hydroxamic axit). Tính chất của poly(hydroxamic axit) được đánh giá thông qua khả năng liên kết với các ion kim loại khác nhau và sử dụng polyme này để tách các kim loại ra khỏi hỗn hợp muối của chúng, tách Urani từ nước biển.
Hình 1.10: Sơ đồ tổng hợp poly(hydroxamic axit)- poly(amidoxime) từ
poly(methyl acrylat- co- acrylonitril)