3.1. Kết quả nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ
3.1.1. Kết quả xử lý sợi xơ dừa
Sợi xơ dừa được tách riêng, phơi khô, xay thành bột và qua rây với kích thước lỗ 0,04 mm. Sợi xơ dừa có màu vàng sậm hơi nâu đặc trưng của chỉ xơ dừa.
a b
Hình 3.1. Sợi xơ dừa (a) và bột xơ dừa (b)
a) Xử lý xơ dừa bằng dung dịch NaOH 0,1N và dung dịch NaOH 0,1N+ H2O2 5%
Điều kiện tiến hành: dung dịch NaOH 0,1N và dung dịch NaOH 0,1N+H2O2 5%
tỷ lệ sợi xơ dừa/dung dịch là 1/50 (g/ml), nhiệt độ 300C, thời gian thay đổi 2, 4, 8, 16, 32, 48, 72 giờ. Kết quả thu được trình bày ở bảng 3.1 và hình 3.2.
Bảng 3.1. Kết quả xử lý ảnh hưởng của thời gian do xử lý bằng dịch NaOH 0,1N và dung dịch NaOH 0,1N+H2O2 5% đến quá trình tách loại
Thời gian (giờ) 0 2 4 8 16 32 48 72 Phần trăm bị tách loại của
quá trình xử lý bằng NaOH 0 19,2 21,3 23,5 24,4 25,8 26,6 27,5 Phần trăm bị tách loại của
quá trình xử lý bằng tác nhân NaOH + 5% H2O2
0 22,8 25,1 27,1 27,7 30,4 32,6 33,7
Hình 3.2. Ảnh hưởng của thời gian do xử lý bằng dịch NaOH 0,1N và dung dịch NaOH 0,1N+ H2O2 5% đến quá trình tách loại
b) Xử lý xơ dừa bằng dung dịch NaOH 0,5N và dung dịch NaOH 0,5N+ H2O2 5%
Điều kiện tiến hành: dung dịch NaOH 0,5N và dung dịch NaOH 0,5N+ H2O2 5% tỷ lệ sợi xơ dừa/dung dịch là 1/50 (g/ml), nhiệt độ 300C, thời gian thay đổi 2, 4, 8, 16, 32, 48, 72 giờ. Kết quả thu được trình bày ở bảng 3.2 và hình 3.3.
Bảng 3.2. Kết quả xử lý ảnh hưởng của thời gian do xử lý bằng dịch NaOH 0,5N và dung dịch NaOH 0,5N+H2O2 5% đến quá trình tách loại
Thời gian (giờ) 0 2 4 8 16 32 48 72
Phần trăm bị tách loại của
quá trình xử lý bằng NaOH 0 22,0 24,0 26,2 27,9 28,7 29,3 30,8 Phần trăm bị tách loại của
quá trình xử lý bằng tác nhân NaOH + 5% H2O2
0 22,8 32,8 34,5 36,7 38,9 39,5 41,0
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0 20 40 60 80
Phần trăm bị tách loại%
Thời gian (giờ)
NaOH 0,1N
NaOH 0,1N+ H2O2 5%
NaOH 0,1N
NaOH 0,1N + H2O2 5%
Hình 3.3. Ảnh hưởng của thời gian do xử lý bằng dịch NaOH 0,5N và dung dịch NaOH 0,5N+ H2O2 5% đến quá trình tách loại
c) Xử lý xơ dừa bằng dung dịch NaOH 1N và dung dịch NaOH 1N+H2O2 5%
Điều kiện tiến hành: dung dịch NaOH 1N và dung dịch NaOH 1N+H2O2 5% tỷ lệ sợi xơ dừa/dung dịch là 1/50 (g/ml), nhiệt độ 300C, thời gian thay đổi 2, 4, 8, 16, 32, 48, 72 giờ. Kết quả thu được trình bày ở bảng 3.3 và hình 3.4.
Bảng 3.3. Kết quả xử lý ảnh hưởng của thời gian do xử lý bằng dịch NaOH 1N và dung dịch NaOH 1N+ H2O2 5% đến quá trình tách loại
Thời gian (giờ) 0 2 4 8 16 32 48 72
Phần trăm bị tách loại của
quá trình xử lý bằng NaOH 0 23,6 25,2 27,0 29,4 31,3 32,1 33,2 Phần trăm bị tách loại của
quá trình xử lý bằng tác nhân NaOH + 5% H2O2
0 33,8 34,2 36,6 39,6 42,3 44,4 46,5
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
0 20 40 60 80
Phần trăm bị tách loại %
Thời gian ( giờ)
NaOH 0,5N
NaOH 0,5N + H2O2 5%
NaOH 0,5N
NaOH 0,5N + H2O2 5%
Hình 3.4. Ảnh hưởng của thời gian do xử lý bằng dịch NaOH 1N và dung dịch NaOH 1N+ H2O2 5% đến quá trình tách loại
Nhận xét: Qua bảng 3.1, bảng 3.2, bảng 3.3 và hình 3.2, hình 3.3 và hình 3.4.
cho thấy lượng tạp chất bị tách ra càng nhiều khi thời gian và nồng độ càng tăng. Đó là do khi ngâm sợi thực vật trong dung dịch NaOH thì có hai quá trình đồng thời cùng xảy ra đó là quá trình tách lignin, các phần vô định hình và quá trình NaOH tương tác với các đại phân tử holoxenlulozơ. Khi nồng độ dung dịch NaOH thấp thì nó hòa tan phần vô định hình, còn xenlulozơ chỉ bị tác động nhẹ. Khi tăng nồng độ NaOH và tăng thời gian xử lý thì quá trình tách phần vô định hình tăng không đáng kể vì hàm lượng của chúng có trong sợi là giới hạn, trong khi đó quá trình tương tác giữa NaOH và các mạch đại phân tử holoxenlulozơ lại tăng.
Ta thấy khi sử dụng tác nhân NaOH có thêm H2O2 thì phần trăm bị tách loại lớn hơn khi chỉ sử dụng tác nhân NaOH trong cùng thời gian và nồng độ ở cùng điều kiện thí nghiệm. Cụ thể: ở 72 giờ ứng với nồng độ NaOH 0,1N thì phần trăm bị tách loại đạt 27,5%. Cũng trong điều kiện như vậy nhưng có thêm H2O2 thì phần trăm chất bị tách loại đạt 33,7%, tức lượng tạp chất bị tách ra tăng 6,2%. Điều này có thể là do sự có mặt của H2O2 sẽ oxi hóa lignin trong môi trường kiềm và các sản phẩm sau khi bị oxi hóa sẽ hòa tan trong dung dịch kiềm làm tăng lượng chất tách ra.
Trong bảng 3.3 ta thấy ở thời gian 8h thời gian tách loại là 36%, ở 16h là 39%, nhưng xơ dừa được sử dụng để biến tính với chitosan nên phần trăm được tách loại cao hơn một chút sẽ tốt hơn. Như vậy, chúng tôi chọn điều kiện tối ưu để xử lý xơ dừa dùng cho các lần sau là thời gian 16 giờ, với tác nhân NaOH 1N + H2O2 5% khi đó
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
0 20 40 60 80
Phần trăm tách loại %
Thời gian ( giờ)
NaOH 1N
NaOH 1N + H2O2 5%
NaOH 1N
NaOH 1N + H2O2 5%
phần trăm bị tách loại đạt 39%. Xơ dừa sau xử lí có màu vàng nhạt.