2.3.1 Khái niệm về Chitin - Chitosan ``
Chitin có gốc từ chữ "chiton", tiếng Hy Lạp có nghĩa là vỏ giáp. Chitin là thanh phan cau trúc chính trong vỏ (bộ xương ngoải) của các động vật không
xương sống trong dé có loài giấp xác (tôm, cua). Chitin là một trong những chất polyme sinh học phong phú nhat trong tự nhiên, chỉ đứng sau cenllulose.
Tôm và cua là các loài chứa nhiều chitin nhất. Điều này rất thuận cho những nước có ngành thủy san phát triển như Việt Nam.
Trong những năm gắn đây thì ngành thủy sản Việt Nam có những bước phát triển mạnh mẽ. Ngành chế biến thủy sản đã tăng lên nhanh chóng từ 102 cơ
sở năm 1990 đến 264 cơ sở năm 2002 và sản lượng hang năm tăng lên nhanh chóng. riêng ngành chế biến tôm đông lạnh đã tang từ 75.000 tin năm 1998 lên đến 110.000 tấn năm 2002. Tuy nhiên cùng với sự phát triển của ngành này thi lượng chất thai rắn hang năm cũng tăng lên một cách đáng kế, lượng chat thai rắn từ nganh chế biến tôm đông lạnh (chủ yếu là vỏ tôm) tăng từ 56.250 tắn năm 1998
lên 82.500 tan năm 2002. Do vậy việc sản xuất ra chitin ở Việt Nam là rat có triển
vọng, vì nó vừa có thé làm giảm giá thành sản xuất lại vừa có thể giải quyết được một lượng chat thai rin của ngành thủy sản.
Chitosan là một chất ran, xếp, nhẹ. hình vay, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau. Có mau trang hay vàng nhạt, không mùi vi, không tan trong nước, dung dich kiêm và a -xit đậm đặc nhưng tan trong a-xit loãng (pH6). tạo dung dịch
keo trong, có khả năng tạo mang tốt, nhiệt độ nóng chảy 309-3 | I°C
Trang 29
Khóa Luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Bùi Mạnh Hà
Khi nung Chitin trong dung dịch sodium hydroxide (>40%) ở nhiệt độ 90-
120°C sẽ tạo thành Chitosan, Qua trình này nhằm loại bỏ nhóm acetylic trong gốc amine dé tạo ra sản phẩm (chitosan) có khả năng hòa tan. Ít nhất phải loại bỏ 65%
nhóm acetylic trong mỗi liên kết monomer của Chitin thì mới có khả năng tạo
thành dung dịch. Quá trình khử acetylic rất khó vì phải phụ thuộc vào độ bên,
nhiệt độ và nông độ của dung dịch sodium hydroxide. Hơn nữa, những đặc tính
hóa học của Chitosan ( khỏi lượng phân tử, độ phân tán của chuỗi poly, độ tỉnh khiếu còn phụ thuộc rat lớn vào phương pháp. thiết bị chiết tách cũng như nguồn
vỏ sinh vật (shell).
2.3.2 Cấu trúc và đặc tính hắp phụ
2.3.2 1 Cầu trúc hóa học của chitin-chỉtosani `
Chitin là polisaccarit mạch thẳng, có thể xem như là dẫn xuất của xenlulozo, trong đó nhóm (-OH) ở nguyễn tử C(2) được thay thé bảng nhóm
axety! amino (-NHCOCH3) (cấu trúc I). Như vậy chitin là poli (N-axety-2-amino- 2-deoxi-b-D-glucopyranozo) liên kết với nhau bởi các liên kết b-(C-1-4) glicozit.
Trong đó các mắt xích của chitín cũng được đánh số như cúa glucozơ:
el>
Trang 30
Khóa Luận tết nghiệ GVHD: Th.S Bùi Mạnh Hà thể gọi là poly b-(1-4)-2-amino-2-deoxi-D-glucozơ hoặc là poly b-(1-4)-D- glucozamin (cấu trúc II).
2.3.3 Tại sao chitosan lại được dùng trong xử lý nước thái?' `ˆ
Chitosan và các dẫn xuất với đặc điểm có cấu trúc đặc biệt với các nhóm amin trong mạng lưới phân từ có khá nang hắp phụ tạo phức với kim loại chuyến tiếp như: Cu(Il), Ni(H), Co(ll) trong môi trường nước. Vi vậy, việc nghiên cứu những đặc điểm vẻ tinh chất hóa học, khả nang hap phụ kim loại đang là van dé
Trang 31
Khóa Luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Bùi Mạnh Hà được các nhà khoa học quan tâm, va từng bước được áp dụng vào giải quyết vấn dé 6 nhiễm môi trường trên Trai Dat...
Trong phân tử chitin/chitosan và một số dẫn xuất của chitin có chứa các
nhóm chức mà trong đó các nguyền tử Oxi va Nito của nhóm chức còn cặp
clectron chưa sử dụng. do đó chúng có khả nang tạo phức, phối trí với hau hết các
kim loại nặng và các kim loại chuyển tiếp như: Hg”, Cđ”', Zn””, Cu" Ni’ ,Co”....
Tuỷ nhóm chức trên mạch polime mà thảnh phân và cấu trúc của phức khác nhau Vi dụ: với phức Ni(II) với chitin có cấu trúc bát điện với số phối tri bằng 6.
còn phức Ni(II) với chitosan cỏ cấu trúc tứ điện với số phổi trí bằng 4.
eee \
r7% ZN
... co
Ngnchen NiI1)chitosan
2.3.4 Các công trình xử lý nước thải dùng chitosan trên thé giới và việt nam?
- Năm 2003 Nguyễn Thị Như Mai, Lê Thị Hải, Hồ Thị Bích Ngọc (Khoa Hóa học. trường Đại Học Đà Lat); Võ Tan Thiện, Nguyễn Văn Sức, Nguyễn
Mộng Sinh (Viện Nang lượng nguyên tử Việt Nam) trong báo cáo khoa học -
Khao sát kha năng hấp thu Thúy ngân, Cadimi, Đẳng và Kẽm trong nước bang
Chitosan, dang trên Tạp chí Hóa hoc, T.42 năm 2004. Đã tiến hành khảo sát khả
năng hap phụ Thùy Ngân, Cadimi, Đông và Kém bang Chitosan. Kết qua được khảo sát tại pH từ 4-6, khuấy trong 90 phút thi thấy mức độ hấp phụ của Hg” cao nhất (90%), Ca” (41%), Cu” (38%), Zn” `(209%).'”
Trang 32
Khóa Luận tốt nghiệp GVHD: Th.S Bùi Mạnh Hà
- Mohd Ariffin (Department of Chemical, Faculty of Chemical and Natural Resources Engineering, Universiti Teknologi Malaysia, 81310 UTM Skudai,
Johor, Malaysia.) cùng các cộng sự đã tiến hành xử lý màu nước thai dét nhuộm bằng Chitosan. Thí nghiệm tiến hành ở pH từ 4-6, lượng chitosan là 30mg/L, tốc độ quay 250 vòng/phút trong vòng 20 phút. Kết quả cho thấy lượng COD giảm được 72.5%, độ màu giám 94.9% Ì”'