Khóa luận tốt nghiệp đại học nghiên cứu động học quá trình hấp phụ cu2 trên vật liệu hấp thu tổng hợp từ bã chè

Khóa luận nghiên cứu động học hấp phụ Cu2+ trên vật liệu hấp phụ tổng hợp từ bã chè. Tìm hiểu quy trình và hiệu quả hấp phụ kim loại nặng.

• Tác giả: Phạm Thị Vân
• Người hướng dẫn: ThS. Trần Quang Thiện
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
• Chuyên ngành: Hóa lý
• Đề tài: Nghiên cứu động học quá trình hấp phụ Cu2+ trên vật liệu hấp thu tổng hợp từ bã chè
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Toàn cảnh nghiên cứu hấp phụ Cu2 bằng vật liệu từ bã chè

Nghiên cứu về động học quá trình hấp phụ Cu2+ trên vật liệu hấp thu tổng hợp từ bã chè mở ra một hướng đi mới đầy hứa hẹn trong lĩnh vực xử lý môi trường. Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt là ion đồng (Cu2+), trong nguồn nước đang là một thách thức toàn cầu. Các phương pháp xử lý truyền thống thường tốn kém và phức tạp. Do đó, việc tìm kiếm các vật liệu hấp phụ giá rẻ, hiệu quả và thân thiện với môi trường trở nên cấp thiết. Bã chè, một phế phẩm nông nghiệp phổ biến tại Việt Nam, nổi lên như một ứng cử viên sáng giá. Nhờ cấu trúc xốp tự nhiên và chứa nhiều nhóm chức như cellulose, lignin, bã chè có khả năng liên kết với các ion kim loại. Để nâng cao hiệu quả, việc biến tính bã chè bằng cách kết hợp với các vật liệu khác như Polyaniline (PANi) đã được chứng minh là một giải pháp đột phá. Khóa luận này tập trung vào việc tổng hợp vật liệu composite PANi-Bã chè (PANi-BC) và đánh giá chi tiết động học hấp phụ kim loại nặng, cụ thể là ion Cu2+, nhằm cung cấp một báo cáo khoa học xử lý môi trường toàn diện và đáng tin cậy.

1.1. Bã chè Nguồn vật liệu hấp phụ giá rẻ và dồi dào

Bã chè là phụ phẩm còn lại sau quá trình chế biến và sử dụng chè, với sản lượng khổng lồ hàng năm. Thay vì bị thải bỏ gây lãng phí, bã chè có thể được tận dụng làm vật liệu hấp phụ giá rẻ. Thành phần chính của bã chè bao gồm cellulose, hemixenlulose và lignin. Các hợp chất này chứa nhiều nhóm chức hydroxyl (-OH) và carboxyl (-COOH), tạo ra các vị trí hoạt động tiềm năng để liên kết với ion kim loại nặng. Cấu trúc xốp tự nhiên của bã chè cũng làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, góp phần nâng cao khả năng hấp phụ cực đại. Nghiên cứu của Hồ Sĩ Tráng (2006) chỉ ra rằng, sự kết hợp giữa cellulose và hemixenlulose tạo điều kiện thuận lợi cho việc hấp phụ thông qua liên kết hydro. Việc biến tính bã chè, chẳng hạn như tạo ra biochar từ bã chè hoặc composite, giúp tăng cường độ bền cơ học và tối ưu hóa các nhóm chức trên bề mặt, biến nó thành một công cụ hiệu quả cho việc nghiên cứu hấp phụ ion kim loại.

1.2. Polyaniline PANi và vai trò trong composite hấp phụ Cu2

Polyaniline (PANi) là một loại polymer dẫn điện có nhiều ứng dụng nhờ cấu trúc độc đáo và khả năng thay đổi trạng thái oxy hóa-khử. Trong lĩnh vực xử lý môi trường, PANi đặc biệt hữu ích khi được kết hợp với các vật liệu nền khác. Các nhóm -NH- trong mạch polymer của PANi có khả năng tạo phức với các ion kim loại, bao gồm cả Cu(II). Khi được tổng hợp trên nền bã chè, PANi không chỉ bao phủ bề mặt mà còn len lỏi vào các mao quản, tạo ra một vật liệu composite PANi-BC với các đặc tính vượt trội. Nó làm tăng số lượng các vị trí hấp phụ và cải thiện độ bền của vật liệu trong môi trường nước. Sự kết hợp này tạo ra một синергия, nơi bã chè cung cấp khung nền giá rẻ với diện tích bề mặt lớn, còn PANi cung cấp các nhóm chức hoạt động mạnh, từ đó nâng cao đáng kể hiệu suất xử lý nước thải chứa ion đồng.

II. Thách thức trong việc xử lý nước thải chứa ion đồng Cu2

Việc xử lý nước thải chứa ion đồng là một trong những bài toán môi trường cấp bách nhất hiện nay. Ion đồng (Cu2+) phát sinh từ nhiều ngành công nghiệp như mạ điện, luyện kim, sản xuất thuốc trừ sâu, và khai khoáng. Mặc dù đồng là một nguyên tố vi lượng cần thiết cho sinh vật ở nồng độ thấp, nhưng khi vượt ngưỡng cho phép, nó trở thành một chất độc nguy hiểm. Sự tích tụ Cu2+ trong môi trường nước gây ra những hậu quả nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh và có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn, đe dọa sức khỏe con người. Các phương pháp xử lý truyền thống như kết tủa hóa học, trao đổi ion hay thẩm thấu ngược tuy hiệu quả nhưng thường đối mặt với các nhược điểm như chi phí vận hành cao, tạo ra bùn thải thứ cấp khó xử lý, hoặc không hiệu quả ở nồng độ kim loại thấp. Do đó, phương pháp hấp phụ sử dụng than hoạt tính từ phế phẩm nông nghiệp hoặc các vật liệu biến tính đang được xem là giải pháp thay thế bền vững và kinh tế hơn.

2.1. Tác hại của ô nhiễm ion đồng đến hệ sinh thái

Nồng độ ion đồng cao trong nước có thể gây độc cho cá và các vi sinh vật thủy sinh khác, làm phá vỡ cân bằng của hệ sinh thái. Cu(II) có thể ức chế hoạt động của enzyme, cản trở quá trình quang hợp của tảo và thực vật thủy sinh. Khi tích tụ trong trầm tích, nó có thể được giải phóng trở lại vào cột nước trong những điều kiện môi trường nhất định, gây ra ô nhiễm kéo dài. Đối với con người, việc tiếp xúc lâu dài với nguồn nước nhiễm đồng có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như tổn thương gan, thận và hệ thần kinh. Chính vì những lý do này, việc tìm ra giải pháp loại bỏ hiệu quả ion Cu2+ khỏi nước thải trước khi xả ra môi trường là yêu cầu bắt buộc để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và sự bền vững của các hệ sinh thái tự nhiên.

2.2. Hạn chế của các phương pháp xử lý kim loại nặng phổ biến

Nhiều phương pháp truyền thống đã được áp dụng để xử lý kim loại nặng, nhưng mỗi phương pháp đều có những hạn chế nhất định. Phương pháp kết tủa hóa học, mặc dù đơn giản, nhưng lại tạo ra một lượng lớn bùn thải độc hại cần được xử lý riêng. Phương pháp trao đổi ion có hiệu quả cao nhưng chi phí cho nhựa trao đổi ion khá đắt và quá trình tái sinh nhựa cũng phức tạp. Các công nghệ màng như thẩm thấu ngược (RO) hiệu quả trong việc loại bỏ nhiều chất ô nhiễm, nhưng lại yêu cầu áp suất cao, tiêu tốn nhiều năng lượng và nhạy cảm với tắc nghẽn màng. Phương pháp hấp phụ, đặc biệt là sử dụng các vật liệu hấp phụ giá rẻ từ sinh khối, khắc phục được nhiều nhược điểm trên bằng cách cung cấp một giải pháp hiệu quả, chi phí thấp và thân thiện với môi trường.

III. Phương pháp tổng hợp và đặc trưng vật liệu hấp phụ từ bã chè

Quy trình tổng hợp vật liệu hấp phụ Cu2+ từ bã chè là một bước quan trọng, quyết định đến hiệu quả của toàn bộ quá trình xử lý. Khóa luận đã trình bày một phương pháp hóa học đơn giản để chế tạo composite Polyaniline-Bã chè (PANi-BC). Quá trình bắt đầu bằng việc xử lý sơ bộ bã chè để loại bỏ tạp chất và tăng cường các nhóm chức bề mặt. Sau đó, phản ứng trùng hợp oxy hóa aniline được thực hiện ngay trên bề mặt bã chè đã được xử lý, với amoni persulfat ((NH4)2S2O8) đóng vai trò là chất oxy hóa. Phản ứng này tạo ra một lớp màng PANi bao phủ và liên kết chặt chẽ với cấu trúc của bã chè. Để xác nhận sự thành công của quá trình tổng hợp và hiểu rõ cấu trúc vật liệu, các phương pháp phân tích hiện đại đã được sử dụng. Các đặc trưng vật liệu (SEM, FTIR) cung cấp những bằng chứng khoa học vững chắc về hình thái bề mặt, cấu trúc xốp và sự hiện diện của các nhóm chức cần thiết cho việc hấp phụ, khẳng định vật liệu đã được tổng hợp thành công và sẵn sàng cho các thử nghiệm tiếp theo.

3.1. Quy trình xử lý bã chè và tổng hợp composite PANi BC

Bã chè thô được xử lý qua nhiều bước để tối ưu hóa khả năng làm nền. Đầu tiên, bã chè được rửa sạch bằng nước nóng để loại bỏ tanin và các chất hòa tan khác, sau đó sấy khô. Tiếp theo, vật liệu được xử lý bằng ethanol, axit HCl loãng và dung dịch NaOH để làm sạch và hoạt hóa bề mặt. Quá trình tổng hợp composite PANi-BC được tiến hành bằng cách phân tán bã chè đã xử lý vào dung dịch monomer anilin trong môi trường axit. Sau đó, dung dịch chất oxy hóa (NH4)2S2O8 được thêm từ từ vào hỗn hợp dưới sự khuấy trộn liên tục. Phản ứng trùng hợp diễn ra, tạo thành các chuỗi PANi bám trên bề mặt bã chè. Sản phẩm cuối cùng được lọc, rửa sạch với axeton và metanol để loại bỏ monomer dư thừa, sau đó sấy khô để thu được vật liệu composite dạng bột, sẵn sàng cho việc nghiên cứu hấp phụ ion kim loại.

3.2. Phân tích đặc trưng vật liệu qua phổ FTIR và ảnh SEM

Kết quả phân tích đặc trưng vật liệu đóng vai trò then chốt trong việc xác nhận cấu trúc. Phổ hồng ngoại (FTIR) của mẫu PANi-BC cho thấy sự hiện diện của các đỉnh đặc trưng cho cả bã chè (dao động của nhóm -OH, C-O) và PANi (dao động của vòng benzen, liên kết C-N, N=quinoid=N). Điều này chứng tỏ PANi đã được tổng hợp thành công trên nền bã chè. Trong khi đó, ảnh chụp từ kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy vật liệu BC có cấu trúc lớp, trong khi PANi-BC có bề mặt xốp và gồ ghề hơn đáng kể. Cấu trúc xốp này là yếu tố cực kỳ quan trọng, vì nó làm tăng diện tích bề mặt hiệu dụng, tạo ra nhiều vị trí hơn cho cơ chế hấp phụ Cu(II) diễn ra, từ đó hứa hẹn một khả năng hấp phụ cực đại cao hơn.

IV. Phân tích động học quá trình hấp phụ Cu2 trên vật liệu

Để hiểu rõ bản chất và tối ưu hóa hiệu quả, việc phân tích động học quá trình hấp phụ Cu2+ là không thể thiếu. Nghiên cứu này đã khảo sát một cách có hệ thống các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ, bao gồm thời gian tiếp xúc, nồng độ ban đầu của Cu2+, và độ pH của dung dịch. Kết quả cho thấy các yếu tố này đều có tác động mạnh mẽ đến hiệu suất loại bỏ ion đồng. Thời gian tiếp xúc đủ dài cho phép quá trình đạt đến trạng thái cân bằng, trong khi nồng độ ban đầu và pH ảnh hưởng trực tiếp đến sự cạnh tranh của các ion và trạng thái bề mặt của vật liệu hấp phụ. Bên cạnh đó, các mô hình toán học đã được áp dụng để mô tả quá trình. Việc so sánh dữ liệu thực nghiệm với mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và mô hình đẳng nhiệt Freundlich, cùng với việc phân tích động học bậc một giả (pseudo-first-order) và động học bậc hai giả (pseudo-second-order), giúp làm sáng tỏ cơ chế và tốc độ của quá trình hấp phụ.

4.1. Ảnh hưởng của các yếu tố pH thời gian nồng độ ban đầu

Thí nghiệm cho thấy thời gian tối ưu để quá trình hấp phụ đạt trạng thái cân bằng là 120 phút. Sau thời gian này, dung lượng hấp phụ gần như không thay đổi. Độ pH của dung dịch là một yếu tố then chốt. Hiệu suất hấp phụ đạt cao nhất ở pH = 5. Ở pH thấp hơn, sự cạnh tranh của ion H+ với ion Cu2+ cho các vị trí hấp phụ làm giảm hiệu quả. Ngược lại, ở pH cao hơn, Cu2+ có xu hướng kết tủa dưới dạng Cu(OH)2, gây khó khăn cho việc đánh giá chính xác khả năng hấp phụ. Nồng độ ban đầu của Cu2+ cũng ảnh hưởng lớn; khi nồng độ tăng, dung lượng hấp phụ tăng nhưng hiệu suất tổng thể lại giảm do các vị trí hấp phụ dần bị bão hòa. Nồng độ tối ưu được xác định là 20 mg/L.

4.2. Áp dụng mô hình Langmuir để đánh giá khả năng hấp phụ

Dữ liệu thực nghiệm về sự hấp phụ Cu2+ trên vật liệu PANi-BC đã được phân tích bằng mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir. Mô hình này giả định rằng quá trình hấp phụ xảy ra trên một bề mặt đồng nhất với các vị trí hấp phụ riêng biệt và tạo thành một lớp đơn phân tử. Kết quả phân tích cho thấy dữ liệu thực nghiệm phù hợp rất tốt với mô hình Langmuir, với hệ số tương quan R² đạt 0,979. Điều này cho thấy cơ chế hấp phụ Cu(II) trên vật liệu này chủ yếu là hấp phụ đơn lớp. Từ mô hình, khả năng hấp phụ cực đại (q_max) của vật liệu PANi-BC được tính toán là 1,245 mg/g, và hằng số Langmuir (KL) là 0,027 L/mg. Các kết quả này cung cấp thông số quan trọng để thiết kế và ứng dụng vật liệu trong thực tế.

V. Kết quả hấp phụ Cu2 và tiềm năng ứng dụng của vật liệu

Kết quả nghiên cứu đã chứng minh rõ ràng hiệu quả của vật liệu composite PANi-BC trong việc xử lý nước thải chứa ion đồng. So với bã chè nguyên bản và PANi riêng lẻ, vật liệu composite cho thấy khả năng hấp phụ cực đại và hiệu suất vượt trội trong điều kiện tối ưu (pH=5, thời gian 120 phút, nồng độ 20 mg/L). Cụ thể, tại pH=5, hiệu suất hấp phụ của PANi-BC đạt tới 75,2%, cao hơn đáng kể so với bã chè (69,45%) và PANi (74,1%). Điều này khẳng định sự kết hợp giữa bã chè và PANi đã tạo ra một hiệu ứng cộng hưởng tích cực, tận dụng được ưu điểm của cả hai thành phần. Với nguồn nguyên liệu đầu vào là phế phẩm nông nghiệp dồi dào, quy trình tổng hợp đơn giản và hiệu quả xử lý cao, vật liệu này có tiềm năng ứng dụng to lớn trong thực tiễn, đặc biệt là tại các quốc gia nông nghiệp như Việt Nam. Nó có thể được phát triển thành các hệ thống lọc nước chi phí thấp cho các khu công nghiệp hoặc làng nghề.

5.1. So sánh hiệu quả giữa vật liệu composite và vật liệu đơn

Một trong những phát hiện quan trọng nhất của khóa luận là sự ưu việt của vật liệu composite PANi-BC. Trong khi bã chè (BC) là một vật liệu hấp phụ giá rẻ và có khả năng hấp phụ nhất định, việc kết hợp với Polyaniline (PANi) đã nâng cao đáng kể hiệu suất. Ảnh SEM cho thấy cấu trúc bề mặt của PANi-BC xốp hơn, cung cấp nhiều vị trí hoạt động hơn. Phổ FTIR xác nhận sự hiện diện của các nhóm chức từ cả hai thành phần. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy tại hầu hết các điều kiện khảo sát, dung lượng hấp phụ của PANi-BC luôn cao nhất. Điều này chứng tỏ việc tạo composite không chỉ là một phép cộng đơn thuần mà là một sự tương tác синергический, giúp tối ưu hóa cả về cấu trúc vật lý và hóa học bề mặt cho quá trình hấp phụ Cu2+.

5.2. Hướng đi thực tiễn Ứng dụng trong các hệ thống lọc nước

Từ những kết quả khả quan, vật liệu PANi-BC có thể được ứng dụng để phát triển các hệ thống lọc cột hoặc xử lý theo mẻ trong thực tế. Ưu điểm lớn nhất là chi phí sản xuất thấp, do tận dụng được bã chè - một nguồn phế thải. Vật liệu này có thể được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước thải quy mô nhỏ và vừa, chẳng hạn như tại các xưởng mạ điện, cơ sở sản xuất linh kiện điện tử, hoặc các làng nghề thủ công. Để đưa vào ứng dụng rộng rãi, các nghiên cứu sâu hơn về khả năng tái sử dụng vật liệu, độ bền trong chu kỳ hấp phụ-giải hấp, và thử nghiệm trên các mẫu nước thải thực tế là cần thiết. Đây là một hướng đi đầy hứa hẹn để giải quyết vấn đề ô nhiễm kim loại nặng một cách bền vững và kinh tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Bã chè Trong búp chè chủ yếu có thành phần sinh hóa sau: Nước: trong búp chè nước là thành phần chủ yếu chiếm từ 75 – 82%. Ankaloit: trong chè có nhiều loại ankaloit nhưng chiếm hàm lượng nhiều nhất là cafein từ 3 – 5% thường nhiều hơn cafein ở trong lá cà phê từ 2-3 lần. Protein và amino acids: trong chè protein phân bố không đều ở các thành phần của búp chè và thay đổi tùy theo giống, thời vụ, điều kiện canh tác và các yếu tố khác.

Protein kết hợp với một phần tannin làm cho vị chát và đắng giảm đi. Vì thế trong một chừng mực nào đó, protein có lợi cho phẩm chất chè xanh. Tannin: còn gọi chung là hợp chất fenol, trong đó 90% là các dạng catechin. Nó là một trong những thành phần chủ yếu quyết định đến phẩm chất chè.

Tỷ lệ các chất trong thành phần hỗn hợp của tamin chè không giống nhau và tùy theo từng giống chè mà thay đổi. 6b4090 276 f85e 7e79a2 7b4 f9d31306 2ff9828 5326 33d3 1409 b83a2 1eabae5 c78 69b235 50a5 c3c862be85 c992 c8a9 d31 cc7 8eb5 4cfda56e 5e9a28 26f8fcf74 565 Glutamic acid và pectin: trong lá chè các gluxit không hòa tan chiếm tỉ 4bb45 0f2 178 f0e02 f11 f3 f858 dd7 e448a6 231fe65db2a88 2044 c48 1c3 5a24df6 bc9 b0bcf6 4689 7071a2 696e7 f15 1a28a c446 11fbd8 db86 80ef6b9 8cc9b6 74dc1 lệ lớn và chứa rất ít gluxit hòa tan. Vì thế lá chè càng non chất lượng càng cao df3a6 b9d39e60 7c3 09863 4a0f18e f8e90e f5 f54e 4fe0e e17fc36 91491 3481e 6e 688f0 1fc5a0 f29fe 01a1 f12bc58 e905 f3 c73b1d0e 18686 7c9 5c8 533 ccdd31 d8d 5ac1c03e9 7c0 9d11a 1e51fcb6a1e21 f59a 46c9796 d3ad0 16f5a324 85d6 6092 0b do cellulose và hemixenlulo giảm khi lá non. 85cbfd0 b14 f24 f71ee 04fbcfdd5 ed71 5fb4642 584d703 b0754 31c9d59 8785 e42 05bb4 6d10 f6a1 0a49fc87 4f4 ef7ff3 9e845fb 99d8 98157 b65 4c10 7b6 6e5e0 857 Diệp lục và các sắc tố khác gần nó: trong lá chè có chứa diệp lục tố, 203076 c61 1f4 9f0 bca c3e09 e51 c452fb8 e3c6 26d5db4b01 0a9c3f7 752e7 b46e 3 d9d2e cb4 2640a 78d3 1c7 88be 3195e d06 f227a 0a55e6 3c9 5c6 e5bdc8 493b45233 6241c8cf19 f4fe 18aca c143 58ed f87 5118 5b19 39fdd99 4c7 e0b6 5e9fca936 474 carotin và xantofin.

d600 f8f5a5205 f30 0647 0eaa75fb c03a6 cd1 296a7 baff2fde4fc88 c5d8 0e7e8 0 05c20 445 f057 6fba59ac8c4e 9bdf4e 2d37a 6e52e 4d1 fc0 d97e 52033 2486 b108 b 6ac85e 6b36 36b4 1df49 c267 c062 235bd48 0e9ed f9 dbd175b8eb7a 87444 0fa0 7 Vitamin: giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị dược liệu của chè rất cao 1dfe7 d7f7cf90a6 f92 74c81be 6be3 cbf7ee2 0416 0b53 5f5 7d8 c76 f1e6e 17e9 fe f3a8e f7a276 b2a0 4f9 2b17a 67137 b8a2 b5c136efb1e 7eaf7 81d1f4 316c593 d2c do trong chè có rất nhiều loại vitamin như vitamin A: 56,6; B1: 0,7; B2: 12,2; 0a2f44 210d1bfbcc3a7 35d5 1d13 f37 7b1 72d0 079b6dc0dfc35 e5ac1d8a5 f07 b5 ab5a5c1d67 622e0 44fd9c038a98 b3 f82 f5a071 7f5 9adefb04 4eeafe be3 c4c40e 54813e1 1a2e6a 6638e 29b2 0b7 c7e8a 1f7 92736 b1e8 c7ee ba292 7f7 2950 b4a90 b C: 27,0 (mg/1000g chất khô) (theo tài liệu của Trung Quốc). 87d180a 6f6 794a2 2d3 bb70a 4e2d2289aa8 df113fa 96d4 dd6 0d1 555e5 50f50086 24f6fb cc2 c3e2 d82a 7f4 2dc11d3 f7a8 4c9 d529 044 b7cfa91b4143 0b68 8aca f29 Men: có nhiều loại men trong búp chè non nhưng chủ yếu gồm hai c5eac84c3f6 c86 c63 6c6 9f5ae 9f2 1f1 94c4b94 d1 c92e f3b8 8c4 e9b9a 3b5 cb2 8e b4a4b4 8b05 3489 bfa88 9d0 2057a9 3d2fb dd52 510 c0571 74e5 b5d0 9708 eb22 f03 1be6b6b5 d865 d19a15 7c0 c61 287d53f3bbef7 b31 c9b2 6f7 1494 f5a9 52c6be3 c9 nhóm chính sau: 9f937 3257 f26 5f9 43b5 6a1771 9851 f86 54481 0935 c52 003e be480 8c5 d5fba3e7 df50 b161 db0 3291ea f55 69f0537a9 e320 25a6bfdb6a95a68 c4 df2 df6e38a9 623 2b77ae3 f85 3222 3db95346 d300 0d8 68e6ddad9 20a7ba 014 ce7d06ee8 95a2fa e1 ab38e52 7a1f04aa55 bce 221d5ac4 2f1 4f8 b883 b9c08a42 99f2488 c61 c615 f54 f 9a4dfb005aa 1c4 96bfb25 b1e0 d760 7750 67084 0577 2254fb1 58f03b2 d6b49817 080f1 60e2 d78 c3f57a67a b43d1d4 9e5d1 7ed5 3e3b57ad1 6592 cc4d62 b9aa8 7e3 d22c57008 165 f64e 080b2350 cf37f2d7a0 6aa0164 4b4aaa b383ae 0d92a cab8b5 f8d2 e7f0b0d5d0 c7b2466 32074 e7d5 dee c289 77f33ed0 b62 c2abcf2417 1c5 5ab 79a5e77a d2d6 c3 bc8e 88b1bde 442fe00d6c2 8da41 da9d0585 dc8aa 9f0 c70 f60 4 3 447b14 faea0 d730 d286 87a0ee 3e82 c349 609d215 f8355a d21 7fd8 774e8 99bf88 d54395a c02 c16 b196 cc74e0 c79 d3a2a7 c15aa 5b71 b9aa86 8194 7ac88 281e 8d76 b48182 8e6b398 c7a71a 5ee1 f02  Nhóm thủy phân: men amilase, glucoxidase, prosthesis và một số men khác.  Nhóm oxi hóa khử: peroxidase, polyphenoloxidase. Chất tro: chè khô và chè tươi có hàm lượng tro là khác nhau.

Trong chè, tro chia thành hai nhóm: không hòa tan trong nước và hòa tan trong nước.  Bã chè Với lượng tiêu thụ chè trên toàn quốc mỗi năm khoảng 130.000 tấn thì lượng bã chè thải ra trên toàn quốc là rất lớn. Một số lượng lớn bã chè để sản xuất đồ uống thường bị bỏ đi vào môi trường không qua xử lý, đó không chỉ là một sự lãng phí về tài nguyên mà còn gây ra vấn đề vệ sinh môi trường trong quá trình phân hủy. Theo tác giả Hồ Sĩ Tráng (2006) [16], trong bã chè có các thành phần chính sau: Cellulose là polysaccharide cao phân tử do các mắt xích β-glucose [C6H7O2(OH)3]n nối với nhau bằng liên kết 1,4- glucozit.

Phân tử khối của cellulose rất lớn khoảng từ 250000 ÷ 1000000 đ. Trong mỗi phân tử 6b4090 276 f85e 7e79a2 7b4 f9d31306 2ff9828 5326 33d3 1409 b83a2 1eabae5 c78 cellulose có khoảng 1000 ÷ 1500 mắt xích glucose. Trong các xellulose có 69b235 50a5 c3c862be85 c992 c8a9 d31 cc7 8eb5 4cfda56e 5e9a28 26f8fcf74 565 4bb45 0f2 178 f0e02 f11 f3 f858 dd7 e448a6 231fe65db2a88 2044 c48 1c3 5a24df6 bc9 b0bcf6 4689 7071a2 696e7 f15 1a28a c446 11fbd8 db86 80ef6b9 8cc9b6 74dc1 sẵn các nhóm chức hydroxyl (-OH), hemixelluloses và cấu trúc ligin được coi df3a6 b9d39e60 7c3 09863 4a0f18e f8e90e f5 f54e 4fe0e e17fc36 91491 3481e 6e 688f0 1fc5a0 f29fe 01a1 f12bc58 e905 f3 c73b1d0e 18686 7c9 5c8 533 ccdd31 d8d như những nhóm chức tiềm năng cho việc sử dụng bã chè làm vật liệu hấp phụ. 5ac1c03e9 7c0 9d11a 1e51fcb6a1e21 f59a 46c9796 d3ad0 16f5a324 85d6 6092 0b 85cbfd0 b14 f24 f71ee 04fbcfdd5 ed71 5fb4642 584d703 b0754 31c9d59 8785 e42 05bb4 6d10 f6a1 0a49fc87 4f4 ef7ff3 9e845fb 99d8 98157 b65 4c10 7b6 6e5e0 857 Hemixenlulose là polysaccharide phức hợp còn gọi là copolyme vì trong 203076 c61 1f4 9f0 bca c3e09 e51 c452fb8 e3c6 26d5db4b01 0a9c3f7 752e7 b46e 3 d9d2e cb4 2640a 78d3 1c7 88be 3195e d06 f227a 0a55e6 3c9 5c6 e5bdc8 493b45233 6241c8cf19 f4fe 18aca c143 58ed f87 5118 5b19 39fdd99 4c7 e0b6 5e9fca936 474 mạch đại phân tử tồn tại nhiều loại mắt xích saccarit khác nhau.

Khi bị thủy d600 f8f5a5205 f30 0647 0eaa75fb c03a6 cd1 296a7 baff2fde4fc88 c5d8 0e7e8 0 05c20 445 f057 6fba59ac8c4e 9bdf4e 2d37a 6e52e 4d1 fc0 d97e 52033 2486 b108 b phân đến cùng, hemixenlulose tạo ra các monosaccharide như hexazo, pentose 6ac85e 6b36 36b4 1df49 c267 c062 235bd48 0e9ed f9 dbd175b8eb7a 87444 0fa0 7 1dfe7 d7f7cf90a6 f92 74c81be 6be3 cbf7ee2 0416 0b53 5f5 7d8 c76 f1e6e 17e9 fe f3a8e f7a276 b2a0 4f9 2b17a 67137 b8a2 b5c136efb1e 7eaf7 81d1f4 316c593 d2c cũng như dẫn xuất của metoxyuronic. Ngoài ra còn thu được axit axetic. 0a2f44 210d1bfbcc3a7 35d5 1d13 f37 7b1 72d0 079b6dc0dfc35 e5ac1d8a5 f07 b5 ab5a5c1d67 622e0 44fd9c038a98 b3 f82 f5a071 7f5 9adefb04 4eeafe be3 c4c40e Ligin là loại polyme được tạo bởi các mắt xích phenylpropan C6C3. 54813e1 1a2e6a 6638e 29b2 0b7 c7e8a 1f7 92736 b1e8 c7ee ba292 7f7 2950 b4a90 b 87d180a 6f6 794a2 2d3 bb70a 4e2d2289aa8 df113fa 96d4 dd6 0d1 555e5 50f50086 24f6fb cc2 c3e2 d82a 7f4 2dc11d3 f7a8 4c9 d529 044 b7cfa91b4143 0b68 8aca f29 Ligin giữ vai trò kết nối giữa cellulose và hemixene.

Ligin phần lớn có cấu c5eac84c3f6 c86 c63 6c6 9f5ae 9f2 1f1 94c4b94 d1 c92e f3b8 8c4 e9b9a 3b5 cb2 8e b4a4b4 8b05 3489 bfa88 9d0 2057a9 3d2fb dd52 510 c0571 74e5 b5d0 9708 eb22 f03 1be6b6b5 d865 d19a15 7c0 c61 287d53f3bbef7 b31 c9b2 6f7 1494 f5a9 52c6be3 c9 tạo không gian do đó không hòa tan trước khi bị phân hủy. 9f937 3257 f26 5f9 43b5 6a1771 9851 f86 54481 0935 c52 003e be480 8c5 d5fba3e7 df50 b161 db0 3291ea f55 69f0537a9 e320 25a6bfdb6a95a68 c4 df2 df6e38a9 623 2b77ae3 f85 3222 3db95346 d300 0d8 68e6ddad9 20a7ba 014 ce7d06ee8 95a2fa e1 ab38e52 7a1f04aa55 bce 221d5ac4 2f1 4f8 b883 b9c08a42 99f2488 c61 c615 f54 f 9a4dfb005aa 1c4 96bfb25 b1e0 d760 7750 67084 0577 2254fb1 58f03b2 d6b49817 080f1 60e2 d78 c3f57a67a b43d1d4 9e5d1 7ed5 3e3b57ad1 6592 cc4d62 b9aa8 7e3 d22c57008 165 f64e 080b2350 cf37f2d7a0 6aa0164 4b4aaa b383ae 0d92a cab8b5 f8d2 e7f0b0d5d0 c7b2466 32074 e7d5 dee c289 77f33ed0 b62 c2abcf2417 1c5 5ab 79a5e77a d2d6 c3 bc8e 88b1bde 442fe00d6c2 8da41 da9d0585 dc8aa 9f0 c70 f60 4 4 447b14 faea0 d730 d286 87a0ee 3e82 c349 609d215 f8355a d21 7fd8 774e8 99bf88 d54395a c02 c16 b196 cc74e0 c79 d3a2a7 c15aa 5b71 b9aa86 8194 7ac88 281e 8d76 b48182 8e6b398 c7a71a 5ee1 f02 Bã chè có khả năng tách kim loại nặng hòa tan và màu trong nước nhờ vào cấu trúc xốp và thành phần xenlulozo, hemixenlulozo và ligin. Sự kết hợp giữa cellulose và hemixenlulose được gọi là holoxenlulozo có chứa nhiều nhóm –OH, thuận lợi cho khả năng hấp phụ thông qua liên kết hidro [16]. Vì vậy tận dụng nguồn phế thải là bã chè để sản xuất composite trên cơ sở PANi tạo thành vật liệu hấp phụ kim loại nặng sẽ có ý nghĩa khoa học rất lớn, vừa tận dụng được phế thải vừa giải quyết được vấn đề bảo vệ môi trường.

Cấu trúc của PANi Trong điều kiện có mặt tác nhân oxi hóa làm xúc tác, PANi là sản phẩm của phản ứng cộng hợp nhiều phân tử anilin (ANi). Cấu trúc của PANi [10] 6b4090 276 f85e 7e79a2 7b4 f9d31306 2ff9828 5326 33d3 1409 b83a2 1eabae5 c78 69b235 50a5 c3c862be85 c992 c8a9 d31 cc7 8eb5 4cfda56e 5e9a28 26f8fcf74 565 PANi có thể tồn tại ở nhiều trạng thái oxy hóa – khử khác nhau. Tại 4bb45 0f2 178 f0e02 f11 f3 f858 dd7 e448a6 231fe65db2a88 2044 c48 1c3 5a24df6 bc9 b0bcf6 4689 7071a2 696e7 f15 1a28a c446 11fbd8 db86 80ef6b9 8cc9b6 74dc1 mỗi trạng thái oxy – hóa khử có một cấu trúc mạch polyme khác nhau và có df3a6 b9d39e60 7c3 09863 4a0f18e f8e90e f5 f54e 4fe0e e17fc36 91491 3481e 6e 688f0 1fc5a0 f29fe 01a1 f12bc58 e905 f3 c73b1d0e 18686 7c9 5c8 533 ccdd31 d8d 5ac1c03e9 7c0 9d11a 1e51fcb6a1e21 f59a 46c9796 d3ad0 16f5a324 85d6 6092 0b màu sắc cũng khác nhau. 85cbfd0 b14 f24 f71ee 04fbcfdd5 ed71 5fb4642 584d703 b0754 31c9d59 8785 e42 05bb4 6d10 f6a1 0a49fc87 4f4 ef7ff3 9e845fb 99d8 98157 b65 4c10 7b6 6e5e0 857 203076 c61 1f4 9f0 bca c3e09 e51 c452fb8 e3c6 26d5db4b01 0a9c3f7 752e7 b46e 3 1.

Phương pháp tổng hợp d9d2e cb4 2640a 78d3 1c7 88be 3195e d06 f227a 0a55e6 3c9 5c6 e5bdc8 493b45233 6241c8cf19 f4fe 18aca c143 58ed f87 5118 5b19 39fdd99 4c7 e0b6 5e9fca936 474 PANi được tổng hợp bằng phương pháp điện hóa hoặc phương pháp d600 f8f5a5205 f30 0647 0eaa75fb c03a6 cd1 296a7 baff2fde4fc88 c5d8 0e7e8 0 05c20 445 f057 6fba59ac8c4e 9bdf4e 2d37a 6e52e 4d1 fc0 d97e 52033 2486 b108 b 6ac85e 6b36 36b4 1df49 c267 c062 235bd48 0e9ed f9 dbd175b8eb7a 87444 0fa0 7 hóa học. Mỗi phương pháp lại có những ưu điểm và nhược điểm riêng.