Nghiên Cứu Tổng Hợp Màng CA Đồng Lắng Đọng PDA Và MPD Ứng Dụng Tách Loại Hợp Chất Hữu Cơ Ô Nhiễm Trong Môi Trường Nước

• Tác giả: Huỳnh Thị Thiên Hương
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Thanh Bình
• Trường học: Trường Đại Học Quy Nhơn
• Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý
• Đề tài: Nghiên Cứu Tổng Hợp Màng CA Đồng Lắng Đọng PDA Và MPD Ứng Dụng Tách Loại Một Số Hợp Chất Hữu Cơ Ô Nhiễm Trong Môi Trường Nước
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Bình Định

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lý do chọn đề tài
• 0.2. Mục đích nghiên cứu
• 0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 0.3.2. Phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Sơ lược về thuốc nhuộm
• 0.4.1. Định nghĩa về thuốc nhuộm
• 0.4.2. Phân loại thuốc nhuộm
• 0.4.3. Đỏ Công-gô
• 0.5. Tình trạng ô nhiễm nguồn nước
• 0.5.1. Tình trạng ô nhiễm do nước thải dệt nhuộm ở nước ta
• 1. GIỚI THIỆU VỀ BÃ MÍA
• 1.1. Phản ứng trùng hợp bề mặt
• 1.2. Phương pháp trùng hợp bề mặt
• 1.3. Các thông số liên quan đến trùng hợp bề mặt
• 1.3.1. Loại chất phản ứng (monomer)
• 1.3.2. Nồng độ chất phản ứng
• 1.4. Khái niệm màng lọc. Phân loại màng lọc
• 1.5. Đặc tính của màng lọc
• 1.5.1. Một số đặc tính của màng
• 1.5.2. Độ thấm ướt của màng. Độ xốp của màng
• 1.5.3. Chiều dày của màng
• 1.5.4. Trở lực của màng. Hiện tượng fouling
• 1.6. Kỹ thuật tạo màng casting
• 1.7. Tổng hợp vật liệu. Thiết bị, hóa chất và dụng cụ
• 1.7.1. Tổng hợp cellulose từ bã mía
• 1.7.2. Xử lý với nước
• 1.7.3. Xử lý với base
• 1.7.4. Tổng hợp CA từ cellulose bã mía
• 1.8. Xác định độ thay thế DS của CA
• 1.9. Chế tạo màng CA-PDA:MPD
• 1.10. Chế tạo màng nền CA/PU
• 1.11. Tạo lớp phủ PDA:MPD lên màng
• 1.12. Xác định trọng lượng phân tử trung bình
• 1.13. Xác định độ thấm ướt và tốc độ chảy của màng
• 1.14. Khảo sát khả năng tách loại của vật liệu màng biến tính với CR
• 1.15. Khảo sát khả năng tách loại của vật liệu màng biến tính với dung dịch BSA
• 1.16. Khảo sát đặc tính chống nghẽn của màng
• 1.17. Xác định điểm đẳng điện của vật liệu màng. Lập đường chuẩn CR
• 1.18. Lập đường chuẩn Bovine serum albumin (BSA)
• 1.19. Tính toán hiệu suất quá trình tách loại thuốc nhuộm
• 1.20. Các phương pháp đặc trưng vật liệu
• 1.20.1. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-vis
• 1.20.2. Phương pháp phổ hồng ngoại FT-IR
• 1.20.3. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)
• 1.20.4. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
• 1.20.5. Phương pháp đo góc thấm ướt
• 1.20.6. Phương pháp phân tích nhiệt DTA, TGA. Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS)
• 2. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 2.1. Đặc trưng bã mía và cellulose
• 2.2. Đặc trưng cellulose acetate
• 2.2.1. Kết quả độ thay thế DS, độ nhớt
• 2.2.2. Độ thay thế DS
• 2.2.3. Phổ hồng ngoại FT-IR
• 2.2.4. Phổ nhiễu xạ tia X (XRD)
• 2.2.5. Kết quả phân tích nhiệt (DTA, TGA)
• 2.3. Đặc trưng vật liệu màng CA-PDA:MPD
• 2.3.1. Đặc trưng các màng với tỉ lệ DA:MPD khác nhau
• 2.3.2. Kết quả hiển vi điện tử quét SEM
• 2.3.3. Độ thấm ướt của màng. Tốc độ dòng chảy
• 2.3.4. Đặc trưng của màng CA-PDA:MPD tỉ lệ 0,1:1
• 2.3.4.1. Kết quả phổ FT-IR. Kết quả phân tích nhiệt (DSC, TGA) của màng
• 2.3.4.2. Kết quả đo góc tiếp xúc
• 2.3.4.3. Kết quả đặc trưng phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS)
• 2.3.4.4. Kết quả khảo sát điểm đẳng điện của màng CA-PDA:MPD 0,1:1
• 2.4. Khảo sát khả năng tách loại của màng
• 2.4.1. Kết quả khảo sát khả năng tách loại của các màng CA và CA biến tính với phẩm màu đỏ Công-gô
• 2.4.2. Kết quả khảo sát khả năng tách loại của màng CA và CA biến tính với dung dịch BSA. Kết quả khảo sát đặc tính chống nghẽn của màng
• 2.4.3. Tương tác giữa DA và MPD trong phản ứng IP
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (Bản sao)

I. Luận Văn Thạc Sĩ

Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc nghiên cứu và tổng hợp màng CA (Cellulose Acetate) từ bã mía, một phụ phẩm nông nghiệp phổ biến. Mục tiêu chính là ứng dụng màng CA trong việc tách loại các hợp chất hữu cơ ô nhiễm trong nước. Nghiên cứu này không chỉ mang tính học thuật mà còn có giá trị thực tiễn cao, góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm nước hiện nay.

1.1. Tổng Hợp Màng CA

Tổng hợp màng CA từ bã mía là quá trình chính trong nghiên cứu. Cellulose từ bã mía được xử lý và chuyển hóa thành Cellulose Acetate, một vật liệu polymer thân thiện với môi trường. Màng CA có tính ưa nước, khả năng kháng tắc nghẽn cao, và được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước. Quá trình tổng hợp bao gồm các bước xử lý với nước, base, và cuối cùng là tạo màng.

1.2. Đồng Lắng Đọng PDA MPD

Đồng lắng đọng PDA (Polydopamine) và MPD (m-Phenylenediamine) là phương pháp biến tính bề mặt màng CA để cải thiện hiệu suất tách loại. PDA được tạo ra từ quá trình oxi hóa Dopamine, mang lại tính chất linh hoạt cho màng. MPD được sử dụng trong quá trình trùng hợp bề mặt, tạo ra lớp phân tách hoạt tính giúp tăng khả năng thấm nước và ổn định hóa học.

II. Ứng Dụng Tách Loại Hợp Chất Hữu Cơ

Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng màng CA biến tính để tách loại các hợp chất hữu cơ ô nhiễm trong nước. Các hợp chất này bao gồm thuốc nhuộm và các chất hữu cơ khác, thường được thải ra từ các ngành công nghiệp như dệt may. Màng CA biến tính không chỉ hiệu quả trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm mà còn thân thiện với môi trường, không thải thêm chất độc hại.

2.1. Xử Lý Nước Thải Công Nghiệp

Xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt là từ ngành dệt nhuộm, là một trong những ứng dụng chính của màng CA biến tính. Nước thải từ các nhà máy dệt nhuộm chứa nhiều hợp chất hữu cơ độc hại, gây ô nhiễm nghiêm trọng. Màng CA biến tính với PDA và MPD có khả năng loại bỏ hiệu quả các chất này, giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

2.2. Khả Năng Kháng Nghẽn

Một trong những ưu điểm nổi bật của màng CA biến tính là khả năng kháng nghẽn cao. Hiện tượng fouling (nghẽn màng) là vấn đề thường gặp trong các hệ thống lọc nước. Màng CA biến tính với PDA và MPD có cấu trúc bề mặt được cải thiện, giúp giảm thiểu hiện tượng này, từ đó tăng tuổi thọ và hiệu suất của màng.

III. Công Nghệ Màng Hóa Học Môi Trường

Nghiên cứu này đóng góp vào lĩnh vực công nghệ màng và hóa học môi trường bằng cách phát triển một phương pháp mới để xử lý ô nhiễm nước. Màng CA biến tính không chỉ là một giải pháp hiệu quả mà còn là một bước tiến trong việc sử dụng các vật liệu thân thiện với môi trường. Nghiên cứu cũng mở ra hướng đi mới trong việc tận dụng các phụ phẩm nông nghiệp như bã mía.

3.1. Tách Chất Ô Nhiễm

Tách chất ô nhiễm là mục tiêu chính của nghiên cứu. Màng CA biến tính được thiết kế để loại bỏ các hợp chất hữu cơ độc hại như thuốc nhuộm từ nước thải. Quá trình này không chỉ giúp làm sạch nước mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe con người và hệ sinh thái. Các kết quả thử nghiệm cho thấy hiệu suất tách loại cao, đặc biệt là với các loại thuốc nhuộm phổ biến như Congo Red.

3.2. Nghiên Cứu Môi Trường

Nghiên cứu này cũng đóng góp vào lĩnh vực nghiên cứu môi trường bằng cách cung cấp một giải pháp bền vững cho vấn đề ô nhiễm nước. Việc sử dụng bã mía làm nguyên liệu chính không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn tận dụng được nguồn phụ phẩm nông nghiệp, góp phần bảo vệ môi trường.