Chương 1 TỔNG QUAN 1. Giới thiệu về polyme mang điện tích 1. Giới thiệu chung Polyme là các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ trong đó phân tử rất dài với cấu trúc lặp đi lặp lại. Các polyme có thể bao gồm các đơn vị là monome giống hệt nhau.
Polyme được chia ra làm các loại mang điện tích dương (cationic), mang điện âm (anionic) và không ion (nonionic). Polyme mang điện là các polyme trong đó monome mang điện tích và tan tốt trong dung dịch, bao gồm polyme mang điện mạnh và polyme mang điện yếu. Có thể phân biệt được polyme mang điện mạnh hay yếu dựa vào pH. Trong khi polyme mang điện mạnh có đặc tính điện tích không phụ thuộc vào pH, polyme mang điện yếu thì điện tích phụ thuộc rất nhiều vào pH.
Điện tích của polyme ảnh hưởng lớn đến khả năng hấp phụ của polyme lên bề mặt vật rắn. Sự hấp phụ diễn ra phức tạp hơn khi bề mặt rắn cũng mang điện. Lực tương tác ảnh hưởng đến sự hấp phụ polyme mang điện mạnh lên bề mặt có điện tích có thể chỉ là lực hút tĩnh điện hoặc kết hợp các điện tích tĩnh điện và các lực tương tác không tĩnh điện. Do tính chất hấp phụ đặc biệt của polyme mang điện trên bề mặt vật liệu rắn, nhiều polyme đã được sử dụng để biến tính bề mặt vật liệu nhằm nâng cao hiệu quả xử lý chất gây ô nhiễm hữu cơ.
Polyme mang điện tích thường được chia thành hai loại là polyme mang điện âm và polyme mang điện dương. - Polyme mang điện âm mạnh như PSS (Natri polystyren sulfonat),… - Polyme mang điện tích dương mạnh như PDADMAC (polydiallyldimethylammonium chloride),… Các polyme mang điện có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp sơn, chống ăn mòn, và đóng vai trò như các chất kết tụ hiệu quả… Ngoài ra, các polyme mang điện hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong xử lý môi trường. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Giới thiệu về Polystyrene Sulfonate (PSS) PSS (Sodium polystyrene sulfonate) là một polyme mang điện âm, một poly axit mạnh, phân li hoàn toàn, có nguồn gốc từ polystyren và được bổ sung nhóm chức sunfonat [15].
Polyme PSS có khối lượng riêng 0,801 g/mL (2500C), khối lượng phân tử trung bình M= 1000 kg/mol. Công thức phân tử: (C8H7NaO3S)n. Công thức cấu tạo của PSS được cho ở hình 1. Công thức cấu tạo của PSS PSS thường được sử dụng như các polyme trao đổi ion, chất keo tụ, được ứng dụng trong lĩnh vực y tế, làm sạch nước, xử lý nước thải.
PSS được sử dụng như một chất hấp phụ trong nghiên cứu về tương tác tĩnh điện của thuốc nhuộm cation với polyme mang điện âm trong dung dịch. Tác giả Claire Peyratout và các cộng sự đã nghiên cứu sự hấp phụ thuốc nhuộm cation rhodamine 6G (R6G), acridin cam (AO), bisindolenylpentamethine (Cy5) và 1,1-diethyl-2,2 -yanine (PIC) trên PSS. Các thuốc nhộm cation trên đã làm thay đổi độ hấp thụ và phát huỳnh quang của PSS [20]. Trong nghiên cứu quá trình xử lý amoni trong nước, TS.
Phạm Tiến Đức và các cộng sự đã sử dụng PSS như các chất được biến tính bề mặt vật liệu. Khả năng loại bỏ NH + trên vật liệu được biến tính bằng PSS (PMA) tại điều kiện môi trường pH 4, thời gian hấp phụ 180 phút, nồng độ muối nền NaCl 0,01 M là 61,2%. [16] Ứng dụng keo tụ của PSS đã được tác giả Gleb B. Sukhorukov và cộng sự nghiên cứu [27].
Các hạt keo polyme mang điện kích thước 1 µm đa lớp được chế tạo 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com bằng các thêm PSS hoặc PAH ở nồng độ 3x10-6 M vào 2,2x108 các tiểu phân/mL polystyren (Ø 640 nm), thời gian hấp phụ 20 phút trong nền muối NaCl 0,5 M. Ngoài ra, sự kết hợp của thuốc nhuộm cation pyronin B (PyB) và pyronin Y (PyY) trong dung dịch nước có chứa PSS đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng kỹ thuật quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis trạng thái ổn định và phân giải theo thời gian nhằm xác định tập hợp J của thuốc nhuộm pyronin là dẫn xuất xathene bằng cách sử dụng nồng độ PSS không đổi trong dung dịch. Nồng độ thuốc nhuộm tốt nhất cho các tập hợp J được xác định là 2,4 × 10 -5 M và 1,2 × 10-4M lần lượt là PyB và PyY [10]. Giới thiệu về kháng sinh họ quinolon 1.
Giới thiệu chung Kháng sinh là những chất kháng khuẩn được chiết xuất từ các vi sinh vật, nấm được tổng hợp hay bán tổng hợp, có khả năng tiêu diệt vi khuẩn hay kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn một cách đặc hiệu, có tác dụng lên vi khuẩn ở cấp độ phân tử, thường là một vị trí quan trọng của vi khuẩn hay một phản ứng trong quá trình phát triển của vi khuẩn. Nhóm quinolon là nhóm kháng sinh hoàn toàn tổng hợp. Được chia làm 4 thế hệ và được thể hiện rõ ở bảng 1. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Các thế hệ kháng sinh nhóm quinolon và phổ tác dụng Kháng sinh quinolon Phổ tác dụng Thế hệ 1 Acid Naliđixic Tác dụng ở mức độ trung bình trên các chủng trực khuẩn Cinoxacin Gram-âm họ Enterobacteriaceae. Thế hệ 2 Loại 1: Các kháng sinh này vẫn thuộc nhóm fluoroquinolon (cấu Lomefloxacin trúc phân tử có flo), tuy nhiên phổ kháng khuẩn cũng chủ Norfloxacin yếu chỉ tập trung trên các chủng trực khuẩn Gram-âm họ Enoxacin Enterobacteriaceae. Loại 2: Fluoroquinolon loại này có phổ kháng khuẩn mở rộng hơn Ofloxacin loại 1 trên các vi khuẩn gây bệnh không điển hình. Ciprofloxacin Ciprofloxacin còn có tác dụng trên P.
Không có tác dụng trên phế cầu và trên các vi khuẩn Gram-dương. Thế hệ 3 Levofloxacin Các fluoroquinolon thế hệ 3 vẫn có phổ kháng khuẩn trên Sparfloxacin Enterobacteriaceae, trên các chủng vi khuẩn không điển Gatigloxacin hình. Khác với thế hệ 2, kháng sinh thế hệ 3 có tác dụng trên Moxifloxacin phế cầu và một số chủng vi khuẩn Gram-dương. Vì vậy đôi khi còn được gọi là các quinolone hô hấp.
Thế hệ 4 Trovafloxacin Kháng sinh này có phổ tác dụng trên Enterobacteriaceae, P. aeruginosa, vi khuẩn không điển hình, S. aeruginosa nhạy cảm với methicillin, streptococci, vi khuẩn kị khí. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Giới thiệu về kháng sinh Ciprofloxacin Ciprofloxacin (1-cyclopropyl-6fluoro-1,4-dihydro-4oxo-7-(piperazinyl) quinolon-3- carboxylic acid) (CIP hoặc CFX). Là thế hệ thuốc kháng sinh fluoroquinolon thứ 2 có phổ kháng khuẩn rộng. Công thức phân tử: C17H18FN3O3 Hình 1. Công thức cấu tạo Hình 1.
Mô hình phân tử Ciprofloxacin Ciprofloxacin Ciprofloxacin có hai giá trị pKa là 6,1 và 8,7 [9]. Trong dung dịch khi pH < 6,1 Ciprofloxacin tồn tại ở dạng cation, khi pH có giá trị từ 6,1 đến 8,7 Ciprofloxacin tồn tại ở dạng lưỡng cực và khi pH > 8,7 Ciprofloxacin tồn tại ở dạng anion CFX là vi khuẩn bằng hoạt tính diệt khuẩn chống lại cả vi khuẩn gram dương và gram âm. Do đó, kháng sinh này được chỉ định dùng cho các bệnh nhiễm khuẩn như hô hấp, tiết niệu, sinh dục (viêm cổ tử cung do lậu, viêm tuyến tiền liệt mạn), ruột (tiêu chảy, thương hàn). Hoạt động diệt khuẩn của CIP là kết quả của việc giảm hoạt động của các enzyme tham gia vào quá trình sao chép AND ở vi khuẩn [12].
Ciprofloxacin là thuốc điều trị đầu tay cho B. jejuni, Enterobacter spp. typhi, Salmonella spp. và Shigella spp.
Hiện nay ciprofloxacin và các quinolon khác đang bị kháng thuốc nhiều do trước đây nhóm kháng sinh này bị lạm dụng nhiều. Đột biến các gen quy định các đích tác dụng của kháng sinh (ADN gyrase và Topoisomerase IV) là cơ chế chính và quan trọng nhất của vi khuẩn. 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Giới thiệu về đá ong Đá ong (laterit) là một khoáng chất phổ biến và có trữ lượng lớn ở nước ta.
Đá ong phân bố rộng khắp vùng trung du đồi núi từ Bắc vào Nam phổ biến ở Hà Nội, Vĩnh Phúc, Tây Nguyên. Đã có rất nhiều tài liệu về đá ong và có nhiều ý kiến khác nhau về nguồn gốc hình thành loại khoáng chất này. Đa số các tác giả đồng tình với quan điểm cho rằng đá ong hình thành là do các oxit sắt theo các mạch nước ngầm di chuyển từ các nơi khác đến và cũng do sự ngấm dần các oxit sắt từ tầng đất trên xuống phía dưới. Do sự thay đổi mực nước ngầm trong đất, kết hợp với quá trình oxi hóa làm cho đất bị khô lại và kết cấu thành đá ong.
Mặt lớp cắt bề mặt đá ong Trong đá ong có chứa nhiều nguyên tố như Fe, Al, Si, các kim loại kiềm và kiềm thổ, ngoài ra còn có lượng nhỏ các kim loại khác như Mn, Cr, V, Ti… Các tầng phong hóa này có thể chặt cứng như đá tầng, nhưng khi phân bố tự nhiên chúng lại rất mềm. Ở những nơi chồi lên bề mặt thì các tầng đá ong sẽ cứng lại [4]. Thành phần khoáng vật kết tinh trong đá ong tự nhiên Thành SiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO2 K2O Na2O CaO P2O5 C phần% 33,2 15 40,1 0,7 ~0,8 0,5 0,7 Việc sử dụng nguyên liệu có giá thành thấp, nguồn gốc tự nhiên, thân thiện với môi trường, phù hợp với điều kiện ở Việt Nam như đá ong đang được các nhà khoa học quan tâm. Đá ong có bề mặt xốp và rỗng dẫn tới tổng diện tích bề mặt lớn (200- 3000 m2/g).
Do đó đá ong có thể hấp phụ một số ion hóa học gây ô nhiễm nước. Hiện nay, đá ong tại các khu vực huyện Thạch Thất - Hà Nội đã được một số nhà khoa học nghiên cứu và đánh giá khả năng hấp phụ [30]. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis 1.
Độ hấp thụ quang Cơ sở của phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ phân tử (UV – Vis) là định luật hấp thụ ánh sáng Bouguer - Lambert - Beer. Biểu thức của định luật về độ hấp thụ quang (A) được tính theo công thức: I A=lg 0 =ε.1) I Trong đó: Io, I : lần lượt là cường độ của ánh sáng đi vào và ra khỏi dung dịch. l : bề dày của dung dịch ánh sáng đi qua. C : nồng độ chất hấp thụ ánh sáng trong dung dịch.
ε : hệ số hấp thụ quang phân tử, nó phụ thuộc vào bản chất của chất hấp thụ ánh sáng và bước sóng của ánh sáng tới (ε = f (λ)). Như vậy, độ hấp thụ quang A là một hàm của các đại lượng: bước sóng, bề dày dung dịch và nồng độ chất hấp thụ ánh sáng A = f (λ, l,C) (1.2) Do đó nếu đo A tại một bước sóng λ nhất định với cuvet có bề dày l xác định thì đường biểu diễn A = f(C) phải có dạng y = a.x là một đường thẳng.