Nghiên cứu tổng hợp oxim từ dầu vỏ hạt điều Việt Nam và khả năng hấp thụ ion kim loại Cu2+, Ga3+

Luận văn thạc sĩ phân tích tổng hợp oxim từ dầu vỏ hạt điều việt nam và nghiên cứu các đặc tính lý hóa khả năng hấp thụ ion, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp

• Tác giả: Bùi Quốc Nam
• Người hướng dẫn: TS. Hoàng Anh Sơn
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
• Đề tài: Tổng hợp oxim từ dầu vỏ hạt điều Việt Nam và nghiên cứu các đặc tính lý-hóa, khả năng hấp thụ ion kim loại (Cu2+, Ga3+) của chúng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: Cây điều và Dầu vỏ hạt điều
• 1.1. Cây điều (Anacardium occidentaleL.
• 1.2. Các sản phẩm từ cây điều
• 1.3. Thành phần cấu tạo của dầu vỏ hạt điều Việt Nam
• 1.4. Phương pháp tách cacdanol từ dầu vỏ hạt điều
• 1.5. Phương pháp chưng cất
• 1.5.1. Chưng cất chân không
• 1.6. Hợp chất oxim và ứng dụng của nó trong chiết tách kim loại
• 1.7. Tổng hợp oxim từ cardanol
• 1.8. Ứng dụng của oxim trong chiết tách kim loại
• 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
• 2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị nghiên cứu
• 2.2. Các phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp sắc ký lớp mỏng (TLC)
• 2.2.2. Phương pháp phổ hồng ngoại (IR)
• 2.2.3. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
• 2.2.4. Phương pháp phân tích quang phổ plasma (ICP)
• 2.3. Chưng cất cacdanol
• 2.4. Tổng hợp oxim
• 2.5. Đánh giá khả năng hấp thụ ion kim loại của andoxim
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu xác định các đặc tính sản phẩm
• 3.2. Sản phẩm cardanol của quá trình chưng cất
• 3.3. Sản phẩm của quá trình tổng hợp oxim
• 3.4. Đánh giá kết quả hấp thụ ion kim loại của andoxim
• 3.5. Khả năng hấp thụ Ga3+ của andoxim
• 3.6. Khả năng hấp thụ Cu2+ của adoxim
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về tổng hợp oxim từ dầu vỏ hạt điều

Tổng hợp oxim từ dầu vỏ hạt điều là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong hóa học hữu cơ. Dầu vỏ hạt điều, một sản phẩm phụ của ngành chế biến hạt điều, chứa nhiều hợp chất có giá trị. Việc chiết xuất và tổng hợp oxim từ dầu này không chỉ giúp tận dụng nguồn nguyên liệu tự nhiên mà còn mở ra nhiều ứng dụng trong công nghiệp. Nghiên cứu này không chỉ tập trung vào quy trình tổng hợp mà còn đánh giá khả năng hấp thụ ion kim loại của các hợp chất oxim được tạo ra.

1.1. Đặc điểm của dầu vỏ hạt điều và thành phần hóa học

Dầu vỏ hạt điều chứa nhiều hợp chất hữu cơ, trong đó cacdanol là thành phần chính. Cacdanol có khả năng tham gia vào các phản ứng hóa học để tạo ra oxim. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng dầu vỏ hạt điều có chứa axit anacacdic, cacdol và các dẫn xuất khác, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tổng hợp oxim.

1.2. Lợi ích của việc tổng hợp oxim từ dầu vỏ hạt điều

Tổng hợp oxim từ dầu vỏ hạt điều không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra các hợp chất có giá trị trong công nghiệp. Oxim có khả năng hấp thụ ion kim loại, giúp cải thiện quy trình chiết tách kim loại quý từ các nguồn khác nhau.

II. Thách thức trong việc tổng hợp oxim từ dầu vỏ hạt điều

Mặc dù việc tổng hợp oxim từ dầu vỏ hạt điều mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong quy trình này. Các vấn đề như hiệu suất thu hồi thấp, sự phân hủy của các hợp chất trong quá trình tổng hợp và khả năng hấp thụ ion kim loại chưa được tối ưu hóa là những vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Hiệu suất thu hồi oxim từ dầu vỏ hạt điều

Một trong những thách thức lớn nhất là đạt được hiệu suất thu hồi cao trong quá trình tổng hợp oxim. Nghiên cứu cho thấy rằng các yếu tố như nhiệt độ, thời gian phản ứng và tỷ lệ chất xúc tác có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất này.

2.2. Sự phân hủy của hợp chất trong quá trình tổng hợp

Trong quá trình tổng hợp oxim, một số hợp chất có thể bị phân hủy do nhiệt độ cao hoặc điều kiện phản ứng không phù hợp. Điều này không chỉ làm giảm hiệu suất mà còn ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng.

III. Phương pháp tổng hợp oxim từ dầu vỏ hạt điều

Để tổng hợp oxim từ dầu vỏ hạt điều, nhiều phương pháp khác nhau đã được nghiên cứu và áp dụng. Các phương pháp này bao gồm chưng cất, phản ứng hóa học và sử dụng các chất xúc tác phù hợp. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng.

3.1. Phương pháp chưng cất để tách cacdanol

Chưng cất là một trong những phương pháp hiệu quả để tách cacdanol từ dầu vỏ hạt điều. Phương pháp này giúp thu hồi cacdanol với độ tinh khiết cao, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tổng hợp oxim.

3.2. Phản ứng hóa học trong tổng hợp oxim

Phản ứng hóa học giữa cacdanol và các tác nhân hóa học khác là bước quan trọng trong quá trình tổng hợp oxim. Các điều kiện phản ứng như nhiệt độ, áp suất và thời gian cần được tối ưu hóa để đạt được sản phẩm mong muốn.

IV. Khả năng hấp thụ ion kim loại của oxim tổng hợp

Khả năng hấp thụ ion kim loại của oxim tổng hợp từ dầu vỏ hạt điều là một trong những điểm nổi bật của nghiên cứu này. Các hợp chất oxim có khả năng hấp thụ các ion kim loại như Cu2+ và Ga3+, mở ra nhiều ứng dụng trong lĩnh vực chiết tách kim loại.

4.1. Đánh giá khả năng hấp thụ Cu2 của oxim

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng oxim tổng hợp có khả năng hấp thụ ion Cu2+ với hiệu suất cao. Điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng của oxim trong việc thu hồi đồng từ các nguồn khác nhau.

4.2. Khả năng hấp thụ Ga3 của oxim

Oxim cũng cho thấy khả năng hấp thụ ion Ga3+ hiệu quả. Việc này không chỉ giúp thu hồi gallium mà còn có thể ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu tổng hợp oxim từ dầu vỏ hạt điều đã mở ra nhiều hướng đi mới trong việc tận dụng nguồn nguyên liệu tự nhiên. Với khả năng hấp thụ ion kim loại, oxim có thể trở thành một giải pháp hiệu quả trong ngành công nghiệp chiết tách kim loại. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn và giá trị kinh tế cao.

5.1. Tầm quan trọng của việc phát triển nghiên cứu

Việc phát triển nghiên cứu về tổng hợp oxim từ dầu vỏ hạt điều không chỉ giúp nâng cao giá trị của sản phẩm nông nghiệp mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Các ứng dụng trong chiết tách kim loại sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm và tăng cường hiệu quả sản xuất.

5.2. Hướng đi mới cho nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu có thể mở rộng sang các hợp chất khác từ dầu vỏ hạt điều, cũng như cải tiến quy trình tổng hợp để nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Điều này sẽ tạo ra nhiều cơ hội mới trong ngành công nghiệp hóa chất và môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là một trong những quốc gia hàng đầu thế giới về sản xuất và xuất khẩu hạt điều, với sản lượng hạt điều thô đạt khoảng 350 nghìn tấn vào năm 2007, đứng thứ nhất toàn cầu trong các năm 2006 và 2007. Bên cạnh nhân điều, dầu vỏ hạt điều (DVHĐ) là sản phẩm phụ có giá trị công nghiệp cao, chiếm khoảng 21% trọng lượng hạt điều và có thành phần chính gồm axit anacacdic (80%), cacdanol (10-15%), cacdol và metylcacdol. Tuy nhiên, việc thu hồi và sử dụng DVHĐ tại Việt Nam hiện còn hạn chế, phần lớn chỉ được dùng làm nhiên liệu đốt, gây ô nhiễm môi trường.

Luận văn tập trung vào việc tổng hợp oxim từ cacdanol chiết tách từ dầu vỏ hạt điều Việt Nam và nghiên cứu các đặc tính lý-hóa cũng như khả năng hấp thụ ion kim loại (Cu2+, Ga3+) của oxim tổng hợp. Mục tiêu cụ thể gồm: tách cacdanol từ DVHĐ bằng phương pháp chưng cất chân không, tổng hợp oxim từ cacdanol, và đánh giá khả năng hấp thụ chọn lọc ion kim loại nhằm ứng dụng trong thu hồi kim loại quý. Nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, với nguyên liệu dầu vỏ hạt điều thu thập từ các cơ sở chế biến trong nước.

Việc phát triển quy trình tổng hợp oxim từ nguồn nguyên liệu tự nhiên giá rẻ như cacdanol không chỉ góp phần nâng cao giá trị sản phẩm phụ ngành điều mà còn mở ra hướng ứng dụng trong công nghiệp chiết tách kim loại, đặc biệt là thu hồi các kim loại có giá trị cao như gallium và đồng. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển công nghiệp hóa hữu cơ và công nghệ xử lý kim loại tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu sau:

• Phản ứng Friedel-Crafts axyl hóa: Đây là phản ứng thế electrophin vào nhân thơm, được sử dụng để cacbonyl hóa cacdanol tạo ankylsalixylandehit. Phản ứng này có sự tham gia của axit Lewis như SnCl4 làm xúc tác, giúp gắn nhóm axyl vào vòng thơm phenol.

• Phản ứng oxim hóa: Ankylsalixylandehit tiếp tục được oxim hóa bằng hydroxylamin clorhidrat để tạo thành andoxim (aldoxim). Phản ứng này là cơ sở để tổng hợp các phenolic oxim có tính chọn lọc cao trong chiết tách kim loại.

• Khái niệm phenolic oxim: Các hợp chất phenolic oxim được biết đến với khả năng chiết tách ion kim loại như Cu2+ và Ga3+ nhờ tính chọn lọc và bền vững trong môi trường chiết lỏng-lỏng. Các phenolic oxim thương mại như Cytec’s ACORGA®, LIX® và SX reagents đều thuộc nhóm này.

• Phương pháp chiết lỏng-lỏng trong luyện kim: Đây là kỹ thuật phổ biến để tách và thu hồi kim loại từ dung dịch, dựa trên sự phân bố ion kim loại giữa pha hữu cơ chứa chất chiết tách và pha nước. Tính chọn lọc của chất chiết tách quyết định hiệu quả thu hồi kim loại.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu chính là dầu vỏ hạt điều thô thu thập từ các cơ sở chế biến trong nước. Dung dịch Bayer lấy từ Tân Rai (Lâm Đồng) với thành phần Ga 87 mg/L, Al 59.981 mg/L, Fe 16.270 mg/L được sử dụng để đánh giá khả năng hấp thụ ion kim loại.

• Phương pháp phân tích:

  • Sắc ký lớp mỏng (TLC) để phân tích thành phần cacdanol.
  • Phổ hồng ngoại (IR) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR, 13C-NMR, DEPT) để xác định cấu trúc các sản phẩm tổng hợp.
  • Phân tích quang phổ plasma ghép đôi cảm ứng (ICP) để định lượng ion kim loại trong dung dịch trước và sau quá trình chiết tách.

• Quy trình nghiên cứu:

  1. Tách cacdanol từ dầu vỏ hạt điều bằng phương pháp chưng cất chân không, duy trì áp suất khoảng -20 mmHg, nhiệt độ bếp tăng dần đến 260oC, hiệu suất thu hồi khoảng 70%.
  2. Tổng hợp oxim qua hai giai đoạn: cacbonyl hóa cacdanol tạo ankylsalixylandehit, sau đó oxim hóa thành andoxim.
  3. Đánh giá khả năng hấp thụ ion kim loại Cu2+ và Ga3+ của andoxim trong các hỗn hợp chiết với kerosen và isodecanol, so sánh với chất chiết thương mại Kelex 100.
  4. Thời gian nghiên cứu kéo dài khoảng 6 tháng, với các bước thực nghiệm và phân tích mẫu được thực hiện liên tục.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Sử dụng các mẫu dầu vỏ hạt điều đại diện từ nhiều cơ sở chế biến khác nhau để đảm bảo tính đại diện. Dung dịch Bayer lấy mẫu chuẩn từ nhà máy alumin Tân Rai để đánh giá khả năng hấp thụ ion kim loại.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tách cacdanol từ dầu vỏ hạt điều:

   • Sản phẩm cacdanol thu được là chất lỏng vàng nhạt, trong suốt, có mùi đặc trưng, với hiệu suất chưng cất đạt khoảng 70%.
   • Phân tích TLC cho thấy các vệt với hệ số Rf từ 0,21 đến 0,93, biểu thị sự phân bố các thành phần trong cacdanol.
   • Phổ IR và 1H-NMR xác nhận sự hiện diện của nhóm -OH, vòng thơm và mạch hidrocacbon chưa bão hòa đặc trưng của cacdanol.

2. Tổng hợp oxim từ cacdanol:

   • Quá trình cacbonyl hóa và oxim hóa diễn ra hiệu quả, thu được andoxim với cấu trúc phenolic oxim đặc trưng.
   • Phân tích phổ IR và NMR của andoxim cho thấy các nhóm chức phù hợp với cấu trúc mong đợi, đảm bảo tính chất hóa học cần thiết cho ứng dụng chiết tách kim loại.

3. Khả năng hấp thụ ion Ga3+ của andoxim:

   • Trong thí nghiệm chiết lỏng-lỏng với dung dịch Bayer, andoxim thể hiện khả năng hấp thụ gallium cao, với hiệu suất thu hồi đạt khoảng 80-90% sau 6 giờ khuấy liên tục.
   • So sánh với Kelex 100, andoxim có hiệu quả tương đương trong việc tách chọn lọc Ga3+ khỏi dung dịch chứa nồng độ Al và Fe cao (Al gần 60.000 mg/L, Fe hơn 16.000 mg/L).
   • Quá trình giải hấp bằng dung dịch HCl 2M cho phép thu hồi gallium hiệu quả từ pha hữu cơ.

4. Khả năng hấp thụ ion Cu2+ của andoxim:

   • Andoxim hòa tan trong kerosen, isoamyl alcohol và n-hexan đều có khả năng hấp thụ Cu2+ từ dung dịch CuSO4 5,344 g/L.
   • Lượng Cu2+ hấp thụ được tính toán đạt khoảng 18,64 mg trên mỗi gam andoxim, cho thấy tiềm năng ứng dụng trong chiết tách đồng.
   • Phương pháp giải hấp bằng dung dịch H2SO4 1M giúp thu hồi đồng từ pha hữu cơ hiệu quả.

Thảo luận kết quả

Việc tách cacdanol từ dầu vỏ hạt điều bằng chưng cất chân không đã được thực hiện thành công với hiệu suất cao, phù hợp với đặc tính nhiệt của các thành phần trong dầu. Kết quả phân tích phổ IR và NMR khẳng định cấu trúc hóa học của cacdanol, tạo nền tảng cho các bước tổng hợp tiếp theo.

Quy trình tổng hợp oxim từ cacdanol thông qua phản ứng cacbonyl hóa và oxim hóa đã tạo ra sản phẩm andoxim có cấu trúc phenolic oxim đặc trưng, tương tự các chất chiết tách thương mại nhưng với nguyên liệu đầu vào là nguồn tự nhiên giá rẻ. Điều này góp phần giảm chi phí sản xuất và tăng tính bền vững trong công nghiệp hóa hữu cơ.

Khả năng hấp thụ ion Ga3+ và Cu2+ của andoxim được đánh giá qua các thí nghiệm chiết lỏng-lỏng cho thấy hiệu quả cao, tương đương hoặc gần bằng các chất chiết thương mại như Kelex 100. Điều này chứng tỏ andoxim tổng hợp từ cacdanol có tiềm năng ứng dụng trong thu hồi kim loại quý từ dung dịch công nghiệp, đặc biệt trong ngành luyện kim và công nghiệp bán dẫn.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hiệu suất hấp thụ ion Ga3+ và Cu2+ giữa andoxim và Kelex 100, cũng như bảng phân tích thành phần kim loại trước và sau chiết tách, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của chất chiết tách tổng hợp.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển quy trình công nghiệp tách cacdanol từ dầu vỏ hạt điều

   • Áp dụng phương pháp chưng cất chân không quy mô lớn để thu hồi cacdanol với hiệu suất trên 70%.
   • Thời gian thực hiện: 12-18 tháng để hoàn thiện quy trình và thiết bị.
   • Chủ thể thực hiện: Các doanh nghiệp chế biến hạt điều phối hợp với viện nghiên cứu.

2. Sản xuất andoxim từ cacdanol làm chất chiết tách kim loại

   • Triển khai quy trình tổng hợp oxim từ cacdanol với kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt.
   • Mục tiêu giảm chi phí nguyên liệu và tăng tính thân thiện môi trường.
   • Thời gian: 6-12 tháng để tối ưu hóa quy trình.
   • Chủ thể: Các công ty hóa chất và viện nghiên cứu hóa hữu cơ.

3. Ứng dụng andoxim trong chiết tách và thu hồi kim loại quý

   • Thử nghiệm mở rộng trong các nhà máy luyện kim để thu hồi gallium và đồng từ dung dịch công nghiệp.
   • Mục tiêu nâng cao hiệu suất thu hồi kim loại trên 85% và giảm chi phí xử lý.
   • Thời gian: 12 tháng thử nghiệm và đánh giá.
   • Chủ thể: Nhà máy luyện kim, viện công nghệ vật liệu.

4. Nghiên cứu cải tiến và mở rộng ứng dụng oxim

   • Nghiên cứu khả năng hấp thụ các ion kim loại khác như kẽm, coban, molipden.
   • Phát triển các biến thể oxim có tính chọn lọc cao hơn và bền vững hơn.
   • Thời gian: 18-24 tháng.
   • Chủ thể: Các trung tâm nghiên cứu và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu hóa hữu cơ và vật liệu xúc tác

   • Lợi ích: Hiểu rõ quy trình tổng hợp oxim từ nguồn nguyên liệu tự nhiên và ứng dụng trong chiết tách kim loại.
   • Use case: Phát triển các chất chiết tách mới, nghiên cứu vật liệu xúc tác thân thiện môi trường.

2. Doanh nghiệp chế biến hạt điều và sản xuất hóa chất

   • Lợi ích: Áp dụng công nghệ tách cacdanol và tổng hợp oxim để nâng cao giá trị sản phẩm phụ.
   • Use case: Tối ưu hóa quy trình sản xuất, đa dạng hóa sản phẩm, giảm ô nhiễm môi trường.

3. Ngành luyện kim và công nghiệp thu hồi kim loại quý

   • Lợi ích: Ứng dụng andoxim trong chiết tách và thu hồi gallium, đồng với hiệu quả cao và chi phí thấp.
   • Use case: Cải tiến công nghệ chiết tách, tăng độ tinh khiết sản phẩm kim loại.

4. Các cơ quan quản lý và phát triển công nghiệp xanh

   • Lợi ích: Tham khảo giải pháp công nghệ thân thiện môi trường, giảm thiểu ô nhiễm từ ngành chế biến hạt điều và luyện kim.
   • Use case: Xây dựng chính sách hỗ trợ phát triển công nghệ sạch, thúc đẩy sản xuất bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. Cacdanol là gì và tại sao nó quan trọng trong nghiên cứu này?
   Cacdanol là một monophenol chiết tách từ dầu vỏ hạt điều, có cấu trúc gồm vòng thơm và mạch hidrocacbon chưa bão hòa. Nó là nguyên liệu chính để tổng hợp oxim, chất có khả năng chiết tách ion kim loại hiệu quả, giúp nâng cao giá trị sản phẩm phụ ngành điều.

2. Phương pháp chưng cất chân không có ưu điểm gì so với chưng cất thông thường?
   Chưng cất chân không giảm áp suất làm giảm nhiệt độ sôi của chất lỏng, giúp tách cacdanol ở nhiệt độ thấp hơn, tránh phân hủy sản phẩm và tiết kiệm năng lượng, đồng thời tăng hiệu suất thu hồi.

3. Andoxim tổng hợp có thể thay thế các chất chiết tách thương mại không?
   Kết quả nghiên cứu cho thấy andoxim có khả năng hấp thụ ion Ga3+ và Cu2+ tương đương với Kelex 100, một chất chiết thương mại phổ biến, đồng thời có ưu thế về nguyên liệu đầu vào giá rẻ và thân thiện môi trường.

4. Khả năng hấp thụ ion kim loại của andoxim được đánh giá như thế nào?
   Khả năng hấp thụ được đánh giá qua thí nghiệm chiết lỏng-lỏng với dung dịch chứa ion kim loại, sử dụng ICP để định lượng nồng độ kim loại trước và sau chiết tách, cho thấy hiệu suất thu hồi gallium đạt 80-90% và đồng khoảng 18,64 mg/g andoxim.

5. Ứng dụng thực tế của nghiên cứu này trong công nghiệp là gì?
   Nghiên cứu mở ra hướng sử dụng sản phẩm phụ từ ngành điều để tổng hợp chất chiết tách kim loại, giúp thu hồi các kim loại quý trong luyện kim và công nghiệp bán dẫn, đồng thời giảm ô nhiễm môi trường do xử lý dầu vỏ hạt điều chưa hiệu quả.

Kết luận

• Đã thành công trong việc tách cacdanol từ dầu vỏ hạt điều Việt Nam với hiệu suất khoảng 70% bằng phương pháp chưng cất chân không.
• Tổng hợp andoxim từ cacdanol qua hai giai đoạn cacbonyl hóa và oxim hóa, sản phẩm có cấu trúc phenolic oxim đặc trưng.
• Andoxim tổng hợp thể hiện khả năng hấp thụ ion Ga3+ và Cu2+ hiệu quả, tương đương các chất chiết tách thương mại như Kelex 100.
• Nghiên cứu góp phần nâng cao giá trị sản phẩm phụ ngành điều và mở rộng ứng dụng trong công nghiệp chiết tách kim loại.
• Đề xuất triển khai quy trình công nghiệp và mở rộng nghiên cứu ứng dụng oxim trong các kim loại khác, hướng tới phát triển công nghệ xanh và bền vững.

Khuyến khích các doanh nghiệp và viện nghiên cứu phối hợp để phát triển quy mô công nghiệp, đồng thời mở rộng nghiên cứu ứng dụng và cải tiến sản phẩm. Đặt mục tiêu hoàn thiện quy trình trong vòng 1-2 năm tới để đưa vào ứng dụng thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Cây điều và Dầu vỏ hạt điều 1. Cây điều (Anacardium occidentaleL. Đặc điểm thực vật Cây điều (Anacardium occidentaleL.), thuộc chi Anacardium, họ Anacardiaceae (họ xoài), còn gọi là cây đào lộn hột, tên tiếng anh là Cashew nut tree.

Họ xoài là một họ lớn phân bố rộng rãi, trong đó, cây điều là một cây nhiệt đới, dễ thích nghi với các điều kiện khí hậu, đất đai khác nhau, không kén đất, chịu được hạn, đặc biệt phát triển tốt và cho quả có chất lượng cao ở vùng nhiệt đới gió mùa. Về mặt phân loại, chi Anacardium chỉ có một loài Anacardium occidentaleL. Nhưng trong gây trồng căn cứ vào màu sắc của quả thịt khi chín, người ta thường phân biệt hai giống là điều đỏ và điều vàng[6]. Lá, hoa và quả điều Bùi Quốc Nam 3 Chuyên ngành Hóa hữu cơ TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Trường Đại học Khoa học tự nhiên Luận văn Thạc sĩ Điều có nguồn gốc ở Brasil nhưng các nước trồng nhiều nhất lại là Ấn Độ, Việt Nam, Tanzania, Mozambique.

Điều phát triển ở vùng nóng ẩm và nửa khô hạn. Cây không chịu được giá rét, dưới 7-8oC cây ngừng sinh trưởng, do đó cây điều chỉ phát triển tốt ở miền Nam nước ta. Điều sống được trên đất cằn cỗi, nghèo kiệt, trên đất cát do đó người ta còn trồng điều làm cây phủ đất trồng đồi trọc, để chắn cát, giữ cho cồn cát khỏi bị gió thổi bay, để làm hàng rào chắn gió, để chống lửa rừng vì cây điều lá rậm che kín mặt đất làm cho cỏ không mọc được do đó khi có lửa rừng không có cỏ khô trên mặt đất để bắt lửa. Cây điều mọc được 3 năm thì bắt đầu trổ hoa, thời gian ra hoa kéo dài 2 ÷ 4 tháng.

Quả điều theo tên gọi thông thường thật ra chỉ là một trái giả do phần cuống phình lên tạo thành, còn trái điều thật sự chính là hạt điều như tên thường gọi. Sau khi hoa thụ phấn, hạt (trái thật) phát triển rất nhanh trong một tháng rưỡi thì đạt đến kích thước tối đa, khi đó cuống bắt đầu phình to thành trái (trái giả) chiếm 90% trọng lượng cả trái và hạt điều [4]. Quả điều hình trái lê, nặng 45 ÷ 60 g, màu đỏ, hồng hay vàng, cơm mềm chứa nhiều nước, vị thơm, ngọt, chua và chát, ăn gắt cổ. Loại điều vàng thường quả lớn hơn, nhiều nước và vị ngọt hơn loại điều đỏ.

Hạt điều có dạng hạt đậu lớn, màu xám xanh khi còn tươi, khi phơi hay sấy khô hạt có màu nâu. Hạt điều mọc lộ ra ở đầu trái nên còn gọi là đào lộn hột. Hạt điều nặng khoảng 5 ÷ 7 g, dài từ 2,5 ÷ 3,2 cm, rộng từ 1,6 ÷ 2,2 cm và dày từ 1,3 ÷ 1,6 cm, gồm ba phần: - Phần vỏ ngoài, chiếm 70% trọng lượng hạt, vỏ có ba lớp. Vỏ ngoài dai, cứng, vỏ giữa xốp có cấu tạo hình tổ ong, trong chứa dầu.

Trọng lượng DVHĐ khoảng 21% trọng lượng hạt. Vỏ trong rất cứng. - Phần vỏ lụa bao quanh nhân, chiếm 5% trọng lượng hạt. - Phần nhân điều chiếm 25% trọng lượng hạt, nhân màu trắng, chứa nhiều dầu, ăn bùi, béo và thơm.

Bùi Quốc Nam 4 Chuyên ngành Hóa hữu cơ TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Trường Đại học Khoa học tự nhiên Luận văn Thạc sĩ b. Công dụng của quả điều và hạt điều Quả điều có rất nhiều dinh dưỡng. Quả thật gồm có vỏ và nhân hạt. Lớp vỏ bao quanh nhân và chiếm 69% trọng lượng quả thực.

Thành phần chủ yếu của vỏ là cacdol và axit anacacdic. Trong 100g nhân hạt có 45g lipit; 26g đường bột; 21g protein (nhiều hơn lạc); 2,5g muối khoáng và nhiều Vitamin A1, B1, B2, B6, PP, E. Quả giả (phần cuống phình to) chiếm 90% trọng lượng cả quả, quả thật chiếm 10% trọng lượng cả quả, nhân chiếm 20% trọng lượng quả thật. Trong quả giả có 85-90% nước, 7-13% gluxit, 0,7-0,9% protit, rất nhiều vitamin, nhất là vitamin C (9 lần nhiều hơn trong cam ngọt), 0,2% chất khoáng và 0,1% lipit.

Vỏ cây tươi chứa 4-7% tanin catechic. Nhựa cây tươi chứa tanin, catechic, cacdol và axit anacacdic. Gôm thân cây (do cây bệnh hoặc cây già tiết ra) có 8% arabin, dextrin, basơrin đường, tanin catechic, cardol và axit anacacdic. Quả điều có rất nhiều công dụng.

Nhân điều rất ngon bùi như hạt dẻ hay hạnh nhân, ngon hơn lạc, được dùng trong chế biến sôcôla, kẹo, bánh ngọt, bánh quy, kem. Nhân điều rang là món nhậu lai rai rất tốt. Một số nước dùng nhân điều thay sữa đối với một số người bị dị ứng sữa, người béo phì không muốn tăng cân, dùng cho các nhà thể thao và luyện tập thể hình. Nghiền một bát nhân điều sống, cho thêm nửa bát nước táo, một thìa mật ong, khuấy đều sẽ có dung dịch sữa rất giàu protein.

Quả giả là nguyên liệu tốt để chế biến. Ép quả giả lấy dịch lên men sẽ có rượu nhẹ thơm ngon (rượu cajou) hoặc lấy dịch làm nước quả, sirô (rau hoa quả chữa bệnh). Điều là là cây thực phẩm quý, là cây đặc sản của miền Nam. Ngoài ra, nó không chỉ là vị thuốc tốt mà còn là cây phủ đất trồng đồi trọc, cây chắn gió, chắn cát.

Chúng ta nên phát triển cây điều trong những điều kiện khác nhau để cuộc sống và môi trường được cải thiện tốt hơn. Bùi Quốc Nam 5 Chuyên ngành Hóa hữu cơ TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Trường Đại học Khoa học tự nhiên Luận văn Thạc sĩ 1. Các sản phẩm từ cây điều Việt Nam là một nước khí hậu nhiệt đới rất thuận lợi cho cây điều phát triển. Năm 2006 và 2007, Việt Nam đứng vị trí thứ nhất về xuất khẩu hạt điều trên thế giới.

Chính phủ đang rất quan tâm và chủ trương phát triển diện tích trồng điều. Năm 2010, dự kiến diện tích trồng điều cả nước tăng lên 360.000 ha, sản lượng hạt điều thô dự kiến đạt 500. Như vậy, sản lượng DVHĐ thô dự kiến đạt 500. Nhân điều Sản phẩm chính của ngành hàng điều là nhân điều, được tách từ hạt điều.

Nhân hạt điều qua chế biến đã được rang chín, có mùi vị thơm ngon rất đặc trưng, dùng trong thực phẩm [4]. Sản lượng và xuất khẩu hạt điều và nhân điều của một số quốc gia trên thế giới những năm gần đây được thống kê trong bảng 1. Năm 2003 2004 2005 2006 2007 Nước Brasil 400 447,2 450 450 447 Ấn Độ 535 544 573 580 583 Mozambique 54 55,2 55 57 57 Tanzania 100 110,4 111,6 114 115 Nigieria 80 184 186 190 186 Indonesia 50 73,6 74 75 66 Việt Nam 159 206 232 300 350 Thái Lan 45 66 70 74 71 Các nước khác 21 43,6 33,4 50 58 Toàn thế giới 1460 1840 1860 1900 1950 Đơn vị: 1000 tấn Bảng 1. Sản lượng hạt điều thô trên thế giới qua các năm Bùi Quốc Nam 6 Chuyên ngành Hóa hữu cơ TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Trường Đại học Khoa học tự nhiên Luận văn Thạc sĩ Năm 2003 2004 2005 2006 2007 Nước Brasil 150 150 100 100 100 Ấn Độ 230 126 114 118 118 Mozambique 20 20,2 20,3 20,5 20,5 Tanzania 35 37 38 38,5 38,5 Nigieria 30 60 60 60,5 60,4 Indonesia 16 18 17 18 18 Việt Nam 84 105 110 130 152 Đơn vị: 1000 tấn Bảng 1.

Sản lượng xuất khẩu nhân điều của một số nước trên thế giới Trong vòng 10 năm qua, sản lượng điều thế giới tăng gấp hơn 2 lần, đạt gần 2 triệu tấn. Trong đó, hai nước có sản lượng lớn nhất là Ấn Độ và Việt Nam. Trong khi Việt Nam xuất khẩu hầu hết nhân điều sản xuất được thì Ấn Độ tự tiêu thụ gần một nửa sản lượng. Vì lý do đó mà năm 2004 Việt Nam đứng thứ 3 về xuất khẩu nhân điều, sau Ấn Độ và Brazil dần đã vượt lên đứng thứ 2 năm 2005 và đứng thứ nhất cả hai năm 2006 và 2007.

Sản lượng hạt điều thế giới mấy năm qua liên tục tăng, nguyên nhân chính là tăng diện tích trồng điều. Ở nước ta, diện tích trồng điều một số năm gần đây được thống kê trong bảng 1. Vùng duyên hải Nam Trung Bộ 50 55 87 84 Bình Định 10 11 17 14 Phú Yên 6 6,6 10 10 Khánh Hòa 5 5,5 8 8 Ninh Thuận 5 5,5 8 8 Bình Thuận 15 16 25 16 Bùi Quốc Nam 7 Chuyên ngành Hóa hữu cơ TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Trường Đại học Khoa học tự nhiên Luận văn Thạc sĩ 2. Vùng Đông Nam Bộ 120 132 210 260 Bình Phước - 60 100 120 Đồng Nai 30 33 50 60 Sông Bé 50 55 80 100 Tây Ninh 60 66 100 130 TP.

Hồ Chí Minh 3,5 4 6 7 3. Tây Nguyên 20 22 40 38 Đắk Lắk 10 11 25 23 Các tỉnh khác 10 11 15 15 4. Đồng bằng sông Cửu Long 10 11 17 17 Toàn quốc 200 220 350 350 Đơn vị: 1000 ha Bảng 1. Diện tích trồng điều ở Việt Nam b.

Dầu vỏ hạt điều Sản phẩm thứ hai của ngành điều là dầu vỏ hạt điều (DVHĐ). DVHĐ là dầu trích ra từ vỏ hạt điều, có giá trị sử dụng công nghiệp rất cao. Hiện nay, nước ta đã có trên mười cơ sở chế biến dầu điều từ vỏ hạt điều với sản lượng dao động từ 12. Giá xuất khẩu đạt 425 – 450 USD/tấn.

Sản lượng dầu ước tính nếu chế biến toàn bộ hơn 310 ngàn tấn vỏ hạt là 46,4 ngàn tấn. Thành phần cấu tạo của dầu vỏ hạt điều Việt Nam[2,3] Trong các năm từ 1967 đến 1983, một nhóm nghiên cứu của vương quốc Anh do Tyman đứng đầu đã nghiên cứu về DVHĐ Mozambique và Tanzania, Aggarwal và Coll đã ứng dụng một số công thức phân tích để xác định cấu tạo DVHĐ Ấn độ. Từ năm 1984 đến năm 1987, các nhà khoa học Việt Nam đã có sự hợp tác với các nhà khoa học đến từ Học viện khoa học Đức (trước đây là Cộng Bùi Quốc Nam 8 Chuyên ngành Hóa hữu cơ TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Trường Đại học Khoa học tự nhiên Luận văn Thạc sĩ Hòa Dân chủ Đức) trong việc nghiên cứu chi tiết cấu tạo và tính chất của DVHĐ Việt Nam. Dầu vỏ hạt điều Việt Nam Theo nghiên cứu của GS.

Võ Phiên và GS. (a) (c) (b) (d) Bùi Quốc Nam 9 Chuyên ngành Hóa hữu cơ TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Trường Đại học Khoa học tự nhiên Luận văn Thạc sĩ Ngoài ra, trong DVHĐ thô còn chứa một lượng nhỏ các dẫn xuất chứa N, P, S của các axit béo. Dưới đây là các cấu trúc khác nhau của C15Hn.