nghiên cứu sản xuất các chất kích thích tăng trưởng từ nguồn nước thải công nghiệp giấy

Trong thành phần phân bón, ngoài các chất dinh dưỡng như N Nitơ, P Phospho, K Kali, cây trồng luôn cần một lượng nhỏ các nguyên tố vi lượng Fe, Zn, Cu, Mn, B, Mo,… để duy trì các quá trì

Bộ Công Thương -

Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài

"Nghiên cứu sản xuất các chất kích thích tăng trưởng cây trồng từ nguồn nước thải

Bộ Công Thương -

Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài

"Nghiên cứu sản xuất các chất kích thích tăng trưởng cây trồng từ nguồn nước thải

Chủ nhiệm đề tài : Th.S Nguyễn Hoài Vân Viện Hoá học CN Việt Nam

Những người tham gia :

Th.S Văn Thị Lan Viện Hoá học CN ViệtNam Th.S Ngô Trung Học Viện Hoá học CN ViệtNam

CN Nguyễn Khánh Hằng Hội hoá học Việt Nam

CN Vũ Quế Hương Hội hoá học Việt Nam

Hà Nội 2009

BÀI TÓM TẮT

Ngay từ thời cổ đại, con người đã phát hiện và biết cách sử dụng phân bón Người Trung Quốc, Hy Lạp và La Mã cổ đại biết dùng phân hữu cơ và tro đốt để bón cho cây trồng Từ thế kỷ thứ 17, các nhà khoa học đã có những thí nghiệm nghiên cứu về dinh dưỡng cây trồng và từ đó phân bón mới thực sự phát triển có hệ thống và ngành công nghiệp phân bón ra đời và phát triển

Trong thành phần phân bón, ngoài các chất dinh dưỡng như N (Nitơ), P (Phospho), K (Kali), cây trồng luôn cần một lượng nhỏ các nguyên tố vi lượng (Fe, Zn, Cu, Mn, B, Mo,…) để duy trì các quá trình sinh trưởng và sinh thực (tạo củ, quả) Hiện nay, trên thế giới có nhiều sản phẩm phân bón chứa các muối kim loại vi lượng lignosulfonat được

sử dụng rộng rãi và hiệu quả, ví dụ: Antichlorol LS-Fe Fertilizer, Microchelacyt LS-3 của Balan; BrotomaxTM (Cu, Mn, Zn) của hãng Agrometodos SA, Tây Ban Nha,…Tại Việt Nam, nhiều sản phẩm cũng

đã khẳng định được vai trò và tác dụng của nó trên đồng ruộng: Phabela (Công ty Cổ phần Thuốc sát trùng Việt Nam), Mekofa (Xí nghiệp phân bón Cửu long), Poly Feed (Công ty Haifa Chemicals Ltd),…

Các muối vi lượng lignosulfonat có thể được điều chế trực tiếp từ lignin có trong dịch thải của quá trình sản xuất bột giấy theo phương pháp sulfit hoặc từ lignosulfonat, thông qua phản ứng với các muối kim loại tương ứng. Sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, dễ phân hủy sinh học, không để lại dư lượng trong nông phẩm và môi trường nên thường được khuyến cáo sử dụng, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp sạch Sau một thời gian nghiên cứu, triển khai, đề tài đã hoàn thành được các nội dung sau:

1 Dựa trên các tài liệu tổng quan, đã lựa chọn được phương pháp sử dụng Canxi lignosulfonat (điều chế từ lignin) làm nguyên liệu tổng hợp các muôi kim loại vi lượng lignosulfonat Hỗn hợp các muối này dùng để điều chế và gia công thành sản phẩm phân bón qua lá nhằm tăng năng suất cây trồng

2 Đã khảo sát và xác định được các điều kiện thích hợp để tổng hợp các muối lignosulfonat như sau:

- Tỷ lệ khối lượng Ca-lignosulfonat/MnSO4.H2O : 7/1.15

3 Đã khảo sát qui trình tổng hợp công thức phân bón lá với hàm lượng các nguyên tố đa lượng (NPK) và các nguyên tố vi lượng cho trước

4 Sản phẩm phân bón lá điều chế và gia công được khảo nghiệm hiệu quả trên hai loại cây ngắn ngày là đậu xanh và dưa chuột Kết quả thu được cho thấy, phân bón chứa hỗn hợp các muối kim loại vi lượng

lignosulfonat cho hiệu quả cao tương đương hoặc hơn loại phân bón lá PHABELA của Công ty Cổ phần Thuốc sát trùng Việt Nam 

1

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 4

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 6

Phần 1 TỔNG QUAN 7

1.1 Lignin và quá trình sản xuất bột giấy 7

1.1.1 Giới thiệu về lignin 7

1.1.1.1 Cấu trúc phân tử lignin 7

1.1.1.2 Tính chất vật lý của lignin 8

1.1.1.3 Tính chất hóa học của lignin 9

1.1.2 Các quá trình sản xuất bột giấy 9

1.1.3 Ứng dụng của lignin 10

1.2 Lignosulfonat và các muối từ nó 11

1.2.1 Giới thiệu chung 11

1.2.2 Cấu trúc phân tử của lignosulfonat 12

1.2.3 Các tính chất của lignosulfonat 12

1.2.4 Ứng dụng của lignosulfonat và các muối kim loại vi lượng lignosulfonat 13

1.2.4.1 Vai trò của các nguyên tố vi lượng đối với cây trồng 16

1.2.4.2 Tình hình sử dụng phân vi lượng tại Việt Nam 19

1.2.4.3 Ứng dụng của muối kim loại vi lượng lignosulfonat trong sản xuất phân bón qua lá 20

1.3 Phương pháp tổng hợp các kim loại vi lượng lignosulfonat 22

1.3.1 Tổng hợp trực tiếp từ lignin và dịch thải của quá trình sản xuất bột giấy 23

1.3.2 Tổng hợp thông qua các hợp chất lignosulfonat 24

1.3.3 So sánh và lựa chọn phương pháp nghiên cứu 27

Phần 2 THỰC NGHIỆM 28

2.1 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 28

2.1.1 Quá trình tách lignin từ dịch đen 28

2.1.2 Tổng hợp Ca- lignosulfonat 28

2.1.3 Tổng hợp các muối kim loại vi lượng lignosulfonat 29

2.1.4 Điều chế phân bón lá chứa hỗn hợp nhiều kim loại vi lượng 29

2.1.4.1 Lựa chọn công thức 29

2.1.4.2 Điều chế phân bón lá 30

2.1.5 Khảo nghiệm sơ bộ hiệu quả của phân bón lá trên cây trồng 30

2

2.2 Vật liệu và thiết bị nghiên cứu 31

2.2.1 Nguyên liệu và hóa chất 31

2.2.2 Thiết bị và dụng cụ 31

2.3 Phương pháp phân tích sản phẩm 32

Phần 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33

3.1 Tổng hợp muối kim loại vi lượng lignosulfonat 33

3.1.1 Điều chế muối sắt lignosulfonat 33

3.1.2 Điều chế muối kẽm lignosulfonat 37

3.1.3 Điều chế muối mangan lignosulfonat 40

3.1.4 Kết luận về phương pháp tổng hợp muối kim loại vi lượng lignosulfonat 43

3.1.5 Quy trình quy mô phòng thí nghiệm 43

3.1.6 Sơ đồ quy trình điều chế muối kim loại vi lượng lignosulfonat 44

3.1.7 Phân tích định tính và định lượng 45

3.2 Điều chế phân bón lá chứa hỗn hợp nhiều kim loại vi lượng 45

3.2.1 Điều chế hỗn hợp muối vi lượng lignosulfonat .45

3.2.2 Điều chế phân bón lá 45

3.3 Khảo nghiệm sơ bộ hiệu quả của phân bón lá trên cây trồng 46

3.3.1 Ảnh hưởng của phân bón lá LS1 đến sinh trưởng và phát triển của cây đậu xanh 47

3.3.2 Ảnh hưởng của phân bón LS1 đến sinh trưởng và phát triển của cây dưa chuột 48

3.3.3 Kết luận 49

Phần 4 KẾT LUẬN 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

PHỤ LỤC 53

3

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Nghĩa của từ

DTPA Diethylene triamine pentaacetate

EDTA Ethylene diamine tetraacetate

HEDTA Hydroxyethylene diamine triacetate

BVTV Bảo vệ thực vật

4

MỞ ĐẦU

Ngay từ thời cổ đại, con người đã phát hiện và biết cách sử dụng phân bón Người Trung Quốc, Hy Lạp và La Mã cổ đại biết dùng phân hữu cơ và tro đốt để bón cho cây trồng Từ thế kỷ thứ 17, các nhà khoa học đã có những thí nghiệm nghiên cứu về dinh dưỡng cây trồng và từ đó phân bón mới thực sự phát triển có hệ thống và ngành công nghiệp phân bón ra đời và phát triển

Trong thành phần phân bón, ngoài các chất dinh dưỡng như N (Nitơ), P (Phospho), K (Kali), cây trồng luôn cần một lượng nhỏ các nguyên tố vi lượng (Fe, Zn, Cu, Mn, B, Mo,…) để duy trì các quá trình sinh trưởng và sinh thực (tạo củ, quả) Vai trò quan trọng của các nguyên

tố vi lượng đối với cây trồng mới chỉ được phát hiện vào đầu thế kỷ 20 Các nguyên tố này thường không có đủ trong thành phần của đất Vì vậy, ngày nay người ta thường phải bổ sung cho cây những nguyên tố này dưới dạng phân bón vi lượng, kết hợp với các thành phần dinh dưỡng khác Các nguyên tố vi lượng sử dụng thường ở dạng muối vô cơ hoặc hữu cơ tan trong nước Tuy nhiên, dạng muối vô cơ khó hấp thụ qua lá của cây, khi xuống đất sẽ dần dần làm thay đổi thành phần cấu tạo đất Vì vậy, ngày nay người ta thường sử dụng các muối vi lượng dạng hữu cơ tan trong nước: các chelat của những kim loại đa hóa trị như các dẫn xuất ethylene diamine tetraacetate (EDTA), hydroxyethylene diamine triacetate (HEDTA), diethylene triamine pentaacetate (DTPA),…Thời gian gần đây, các muối vi lượng của citrat và lignosulfonat được lựa chọn vì dễ phân hủy sinh học, không để lại dư lượng nên rất thân thiện với môi trường Thành phần các nguyên tố vi lượng trong phân bón phụ thuộc vào từng loại cây, giai đoạn sinh trưởng và tùy từng loại đất trồng Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, ta có thể điều chỉnh thành phần và hàm lượng các nguyên tố vi lượng này cho phù hợp và kinh tế

5

Hiện nay, trờn thế giới cú nhiều sản phẩm phõn bún chứa cỏc muối kim loại vi lượng lignosulfonat được sử dụng rộng rói và hiệu quả, vớ dụ: Antichlorol LS-Fe Fertilizer, Microchelacyt LS-3 của Balan; BrotomaxTM(Cu, Mn, Zn) của hóng Agrometodos SA, Tõy Ban Nha,…Tại Việt Nam, nhiều sản phẩm cũng đó khẳng định được vai trũ và tỏc dụng của nú trờn đồng ruộng: Phabela (Cụng ty Cổ phần Thuốc sỏt trựng Việt Nam), Mekofa (Xớ nghiệp phõn bún Cửu long), Poly Feed (Cụng ty Haifa Chemicals Ltd),…

Cỏc muối vi lượng lignosulfonat cú thể được điều chế trực tiếp từ lignin cú trong dịch thải của quỏ trỡnh sản xuất bột giấy theo phương phỏp sulfit hoặc từ lignosulfonat, thụng qua phản ứng với cỏc muối kim loại tương ứng. Sản phẩm cú nguồn gốc tự nhiờn, dễ phõn hủy sinh học, khụng

để lại dư lượng trong nụng phẩm và mụi trường nờn thường được khuyến cỏo sử dụng, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất nụng nghiệp sạch

Hàng năm, trong quỏ trỡnh hoạt động, cỏc nhà mỏy giấy của nước ta thải ra dịch đen chứa một lượng lớn chất hữu cơ, trong đú lignin chiếm một lượng đỏng kể Tận dụng nguồn nguyờn liệu này để tạo ra cỏc sản phẩm phục vụ nền kinh tế quốc dõn, đồng thời giải quyết được vấn đề mụi trường cho ngành cụng nghiệp giấy là một hướng nghiờn cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Xuất phỏt từ mục đớch trờn,đề tài sẽ nghiờn cứu tổng hợp một số kim loại vi lượng lignosulfonat từ lignin, sử dụng làm phõn bún qua lỏ cho cõy trồng tại Việt Nam

6

MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1 Mục tiêu của đề tài:

Từ dịch đen thải của nhà máy sản xuất bột giấy, tạo ra một số muối vi lượng lignosulfonat để sử dụng làm phân bón qua lá nhằm kích thích tăng trưởng cây trồng nông nghiệp

2 Nội dung nghiên cứu:

- Khảo sát qui trình tổng hợp một số muối vi lượng (Zn, Fe, Mn ) của axit lignosunfonic

- Chế thử một số công thức phân bón qua lá

Thử nghiệm sơ bộ sản phẩm trên một số đối tượng cây trồng rau quả ngắn ngày

7

Phần 1 TỔNG QUAN

1.1 LIGNIN VÀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BỘT GIẤY

1.1.1 Giới thiệu về lignin

Lignin là một hợp chất hóa học được tách ra từ gỗ và là một trong những thành phần của tế bào thực vật bao bọc xung quanh các sợi xenlulô Lignin là polyme hữu cơ phổ biến nhất sau xenlulô, chiếm 30% các mẫu cacbon hữu cơ chưa hóa thạch và tạo thành từ 1/4 đến 1/3 khối lượng gỗ khô

Thành phần hóa học, cấu trúc và hàm lượng của lignin thay đổi tùy theo từng loài cây gỗ và theo tuổi của chúng cũng như điều kiện địa lý Hàm lượng lignin trong gỗ mềm là 27 – 33%, trong gỗ cứng là 18 – 25% và trong cây thân cỏ là 17 – 24%

1.1.1.1 Cấu trúc phân tử lignin [10]

Phân tửlignin là một polyme có cấu trúc không đồng nhất, hình thành trong cây nhờ quá trình polyme hóa các hợp phần p-coumaryl (I), coniferyl (II) và sinapyl (III), dưới tác dụng của enzym Coniferyl và sinapyl ancol là những những vị trí khởi đầu cho sự hình thành các cấu trúc guaiacyl và syringyl của lignin

Hình 1 Các hợp phần cấu tạo nên phân tử lignin

Nghiên cứu cấu trúc phân tử của lignin, người ta thấy chúng chứa nhiều nhóm cấu trúc xuất hiện lặp đi lặp lại một cách ngẫu nhiên trong đó chủ yếu là các dẫn xuất của phenylpropan

Các nhóm chức trong phân tử lignin có ảnh hưởng lớn nhất đến tính chất của chúng là nhóm hydroxy liên kết trực tiếp với nhân thơm, nhóm

Trong gỗ, các cấu tử chính của thành tế bào không nằm riêng rẽ mà tồn tại dưới dạng một tổ hợp chất phức tạp bao gồm lignin, hemixenlulô và xenlulô, với các liên kết hóa học và liên kết hyđro giữa các hợp phần, tạo thành dạng như một dung dịch rắn

Ở điều kiện bình thường, lignin không tan trong các dung môi thông thường Để phân chia lignin thành các phần nhỏ hơn, hòa tan được vào dung dịch, cần phải dùng các hóa chất có tác dụng mạnh Ngay cả trong các trường hợp đó ta cũng không thể tách hoàn toàn lignin khỏi nguyên liệu thực vật

Những tính chất đặc trưng của lignin thể hiện rất rõ qua nghiên cứu dung dịch Nhiều nhà khoa học đã xác định độ nhớt đặc trưng [η] của dung dịch lignin, thông số phân nhánh và mức độ đa phân tán của chúng Các công trình này đã cung cấp nhiều thông tin hữu ích về cấu tạo và cấu trúc của lignin tự nhiên

Tuy nhiên, đây cũng chỉ là những nhận xét tương đối, vì dưới tác dụng

cơ lý, một số liên kết bị đứt và cũng có thể xảy ra hiện tượng kết hợp lại, khác với liên kết vốn có ban đầu

Độ nhớt đặc trưng của lignin thấp, chỉ bằng 1/40 so với độ nhớt của xenlulô Trên cơ sở độ nhớt đặc trưng thấp của các mẫu lignin trong dioxan, lignosulfonat và lignin kiềm trong nhiều dung môi khác nhau, Goring (1971) cho rằng trong dung dịch, các phân tử lignin tồn tại dưới dạng các hạt gel hình cầu, kết cấu chặt

Một tính chất quan trọng nữa của dung dịch lignin là sự liên hợp giữa các phân tử trong dung dịch Một số nhà nghiên cứu cho rằng, lignin tự nhiên

9

vốn có khối lượng phân tử không lớn, nhưng khi hòa tan vào dung dịch các phân tử có xu hướng liên hợp lại với nhau tạo thành các tổ hợp phức có khối lượng phân tử lớn hơn Sarkanen cho rằng đây là quá trình thuận nghịch và phụ thuộc vào bản chất của dung môi

Hiện tượng liên hợp phân tử này là hiện tượng hóa lý thường xảy ra với

hệ chất thơm, kể cả chất thơm có khối lượng phân tử thấp Như vậy, lignin là chất dễ tham gia vào quá trình liên hợp, do đó để đo giá trị khối lượng phân

tử chính xác hơn ta cần tìm được dung môi hòa tan thích hợp

Các thông số về khối lượng phân tử và độ đa phân tán của lignin thường khác nhau, phụ thuộc vào nguồn gốc mẫu lignin cũng như phương pháp thực nghiệm

1.1.1.3 Tính chất hóa học của lignin

Lignin là hợp chất raxemic với khối lượng phân tử lớn, có đặc tính thơm và kỵ nước Cấu tạo phân tử lignin rất phức tạp với nhiều kiểu liên kết polyme Hơn nữa, các đơn vị mắt xích phenylpropan có nhiều loại nhóm chức cũng như nhiều đặc trưng về cấu tạo Do đó, lignin có thể tham gia hàng loạt phản ứng hóa học như phản ứng thế, phản ứng cộng, phản ứng oxi hóa, phản ứng ngưng tụ, trùng hợp…

Lignin không bị phân hủy bởi axit nhưng lại bị oxi hóa nhanh chóng Lignin không tan trong nước, các dung môi hữu cơ thông thường và cả trong axit H2SO4 đặc nhưng lại tan tốt trong kiềm nóng hoặc bisulfit Lignin bị phân hủy dưới tác dụng của các tác nhân hóa học và sinh học Lignin còn có thể bị chuyển hóa dưới tác dụng của nấm, vi khuẩn và các enzym [17]

1.1.2 Các quá trình sản xuất bột giấy [10]

Trong công nghiệp sản xuất bột giấy hiện nay, người ta sử dụng 3 phương pháp chính là phương pháp xút, phương pháp sulfat và phương pháp sulfit

Phương pháp xút được sử dụng sớm nhất, và hiện nay các nhà máy giấy ở Việt Nam vẫn chủ yếu sử dụng phương pháp này để nấu bột giấy Trong quá trình nấu, dưới tác dụng của kiềm mạnh các liên kết ete trong phân

10

tử lignin bị bẻ gãy làm xuất hiện các nhóm phenolat do đó tăng khả năng hòa tan của lignin và có thể tách khỏi xenlulô Nước thải của phương pháp này gọi là dịch đen có pH rất cao (12.5-13.0) vì chứa nhiều kiềm dư, ngoài ra còn một lượng nhỏ các muối vô cơ khác như Na2SO3, Na2SO4…Lignin là thành phần chủ yếu trong nhóm các chất hữu cơ có trong dịch đen và chiếm khoảng 60-80%, trong đó 70-80% lignin ở dạng keo hòa tan và có thể kết tủa khi axit hóa, phần còn lại là lignin hòa tan, hạt của nó có kích thước nhỏ và không bị kết tủa khi thay đổi pH của dịch đen

Phương pháp sulfat là một cải tiến của phương pháp nấu bột giấy bằng xút, bằng cách thêm Na2S vào dịch nấu giúp xúc tiến quá trình phân hủy lignin, nhờ vậy rút ngắn thời gian phản ứng và tăng hiệu suất cũng như chất lượng xenlulô Lignin thu được từ dịch thải của phương pháp này cũng có khối lượng phân tử nhỏ hơn so với lignin thu được khi nấu xút

Trong phương pháp nấu bột giấy bằng sulfit, trong môi trường axit và nhiệt độ cao, lignin tạo thành các ion cacboni dễ dàng tham gia phản ứng sulfo hóa tạo ra sản phẩm lignosulfonat tan vào dung dịch Nhờ vậy, có thể tách trực tiếp lignosulfonat từ dịch thải của phương pháp này mà không phải sulfo hóa lignin

1.1.3 Ứng dụng của lignin [10]

Hiện nay, hầu hết lignin thu hồi từ dịch đen của các nhà máy sản xuất bột giấy được sử dụng như một nguồn sinh khối phục vụ cho quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học Tuy nhiên, nó ngày càng có ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác Nhờ vai trò là chất kết dính tự nhiên giữa các sợi xenlulô trong thành tế bào thực vật, lignin có rất nhiều ứng dụng có giá trị thương mại, như là chất ngăn bụi trên đường giao thông, chất kết dính trong sản xuất thức ăn gia súc hay các ngành công nghiệp khác, chất phân tán và ổn định trong công nghiệp sản xuất cao su, bê tông, phụ gia đồ gốm, tuyển quặng…Lignin cũng có nhiều ứng dụng trong sản xuất polyme như là nguyên

1.2.1 Giới thiệu chung

Lignosulfonat hay còn gọi là lignin sulfo hóa là một anion mạch dài tan được trong nước Chúng có thể thu được như là sản phẩm phụ của quá trình

sản xuất bột giấy theo phương pháp sulfit

Hầu hết quá trình phân hủy cấu trúc trong phương pháp sulfit đều có sự

bẻ gãy liên kết ete nối các tiểu phân, tạo nên phân tử lignin trong môi trường axit Các cacbocation sinh ra khi bẻ gãy các liên kết ete sẽ phản ứng với ion bisulfit (HSO3-) để tạo ra các sulfonat [18]

R-O-R’ + H+ R+ + R’OH

R+ + HSO3- R-SO3H

Hình2 Cơ chế phản ứng sulfo hóa lignin tạo lignosulfonat

Thông thường, ion bisulfit HSO3- gắn vào vị trí Cα (nguyên tử C liên kết trực tiếp với nhân thơm) của gốc propyl Quá trình sulfo hóa thường diễn

ra ở phần mạch hở chứ không diễn ra trong nhân thơm Tuy nhiên, cơ chế trên không phải là đặc trưng mà mục đích là đưa ra những khái niệm chung nhất cho cấu trúc của lignosulfonat vì lignin và các dẫn xuất của nó là một hỗn hợp vô cùng phức tạp

Lignin Cacbocation Lignosulfonat

12

1.2.2 Cấu trúc phân tử của lignosulfonat [10]

Cũng như phân tử lignin, cấu trúc phân tử của lignosulfonat cũng rất phức tạp, thậm chí cả dạng chưa bị biến đổi Mặc dù chưa thể xác định được công thức chính xác của lignosulfonat nhưng các nhà khoa học vẫn chứng minh được rằng nó được tạo nên bởi các đơn phân phenylpropan, tương tự như cấu trúc phân tử lignin

Với SO3M là nhóm sulfonat

Hình 3 Cấu trúc phân tử lignosulfonat

Khối lượng phân tử của lignosulfonat dao động trong khoảng lớn, từ

1000 đến 140000 đơn vị cacbon, tùy thuộc vào lignin của loại gỗ cứng hay gỗ mềm và tùy thuộc vào phương pháp phân lập lignin Chính nhờ khả năng phân loại độ dài mạch phân tử mà tính tan và tính chất hoạt động bề mặt của lignosulfonat có thể thay đổi vô cùng đa dạng tùy theo mục đích sử dụng

Một trong những tính chất chính của lignosulfonat là khả năng làm phân tán các hạt rắn trong môi trường nước Do cấu trúc phân tử đặc thù của lignosulfonat, các điện tích âm được truyền tới các hạt rắn mà tại đó chúng đẩy lẫn nhau Từ đó làm ổn định chất kết tủa, giảm độ nhớt và tăng tính hoạt động bề mặt [22]

Để ổn định nhũ tương dạng dầu trong nước, cơ chế diễn ra cũng đơn giản như xảy ra khi phân tán chất rắn Một số lignosulfonat làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch nước và hoạt động như một tác nhân hay chất phụ trợ cho quá trình thấm ướt khi kết hợp với các tác nhân thấm ướt tổng hợp khác

Phân tử lignosulfonat còn có hiệu ứng càng cua (chelat), giúp dễ dàng tạo phức với các ion kim loại đa hóa trị Tính chất này làm cho lignosulfonat

có khả năng vận chuyển các ion kim loại tới các mô thực vật nhằm cung cấp

vi lượng cần thiết cho cây [14]

Độ độc của dung dịch lignosulfonat rất nhỏ, với LC50 trong khoảng 5200-6400 ppm, và LD50 > 40 g/kg chuột thí nghiệm, nên được xếp vào loại chất không độc với động vật máu nóng Ngoài ra, do có nguồn gốc tự nhiên, các hợp chất lignosulfonat rất dễ phân hủy sinh học và không để lại dư lượng trong nông sản, thực phẩm và môi trường Chính vì vậy, các hợp chất lignosulfonat được coi là các chất thân thiện với môi trường [15]

1.2.4 Ứng dụng của lignosulfonat và các muối kim loại vi lượng của lignosulfonat

Lignosulfonat được biết đến là một chất đa tác dụng với khả năng ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực như làm phụ gia trong bê tông, thuốc

Một số nhà khoa học trên thế giới đã nhận ra tác dụng của lignosulfonat trong kiểm soát cỏ dại bằng cách xử lý lớp trên cùng của đất trồng với lignosulfonat trước khi gieo hạt hoặc sau khi mầm phát triển, nhằm tăng sức chống chịu cơ học của đất,nhờ đó ức chế được sự phát triển của mầm cỏ dại Ngoài ra, việc xử lý đất với lignosulfonat cũng làm giảm sự bốc hơi của nước trong đất, điều này có ý nghĩa rất lớn đối với đất cát là loại đất ít giữ nước [19, 20]

• Các muối kim loại kiềm hoặc kiềm thổ (Na, Ca) lignosulfonat thường được sử dụng như những chất hoạt động bề mặt đa tác dụng (chất nhũ hóa, chất phân tán, chất thấm ướt…), làm phụ gia trong ngành sản xuất bê tông xây dựng, thuốc nhuộm, dung dịch khoan và đặc biệt trong gia công thuốc BVTV dạng bột nói chung, đặc biệt các dạng mới, thân thiện với môi trường

• Do có tính chất như hợp chất cao phân tử tan trong nước và khả năng liên kết, lưu giữ các tạp chất, đặc biệt các kim loại nặng, các lignosulfonat được sử dụng rất hiệu quả để xử lý nước thải công nghiệp, thậm chí cả nguồn nước chứa nhiều kim loại nặng

• Các lignosulfonat của muối kim loại vi lượng (Zn, Cu, Fe, Mn, Bo…) và lignosulfonat amoni thường được sử dụng làm phân hữu cơ phun qua lá do tính chất dễ dàng tạo các chelat với kim loại đa hóa trị, tan trong nước Dưới đây là một số sản phẩm phân vi lượng lignosulfonat có trên thị trường thế giới và Việt Nam:

15

- Hỗn hợp phân vi lượng chứa sắt, kẽm, mangan lignosulfonat của hãng Southern Agricultural Insecticides:

STT Chỉ tiêu chất lượng

1 Màu sắc: Chất lỏng màu nâu sẫm, nhớt

2 Mùi: Có mùi nhẹ, giống lignin

3 pH: 4.5

4 Áp suất hơi: 760 mmHg

5 Nhiệt độ sôi: 100oC

6 Khả năng hòa tan trong nước: Tan hoàn toàn

7 Khối lượng riêng: 1221.96 g/l

Công ty Panen, Indonesia

Hãng Agrometodos SA, Tây Ban Nha

16

4 Bortrac N: 6,5% w/v B: 15% w/v

(65 g/l)

Cây ăn quả (vải):

Chống rụng hoa, quả non

Yara Phosyn Ltd, Anh

Cây nho

Công ty Phân bón Bình Điền

Trong khuôn khổ quan tâm của đề tài, chúng tôi chủ yếu giới thiệu các ứng dụng khoa học và thực tiễn của các muối vi lượng lignosulfonat trong sản xuất phân bón qua lá

1.2.4.1 Vai trò của các nguyên tố vi lượng đối với cây trồng

Các chất vi dinh dưỡng rất cần thiết để cây phát triển Chúng là tác nhân hoạt hoá trong các hệ thống enzym Tuy nhiên ranh giới giữa sự thiếu hụt phân vi lượng và mức gây độc của nó rất xít xao Những rủi ro từ việc sử dụng phân vi lượng đang trở thành một vấn đề cần được quan tâm Vì vậy sự hiểu biết về các loại phân vi lượng là rất cần thiết

Bên cạnh các loại phân bón đa lượng như N, P, K, các nguyên tố vi lượng như: đồng (Cu), kẽm (Zn), Bo (B), mangan (Mn), molipden (Mo), sắt (Fe)… tuy được dùng với khối lượng rất nhỏ nhưng lại rất cần thiết để cho cây tồn tại và phát triển

• Vai trò của kẽm (Zn): Kẽm được coi như là một trong các nguyên

tố vi lượng đầu tiên cần thiết cho cây trồng được cây hấp thụ ở dạng ion Zn2+ Kẽm hỗ trợ cho sự tổng hợp các chất sinh trưởng và các hệ thống men và cần thiết cho sự tăng cường một số phản ứng trao đổi chất trong cây Nó cần thiết

17

cho việc sản xuất ra chất diệp lục và các hydratcacbon Kẽm có trong điểm sinh trưởng của lá và rễ, làm tăng hoạt động của men trong mầm hạt và duy trì nồng độ các chất sinh trưởng ở dạng hoạt động Trong tế bào thực vật, kẽm ảnh hưởng đến độ nhớt của các nguyên sinh chất, xúc tác quá trình oxi hóa, tăng quá trình trao đổi hydrat cacbon và tổng hợp axit amin Kẽm làm tăng sức chịu rét cho ngô

Kẽm cũng không được vận chuyển sử dụng lại trong cây nên biểu hiện thiếu thường xảy ra ở những lá non và bộ phận khác của cây Thiếu kẽm cũng như đồng dẫn đến sự phá vỡ quá trình sinh lý của cây, đặc biệt là quá trình trao đổi lân và đạm Sự thiếu kẽm ở cây bắp gọi là bệnh "đọt trắng" vì lá non chuyển sang trắng hoặc vàng sáng Các cây phản ứng với sự thiếu kẽm rất khác nhau Mẫn cảm nhất là cây họ cam chanh, ngô, hublon, đậu cô ve Trong khi các cây ngũ cốc hoặc cà rốt, cải dầu, măng tây lại ít mẫn cảm với tình trạng thiếu kẽm Khoai tây, cà chua, củ cải đường, hành, cỏ ba lá có phản ứng trung bình

• Vai trò của đồng (Cu): Đồng tham gia vào một số men

polyphenoloxidase quyết định quá trình quang hợp và các quá trình đồng hóa

ở thực vật, do đó rất cần thiết cho sự hình thành diệp lục, cacbonhydrat và làm xúc tác cho một số phản ứng khác trong cây, nhưng thường không tham gia vào thành phần của chúng Đồng cũng tham gia cấu tạo thành tế bào, vì vậy nó giúp cây chống chọi với sâu bệnh Nhiều loại cây rau biểu hiện thiếu đồng với lá thiếu sức trương, rủ xuống và có màu xanh, chuyển sang quầng màu da trời tối trước khi trở nên bạc lá, biến cong và cây không ra hoa được

• Vai trò của sắt (Fe): Sắt là thành phần cấu tạo nên nhiều men xúc

tác cho quá trình tổng hợp diệp lục như men Katalase, Peroxidase, Cytochrom

B, C và Cytochromoxidase (men cần cho quá trình trao đổi chất và hô hấp) Thiếu sắt gây ra hiện tượng màu xanh lá cây nhợt nhạt (bạc lá) Vì sắt không được vận chuyển giữa các bộ phận trong cây nên biểu hiện thiếu trước tiên xuất hiện ở các lá non gần đỉnh sinh trưởng của cây Thiếu sắt nặng có thể

18

chuyển toàn bộ cây thành màu vàng tới trắng lợt Sự thiếu sắt có thể xảy ra do

sự thiếu cân bằng với các kim loại khác như molipden, đồng hay mangan Một số yếu tố khác cũng có thể gây thiếu sắt như quá thừa lân trong đất; do

pH cao kết hợp với giàu canxi, đất lạnh và hàm lượng cacbonat cao; thiếu sắt

do di truyền của cây; thiếu do hàm lượng chất hữu cơ trong đất thấp

Phần lớn các loại đất đủ sắt, nhưng ở những vùng đất có pH cao, thiếu sắt di động cây kém phát triển

• Vai trò của Bo (B): Hiện tượng thiếu Bo là rất phổ biến trên thế

giới Rất nhiều loại cây ăn quả, cây rau, và các hoa màu khác có biểu hiện thiếu Bo Các loại đậu lấy hạt có yêu cầu cao về Bo Bo cần thiết cho sự nẩy mầm của hạt phấn, sự tăng trưởng của ống phấn, cần thiết cho sự hình thành của thành tế bào và hạt giống Bo cũng hình thành nên các phức chất đường/borat có liên quan tới sự vận chuyển đường và đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành protein Thiếu Bo, việc phân chia tế bào của cây bị kìm hãm dẫn đến việc phá hỏng và làm tế bào chết, do đó làm cây sinh trưởng còi cọc, và trước hết làm đình trệ đỉnh sinh trưởng và các lá non (ngọn cây chết nhanh, lá cây nhỏ lại), việc tạo hoa kém, dễ chết…

• Vai trò của mangan (Mn): Mangan là thành phần của các hệ thống

men (enzym) trong cây Nó hoạt hóa một số phản ứng trao đổi chất quan trọng trong cây và có vai trò trực tiếp trong quang hợp, bằng cách hỗ trợ sự tổng hợp diệp lục Mangan tăng cường sự chín và nẩy mầm của hạt khi nó làm tăng sự hữu dụng của lân và canxi Cũng như sắt, mangan không được tái

sử dụng trong cây nên hiện tượng thiếu sẽ bắt đầu từ những lá non, với màu vàng giữa những gân lá, và đôi khi xuất hiện nhiều đốm nâu đen Hiện tượng thiếu mangan thường xảy ra ở những chân đất giàu hữu cơ, hay trên những đất trung tính hoặc hơi kiềm và có hàm lượng mangan thấp

• Vai trò của molipden (Mo): Molipden cần cho sự tổng hợp và hoạt

động của men khử nitrat như Nitratreductase, Hydrogenase, Aldehydroxynase Các loại men này khử nitrat thành amoni trong cây

19

Molipden có vai trò sống còn trong việc tổng hợp đạm cộng sinh bởi vi khuẩn

Rhizobia trong nốt sần cây họ đậu Molipden cũng cần thiết cho việc chuyển

hóa lân từ dạng vô cơ sang hữu cơ trong cây Hiện tượng thiếu molipden có biểu hiện chung như vàng lá và đình trệ sinh trưởng Việc thiếu molipden không chỉ ảnh hưởng đến việc loại thải nitrat và cả nitrit trong cây mà còn làm giảm sự quang hợp, giảm việc tạo ra axit ascorbic, giảm hàm lượng đường, mặt khác lại tăng quá trình hô hấp Sự thiếu hụt molipden có thể gây

ra triệu chứng thiếu đạm trong các cây họ đậu, vì vi sinh vật đất phải có molipden để cố định nitơ từ không khí

1.2.4.2 Tình hình sử dụng phân vi lượng tại Việt Nam [2]

Các kết quả nghiên cứu cho thấy phân vi lượng ngày càng có vai trò quan trọng đối với cây trồng, đặc biệt trên các loại đất nghèo và có độ rửa trôi mạnh Khi năng suất cây trồng càng cao thì vai trò của phân bón vi lượng càng trở nên quan trọng bởi vì để đạt năng suất cao, khả năng cung cấp của đất không đáp ứng được nhu cầu của cây trồng

Ở nước ta hầu hết các loại đất đều thiếu các nguyên tố vi lượng, vì vậy, việc bổ sung các nguyên tố này sẽ tạo cho cây sinh trưởng và phát triển tốt hơn, từ đó năng suất, chất lượng nông phẩm sẽ được cải thiện

Thí nghiệm sử dụng phân bón hỗn hợp giữa các nguyên tố đa lượng (N,

P, K) và vi lượng trên đất phù sa cổ và đất bạc màu cho thấy tác dụng tích cực của thành phần các nguyên tố vi lượng đến năng suất cây lạc, đậu tương xuân

hè Cụ thể, năng suất và sản lượng đều tăng hơn so với đối chứng khi sử dụng phân bón chỉ có N, P, K theo bảng 1.1 dưới đây:

Bảng 2 Kết quả khảo nghiệm hiệu quả của phân vi lượng trên đất phù sa

20

- Lượng dầu tăng 4.3% - Lượng dầu tăng 3.2%

Đậu tương xuân Năng suất tăng 5.8% Năng suất tăng 5.5%

Đậu tương hè Năng suất tăng 8.0% Năng suất tăng 7.8%

Ngoài ra, khi dùng phân NPK chứa vi lượng, hàm lượng protein trong đậu tương xuân tăng 4.9% so với đối chứng trên đất phù sa cổ và 4.8% trên đất bạc màu

Với cây cà phê (một trong những cây quan trọng nhất), việc nghiên cứu tìm những loại phân bón mới có hiệu quả cao đã được tiến hành Kết quả cho thấy so với mẫu đối chứng (chỉ bón NPK), các mẫu có sử dụng phân bón chứa các nguyên tố trung và vi lượng cho hàm lượng cafein tăng từ 37-45.5%

và hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong hạt cà phê tăng lên rõ rệt: Zn tăng 50-80%, Mo tăng 10-20% Tỷ lệ cấp hạt trên sàng 5-7 cm tăng 5-7%, còn tỷ

lệ hạt trên sàn > 7 cm tăng 4.1-6.9%, tỷ lệ quả lép thấp hơn 2-3% so với đối chứng Bên cạnh đó, các chỉ tiêu về tốc độ cao của cây, chiều dài cành và số cặp cành đều nhiều hơn [3]

1.2.4.3 Ứng dụng của muối kim loại vi lượng lignosulfonat trong sản xuất phân bón qua lá

Như trên đã nói, lignosulfonat là hợp chất có khả năng tạo các chelat hữu cơ với các nguyên tố vi lượng, tan trong nước và có thể thẩm thấu qua tế bào mô cây, từ đó cung cấp cho cây những nguyên tố vi lượng này Hơn nữa, lignosulfonat là sản phẩm của quá trình sulfo hóa lignin, một hợp chất có nguồn gốc thực vật, vì vậy cây cối có khả năng dung nạp và đồng hóa mà không gây độc Ngoài ra, lignosulfonat dễ bị phân hủy sinh học, không để lại

dư lượng nông phẩm và môi trường [4]

Lignosulfonat từ lâu đã được sử dụng như một sản phẩm phân bón có giá trị thương mại cao vì nó không gây hiệu ứng nhà kính và rất hiệu quả trên nhiều loại cây trồng Theo một số nghiên cứu trước đây trên thế giới, lignosulfonat còn tác động tương tự như một loại hocmon sinh trưởng thực

21

vật Cơ chế của quá trình này có thể giả thích như sau: Trong khi các lignosulfonat kích thích quá trình nảy mầm bằng cách tác động đến sự tổng hợp auxin NAA (naphthalene acetic acid) thì cũng đồng thời gia tăng tạm thời

sự xuất hiện của auxin nội sinh IAA (indole acetic acid) trong mầm cây [7]

Các muối vi lượng lignosulfonat có độ bền khá cao trong dung dịch kiềm, ví dụ như FeLS ổn định ngay cả khi thêm NaOH đến pH=12 hay hơn nữa mà không tạo hydroxyt kết tủa Tuy nhiên, quá trình tạo chelat của lignosulfonat không thuận nghịch, trừ khi một tác nhân tạo chelat khác như EDTA tấn công thì sẽ đẩy Fe, Zn, Cu, Mn ra khỏi muối lignosulfonat, ảnh hưởng này có thể chứng minh bằng phương pháp so màu Lựa chọn tỷ lệ giữa các nguyên tố vi lượng cần tùy thuộc từng loại đất và cây trồng [4]

Việc sử dụng các chelat là dẫn xuất polyamin-cacboxylic, ví dụ EDTA,

để làm phân vi lượng rất phổ biến và mang lại hiệu quả cao, nhưng giá thành lại rất cao Trong khi đó, phức của lignosulfonat và kim loại lại rẻ hơn rất nhiều (2-4 euro/1kg) so với chelat EDTA (6-12 euro/1kg), nên nó được sử dụng rộng rãi mặc dù hiệu quả có thể thấp hơn Năm 2007, trên thị trường phân bón của Tây Ban Nha, số lượng sản phẩm phân bón chứa chelat là 553, trong đó sản phẩm chứa lignosulfonat và gluconat là 299 (tăng 150% so với năm 1990) Lignosulfonat là tác nhân ngày càng được ưa chuộng trong sản xuất phân vi lượng [12]

Hiện nay, phân vi lượng chứa kẽm lignosulfonat là loại được sử dụng nhiều nhất trên thị trường Tây Ban Nha [9]

Nghiên cứu tác dụng của sắt dưới dạng phân bón qua đất và qua lá, người ta nhận thấy, với cây được bổ sung sắt qua đất thì sau 4 tuần lá cây vẫn vàng, sau 12 tuần toàn bộ lá cây đã chuyển sang màu xanh Còn khi phun sắt lignosulfonat qua lá với nồng độ 1lit/400lit/ha thì lá có dấu hiệu hồi xanh nhanh hơn

Như đã biết, đồng là một chất có hoạt tính trừ nấm, tuy nhiên, nếu sử dụng các muối đồng vô cơ như đồng sulfat hay đồng oxyt, để đạt được hiệu quả trừ nấm cao thì lượng muối sử dụng rất lớn, tính bằng kg trên hecta, gây

22

ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường Nhưng khi kết hợp với lignosulfonat thì lượng đồng cần sử dụng chỉ còn khoảng 10 g/ha mà vẫn đạt hiệu quả mong muốn

Trên cây cam Valencia có các triệu chứng thiếu kẽm và mangan, khi phun dung dịch 2% kẽm lignosulfonat hoặc 2% mangan lignosulfonat vào thời điểm sau khi ra hoa và trước khi đậu quả thì sản lượng quả thu được đều tăng so với cây không được xử lý (17.7 tấn/ha), trong đó mangan lignosulfonat (37.4 tấn/ha) cho hiệu quả cao hơn kẽm lignosulfonat (20.5 tấn/ha) So sánh tác dụng của các loại phân vi lượng kẽm, mangan và sắt lignosulfonat trên cây tỏi thì sản lượng tỏi thu được trên các diện tích được phun các muối trên giảm dần the thứ tự: kẽm lignosulfonat (7.07 tấn/ha), sắt lignosulfonat (6.17 tấn/ha), mangan lignosulfonat (5.13 tấn/ha)

1.3 PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP CÁC KIM LOẠI VI LƯỢNG LIGNOSULFONAT

Các muối kim loại vi lượng của axit lignosulfonic có thể thu được bằng nhiều cách khác nhau Tuy nhiên, phương pháp điều chế thông qua phản ứng trao đổi ion giữa các muối Ca, Na… của axit lignosulfonic với các muối kim loại tương ứng là đơn giản và hiệu quả nhất Sau đây là một số phương pháp phổ biến đã và đang được áp dụng trên thế giới:

1.3.1 Tổng hợp trực tiếp từ lignin và dịch thải của quá trình sản xuất bột giấy

1.3.1.1 Tổng hợp kim loại vi lượng trên nền polyme từ dịch thải của quá trình sản xuất giấy [2]

Trong phương pháp này, trước hết người ta tách lignin từ dịch thải của quá trình sản xuất bột giấy bằng cách axit hóa dịch thải ở pH=4 và nhiệt độ phòng Sau đó, tiến hành phản ứng đa tụ giữa lignin với phenol và formaldehyt Phản ứng xảy ra theo hai giai đoạn: Đầu tiên là quá trình ngưng

tụ giữa lignin với phenol tạo ra hợp chất lignophenolic trong môi trường axit

H2SO4 ở nhiệt độ 115-125oC, thời gian 8 giờ, hoặc trong môi trường kiềm ở nhiệt độ 80oC, thời gian 3 giờ Sau đó hợp chất lignophenolic phản ứng tiếp

2 RH + Zn(NO3)2 R2Zn + 2 HNO3

2 RH + Cu(NO3)2 R2Cu + 2 HNO3

Trong đó RH là polyme lignosulfonat

Sản phẩm phân bón vi lượng trên cơ sở polyme từ lignin có màu nâu đen, không dính bết, không tan trong nước và có tác dụng kéo dài, không bị rửa trôi và không gây ô nhiễm môi trường xung quanh

Phương pháp điều chế các muối vi lượng không tan thông qua các hợp chất polyme cũng được áp dụng đối với dịch thải của quá trình sản xuất bột giấy bằng phương pháp sulfat Tuy nhiên, trong trường hợp này, người ta áp dụng phản ứng đa tụ với ure và formaldehyt Trước hết, điều chế ureformaldehyt bằng cách trộn đều ure và formaldehyt trong sự có mặt của NaHSO3 rồi chuyển toàn bộ dịch chứa sản phẩm vào dịch thải của quá trình sản xuất bột giấy đã được trộn với dung dịch FeSO4 Duy trì pH của dịch phản ứng trong khoảng 7.0-7.5 trong thời gian nhất định, thu được sản phẩm dạng hạt đồng nhất [5]

Nói chung, điều chế phân vi lượng theo các phương pháp trên đều thu được sản phẩm không tan trong nước Khi sử dụng thường nghiền nhỏ, trộn với các nguyên tố đa lượng (N, P, K) hoặc phụ gia khác và gia công thành dạng bột hoặc hạt, bón vào gốc cây

1.3.1.2 Tổng hợp kim loại vi lượng lignosulfonat từ dịch thải của quá trình nấu bột giấy bằng phương pháp sulfit [4]

Dịch thải của phương pháp nấu bột giấy bằng sulfit, ngoài lignin còn chứa một lượng lớn lignosulfonat, nhiều loại đường cũng như các chất hữu cơ khác và có hàm lượng các hợp chất chứa S lớn như SO2, H2S, dễ gây độc cho

24

cây trồng Vì vậy trước hết dịch thải cần được sục hơi nước để loại bỏ các hợp chất dễ bay hơi này, sau đó đưa pH của dịch về 3.0 - 5.5 Các loại đường được loại bỏ bằng cách lên men thành rượu rồi cất loại bằng hơi nước Cô dịch sau khi lên men đến nồng độ 50%, gia nhiệt đến 80-100oC trong 20 giờ, duy trì pH=8 bằng dung dịch NaOH để phân hủy đường và các chất hữu cơ còn lại không bị lên men Sau đó cho tác dụng với dung dịch muối sulfat của kim loại cần điều chế ở 80 - 90oC Ly tâm sản phẩm để loại các chất không tan rồi sấy khô

1.3.2 Tổng hợp thông qua các hợp chất lignosulfonat

1.3.2.1 Tổng hợp các muối vi lượng lignosulfonat trong dung dịch nước chứa amoni nitrat và ure [8]

Hòa tan muối sulfat của kim loại cần sử dụng (Cu, Fe, Zn) trong dung dịch nước chứa NH4NO3 và ure bão hòa, rồi thêm từ từ dung dịch canxi lignosulfonat vào, khuấy trộn đều ở nhiệt độ phòng trong 10 phút rồi Sau 72 giờ thu được dung dịch trong suốt màu nâu đậm không vẩn đục Sản phẩm có thể được sử dụng trực tiếp như một dạng phân bón lỏng

1.3.2.2 Tổng hợp các muối vi lượng lignosulfonat bằng phương pháp trao đổi ion

Các muối kim loại vi lượng lignosulfonat thường được điều chế thông qua phản ứng trao đổi ion giữa muối lignosulfonat và muối kim loại (Me) tương ứng (thường là muối MeSO4) như FeSO4, ZnSO4, CuSO4, MgSO4, MnSO4 …

Nguyên liệu ban đầu cho phương pháp này là các muối canxi, natri, amoni lignosulfonat phổ biến trên thị trường, trong đó muối của canxi được

sử dụng nhiều nhất vì nó tạo kết tủa với ion sulfat, dễ dàng tách khỏi sản phẩm

Ca-lignosulfonat + MeSO4 Me-lignosulfonat + CaSO4

Sau đây là một số phương pháp tổng hợp muối các muối vi lượng lignosulfonat từ canxi lignosulfonat:

a Tổng hợp các lignosulfonat