Đề cương nghiên cứu biến tính aminopolysaccharide từ nguồn tự nhiên, định hướng ứng dụng cho trong quá trình xử lý nước thải nhiễm dầu

Nghiên cứu biến tính aminopolysaccharide từ nguồn tự nhiên, định hướng ứng dụng cho trong quá trình xử lý nước thải nhiễm dầu  Nội dung 1: Tách chitin từ nguồn nguyên liệu tự nhiên và nghiên cứu chuyển hóa chitin thành aminopolysaccharide. 6  Nội dung 2: Nghiên cứu quy trình biến tính aminopolysaccharide bằng các phương pháp khác nhau và đánh giá khả năng biến tính aminopolysaccharide.  Nội dung 3: Đánh giá các đặc trưng của aminopolysacchride biến tính định hướng sử dụng làm chất phá nhũ, gây đông tụ hệ nhũ tương dầunước.  Nội dung 4: Đánh giá sơ bộ khả năng xử lý nước nhiễm dầu của aminopolysaccharide biến tính.

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Doãn Anh Tuấn

Đơn vị công tác: Samsung Electronics Vietnam Thai Nguyen

Nơi thu thập tài liệu:

Các công trình đã được công bố trên các tạp chí được đăng trên các trang:

http://www.sciencedirect.com/

http://link.springer.com/

http://elib.isivast.org.vn/

Một số tài liệu được tham khảo trên các sách chuyên khảo khác

Các tài liệu thu thập được:

1 Trần Thị Luyến (2004), “Sản xuất chitin - chitosan từ phế liệu chế biến thủy sản” Báo cáo tổng kết dự án sản suất thử nghiệm cấp bộ

2 Nguyễn Thảo Hiền, Nguyễn Thị Mộng Huyền (2008), ”Tách chitin từ vỏ tôm”,

Đồ án chuyên ngành, Trường Đại học Công ngiệp Thành phố Hồ Chí Minh, Trung tâm công nghệ Hóa học

3 Pradip Kumar Dutta, Joydeep Dutta, V S Tripathi (2004) “Chitin and chitosan: Chemistry, properties and applications” Journal of Scientific & Industrial

Research, Vol 63, 2004, 20–31

4 Majeti N.V Ravi Kumar (2000) “A review of chitin and chitosan applications” Reactive & Functional Polymers 46, 2000, 1-27

5 Amit Bhatnagar, Mika Sillanpaa (2009) “Applications of chitin and chitosan derivatives for the detoxification of water and waste water” Advances in

Colloid and Interface Science 152, 2009, 26-38

6 Marguerite Rinaudo (2006) “Chitin and chitosan: Properties and applications”

7 Rvanitoyannis, (1999) and Prakash et al., (2007), A Prakash, S Solanki and

P.T.S.R.K Prasad Rao, “Treatment of textile effluent by cationic starches: Reclamation of waste water Pollution Research”, 26, pp 19–25

8 Asa Rindlav - Westling, Mats Stading, Anna- Marie Hermansson, Paul

Gatenholm; Structure (1998), “Mechanical and barrier properties of amyloze ¬ and amylopectin films”, Carbonhydrate polymes, vol 36, pp 217-224

9 Chao-Ming Shiha, Yeong-Tarng Shiehb, Yawo-Kuo Twua,* (2009),

“Preparation and characterization of cellulose/chitosan blend films”, Carbohydrate Polymers, 78, pp 169-174

10 Gregorio Crini, Pierre-Marie Badot, (April – 2008), “Application of chitosan, a natural aminopolysaccharide, for dye removal from aqueous solutions by adsorption processes using batch studies: A review of recent literature”, Progress in Polymer Science, Volume 33, Issue 4, April 2008, Pages 399–447

doi:10.1016/j.progpolymsci.2007.11.00

11 N.M Kocherginsky, Chin Lee Tan, Wen Feng Lu (2003), Demulsification of water-in-oil emulsions via filtration through a hydrophilic polymer membrane, Journal of Membrane Science 220 (2003) 117–128

12 Farn, R.J (2006) Chemistry and Technology of Surfactants, 1st ed Blackwell,

Oxford, UK

Dự kiến đề tài: “Nghiên cứu biến tính aminopolysaccharide từ nguồn tự nhiên, định hướng ứng dụng cho trong quá trình xử lý nước thải nhiễm dầu”

Đề nghị người hướng dẫn:

Hướng dẫn chính: TS Nguyễn Thị Linh, Bộ môn Lọc – Hóa Dầu, Trường Đại học Mỏ

- Địa Chất

Ý kiến của bộ môn quản lý:

Ý kiến của khoa chủ quản:

Chữ ký học viên

Doãn Anh Tuấn

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do - Hạnh phúc

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ

1 Họ và tên học viên: DOÃN ANH TUẤN

2 Cơ sở đào tạo: Bộ môn Lọc – Hóa dầu, Khoa Dầu Khí, Trường Đại học Mỏ

- Địa Chất Hà Nội

3 Tên đề tài, chuyên ngành

“Nghiên cứu biến tính aminopolysaccharide từ nguồn tự nhiên, định hướng ứng dụng cho trong quá trình xử lý nước thải nhiễm dầu”

4 Cở sở khoa học và thực tiễn của đề tài

Nước thải nhiễm dầu là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường, phá hủy hệ sinh thái trong nước do nồng độ hợp chất hữu cơ cao Nước thải nhiễm dầu

là vấn đề không chỉ của các ngành công nghiệp dầu mỏ, hóa dầu mà còn có mặt trong các lĩnh vực khác như công nghiệp sản xuất thực phẩm, dược, mỹ phẩm Mặc dù thành phần nước thải nhiễm dầu của mỗi ngành công nghiệp nói trên khác nhau nhưng chúng đều có đặc điểm chung đó là trạng thái tồn tại của dầu trong nước ở dạng nhũ tương Chính vì vậy, việc xử lý nước thải công nghiệp là điều hết sức cấp bách và cũng

đã được hầu hết các quốc gia trên thế giới quan tâm và nghiên cứu

Đã có rất nhiều phương pháp khác nhau được ứng dụng để xử lý nước nhiễm dầu như phương pháp cơ học, phương pháp tách màng, hấp phụ, lọc Các phương pháp này chủ yếu ứng dụng trong phạm vi nước nhiễm dầu với diện tích hẹp [11] Một phương pháp chủ yếu được sử dụng trong kỹ thuật xử lý nước thải nhiễm dầu là phương pháp

phá nhũ tương dầu trong nước bằng quá trình đông tụ và khử nhũ Đây là phương pháp dùng hóa chất để gây kết tụ các giọt dầu lơ lửng trong nước dạng nhũ tương tách thành hai pha dầu và nước riêng biệt Một số hóa chất truyền thống thường được sử dụng là dùng axit sunfuric hoặc kết hợp với muối sắt hoặc muối nhôm làm chất gây đông tụ và phá nhũ tương dầu trong nước [12] Tuy nhiên, với những hóa chất này gây ăn mòn thiết bị và làm pH của môi trường bị thay đổi

Chất phá nhũ tương sau khi làm nhiệm vụ xử lý dầu ra khỏi nước sẽ nằm lại trong nước, vì vậy, để tránh sự ô nhiễm thứ cấp, các chất phá nhũ cần phải được tách

ra Sự tách các hoạt chất này sẽ tiêu tốn thêm vào công nghệ xử lý nước nhiễm dầu và làm phức tạp công nghệ

Hướng nghiên cứu mới gần đây tập trung vào các nguồn tiền chất tự nhiên như xenlulo, tinh bột, chitin Đây là những polyme sinh học được chiết từ thực vật và động vật có khả năng biến tính cao và có khả năng phân hủy sinh học nên sau khi sử dụng làm chất phá nhũ tương dầu/nước sẽ không gây ô nhiễm thứ cấp như các hóa chất thông thường

Chitin là polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau xenluloza, cấu trúc hóa học của chitin gần giống với xenluloza Chitin có gốc từ chữ "chiton", tiếng

Hy Lạp có nghĩa là vỏ giáp Chitin là thành phần cấu trúc chính trong vỏ (bộ xương ngoài) của các động vật không xương sống trong đó có loài giáp xác (tôm, cua) Khi chế biến những loại hải sản giáp xác, lượng chất thải (chứa chitin) chiếm tới 50% khối lượng Vì chitin phân hủy sinh học rất chậm nên việc xử lý một lượng chất thải lớn như thế sẽ gặp nhiều khó khăn, nên việc tái chế lại chitin làm vật liệu xử lý môi trường là một vấn đề cấp thiết

Trong khi đó, aminopolysaccharide được biết đến là chất có hoạt tính sinh học cao hơn, đồng thời khả năng phân hủy sinh học cũng lớn hơn và có nhiều tính chất, công dụng hơn so với chitin Aminopolysaccharide là hoạt chất sinh học không độc, có ái lực cao với một số nhóm phẩm màu axit, màu chất nhuộm hoạt tính, các phân tử dầu Hoạt

tính khử màu của aminopolysaccharide có tính chọn lọc cao hơn nhựa trao đổi ion, than hoạt tính Chúng có thể làm giảm nồng độ màu trong nước thải xuống còn vài ppb, có thể hấp phụ được các ion kim loại gây ô nhiễm như Cu, Hg, Cr, Pb, Ni, Cd… do có nhóm amino Mặt khác aminopolysaccharide có khả năng phân hủy dễ dàng hơn chitin Dựa trên những kết quả có được từ các nghiên cứu ứng dụng trên chitin và aminopolysaccharide đó, ý tưởng từ nguồn chitin có trong vỏ tôm cá chuyển hóa thành aminopolysaccharide và biến tính chúng, tạo ra hoạt chất có khả năng hấp phụ các chất gây ô nhiễm trong việc xử lý ô nhiễm môi trường nước, đặc biệt là khả năng tương tác với các phân tử dầu trong nước gây quá trình đông tụ giúp cho quá trình xử lý dầu trong nước được dễ dàng hơn

Trên cơ sở đó, đề tài sẽ thực hiện:

“Nghiên cứu biến tính aminopolysaccharide từ nguồn tự nhiên, định hướng ứng dụng cho trong quá trình xử lý nước thải nhiễm dầu“

Hy vọng với đề tài này sẽ góp phần tạo cho nguồn nước thải của nhà máy lọc dầu nói riêng và nguồn nước thải sinh hoạt nói chung thêm trong sạch Tạo bước tiền đề cho các hoạt động nghiên cứu tiếp theo về vật liệu màng nanocomposite

5 Mục đích của đề tài

Tách được chitin từ vỏ tôm (cua, mực), chuyển hóa thành aminopolysaccharide

và biến tính bằng các phương pháp khác nhau với định hướng ứng dụng trong quá trình

xử lý nước thải nhiễm dầu

6 Nội dung của đề tài, các vấn đề cần giải quyết

 Nội dung 1: Tách chitin từ nguồn nguyên liệu tự nhiên và nghiên cứu chuyển hóa chitin thành aminopolysaccharide

 Nội dung 2: Nghiên cứu quy trình biến tính aminopolysaccharide bằng các phương pháp khác nhau và đánh giá khả năng biến tính aminopolysaccharide

 Nội dung 3: Đánh giá các đặc trưng của aminopolysacchride biến tính định hướng sử dụng làm chất phá nhũ, gây đông tụ hệ nhũ tương dầu/nước

 Nội dung 4: Đánh giá sơ bộ khả năng xử lý nước nhiễm dầu của aminopolysaccharide biến tính

7 Dự kiến kế hoạch thực hiện

STT Nội dung công việc Kết quả đạt được Thời gian bắt

đầu-kết thúc

1

Thu thập tài liệu, viết tổng

quan và chuẩn bị cho công tác

nghiên cứu

Các tài liệu cần thiết, hoàn thành tổng quan 8/2015-9/2015

2

Nghiên cứu lựa chọn nguồn

nguyên liệu tự nhiên chứa

chitin và lựa chọn phương pháp

tách chitin từ vỏ giáp xác

Nguồn nguyên liệu thô và phương pháp tách chitin

9/2015-10/2015

3

Nghiên cứu đánh giá chất

lượng chitin tách từ nguồn

nguyên liệu khác nhau

Kết quả đánh giá chất lượng chitin 9/2015 - 11/2015

4

Nghiên cứu quy trình chuyển

hóa chitin thành

aminopolysaccharide và đánh

giá đặc trưng

aminopolysaccharide

Quy trình và kết quả phân tích đặc trưng

aminopolysaccharide 11/2015-1/2016

5 Nghiên cứu quy trình biến tính

aminopolysaccharide bằng các

Quy trình biến tính aminopolysaccharide 12/2015- 2/2016

phương pháp khác nhau và

đánh giá khả năng biến tính

aminopolysaccharide

6

Đánh giá các đặc trưng của

aminopolysacchride biến tính

định hướng sử dụng làm chất

phá nhũ, gây đông tụ hệ nhũ

tương dầu/nước

Kết quả đặc trưng của aminopolysacchride biến

7

Đánh giá sơ bộ khả năng xử lý

nước nhiễm dầu của

aminopolysaccharide biến tính

Kết quả đánh giá sơ bộ

1/2016- 3/2016

8

Tập hợp số liệu, viết báo cáo và

bảo vệ luận văn

Công bố công trình nghiên cứu trên các tạp chí liên quan

Hoàn thành luận văn thạc

sĩ

1/2016÷+4/2016

8 Dự kiến kết quả đề tài

 Quy trình chuyển hóa chitin thành aminopolysaccharide

 Quy trình biến tính aminopolysaccharide

 Các đặc trưng tính chất của aminopolysaccharide

 Kết quả đánh giá sơ bộ khả năng xử lý nước nhiễm dầu của aminopolysacharide biến tính

9 Đề xuất người hướng dẫn

Hướng dẫn chính: TS Nguyễn Thị Linh, Bộ môn Lọc – Hóa Dầu, Trường Đại học

Mỏ - Địa Chất

Ngày 20 tháng 8 năm 2015

Tài liệu tham khảo:

1 Trần Thị Luyến (2004), “Sản xuất chitin - chitosan từ phế liệu chế biến thủy sản” Báo cáo tổng kết dự án sản suất thử nghiệm cấp bộ

2 Nguyễn Thảo Hiền, Nguyễn Thị Mộng Huyền (2008), ”Tách chitin từ vỏ tôm”,

Đồ án chuyên ngành, Trường Đại học Công ngiệp Thành phố Hồ Chí Minh, Trung tâm công nghệ Hóa học

3 Pradip Kumar Dutta, Joydeep Dutta, V S Tripathi (2004) “Chitin and chitosan: Chemistry, properties and applications” Journal of Scientific & Industrial

Research, Vol 63, 2004, 20–31

4 Majeti N.V Ravi Kumar (2000) “A review of chitin and chitosan applications” Reactive & Functional Polymers 46, 2000, 1-27

5 Amit Bhatnagar, Mika Sillanpaa (2009) “Applications of chitin and chitosan derivatives for the detoxification of water and waste water” Advances in

Colloid and Interface Science 152, 2009, 26-38

Người hướng dẫn

TS Nguyễn Thị Linh

Người viết

Doãn Anh Tuấn

6 Marguerite Rinaudo (2006) “Chitin and chitosan: Properties and applications”

7 Rvanitoyannis, (1999) and Prakash et al., (2007), A Prakash, S Solanki and

P.T.S.R.K Prasad Rao, “Treatment of textile effluent by cationic starches: Reclamation of waste water Pollution Research”, 26, pp 19–25

8 Asa Rindlav - Westling, Mats Stading, Anna- Marie Hermansson, Paul

Gatenholm; Structure (1998), “Mechanical and barrier properties of amyloze ¬ and amylopectin films”, Carbonhydrate polymes, vol 36, pp 217-224

9 Chao-Ming Shiha, Yeong-Tarng Shiehb, Yawo-Kuo Twua,* (2009),

“Preparation and characterization of cellulose/chitosan blend films”, Carbohydrate Polymers, 78, pp 169-174

10 Gregorio Crini, Pierre-Marie Badot, (April – 2008), “Application of chitosan, a natural aminopolysaccharide, for dye removal from aqueous solutions by adsorption processes using batch studies: A review of recent literature”, Progress in Polymer Science, Volume 33, Issue 4, April 2008, Pages 399–447

doi:10.1016/j.progpolymsci.2007.11.00

11 N.M Kocherginsky, Chin Lee Tan, Wen Feng Lu (2003), Demulsification of water-in-oil emulsions via filtration through a hydrophilic polymer membrane, Journal of Membrane Science 220 (2003) 117–128

12 Farn, R.J (2006) Chemistry and Technology of Surfactants, 1st ed Blackwell,

Oxford, UK