Nội dung đề tài sẽ giới thiệu tổng quan về nguyên liệu shellac bao gồm thành phần cấu tạo, ưu nhược điểm và ứng dụng của shellac, các biến đổi của trái cây sau thu hoạch và các phương pháp bảo quản trái cây truyền thống hiện nay, cũng như sơ đồ quy trình phương pháp chế tạo vật liệu tổ hợp trên cơ sở shellac. Từ đó sẽ hiểu rõ hơn về ưu điểm, đặc tính và ứng dụng bảo quản trái cây của lớp phủ vật liệu tổ hợp trên cơ sở shellac.
Trang 1M C L C Ụ Ụ
Trang 2CH ƯƠ NG 1: T NG QUAN V THAN HO T TÍNH Ổ Ề Ạ
1.1 Gi i thi u v than ho t tínhớ ệ ề ạ
Than ho t tính có thành ph n ch y u là cacbon, chi m t 85 đ n 95% kh iạ ầ ủ ế ế ừ ế ố
lượng. Ph n còn l i là các nguyên t khác nh hydro, nito, l u hu nh, oxi,… có s nầ ạ ố ư ư ỳ ẵ trong nguyên li u ban đ u ho c m i liên k t v i các cacbon trong quá trình ho t hóa.ệ ầ ặ ớ ế ớ ạ Thành ph n c a than ho t tính thông thầ ủ ạ ường là: 88 % C; 0,5 % H; 0,5 % N; 1 % S và 6
đ n 7 % O. Hàm lế ượng oxi có th thay đ i t 1 đ n 20 % tùy thu c vào nguyên li u vàể ổ ừ ế ộ ệ cách đi u ch than ho t tính.ề ế ạ
Than ho t tính có b m t kho ng 800 đ n 1500 mạ ề ặ ả ế 2/g ch y u là do các l nh cóủ ế ỗ ỏ bán kính dưới 2 mm t o ra, th tích mau qu n t 0,2 đ n 0,6 cmạ ể ả ừ ế 3/g
M i năm kho ng 150 nghìn t n than ho t tính d ng b t đỗ ả ấ ạ ạ ộ ược s n xu t cùng v iả ấ ớ kho ng 150 nghìn t n than d ng h t và 50 nghìn t n d ng viên ho c thanh.ả ấ ạ ạ ấ ạ ặ
Nhi u nguyên li u khác nhau có th đề ệ ể ượ ử ục s d ng nh g , nh a, đá hay các v tư ỗ ự ậ
li u t ng h p đ s n xu t than ho t tính mà không c n đ a chúng v d ng cacbon,ệ ổ ợ ể ả ấ ạ ầ ư ề ạ
Trang 3được tái sinh (làm s ch ho c gi i h p ph ) và có th s d ng hàng trăm, th m chíạ ặ ả ấ ụ ể ử ụ ậ hàng ngàn l n.ầ
Hi n nay trên th trệ ị ường, than ho t tính đạ ược bán dưới ba d ng: than ho t tínhạ ạ
d ng b t; than ho t tính d ng h t; d ng than ho t tính c i ti n (dạ ộ ạ ạ ạ ạ ạ ả ế ưới áp su t cao),ấ
Người Hin du c n Đ đã bi t làm s ch nổ ở Ấ ộ ế ạ ước u ng b ng cách l c qua tâm g ố ằ ọ ỗ
S n xu t than ho t tính trong công nghi p b t đ u t kho ng nh ng năm 1900,ả ấ ạ ệ ắ ầ ừ ả ữ
đượ ử ục s d ng đ làm v t li u tinh ch để ậ ệ ế ường b ng cách than hóa h n h p các nguyênằ ỗ ợ
li u có ngu n g c t th c v t b ng h i nệ ồ ố ừ ự ậ ằ ớ ước ho c COặ 2
Than ho t tính còn đạ ượ ử ục s d ng trong các m t n phòng đ c trong th chi n thặ ạ ộ ế ế ứ
nh t.ấ
Năm 1793 Kenx đã dùng than g đ hút mùi hôi nh ng v t thơ ỗ ể ở ữ ế ương có tính ho iạ
t ử
Năm 1773 Silo đã quan sát và mô t hi n tả ệ ượng h p ph trên than g ấ ụ ỗ
Năm 1777 Phôntana đã đ a than nóng đ vào ng ch a khí úp ngư ỏ ố ứ ược trên th yủ ngân và nh n th y ph n l n khí trong ng b than hút m t.ậ ấ ầ ớ ố ị ấ
Trong lĩnh v c dung d ch, năm 1875 T volovit đã th y than g có th t y màuự ị ơ ấ ỗ ể ẩ nhi u dung d ch.ề ị
Năm 1794 Lipman cũng th y than g t y màu t t các dung d ch đấ ỗ ẩ ố ị ường mía và năm
1805 Gulion đã dùng than g đ t y màu trong công nghi p đỗ ể ẩ ệ ường
Sang đ u th k 20, vào năm 1922 Bisi m i ch t o thành công than t y màu.ầ ế ỷ ớ ế ạ ẩThan được ch t o b ng cách tr n than máu v i potdineeg r a và s y.ế ạ ằ ộ ớ ử ấ
Năm 1872 Hanx nghiên c u kh năng than s d a h p th Nơ ứ ả ọ ừ ấ ụ 2, H2, NH3 và HCN ở kho ng nhi t đ t 0 đ n 70 th y HCN đả ệ ộ ừ ế ấ ược h p th t t h n Nấ ụ ố ơ 2, H2, NH3.
n c ta t nh ng năm đ u th p k 60 đã nghiên c u m t s than ho t tính dùng
cho m t n phòng đ c và ph c v nhu c u phát tri n.ặ ạ ộ ụ ụ ầ ể
Trang 41.2 Phân lo iạ
1.2.1 Phân lo i theo Misecạ
Có nhi u cách đ phân lo i than ho t tính. Cách đ n gi n nh t theo Misec là phânề ể ạ ạ ơ ả ấ
lo i theo hình dáng bên ngoài c a nó. Theo cách này than ho t tính đạ ủ ạ ược phân thành 2 nhóm:
Than b t: nộ hóm này g m than t y màu và than y t Vì đ khu ch tán trong dung ồ ẩ ế ộ ế
d ch nh nên quá trình h p ph x y ra trong dung d ch r t ch m. Đ tăng cị ỏ ấ ụ ả ị ấ ậ ể ường đ ộthi t l p cân b ng h p ph than đế ậ ằ ấ ụ ược nghi n thành b t m n.ề ộ ị
Than h t:ạ
Than h t ch y u đạ ủ ế ược dùng trong h p ph khí và h i, vì v y còn có tên g i là ấ ụ ơ ậ ọthan khí. Đôi khi than h t cũng đạ ược dùng trong môi trường l ng, đ c bi t là đ l c ỏ ặ ệ ể ọ
nước
Than h t có th là d ng m nh ho c d ng tr Nguyên li u đạ ể ạ ả ặ ạ ụ ệ ược xay đ n kíchế
thước nh t đ nh và ho t hóa. Than h t d ng tr hoàn ch nh đấ ị ạ ạ ạ ụ ỉ ược ch t o theo quyế ạ trình ph c t p. Nguyên li u đứ ạ ệ ược chu n b d ng v a, ép v a thành s i và c t thànhẩ ị ở ạ ữ ữ ợ ắ
h t r i ti p t c các bạ ồ ế ụ ướ ảc s n xu t khác.ấ
l n và t i các ti u phân có đ phân tán keo. Than t y màu dùng d ng b t m n có kíchớ ớ ể ộ ẩ ở ạ ộ ị
thước h t kho ng 80 ÷ 100 ạ ả m. Than t y màu còn g m than ki m, than axit và thanẩ ồ ề trung tính
Than y t : tế han có kh năng h p ph các ch t tan phân tán d ng keo trong d chả ấ ụ ấ ạ ị
d dày và ru t. Đây cũng là than t y màu, ch khác là có đ s ch cao. Trong quá trìnhạ ộ ẩ ỉ ộ ạ
s n xu t không nên dùng ch t m ch a nhi u cation đ c nh thi c, đ ng, th y ngân,ả ấ ấ ẩ ứ ề ộ ư ế ồ ủ
…
Than h p ph : tấ ụ ùy vào ch t lấ ượng và m c đích s d ng.ụ ử ụ
Trang 5Than ng ng t : than đư ụ ược dùng đ gôm h i các ch t h u c trong không khí,ể ơ ấ ữ ơ
ch ng h n dùng đ tách benzen kh i các khí thiên nhiên nh m quay vòng dung môi dẳ ạ ể ỏ ằ ễ bay h i tr l i quy trình s n xu t. Than có ho t tính cao, b n c h c cao, tr l c l pơ ở ạ ả ấ ạ ề ơ ọ ở ự ớ than đ i v i dòng khí nh , kh năng l u tr ch t h p ph th p. Thố ớ ỏ ả ư ữ ấ ấ ụ ấ ường than đượ c
s n xu t dả ấ ướ ại d ng viên đ nh hình hay d ng m nh đị ạ ả ường kính t 2 ÷ 8 mm, chi u dàiừ ề kho ng 1,5 l n đả ầ ường kính
Than xúc tác: cũng là m t d ng than khí, có đ x p l n, có th dùng làm ch tộ ạ ộ ố ớ ể ấ xúc tác trong t ng h p nhi u ch t vô c cũng nh h u c ổ ợ ề ấ ơ ư ữ ơ
Than khí: than có kh năng h p ph ch n l c khí và h i. Có th dùng than nàyả ấ ụ ọ ọ ơ ể
đ tách các h p ph n khí bay h i ra kh i h n h p c a chúng. Than có ng d ng r ngể ợ ầ ơ ỏ ỗ ợ ủ ứ ụ ộ rãi trong công nghi p d u m đ làm s ch các ch t th m, không khí,… đ làm s chệ ầ ỏ ể ạ ấ ơ ể ạ
nước. Than được s n xu t dả ấ ưới d ng m nh hay h t đ nh hình v i kích thạ ả ạ ị ớ ước tùy thu c vào m c đích s d ng.ộ ụ ử ụ
1.2.3 Phân lo i theo Đubininạ
Đubinin đã d a vào c u trúc x p đ phân lo i than ho t tính. Chia than ho t tínhự ấ ố ể ạ ạ ạ thành d ng thu h i và d ng khí là không có ý nghĩa v đ c tr ng c u trúc. Theo ôngạ ồ ạ ề ặ ư ấ chia than thành 3 d ng dạ ưới đây là h p lý:ợ
Than ho t tính h p ph khí: dùng cho h p ph khí, h i và các ch t d bay h i.ạ ấ ụ ấ ụ ơ ấ ễ ơ
D ng than này thu c ch t h p ph có c u trúc x p nh lo i I. Đ c tr ng cho c u trúcạ ộ ấ ấ ụ ấ ố ỏ ạ ặ ư ấ
c a d ng than này là khi tăng th tích h p ph trong l x p nh làm d dàng cho sủ ạ ể ấ ụ ỗ ố ỏ ễ ự
h p ph đ ng nhi t.ấ ụ ẳ ệ
Than ho t tính thu h i: dùng h p ph các dung môi công nghi p nh m thu h iạ ồ ấ ụ ệ ằ ồ
đ a chúng tr l i chu trình s n xu t. D ng than này thu c ch t h p ph có c u trúcư ở ạ ả ấ ạ ộ ấ ấ ụ ấ
h n t p. Dung tích h p ph l n nh ng kh năng l u gi u ch t b h p ph th p, nh tỗ ạ ấ ụ ớ ư ả ư ữ ấ ị ấ ụ ấ ấ
là trong đi u ki n kh h p ph b ng h i quá nhi t.ề ệ ử ấ ụ ằ ơ ệ
Than t y màu: than t y màu dùng đ t y màu và l t s ch dung d ch, ch t l ng.ẩ ẩ ể ẩ ộ ạ ị ấ ỏ Than ch y u thu c ch t h p ph có c u trúc lo i II. Than ch a t l l n l có kíchủ ế ộ ấ ấ ụ ấ ạ ứ ỷ ệ ớ ỗ
thước đ l n đ h p ph các ch t có phân t màu và các t p ch t khác có m t trongủ ớ ể ấ ụ ấ ử ạ ấ ặ pha l ng. Khi c n h p ph các ch t có phân t nh kh i dung d ch thì dùng tan có trúcỏ ầ ấ ụ ấ ử ỏ ỏ ị
lo i I.ạ
S phân lo i than ho t tính giúp chúng ta có đ nh hự ạ ạ ị ướng d dàng trong s n xu t vàễ ả ấ trong vi c tìm lo i than thích h p cho m c đích s d ng c a mình. Than ho t tínhệ ạ ợ ụ ử ụ ủ ạ
Trang 6đượ ảc s n xu t t các c s khác nhau, tuy có nhãn hi u và tên thành ph n khác nhau,ấ ừ ơ ở ệ ầ
nh ng có th có tính ch t h p ph gi ng nhau.ư ể ấ ấ ụ ố
1.3 C u trúc mao qu n c a than ho t tínhấ ả ủ ạ
Các mao qu n trong than ho t tính đả ạ ược chia thành 3 lo i theo kích thạ ước c aủ chúng: mao qu n micro (mao qu n nh ): nh ng mao qu n có bán kính nh h n 1 nm;ả ả ỏ ữ ả ỏ ơ mao qu n meso (mao qu n trung): nh ng mao qu n có bán kính t 1 ÷ 25 nm; maoả ả ữ ả ừ
qu n macro (mao l n): nh ng mao qu n có bán kính trên 25 nm.ả ớ ữ ả
Than ho t tính có mao qu n l n thạ ả ớ ường đượ ử ục s d ng đ v n chuy n ch t l ngể ậ ể ấ ỏ còn vi c h p ph thệ ấ ụ ường đượ ử ục s d ng than ho t tính có các mao qu n v a và nh ạ ả ừ ỏ Các mao qu n đả ược hình thành trong quá trình s n xu t, khi mà nguyên li u đả ấ ệ ược ho tạ hóa. Các mao qu n này không đả ượ ạc t o ra b ng ph n ng hóa h c.ằ ả ứ ọ
Than ho t tính ch t o t than bùn có c mao qu n meso và micro. Trong quá trìnhạ ế ạ ừ ả ả
s n xu t có th đi u khi n đả ấ ể ề ể ược quá trình hình thành mao qu n meso – micro và t o raả ạ nhi u mao qu n meso cho than ho t tính có nhi u ng d ng. Than ho t tính d ng b tề ả ạ ề ứ ụ ạ ạ ộ
có ch a nhi u mao qu n meso. Than ho t tính lo i này có các mao qu n meso kíchứ ề ả ạ ạ ả
thước 1 ÷ 4 nm, cùng v i các mao qu n meso l n h n, g n nh d ng b t.ớ ả ớ ơ ầ ư ạ ộ
Than ho t tính ch t o t than đá cũng có c mao qu micro và meso và cũng đaạ ế ạ ừ ả ả
ch c năng. M t trong nh ng lo i than ph bi n nh t trên th trứ ộ ữ ạ ổ ế ấ ị ường có c h t kho ngỡ ạ ả 0,4 ÷ 1,4 nm. M t lo i than m i độ ạ ớ ược s d ng và ngày càng đử ụ ược dùng nhi u có cề ỡ
h t nh h n, kho ng 0,4 ÷ 0,85 nm.ạ ỏ ơ ả
Than ho t tính s n xu t t v d a ch có c u trúc mao qu n micro, kích thạ ả ấ ừ ỏ ừ ỉ ấ ả ướ c
dưới 1 nm. Nh ng kh năng h p ph than ho t tính làm t d a cao g p 2 ÷ 3 l n cácư ả ấ ụ ạ ừ ừ ấ ầ
lo i than ho t tính khác.ạ ạ
Than ho t tính ch t o b ng ho t hóa hóa h c có đ x p cao h n nhi u so v iạ ế ạ ằ ạ ọ ộ ố ơ ề ớ
Trang 71.4 Tái sinh than ho t hóaạ
N u lo i b h t các t p ch t trong than ho t tính đã s d ng thì chúng có thế ạ ỏ ế ạ ấ ạ ử ụ ể
được tái sinh và s d ng l i. Sau khi tái sinh, than ho t tính có th ph c h i đ n 80 %ử ụ ạ ạ ể ụ ồ ế
hi u qu s d ng, mà trong th c t là 100 % vì ít khi s d ng than ho t tính đ n h tệ ả ử ụ ự ế ử ụ ạ ế ế
gi i h n c a nó. Theo lý thuy t, vi c này có th đớ ạ ủ ế ệ ể ược th c hi n nhi u l n theo ýự ệ ề ầ
mu n. Đ i v i các lo i than ho t tính m m (than ho t tính t than bùn s gi m ch tố ố ớ ạ ạ ề ạ ừ ẽ ả ấ
lượng khi tái sinh) thì các h t s tr nên nh h n sau m i l n tái sinh. Còn v i các lo iạ ẽ ở ỏ ơ ỗ ầ ớ ạ than ho t tính c ng h n, nh v d a hay than đá, s v n gi đạ ứ ơ ư ỏ ừ ẽ ẫ ữ ược ch t lấ ượng t t vàố
có th tái sinh kho ng vài trăm l n.ể ả ầ
Có 2 cách đ tái sinh ho t tính: b ng nhi t ( tái sinh nhi t); b ng h i nể ạ ằ ệ ệ ằ ơ ước (tái sinh
b ng h i nằ ơ ước)
1.4.1 Tái sinh b ng nhi tằ ệ
Tái sinh b ng nhi t trong công nghi p đằ ệ ệ ược th c hi n theo các bự ệ ước sau: than
ho t tính đạ ược s y khô. Sau đó gia nhi t đ cacbon hóa các t p ch t ch a trong cácấ ệ ể ạ ấ ứ mao qu n c a than ho t tính. Than ho t tính đả ủ ạ ạ ược ho t hóa 700 – 1000 . nhi t đạ ở Ở ệ ộ này các t p ch t s chuy n thành h i và thoát ra kh i than ho t tính. Quá trình nàyạ ấ ẽ ể ơ ỏ ạ
được th c hi n trong môi trự ệ ường y m khí đ đ m b o r ng than ho t tính không bế ể ả ả ằ ạ ị
đ t cháy. B ng cách này, các mao qu n s đố ằ ả ẽ ược hình thành m t l n n a và than ho tộ ầ ữ ạ tính được tái sinh
Cách này ít khi đượ ử ục s d ng cho nh ng ngữ ười ch ng c t rư ấ ượ ạu t i gia. m t sỞ ộ ố vùng, tái sinh nhi t đệ ược th c hi n cho các bự ệ ước sau: b t đ u b ng vi c đ than ho tắ ầ ằ ệ ổ ạ tính vào sàng và r a s ch v i nử ạ ớ ướ ốc ng t vòi. N u than ho t tính có c h t 0,4 ÷ 0,85ừ ế ạ ỡ ạ
nm thì chúng s chui qua qua đẽ ược các l sàng thông thỗ ường khi r a. B n có th sàngử ạ ể
v i các lo i lớ ạ ướ ố ơi t t h n ho c b qua hoàn toàn bặ ỏ ước này. Sau đó đun sôi than ho tạ tính trong nước 10 ÷ 15 phút đ hòa tan m t vài rể ộ ượu b c cao (đã tái sinh đậ ược 15 ÷ 20
%). Đun đ n khi bay h i. Đun l i n u c n thi t.ế ơ ạ ế ầ ế
Than ho t tính sau đó đạ ượ ấc s y khô. Sau khi than đã khô, nó được đ t vào lò s yặ ấ
đi n. B t lò 140 ho c 150 và nun than ho t tính trong kho ng 2 ÷ 3 gi T t lò vàệ ậ ở ặ ạ ả ờ ắ
đ i cho than ho t tính ngu i. Bây gi nó đã s n sàng đ tái s d ng l i.ợ ạ ộ ờ ẵ ể ử ụ ạ
Các t p ch t khi bay h i kh i than ho t tính trong quá trình đun than ho t tính cóạ ấ ơ ỏ ạ ạ mùi hôi. Đ ng th i, vi c tái sinh than ho t tính trong lò đi n r t nguy hi m vì nó cóồ ờ ệ ạ ệ ấ ể
Trang 8th cháy. Than ho t tính làm t g và than bùn cháy 200 còn than đá kho ng 400 .ể ạ ừ ỗ ở ở ả Than đá v n có th tái sinh trong lò kho ng 300 ÷ 350 n u mu n.ẫ ể ả ế ố
1.4.2 Tái sinh b ng h i nằ ơ ước
Tái sinh b ng h i nằ ơ ước là phương pháp thường s d ng trong công nghi p tinhử ụ ệ
ch c n. Nó đế ồ ược th c hi n theo các bự ệ ước sau: l c ngọ ược dòng v i nớ ước nóng. Đượ c
th c hi n t trên xu ng. Trong các b l c than ho t tính luôn luôn th c hi n t dự ệ ừ ố ộ ọ ạ ự ệ ừ ướ ilên. Sau đó, h i nơ ước được cho đi qua than ho t tính. Nó cũng đạ ược th c hi n t trênự ệ ừ
xu ng. H i nố ơ ướ ởc 120 ÷ 130 và than ho t tính cũng đạ ược làm nóng đ n nhi t đ ngế ệ ộ
tương t T t c các t p ch t và rự ấ ả ạ ấ ượ ạu t p bay h i kh i các mao qu n. Cu i cùng thanơ ỏ ả ố
ho t tính đạ ượ ửc r a ngược và s n sàng s d ng l i.ẵ ử ụ ạ
Người ta thường s d ng hai phử ụ ương pháp đ xác đ nh kích thể ị ước h t than là:ạ
phương pháp hi n vi đi n t ; phể ệ ử ương pháp h p ph lên b m t.ấ ụ ề ặ
Vì kích thước và di n tích b m t các h t than khác nhau nên trong tính toánệ ề ặ ạ
thường l y giá tr trung bình.ấ ị
Phương pháp xác đ nh trị ược ti p b ng kính hi n vi đi n t cho giá tr đế ằ ể ệ ử ị ường kính trung bình h t than v i các phạ ớ ương pháp s n xu t khác nhau. Ví d ,than máng có ả ấ ụ
đường kính trung bình là 100 ÷ 300 Å; than s n xu t b ng lòng có đả ấ ằ ường kính h t ạtrung bình là 180 ÷ 600 Å; than s n xu t b ng lò khí có đả ấ ằ ường kính h t trung bình là ạ
Trang 9400 ÷ 800 Å. Phương pháp nhi t phân cho than ho t tính có đệ ạ ường kính h t trung bình ạ
l n nh t là 1400 ÷ 4000ớ ấ Å.
1.5.2 Di n tích m t riêngệ ặ
Hai phương pháp thường dùng đ xác đ nh di n tích b m t riêng c a than ho tể ị ệ ề ặ ủ ạ tính là: phương pháp tính toán hình h c; phọ ương pháp tính toán theo lượng ch t l ngấ ỏ phân t th p hoàn toàn tr hóa h c v i than ho t tính nh ng đử ấ ơ ọ ớ ạ ư ược h p ph lên b m tấ ụ ề ặ
c a than ho t tính.ủ ạ
Theo phương pháp th nh t, các kích thứ ấ ước hình h c c a than ho t tính đọ ủ ạ ược xác
đ nh b ng hính hi n vi đi n t ị ằ ể ệ ử
Theo phương pháp th hai, di n tích b m t riêng đứ ệ ề ặ ược xác đ nh theo lị ượng ch tấ
l ng phân t th p hoàn toàn tr hóa h c v i than ho t tính nh ng h p ph lên b m tỏ ử ấ ơ ọ ớ ạ ư ấ ụ ề ặ than ho t tính. Trong s ch t l ng phân t th p, thạ ố ấ ỏ ử ấ ường dùng là nit nhi t đ sôiơ ở ệ ộ
c a nó hay các dung d ch iot, phenol,… Di n tích riêng b m t đủ ị ệ ề ặ ược tính toán b ngằ
phương pháp này g i là di n tích h p ph riêng Sọ ệ ấ ụ p
Giá tr Sị p cho m i ch t l ng h p ph khác nhau thì khác nhau vì ch t l ng phân tỗ ấ ỏ ấ ụ ấ ỏ ử
lượng l n h n thì kh năng h p ph kém h n. Đ đánh giá m c đ ph ng nh n bớ ơ ả ấ ụ ơ ể ứ ộ ẳ ẵ ề
m t các c u trúc than có th s d ng t s gi a di n tích h p ph riêng và di n tíchặ ấ ể ử ụ ỷ ố ữ ệ ấ ụ ệ
b m t hình h c riêng. T s này càng l n b m t ti p xúc gi a hai pha càng cao.ề ặ ọ ỷ ố ớ ề ặ ế ữ1.5.3 C u trúc v t lýấ ậ
C u trúc c a ho t tính đấ ủ ạ ược đánh giá b ng m c đ phát tri n c a c u trúc b cằ ứ ộ ể ủ ấ ậ
nh t c a nó. M c đ phát tri n c u trúc này ph thu c vào phấ ủ ứ ộ ể ấ ụ ộ ương pháp s n xu t vàả ấ nguyên li u đ u đ a vào đ s n xu t than. C u trúc b c nh t phát tri n m nh nh tệ ầ ư ể ả ấ ấ ậ ấ ể ạ ấ trong than s n xu t b ng phả ấ ằ ương pháp lò. Liên k t hóa h c C – C đ m b o cho c uế ọ ả ả ấ trúc có đ b n cao. S lộ ề ố ượng các h t than s khai có c u trúc dao đ ng t vài h t đ iạ ơ ấ ộ ừ ạ ố
v i than có c u trúc th p đ n 600 h t đ i v i than có c u trúc cao.ớ ấ ấ ế ạ ố ớ ấ
Th i gian b o qu n, các c u trúc b c nh t c a than ho t tính ti p xúc v i nhau,ờ ả ả ấ ậ ấ ủ ạ ế ớ liên k t l i v i nhau t o thành liên k t b c hai c a than ho t tính. M c đ b n v ngế ạ ớ ạ ế ậ ủ ạ ứ ộ ề ữ
c a c u trúc b c hai ph thu c vào đ b n liên k t Vander Waals đ n đ b n liên k tủ ấ ậ ụ ộ ộ ề ế ế ộ ề ế hydro có trong than. C u trúc b c hai càng b n v ng khi các h t than có kích thấ ậ ề ữ ạ ướ ccàng nh , m c đ nhám b m t càng l n và hàm lỏ ứ ộ ề ặ ớ ượng các nhóm ch a oxy trên bứ ề
m t than càng cao.ặ
Trang 10C u trúc c a than ho t tính có th xác đ nh b ng kính hi n vi đi n t và có thấ ủ ạ ể ị ằ ể ệ ử ể đánh giá gián ti p qua lế ượng d u đầ ược than ho t tính h p th (tr s d u c a than). Trạ ấ ụ ị ố ầ ủ ị
s d u c a than ho t tính là lố ầ ủ ạ ượng d u hay lầ ượng ch t l ng không b c h i (mL), trấ ỏ ố ơ ơ hóa h c v i than ho t tính đọ ớ ạ ược h p ph lên b m t c a than ho t tính t o thành b tấ ụ ề ặ ủ ạ ạ ộ nhão. Theo lý thuy t, lế ượng d u h p ph này chính là kho ng không gian gi a các h tầ ấ ụ ả ữ ạ than khi các h t than này n m sát v i h t kia. N u c u trúc c u than càng l n m c đạ ằ ớ ạ ế ấ ả ớ ứ ọ
k t b ch t ch c a than gi m, lế ỏ ặ ẽ ủ ả ượng d u c n thi t đ tr n v i than càng nhi u h n.ầ ầ ế ể ộ ớ ề ơ
Nh v y, tr s d u là đ a lư ậ ị ố ầ ị ượng t ng h p đ đánh gái giá tr di n tích b m t riêng vàổ ợ ể ị ệ ề ặ
m c đ c u trúc c a than ho t tính.ứ ộ ấ ủ ạ
1.5.4 Kh i lố ượng riêng
Kh i lố ượng riêng c a than ho t tính là đ i lủ ạ ạ ượng ph thu c vào phụ ộ ương pháp xác
đ nh nó. Ch ng h n, n u nh dùng rị ẳ ạ ế ư ượu, axeton đ xác đ nh kh i lể ị ố ượng riêng c a thanủ
ho t tính thì rạ ượu và axeton là các phân t quá l n, không len l i vào các khe, k gi aử ớ ỏ ẻ ữ các h t và trên b m t than. Nh v y, th tích do các h t than chi m s l n và kh iạ ề ặ ư ậ ể ạ ế ẽ ớ ố
lượng riêng s nh h n kh i lẽ ỏ ơ ố ượng riêng c a than. Kh i lủ ố ượng riêng c a than ho tủ ạ tính xác đ nh b ng phị ằ ương pháp này dao đ ng trong kho ng 1800 ÷ 1900 km/mộ ả 3. Khi xác đ nh kh i lị ố ượng riêng c a than ho t tính trong heli l ng, thu đủ ạ ỏ ược giá tr t 1900 ÷ị ừ
2000 kg/m3
Than ho t tính d ng b t là các h t n m sát bên nhau và các góc c nh, các cung làạ ạ ộ ạ ằ ở ạ không khí, vì th kh i lế ố ượng riêng c a nó nh h n nhi u và dao đ ng t 80 ÷ 300ủ ỏ ơ ề ộ ừ kg/m3, ph thu c vào m c đ phát tri n c u trúc c a than. Than có c u trúc càng l n,ụ ộ ứ ộ ể ấ ủ ấ ớ kho ng tr ng gi a các c u trúc càng nhi u và gái tr kh i lả ố ữ ấ ề ị ố ượng riêng càng nh ỏ
1.6 Tính ch t hóa h cấ ọ
Phân tích c u trúc và c u t o c a than ho t tính b ng tia R nghen cho th y cácấ ấ ạ ủ ạ ằ ơ ấ
h t than ho t tính có c u trúc m ng ph ng, c u t o t các vòng cacbon, v trí s p x pạ ạ ấ ạ ẳ ấ ạ ừ ị ắ ế các nguyên t cacbon trong vòng gi ng v trí s p x p các nguyên t cacbon trongử ố ị ắ ế ử benzen. Các nguyên t cacbon liên k t v i nhau b ng liên k t hóa h c nh sau:ử ế ớ ằ ế ọ ư
Kho ng 3 ÷ 7 m ng cacbon ph ng s p x p thành t ng l p, m ng này lên m ngả ạ ẳ ắ ế ừ ớ ạ ạ khác, nh ng không ch ng khít và chính xác nh nhau mà các nguyên t cacbon cácư ồ ư ử ở
m ng khác nhau n m l ch nhau t o thành các tinh th s khai c a than ho t tính.ạ ằ ệ ạ ể ơ ủ ạ
Trang 11Kho ng cách gi a các nguyên t cacbon trong cùng m t m ng là 1,42ả ữ ử ộ ạ Å, kho ng cáchả
gi a các nguyên t cacbon tữ ử ương ng hai m ng k nhai là 3,6 ÷ 3,7ứ ở ạ ề Å
Trong m i tinh th s khai c a than ho t tính ch a kho ng 100 ÷ 200 nguyên tỗ ể ơ ủ ạ ứ ả ử cacbon. Các tinh th s khai s p x p t do và liên k t v i nhau đ t o thành các h tể ơ ắ ế ự ế ớ ể ạ ạ than đ u tiên. S lầ ố ượng các tinh th s khai trong h t than quy t đ nh kích thể ơ ạ ế ị ước c aủ
h t than, ch ng h n than ho t tính đạ ẳ ạ ạ ược s n xu t b ng phả ấ ằ ương pháp kh ch tánế MaxDG – 100 ch a kho ng 5000 ÷ 10000 tinh th ứ ả ể
Trong quá trình s n xu t, do có s va ch m, khu y tr n, các h t than s khaiả ấ ự ạ ấ ộ ạ ơ
thường có d ng kh i c u ho c g n c u. Các kh i c u n m bên trong h n h p ph nạ ố ầ ặ ầ ầ ố ầ ằ ỗ ợ ả
ng l i liên k t v i nhau nh m tăng kích th c c a h t đ gi m năng l ng t do b
m t và t o thành các chu i. Hình d ng và kích thặ ạ ỗ ạ ước c a chu i ph thu c vào tínhủ ỗ ụ ộ
ch t c a t ng lo i than. Các chu i h t nh v y đấ ủ ừ ạ ỗ ạ ư ậ ược g i là c u trúc h t b c nh t c aọ ấ ạ ậ ấ ủ than ho t tính. Trong tinh th kh i c a h t than ho t tính, các nguyên t cacbon n m ạ ể ố ủ ạ ạ ử ằ ở
m t ngoài (c nh ho c mép) có m c đ ho t đ ng hóa h c l n, vì v y, nó là trung tâmặ ạ ặ ứ ộ ạ ộ ọ ớ ậ
c a các quá trình oxy hóa t o cho b m t than ho t tính hàng lo t các nhóm ho t đ ngủ ạ ề ặ ạ ạ ạ ộ hóa h c khác nhau.ọ
Ngoài cacbon, trong thành ph n hóa h c c a than ho t tính có hydro, l u hu nh,ầ ọ ủ ạ ư ỳ oxy và các ch t khác. Các nguyên t này đấ ử ược đ a vào than ho t tính cùng v i nguyênư ạ ớ
li u đ u và trong quá tình oxy hóa. S có m t c a các h p ch t ch a oxy trên b m tệ ầ ự ặ ủ ợ ấ ứ ề ặ than ho t tính đạ ược ch ng minh b ng ph n ng axit huy n phù trong nứ ằ ả ứ ề ước c a thanủ
ho t tính.ạ
B ng 1 ả Thành ph n nguyên t m t s lo i than ho t tínhầ ố ộ ố ạ ạ
Lo iạ
Hàm lượng %Cacbon Oxy Hydro Ch t d bayấ ễh iơ Tăng cường máng
Bán tăng cường
Tăng cường lò 98.2 0.8 0.3 1.4
Nhìn chung, tùy vào t ng lo i than v i các phừ ạ ớ ương pháp s n xu t khác nhau, thànhả ấ
ph n c a chúng cũng khác nhau, nh ng n m trong gi i h n cho phép: Cacbon: 80 ÷ầ ủ ư ằ ớ ạ
11
Trang 1299,5 %; Hydro: 0,3 ÷ 1,3 %; Oxy: 0,5 ÷ 1,5 %; Nit : 0,1 ÷ 0,7 %; L u hu nh: 0,1 ÷ 0,7ơ ư ỳ
%
S có m t các nhóm phân c c trên b m t than ho t tính là y u t quan tr ngự ặ ự ề ặ ạ ế ố ọ quy t đ nh kh năng tác d ng hóa h c, lý h c c a than ho t tính v i các nhóm phânế ị ả ụ ọ ọ ủ ạ ớ
c c; liên k t đôi có trong m ch đ i phân t D a vào thành ph n các nguyên t hóaự ế ạ ạ ử ự ầ ố
h c c a than ho t tính có th ch n lo i than ho t thích h p cho t ng lo i.ọ ủ ạ ể ọ ạ ạ ợ ừ ạ
Trang 13CH ƯƠ NG 2: CÁC PH ƯƠ NG PHÁP S N XU T THAN HO T Ả Ấ Ạ
TÍNH
2.1 Nguyên li u ch t o than ho t tínhệ ế ạ ạ
Ngu n nguyên li u cho s n xu t than ho t tính là nh ng nguyên li u có hàmồ ệ ả ấ ạ ữ ệ
lượng cacbon cao nh ng l i ch a ít các thành ph n vô c khác nh g , than non, thanư ạ ứ ầ ơ ư ỗ bùn, than đá,… Bên c nh đó, r t nhi u lo i ch t th i nông nghi p nh v tr u, vạ ấ ề ạ ấ ả ệ ư ỏ ấ ỏ
d a,… cũng có th chuy n thành than ho t tính b i ngu n nguyên li u này có s n, rừ ể ể ạ ở ồ ệ ẵ ẻ
ti n, hàm lề ượng cacbon cao và các thành ph n vô c th p.ầ ơ ấ
Có th phân chia nguyên li u thành 3 nhóm sau:ể ệ
T than đá, than bùn.ừ
T th c v t: g , bã mía, r m r , v qu , h t qu ừ ự ậ ỗ ơ ạ ỏ ả ạ ả
T đ ng v t: xừ ộ ậ ương, xúc tu các loài đ ng v tộ ậ
2.2 Phương pháp s n xu t than ho t tínhả ấ ạ
Than ho t tính ch y u đạ ủ ế ược s n xu t b ng cách nhi t phân nguyên li u thô cóả ấ ằ ệ ệ
ch a cacbon nhi t đ dứ ở ệ ộ ưới 1000 . Quá trình s n xu t g m có hai bả ấ ồ ước: than hóa và
ho t hóa ạ
2.2.1 Quá trình than hóa
Quá trình than hóa là quá trình phân h y nhi t nguyên li u đ đ a nguyên li u banủ ệ ệ ể ư ệ
đ u và d ng cacbon, đ ng th i làm bay h i m t s ch t h u c nh và t o mao qu nầ ạ ồ ờ ơ ộ ố ấ ữ ơ ẹ ạ ả ban đ u. Quá trình than hóa có th th c hi n trong c 3 pha r n, l ng, khí.ầ ể ự ệ ả ắ ỏ
13
Trang 14Than hóa trong pha r n: nguyên li u đ u là các phân t l n do s t ng h p ho cắ ệ ầ ử ớ ự ổ ợ ặ các quá trình t nhiên. Phân h y nguyên li u ban đ u b ng cách tăng nhi t x lý, g iự ủ ệ ầ ằ ệ ử ả phóng các ch t khí và ch t l ng có kh i lấ ấ ỏ ố ượng phân t th p.ử ấ
Than hóa trong pha l ng: s d ng các nguyên li u nh vòng th m, h c ín choỏ ử ụ ệ ư ơ ắ phép t o thành cacbon d ng graphit không có mao qu n, c n m t ph n ng tác đ ngạ ạ ả ầ ộ ả ứ ộ lên các l p gaphit đ t o ra mao qu n.ớ ể ạ ả
Than hóa trong pha khí: nguyên li u ban đ u là các khí nh metan, propan ho cệ ầ ư ặ benzen tr n v i heli. Quá trình than hóa th c hi n áp su t tộ ớ ự ệ ở ấ ương đ i th p.ố ấ
Nguyên t c c a quá trình s n xu t than nguyên li u th c v t là dùng nhi t phânắ ủ ả ấ ệ ự ậ ệ
h y nguyên li u trong đi u ki n không có không khí. Dủ ệ ề ệ ưới tác d ng c a nhi t đụ ủ ệ ộ
thường t i 170 , v t li u b khô đ u; t 170 ÷ 280 , v t li u b phân h y theo nh ngớ ậ ệ ị ề ừ ậ ệ ị ủ ữ quá trình thu nhi t, đây các h p ph n c a nguyên li u b bi n tính, gi i phóng oxitệ ở ợ ầ ủ ệ ị ế ả cacbon, khí cacbonic, axit axetic,… Ti p theo, t 280 ÷ 380 x y ra s phân h y phátế ừ ả ự ủ nhi t gi i phóng metanol, h c ín,… Quá trình cacbon hóa xem nh k t thúc kho ngệ ả ắ ư ế ở ả
400 ÷ 600
Quá trình than hóa:
Thông thường quá trình than hóa được th c hi n nhi t đ cao. nhi t đ caoự ệ ở ệ ộ Ở ệ ộ trong môi trường k khí các v t li u giàu cacbon s b đ hydrat hóa t o than có di nị ậ ệ ẽ ị ề ạ ệ tích b b m t riêng phát tri n. Đ c đi m quan tr ng c a giai đo n than hóa là ph iề ề ặ ể ặ ể ọ ủ ạ ả
đ m b o môi trả ả ường k khí hay h n ch t i đa s có m t và l u thông c a oxy trongị ạ ế ố ự ặ ư ủ môi trường than hóa. S có m t c a oxi s đ t cháy than thu đự ặ ủ ẽ ố ược trong giai đo n này.ạ
Đ t o môi trể ạ ường tr trong giai đo n than hóa thông thơ ạ ường có các phương pháp phổ
bi n sau:ế
S d ng khí nit : thi t b dùng đ than hóa đử ụ ơ ế ị ể ược th i liên t c dòng khí nit S cóổ ụ ơ ự
m t c a nit s đu i oxi ra kh i th tích ph n ng. Phặ ủ ơ ẽ ổ ỏ ể ả ứ ương pháp này có u đi m làư ể
h n ch đạ ế ượ ực s có m t c a oxi hi u qu cao và thu n l i cho quá trình ho t hóa ti pặ ủ ệ ả ậ ợ ạ ế theo sau b ng COằ 2, h i nơ ước. Nhược đi m c a phể ủ ương pháp này là tiêu t n nit vàố ơ
đ t ti n.ắ ề
S d ng cát (SiOử ụ 2) ho c là nh ng h t s i: đây là phặ ữ ạ ỏ ương pháp đ n gi n, r ti n vàơ ả ẻ ề
d ti n hành. Cát đễ ế ược ph lên trên nguyên li u và chi m các không gian tr ng trongủ ệ ế ố
c c nung nh m đu i h t oxy và h n ch l u thông c a oxy trong th tích ph n ng.ố ằ ổ ế ạ ế ư ủ ể ả ứ
Trang 15Tuy nhiên, h n ch c a phạ ế ủ ương pháp này là gây tr ng i cho vi c ho t hóa ti p theoở ạ ệ ạ ế
b ng COằ 2, h i nơ ước
S d ng khí COử ụ 2 ho c h i nặ ơ ước: dùng khí CO2, h i nơ ướ ươc t ng t nh nh dùngự ư ư khí nit , tuy nhiên COơ 2, h i nơ ước ngoài vai trò đu i oxy nó còn là tác nhân ho t hóa choổ ạ quá trình t o l x p và phát tri n b m t riêng c a than. Trong công nghi p thìạ ỗ ố ể ề ặ ủ ệ
phương pháp dùng h i nơ ước là ph bi n nh t b i vì h i nổ ế ấ ở ơ ước là ngu n s n có, r ti nồ ẵ ẻ ề không gây ô nhi m môi trễ ường
2.2.2 Quá trình ho t hóaạ
Quá trình ho t hóa trong s n xu t than ho t tính có ý nghĩa r t l n, vì v y ngạ ả ấ ạ ấ ớ ậ ười ta
đã t p trung nhi u c g ng nghiên c u khâu này. Vi c nghiên c u than ho t tính banậ ề ố ắ ứ ệ ứ ạ
đ u t p trung vào vi c thi t l p m i quan h gi a c u trúc nguyên li u và s n ph m.ầ ậ ệ ế ậ ố ệ ữ ấ ệ ả ẩ
Vi c ch n nguyên li u m t m t d a vào quy mô s n xu t, m t khác d a vào nguyênệ ọ ệ ộ ặ ự ả ấ ặ ự
li u thích h p t nhiên cho m t s n ph m nh t đ nh. Ví d xệ ợ ự ộ ả ẩ ấ ị ụ ương đ ng v t cho thanộ ậ
t y màu, s d a cho than r n ch c thích h p đ s n xu t than h p ph khí và h i…ẩ ọ ừ ắ ắ ợ ể ả ấ ấ ụ ơ
Th i gian v sau công tác nghiên c u đi sâu vào c u trúc x p c a than, ngờ ề ứ ấ ố ủ ười ta đã
nh n th y phậ ấ ương pháp than hóa tuy không nh hả ưởng t i thành ph n nguyên t c aớ ầ ố ủ than nh ng nh hư ả ưởng rõ r t lên c u trúc x p c a than, nh hệ ấ ố ủ ả ưởng m nh lên vi cạ ệ hình thành các s n ph m do than hóa t o thành nh h c ín, than vô đ nh hình,… t đóả ẩ ạ ư ắ ị ừ
nh h ng lên quá trình ho t hóa và nh h ng lên tính ch t than thành ph n
Theo Acl chxepski, vi c ch n nguyên li u cho than ho t tính d a vào thànhế ệ ọ ệ ạ ự
ph n các h p ch t h u c nguyên li u. Nguyên li u t t là các lo i h p ch t h u c bầ ợ ấ ữ ơ ệ ệ ố ạ ợ ấ ữ ơ ị phân h y nhi t đ không cao và khi b nhi t phân không t o ra cacbua no phân tủ ở ệ ộ ị ệ ạ ử
l n, mà lo i phân t này ch b phân h y nhi t đ cao t o ra cacbon graphit hóa.ớ ạ ử ỉ ị ủ ở ệ ộ ạQuá trình nhi t phân ph i đệ ả ược th c hi n nhanh gi m th i gian ti p xúc gi aự ệ ả ờ ế ữ cacbon m i đớ ược hình thành và s n ph m c a quá trình nhi t phân. Ti p theo quá trìnhả ẩ ủ ệ ế than hóa là quá trình ho t hóa. M c đích c a quá trình ho t hóa là gi i phóng đ x pạ ụ ủ ạ ả ộ ố
s c p đã có s n trong than, đ ng th i t o thêm đ x p th c p làm than có ho t tínhơ ấ ẵ ồ ờ ạ ộ ố ứ ấ ạ cao
Riêng v ho t hóa có th phân chia m t cách có đi u ki n thành hai phề ạ ể ộ ề ệ ương pháp:
Phương pháp ho t hóa hóa h c và phạ ọ ương pháp ho t hóa nhi t ho c v t lý.ạ ệ ặ ậ
2.2.2.1 Phương pháp ho t hóa hóa h cạ ọ
15
Trang 16Các nguyên t cacbon ho t tính đã đử ạ ượ ử ục s d ng làm ch t h p ph trong các ngấ ấ ụ ứ
d ng mà đó các t p ch t, n ng đ th p, ph i đụ ở ạ ấ ở ồ ộ ấ ả ược lo i b H p ph là phạ ỏ ấ ụ ươ ngpháp lý tưởng vì nó không đ c hi u. Than ho t tính ph i có m t lặ ệ ạ ả ộ ượng l n micropore,ớ
v i s phân b kích thớ ự ố ướ ỗc l chân lông thích h p, đ h p th các phân t có kíchợ ể ấ ụ ử
thước khác nhau. Ngoài ra, ph i có m t t l đ y đ mesopores đ t o đi u ki n ti pả ộ ỷ ệ ầ ủ ể ạ ề ệ ế
c n v i micropores. Do đó, có th hi u đậ ớ ể ể ượ ằc r ng nghiên c u sâu r ng đã đứ ộ ược th cự
hi n đ cung c p các phệ ể ấ ương pháp ho t hóa đ phát tri n các phân ph i kích thạ ể ể ố ướ ỗ c lchân lông t i u đ đáp ng các yêu c u công nghi p r ng l n. Khi các ng d ng trố ư ể ứ ầ ệ ộ ớ ứ ụ ở nên c th h n, c n có s ki m soát c th h n đ i v i các b n phân ph i kích thụ ể ơ ầ ự ể ụ ể ơ ố ớ ả ố ướ c
l r ng.ỗ ỗ
Than ho t tính, v i phân b kích thạ ớ ố ướ ỗ ốc l x p và được ki m soát, để ược chu n bẩ ị
t ti n ch t carbon t ng h p ch y u là lo i polymer (polyimide, polyvinyl chlor,ừ ề ấ ổ ợ ủ ế ạ
nh a…) và ti n ch t thông thự ề ấ ường h n, ch ng h n nh lignocellulosic nguyên v tơ ẳ ạ ư ậ
li u.ệ
Nghiên c u trứ ước đây đã ch ra r ng meso và macroporosity trong than ho t tính,ỉ ằ ạ
được s n xu t t ả ấ ừ v t li u lignocellulosic, ph n ánh k t c u th c v t c a ti n thân.ậ ệ ả ế ấ ự ậ ủ ề Microporosity được phát tri n b ng cách ho t hóa b ng khí (ch y u là h i nể ằ ạ ằ ủ ế ơ ước ho cặ carbondioxide), b ng cách m r ng đ r ng thô s c a than g K t khi ho t hóaằ ở ộ ộ ỗ ơ ủ ỗ ể ừ ạ nhi t, nh v y các bi n nh nhi t đ , áp su t, t l sệ ư ậ ế ư ệ ộ ấ ỷ ệ ưở ấi m,… không nh hả ưở ng
đ n s phân b kích thế ự ố ước micropore vi c s d ng thay th các ho t hóa hóa h cệ ử ụ ế ạ ọ
được ki m soát t t vì đây s phát tri n c a đ r ng là thay đ i đáng k ể ố ở ự ể ủ ộ ỗ ổ ể
Ho t đ ng hóa h c, s d ng ZnClạ ộ ọ ử ụ 2, H3PO4 thường được th c hi n 450600 . ự ệ ở Ở nhi t đ này, quá trình cacbon hóa không hoàn ch nh. Có m t s co l i v kích thệ ộ ỉ ộ ự ạ ề ướ c
c a ti n ch t lignocellulosic trong quá trình cacbon hóa. Các nghiên c u đủ ề ấ ứ ược th cự
hi n v i v h nh nhân cho th y r ng gi m kho ng 75 % tr ng lệ ớ ỏ ạ ấ ằ ả ả ọ ượng được đi kèm v iớ
m t s co kho ng 30% th tích. S thay đ i kích thộ ự ả ể ự ổ ước cacbon hóa trong th i gian nàyờ
r t quan tr ng trong các ho t hóa hóa h c, vì thu c th ph i đấ ọ ạ ọ ố ử ả ược k t h p vào bênế ợ trong c a các h t, n i nó c ch s co l i d ki n ủ ạ ơ ứ ế ự ạ ự ế v i nhi t đ tăng lên. Đi u này cóớ ệ ộ ề nghĩa là thu c th có th ho t đ ng nh m t m u cho vi c t o ra vi mô. Trong số ử ể ạ ộ ư ộ ẫ ệ ạ ố nhi u thu c th đề ố ử ược đ xu t đ ho t hóa hóa h c (k m clorua, axit photphoric,ề ấ ể ạ ọ ẽ clorua nhôm, clorua magiê, kali hydroxit, natri hydroxit,…), được s d ng ph bi nử ụ ổ ế
Trang 17Ph n ng nhi t đ th p dả ứ ở ệ ộ ấ ưới 150
17
Trang 18Ph n ng c a g v i axit photphoric b t đ u ngay sau khi các thành ph n đả ứ ủ ỗ ớ ắ ầ ầ ượ c
tr n l n. Ch c ch n, sau khi x lý nhi t đ n 50 , có b ng ch ng v s thay đ i vộ ẫ ắ ắ ử ệ ế ằ ứ ề ự ổ ề
m t hóa h c và th ch t. Có v nh axít đ u tiên t n công hemicellulose và than g , cóặ ọ ể ấ ẻ ư ầ ấ ỗ
th do ti p c n d dàng h n v i các polyme vô đ nh hình này h n là cellulose tinh th ể ế ậ ễ ơ ớ ị ơ ể Cellulose dường nh có kh năng ch ng th y phân axit cao h n so v i cácư ả ố ủ ơ ớ polysaccharides khác khi nhìn th y tính toàn v n chung c a c u trúc t bào sau ph nấ ẹ ủ ấ ế ả
ng v i H
ứ ớ 3PO4 Tác d ng chính c a s t n công axit là th y phân các liên k tụ ủ ự ấ ủ ế glycosidic trong hemicellulose và cellulose và tách các liên k t arylether trong ch t g ế ấ ỗ
Nh ng ph n ng này ti p t c đi kèm v i m t nữ ả ứ ế ụ ớ ấ ước, suy thoái và ng ng t Các ph nư ụ ả
ng chính d n đ n gi m tr ng l ng phân t , ch y u là hemicellulose và ch t g ,
phù h p v i kh năng hình thành h n h p ép đùn c a g và axit photphoric. H n n a,ợ ớ ả ỗ ợ ủ ỗ ơ ữ
th y phân đủ ược xúc tác axit liên k t ete trong ch t g d n đ n s hình thành xeton,ế ấ ỗ ẫ ế ự
nh đư ược quan sát b ng quang ph h ng ngo i bi n đ i Fourier (FTIR) và c ngằ ổ ồ ạ ế ổ ộ
hưởng t h t nhân ừ ạ 13C (13C NMR)