Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội TRNG I HC S PHM H NI KHOA HểA HC ******** Lấ TH NHUNG TNG HP POLYANILIN V NGHIấN CU KH NNG HP PH ION ST KHO LUN TT NGHIP I HC Chuyờn ngnh: Hoỏ hu c Ngi hng dn khoa hc PGS.TS Lờ Xuõn Qu H NI 2011 Lê Thị Nhung k33D Hóa Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội LI CM N Vi tt c lũng kớnh trng v bit n, tụi xin chõn thnh cm n thy PGS.TS Lờ Xuõn Qu ó nh hng v hng dn tụi tn tỡnh sut quỏ trỡnh lm ti khúa lun tt nghip Tụi xin chõn thnh cm n ban lónh o Vin K thut nhit i v cỏc anh ch lm vic ti phũng nghiờn cu n mũn v Bo v kim loi Vin K thut nhit i Vin KHCN Vit Nam ó to iu kin giỳp tụi c nghiờn cu, hc v hon thnh tt ti nghiờn cu khúa lun tt nghip ca mỡnh Tụi xin chõn thnh cm n ban lónh o trng i Hc S Phm H Ni 2, ban ch nhim, cỏc thy cụ Khoa Húa hc ó ht lũng quan tõm giỳp tụi sut thi gian nm hc Con xin cm n b m, tụi xin chõn thnh cm n bn bố v ngi thõn ó luụn to iu kin v ng viờn khuyn khớch tụi hc n ớch cui cựng H Ni, ngy thỏng nm 2011 Lờ Th Nhung Lê Thị Nhung k33D Hóa Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội LI CAM OAN ti ny tụi ó trc tip nghiờn cu di s hng dn khoa hc ca thy PGS.TS.Lờ Xuõn Qu Tụi xin cam oan õy l kt qu tụi ó t c thi gian lm ti khúa lun tt nghip Nu cú iu gỡ khụng trung thc, tụi xin chu trỏch nhim trc nh trng v phỏp lut H Ni ngy thỏng nm 2011 Lờ Th Nhung Lê Thị Nhung k33D Hóa Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội MC LC M U Lớ chn ti Mc ớch nghiờn cu Ni dung nghiờn cu i tng nghiờn cu Phng phỏp nghiờn cu CHNG TNG QUAN V POLIME DN IN 1.1 Gii thiu v polime dn in 1.1.1 Lch s phỏt trin 1.1.2 Phõn loi polime dn in 1.1.3 c im v ng dng 10 1.1.4 Mt s polime dn in tiờu biu 10 1.1.5 Quỏ trỡnh pha (dopping) 11 1.2 Polianilin 13 1.2.1 Anilin 13 1.2.2 Phng phỏp tng hp 16 1.2.3 Tớnh cht ca polianilin ch to bng húa hc 19 1.2.4 Kh nng bo v chng n mũn kim loi 21 1.3 nh hng nghiờn cu ca khúa lun 22 CHNG PHNG PHP NGHIấN CU 24 2.1 Húa cht v dng c nghiờn cu 24 2.1.1 Húa cht 24 2.1.2 Dng c 24 2.1.3 Dung dch nghiờn cu 24 2.2 Cỏch pha cỏc dung dch 24 Lê Thị Nhung k33D Hóa Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2.2.1 Pha dung dch H2SO4 1M t H2SO4 98% 24 2.2.2 Pha dung dch Fe2+ t cht rn FeSO4.7H2O 25 2.3 Cỏc bc tin hnh 26 2.3.1 Tng hp polianilin bng phng phỏp húa hc 26 2.3.2 Tng hp polianilin bng phng phỏp in húa 28 2.3.3 Nghiờn cu kh nng hp ph ion st ca polianilin 29 2.4 Cỏc phng phỏp nghiờn cu 30 2.4.1 Hin vi in t quột SEM 30 2.4.2 Phng phỏp o ph EDX 31 2.4.3 Ph hp th nguyờn t AAS 32 CHNG KT QU V THO LUN 35 3.1 Tng hp PANi theo phng phỏp húa hc 35 3.1.1 Phng trỡnh phn ng 35 3.1.2 Hiu sut phn ng 35 3.1.3 Mt s tớnh cht sn phm PANi 35 3.2 Tng hp PANi bng phng phỏp in húa 36 3.3 Nghiờn cu kh nng hp ph ca PANi vi ion st 36 3.3.1 S liu thc nghim 37 3.3.2 Mụ t phng phỏp x lớ s liu 42 3.3.3 Kt qu x lớ s liu hp th 44 3.4 So sỏnh kh nng hp ph st ca PANI in húa húa hc 51 3.4.1 Phng phỏp AAS 51 3.4.2 Phng phỏp EDX 52 KT LUN 55 TI LIU THAM KHO 56 Lê Thị Nhung k33D Hóa Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội M U Lớ chn ti Polyme - cht l mt loi vt liu khụng th thiu c s dng vụ cựng rng rói i sng v cụng nghip Loi vt liu ny khụng dn in, quan nim ny ó tr thnh c hu cho n cui th k 20 Polyme cú kh nng dn in ó khụng c cỏc nh khoa hc tha nhn, h coi ú l mt t tng sai lm Ngy nay, polyme dn in ó l mt loi vt liu ph bin, c nghiờn cu v ng dng rng khp Mt s polyme dn in hu c in hỡnh c trung nghiờn cu nhiu nht trờn th gii cho n tn ngy chớnh l polyanilin (PANi) Ngy polyme dn c ng dng rng rói ngnh in t, lm xenx sinh hc, ca s quang, bỏn dn c bit nghiờn cu kt qu gn õy cho thy polyanilin cú th lm in cc thay th platin t tin Trờn c s kt qu nghiờn cu thm dũ v ti liu tham kho c chỳng tụi ó chn ti khúa lun tt nghip: Tng hp polyanilin v nghiờn cu kh nng hp ph ion st Mc ớch nghiờn cu - Ch to c PANi theo phng phỏp húa hc - ng dng nghiờn cu kh nng hp thu ion kim loi st Ni dung nghiờn cu - Tng hp c PANi axit sunfuric - S dng PANi tng hp c nghiờn cu kh nng hp ph ion kim loi st Lê Thị Nhung k33D Hóa Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội i tng nghiờn cu - Polyanilin tng hp húa hc v in húa H2SO4 - Polyanilin dung dch Fe2+ Phng phỏp nghiờn cu - Nghiờn cu ti liu: Tng quan v polyme dn v cỏc phng phỏp ch to polyme dn, hp cỏc ti liu tham kho liờn quan - Phng phỏp chp ph AAS v phõn tớch EDX - Phõn tớch x lý kt qu thc nghim thu c - Tng hp kt qu v tho lun Lê Thị Nhung k33D Hóa Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội CHNG TNG QUAN V POLYME DN IN 1.1 Gii thiu v polyme dn in 1.1.1 Lch s phỏt trin [1, 8, 15] Cỏc vt liu cao phõn t ó c s dng mt cỏch rng rói mi ngnh kinh t quc dõn, vi cỏc ngnh cụng nghip ln nh cao su, cht do, si hoỏ hc Cỏc ng dng ca chỳng gn vi bn, n hi, rn Tớnh cht c hc ny xut phỏt t cỏc cht cú lng ln Phn ln cỏc polyme cỏch in cú tớnh cht nh: nh, n nh hoỏ hc, d dng vt liu hoỏ v giỏ r Gn õy, mt nhúm polyme hu c mi c chỳ trng nghiờn cu v ch to l polyme cú kh nng dn in Cỏch õy hn 150 nm Letheby ó iu ch c PANi bng phng phỏp in hoỏ ễng ho tan 4,2g anilin dung dch H2SO4 1M t vo in cc l Pt ni vi ngun in mt chiu ễng ó quan sỏt s dy lờn ca lp mng PANi mu xanh m trờn in cc dng Vt liu ny cú nhiu tờn gi nh: Ameraldin, Nigranilin v cui cựng l polyanilin (PANi) Cui nm 1970 polyme dn ó bt u tr thnh mt i tng nghiờn cu ch yu ca cụng ngh vt liu in t v cng thi gian ny cú nhiu thụng bỏo v vt liu polyme bỏn dn Nhng nm tip theo nhiu thớ nghim ó c thc hin nh: A.J Heerger, A.G Macdiamid ó thc hin pha (doping) cỏc polyme dn bng cỏch ly mt s cht lm tng dn in ca nú v xut hin polyme dn Lê Thị Nhung k33D Hóa Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Sau ny mt lot polyme dn i Ti Vit Nam, nm 1990 ó cú s nghiờn cu v PANi ca Thỏi Doón Ho nghiờn cu cỏc sensor sinh hc xỏc nh nng glucoz mỏu Polyme dn tr thnh mt bn hng ch yu ca cụng ngh vt liu mi - vt liu in t Mt nhng tớnh cht quan trng ca polyme dn in l dn in dn in c tớnh theo cụng thc: = R ( R l in tr () ) i vi cht bỏn dn c in, ht ti cú th l ion in t hay l trng Polyme dn xut hin ht ti mi mi ú l polaron cú in tớch l 1, spin v biolaron cú in tớch l + v spin l 0, ú polyme hot ng in cú s lan truyn in tớch t vựng dn in polyme sang vựng khụng dn in polyme c tip xỳc in 1.1.2 Phõn loi v polyme dn in [8] 1.1.2.1 Cỏc polyme dn in oxi húa kh (redox conducting polymer) L nhng vt dn in cha cỏc nhúm hot tớnh oxi húa kh, liờn kt cng húa tr vi mch polyme Vt liu ny khụng hot ng húa hc Trong cỏc polyme cú s chuyn in t xy thụng qua quỏ trỡnh tỏc ng electron liờn kt gia cỏc nhúm oxi húa kh gn Quỏ trỡnh ny gi l chuyn electron theo bc nhy Vớ d: Lê Thị Nhung k33D Hóa Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Fe (II,III) 1.1.2.2 Cỏc polyme dn in t (electronical coducting polymer) Vi polyme ny, cú quỏ trỡnh chuyn in tớch dc theo cỏc chui xy nhanh Nguyờn nhõn l s khụng nh trỳ ca mt s liờn kt , dn ti khụng cú s tớch t cc b in tớch Polyme ny thng c ch to bng cỏch oxi húa, bng phng phỏp húa hc hoc phng phỏp in húa kt ta trờn b mt in cc in phõn Polyme dn in t rt bn nhit, cú t cm v tớnh bỏn dn Vớ d: * N N H H * Polyanilin (PANi) 1.1.2.3.Polyme dn in trao i ion (ion exchange conducting polymer) Polyme húa cú cu to linh hot oxi húa kh liờn kt tnh in vi mng polyme dn in ion Cu trỳc hot tớnh oxi húa kh l cỏc ion trỏi du vi chui polyme tớch in Vớ d: Lê Thị Nhung k33D Hóa 10 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Cỏc mu khỏc cỏch lm tng t 3.3.2.3 Phng phỏp tớnh kh nng hp th ca PANi Trong 1000ml dung dch gc ban u H-Do cú cha 3143,1mg Fe2+ Vi mu húa hc H-D1: - Ly 8,9ml dung dch gc tng ng vi 27,97mg Fe2+/250ml - Nng Fe2+ phõn tớch 250ml nc l: 17,0625(mg) [tớnh phn b] - Nng Fe2+ gim l: 27,97 17,0625 = 10,91(mg) - Lng ion Fe2+ b hp ph 1g PANi l: 10,91/0,5 = 21,82(mg/1gPANi) - Lng ion Fe2+ cú PANi l: + phng phỏp phõn tớch AAS: 10,91(mg) Chim t l % = x 100% = 39% + phng phỏp phõn tớch EDX: 12,38(mg), tớnh mc a Chim t l % = x 100% = 44,26% Vi cỏc mu khỏc lm tng t 3.3.3 Kt qu x lý s liu hp th 3.3.3.1 Hp ph st bng PANi húa hc a Phõn tớch bng phng phỏp AAS Sau th nghim, hm lng st cỏc mu c phõn tớch ỏnh giỏ kh nng hp ph ion st ca PANi húa hc thng nht phng phỏp v thun li cho vic so sỏnh i chiu kt qu, cỏc mu u c phõn tớch bng phng phỏp AAS Mu M0 ban u Lê Thị Nhung k33D Hóa 44 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội phõn tớch nng C0, dung dch sau c hp thu st cú nng C1, v hm lng st b hp thu c tớnh theo Ci = C0 Ci Kt qu tớnh c gii thiu bng 3.1 Bng 3.1 Hm lng st c hp thu, PANi húa hc, phng phỏp AAS Mu Co1 27,97 13,99 5,59 2,80 C1i 17,06 9,21 3,30 1,73 Ci 10,91 4,78 2,30 1,07 % HT 39,00 34,18 41,10 38,30 Nhn xột: Lng st c hp thu gim dn theo nng ban u C0 ca dung dch mu Tuy nhiờn t l % nng gim i hp ph dao ng khong 34 41%, trung bỡnh ca c mu l 38,14 % th biu din s hp ph st ca PANi húa hc phng phỏp AAS c gii thiu hỡnh 12 50 40 % HT 30 C % HT C, mg 3.10 10 15 20 25 20 30 CFe, mg/l Hỡnh 3.10 S ph thuc C v %HT vo nng ban u C0, PANi húa hc T hỡnh 3.10 cho thy C tng t l vi nng ban u C0, cú dng gn nh tuyn tớnh T l %HT khụng bin ng ln theo nng ban u C0, Lê Thị Nhung k33D Hóa 45 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội dng nh t n t l n nh th hin tng quan gia lng ion ó hp ph v khụng hp ph cũn li dung dch a Phõn tớch bng phng phỏp EDX Tng hp kt qu phõn tớch EDX lng st hp ph bi PANi húa hc c gii thiu bng 3.3 Bng 3.2 Hm lng st c hp ph, PANi húa hc, phng phỏp EDX Mu C0 Fe-E, mg/0,5gPANi % HT-E A B 27,97 A B A 13,99 B A 5,59 B 2,80 12,38 10,57 6,19 5,285 4,476 2,114 0,00 0,00 44,26 37,79 44,26 37,79 44,26 37,79 0,00 0,00 (A- cú nit, B-khụng cú nit) Nhn xột: Lng st hp ph gi nguyờn mt t l % Vi mu chp cú cha N thỡ t l % hp ph l ln hn vi mu chp khụng cha N Vi hm lng Fe nh thỡ mu chp khụng xut hin Fe Vi phng phỏp EDX ch chp c mu vi din tớch rt nh, m kt qu tớnh cho 0,5g PANi thỡ khụng chớnh xỏc Vỡ th, phng phỏp ny sai s nhiu th biu din s hp ph st ca PANi húa hc phng phỏp EDX c gii thiu hỡnh 3.11 T hỡnh 3.1 ta thy % hp th tng nng ban u C0 tng, nhiờn nú ch tng n mt giỏ tr ri dng li, th hin ng nm ngang trờn th Lê Thị Nhung k33D Hóa 46 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 50 % hấp thụ 40 có tính N2 30 không tính N2 20 10 0 10 15 20 CFe,mg/l 25 30 Hỡnh 3.11 S ph thuc C v %HT vo nng ban u C0, PANi húa hc, phng phỏp EDX 3.3.3.2 Hp ph st bng PANi in húa a Phõn tớch bng phng phỏp AAS Tng hp kt qu phõn tớch AAS lng st hp ph bi PANi in húa c gii thiu bng 3.3 Bng 3.3 Hm lng st c hp ph, PANi in húa, phng phỏp AAS Mu Co1 27,97 13,99 5,59 2,80 C1i 18,51 9,74 3,60 1,43 Ci 9,47 4,25 1,99 1,33 % HPA 33,84 30,39 35,73 47,62 Nhn xột: Lng st c hp ph nhỡn chung l tng dn nng ban u C0 ca dung dch mu gim dn Tuy nhiờn t l % hp thu dao ng khong 30 48%, trung bỡnh ca c mu l 36,895 % th biu din s hp thu st ca PANi húa hc phng phỏp AAS c gii thiu hỡnh 3.12 Lê Thị Nhung k33D Hóa 47 12 50 40 % HT 30 C % HT Trường ĐHSP Hà Nội C, mg Khóa luận tốt nghiệp 10 15 20 CFe, mg/l 25 20 30 Hỡnh 3.12 S ph thuc C v %HT vo nng ban u C0, PANi in húa Phng phỏp AAS T hỡnh 3.12 cho thy C tng t l vi nng ban u C0, cú dng gn nh tuyn tớnh T l %HT khụng bin ng ln theo nng ban u C0, nhng cú xu hng gim, ngc vi chiu tng ca C0 Tuy nhiờn HT cú dng dn n nh th hin tng quan gia lng ion ó hp ph v khụng hp ph cũn li dung dch b Phõn tớch bng phng phỏp EDX Tng hp kt qu phõn tớch EDX lng st hp ph bi PANi in húa c gii thiu bng 3.4 Bng 3.4 Hm lng st c hp ph, PANi in húa, phng phỏp EDX Mu Co1 FeE, mg/0,5gPANi % HPE A B 27,97 A B A 13,99 B A 5,59 B 2,80 7,09 6,75 5,10 4,35 3,98 2,91 2,61 2,43 25,35 24,13 36,47 31,1 71,15 52,00 93,3 86,88 (A-cú nit, B-khụng cú nit) Lê Thị Nhung k33D Hóa 48 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Nhn xột: Da vo bng s liu ta thy hm lng ion Fe mu cng nh thỡ kh nng hp thu ca PANi cng cao Trong ú thỡ vi phng phỏp chp cú N cú t l % v kh nng hp thu (% trung bỡnh 56,57%) l ln hn phng phỏp chp khụng cú N (% trung bỡnh 48,52%) Cng vi phng phỏp chp EDX ny khụng chớnh xỏc, kt qu sai s nhiu th biu din s hp th st ca PANi húa hc phng phỏp AAS c gii thiu hỡnh 3.13 % hấp thụ 90 75 có N2 60 không N2 45 30 15 10 15 20 25 30 CFe,mg/l Hỡnh 3.13 S ph thuc %HT vo nng ban u C0, PANi in húa, phng phỏp EDX T hỡnh 3.13 cho thy t l %HT bin ng ln theo nng ban u C0 v theo hng t l nghch vi C0 Tuy nhiờn HT cú dng dn n nh th hin tng quan gia lng ion ó hp ph v khụng hp ph cũn li dung dch 3.3.3.3 So sỏnh kt qu phõn tớch AAS v EDX a PANi húa hc Tng hp kt qu v % hp th cho c phng phỏp AAS v EDX, PANi húa hc, c biu th bng 3.5 Lê Thị Nhung k33D Hóa 49 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Bng 3.5 Tng hp hm lng st c hp ph, PANi húa hc, phng phỏp EDX, AAS Mu C0(mg/l) %HT EDX %AAS A B A 27,97 44,26 B A 13,99 37,97 44,26 39,00 B A B 5,59 37,97 44,26 34,18 2,8 37,97 41,10 0,00 0,00 38,30 (A- cú nit, B-khụng cú nit) th biu th mi tng qua so sỏnh gia phng phỏp EDX v AAS, PANi húa hc c th hin hỡnh 3.14 50 % hấp thụ 40 30 có N2 theo EDX 20 khụng N2 theo EDX theo AAS 10 0 10 15 20 CFe, mg/l 25 30 Hỡnh 3.14 th so sỏnh % HT st, phng phỏp EDX v AAS, PANi húa hc Nhn xột: Hỡnh 3.14 cho thy t l % HT ion st bng phng phỏp EDX v AAS chờnh lch khụng nhiu Tuy nhiờn, nng thp thỡ s chờnh lch ny l rt ln Lê Thị Nhung k33D Hóa 50 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội a PANi in húa Tng hp kt qu v % hp ph cho c phng phỏp AAS v EDX, PANi húa hc, dc biu th bng 3.6 Bng 3.6 Tng hp hm lng st c hp ph, PANi in húa, phng phỏp EDX, AAS Mu C0(mg/l) %HT EDX %AAS A B A 27,97 25,35 B A 13,99 24,13 36,47 33,84 B 5,59 31,10 71,15 3,39 52,00 35,73 A B 2,80 93,30 86,88 47,62 (A-cú nit, B-khụng cú nit) th biu th mi tng qua so sỏnh gia phng phỏp EDX v AAS, PANi in húa c th hin hỡnh 3.15 100 % hấp thụ 80 có N2 theo EDX có N2 theo EDX 60 theo AAS 40 20 10 15 20 25 30 CFe,mg/l Hỡnh 3.15 th so sỏnh % HT st, phng phỏp EDX v AAS, PANi in húa Lê Thị Nhung k33D Hóa 51 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Nhn xột: T l % HT st theo EDX v AAS cú s khỏc v nng nng thp, theo phng phỏp AAS thỡ kh nng hp th l ớt hn so vi phng phỏp EDX, v nng cao thỡ ngc li Cng theo th thỡ %HT theo AAS l n nh hn 3.4 So sỏnh kh nng hp ph st ca PANi in húa húa hc 3.4.1 Phng phỏp AAS Bng 3.7 Hm lng st c HT, phng phỏp AAS, PANi in húa v PANi húa hc Mu C0(mg/l) % HT, PANi húa hc % HT, PANi in húa 27,97 39,00 33,84 13,99 34,18 30,39 5,59 41,10 35,73 2,80 38,50 47,63 Da vo bng 3.7 ta cú th: % hấp thụ, AAS 48 44 PANi điện hóa PANi hóa học 40 36 32 10 15 20 CFe,mg/l 25 30 Hỡnh 3.16 th so sỏnh % HT st theo phng phỏp AAS, PANi in húa v húa hc Lê Thị Nhung k33D Hóa 52 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Nhn xột: nng thp theo phng phỏp AAS, %HT ca PANi din húa ln hn PANi húa hc, v ngc li nng cao Nhng nhỡn chung, %HT ca PANi húa hc cao hn, %HT trung bỡnh l 38,14% (36,9%: PANi in húa) Tuy nhiờn, s chờnh lch ny l khụng nhiu 3.4.2 Phng phỏp EDX a Cú tớnh nit Bng 3.8 Hm lng st c HT, theo phng phỏp EDX cú N2, PANi in húa v PANi húa hc Mu C0(mg/l) 27,97 13,99 5,59 2,80 % HT, PANi húa hc 44,26 44,26 22,26 0,00 % HT, PANi in húa 25,35 36,47 71,15 93,31 % HT, EDX có tính N2 100 80 PANi hóa học 60 PANi điện hóa 40 20 0 10 15 20 CFe,mg/l 25 30 Hỡnh 3.17 th so sỏnh % HT st theo phng phỏp EDX cú N2 ca PANi in húa v húa hc Lê Thị Nhung k33D Hóa 53 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Nhn xột: nng thp, %HT ca PANi in húa cao hn PANi húa hc v ngc li nng cao Nhng nhỡn chung, %HT ca PANi in húa cao hn, %HT trung bỡnh l 56,57% (33,2% PANi húa hc) S chờnh lch l hn 20%, khỏ ln b Khụng tớnh cú nit Bng 3.8 Hm lng st c HT, theo phng phỏp EDX khụng N2, PANi in húa v PANi húa hc C0(mg/l) 27,97 13,99 5,59 2,8 % HT, PANi húa hc 37,79 37,79 37,79 0,00 % HT, PANi in húa 24,13 31,10 52,00 86,88 % HT, EDX (ko tính N2) Mu 80 PANi hóa học PANi hóa học 60 40 20 0 10 15 20 CFe,mg/l 25 30 Hỡnh 3.18 th % HT st theo phng phỏp EDX khụng tớnh N2, so sỏnh mu PANi in húa v húa hc Nhn xột: nng thp, %HT ca PANi in húa cao hn PANi húa hc v ngc li nng cao Nhng nhỡn chung, %HT ca PANi in húa Lê Thị Nhung k33D Hóa 54 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội cao hn, %HT trung bỡnh l 48,53% (28,5% PANi húa hc) S chờnh lch l 20%, khỏ ln Nhn xột chung: Xột chung cho c hai phng phỏp thỡ PANi in húa cú kh nng hp th ion st tt hn PANi húa hc iu ny th hin s chờnh lch %HT ln Nh vy, vic s dng PANi in húa hp th kim loi nng, phc v cho mụi trng l kh quan hn C loi PANi tng lai s cú ý ngha rt ln cụng tỏc bo v mụi trng Lê Thị Nhung k33D Hóa 55 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội KT LUN Trờn c s cỏc kt qu nghiờn cu ch to polyanilin húa hc v in húa, v nghiờn cu ng dng polyanilin ch to c bng hai phng phỏp nghiờn cu kh nng hp st dung dch nc trung tớnh, cho phộp rỳt mt s kt lun sau: ó tng hp c PANi theo phng phỏp húa hc mụi trng axit sunfuaric vi s cú mt ca cht oxi húa (NH4)2S2O8, v PANi in húa dung dch axit sunfuric 1M, kt qu thu c PANi vi hiu sut cao, 95% vi phng phỏp húa hc v 85 % vi phng phỏp in húa ó nghiờn cu s dng c hai loi PANi hp thu ion st S liu thc nghim c phõn tớch bng hai phng phỏp AAS (i vi dung dch) v EDX (i vi bt PANi) - Theo AAS, PANi húa hc cú kh nng hp thu trung bỡnh t 38,14%, PANi in húa cú kh nng hp thu trung bỡnh t 36,9% - Theo EDX, PANi húa hc cú kh nng hp thu trung bỡnh t 33,2% (cú N2); 28,5% (khụng N2) PANi in húa cú kh nng hp th trung bỡnh t 56,57% (cú N2); 48,53% (khụng N2) Quỏ trỡnh hp ph ion st cú th liờn quan trc tip n oxi húa kh PANi, ú vai trũ ca pH, cỏc cht pha cú ý ngha rt quan trng, cn c quan tõm nghiờn cu thi gian ti Lê Thị Nhung k33D Hóa 56 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội TI LIU THAM KHO Ti liu ting vit Bựi Th Hoa, Nghiờn cu nh hng cht hot ng b mt CMC n quỏ trỡnh tng hp in húa PANi, HSP H Ni V-LV/6683-84 Dng Quang Hun (2002), Lun thc s, HSP H Ni ng ỡnh Bch, Lờ Xuõn Qu v cỏc cng s, Tng hp v nghiờn cu mt s polyme d vũng bỏn dn, TC khoa hc, Trng HSP H Ni, s 1-2006,tr.95-98 ng ỡnh Bch, Phm Vit Hựng, Nguyn Th Hi Võn, Tng hp v nghiờn cu nanocoposite polypyrol/TiO2 bng phng phỏp húa hc, TC khoa hc, Trng HSP H Ni, s 1-2007, tr.35-38 ng ỡnh Bch (2000), Húa hc hu c, NXBHQG Th Hi (2001), Nghiờn cu nõng cao kh nng bo v kim loi ca PANi bng to mng hn hp vi PANa in húa, HSP H Ni Hong Th Ngc Quyờn, Lờ Xuõn Qu, ng ỡnh Bch, Nghiờn cu polyme húa aniline bng phõn cc in húa, TC Húa hc T.42(1), 2004, tr.52-56 Hu Huy Lun (2004), Tng hp v nghiờn cu polyme dn, copolyme dn t pyrol, thiophen, HSP H Ni Ha Th Ngc Thoan, Dng Quang Hun, Lờ Xuõn Qu, nh hng ca KClO3 n s hỡnh thnh v oxi húa polyanilin, TC Húa hc, T.44, (2), 2006, tr.185-189 10 Lờ Xuõn Qu, Trn Kim Oanh, Nguyn Hu Tỡnh, Phm ỡnh o, Tr Hng, Phm Huy Qunh, V Hựng Sinh, ng ng Vn, Lê Thị Nhung k33D Hóa 57 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Polyme húa in húa anilin mụi trng axit, TT hi tho polyme v compozit, H Ni t3/2001, tr.182-186 11 Lờ Huy Bc, Húa hc hu c (1984), ng dng mt s phng phỏp ph nghiờn cu cu trỳc phõn t NXBQG 12 Nguyn Minh Tho (1998), Húa hc cỏc hp cht d vũng, i hc khoa hc t nhiờn H Ni 13 Nguyn Hu nh, Trn Th (1999), ng dng mt s phng phỏp ph nghiờn cu cu trỳc phõn t, NXBGD 14 Nguyn Th Hi Võn (2006), nh hng ca TiO2 n quỏ trỡnh tng hp in húa PANi, HSP H Ni 15 Nguyn Th Hi Võn (2006), Lun thc s, HSP H Ni Ti liu ting anh 16 Ali Olad and Reza Nabavi, Application of polyaniline for the reduction of toxic Cr(VI) in water, Journal of Hazardous Materials 147 (2007) 845-851 17 Bahram Cheraghi, Ali Reza Fakhari, Shahin Borhani, Ali Akbar Entezami, Chemical and electrochemical deposition of conducting polyaniline on lead, Journal of Electroanalytical Chemistry 626 (2009) 116-122 18 B.N Grgur, V.Ristic, M.M.Gvozdenovic, M.D.Maksimovic, B.Z Jugovic, Polyaniline as possible anode materials for the lead acid batteries, Journal of Power Sources 180 (2008) 635-640 19 K.Wagner, J.W.Strojek, Processes during anodic stripping voltammetry determination of lead in the presence of copper on a solid electrode modified with 2,2-bipyridyl iin PANi, Anal.Chim Acta,447 (2001) 11-21 20 R ANSARI and F RAOFIE, Removal of Lead Ion from Aqueous Solutions Using Sawdust Coated by Polyaniline, E-Journal of Chemistry, Vol 3, No.10, pp 49-59, January 2006 Lê Thị Nhung k33D Hóa 58 [...]... SEM 2.3.3 Nghiờn cu kh nng hp ph ion st ca PANi Sn phm PANi cho hp ph vi ion Fe, cõn 0,5g PANi, cho vo 250ml dung dch cú nng ion st khỏc nhau, c khuy trong 10 phỳt v ngõm trong 2h Ly dung dch nc lc ln 1 em phõn tớch hp ph nguyờn t AAS xỏc nh hm lng ion Fe b PANi hp ph Phn PANi ra sch, sy khụ em phõn tớch EDX tỡm t l % Fe/C S cỏc bc tin hnh nghiờn cu kh nng hp ph ion Fe2+ Lê Thị Nhung k33D Hóa 30... cỏc ime phn ng vi cỏc cation gc ca monomer phỏt trin mch PANi NH2 NH3 + H+ NH2 -1e, - H+ (a) H N H (a) + (b) NH2 H (1) (b) H N - 2H+ (2) NH2 H N NH2 H N - 1e (3) NH2 NH2 Hỡnh 1.2 Quỏ trỡnh polyme húa ANi - S to thnh cation gc: Lê Thị Nhung k33D Hóa 19 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2 H N H N H H + 1e - Cỏc dng cng hng ca cation gc: H N H H N H H N H 1.2.3 Tớnh cht ca polyanilin ch to bng hoỏ... Hà Nội 2 Polyanilin thu c bng phng phỏp húa hc cng cú th to mng trờn b mt kim loi bng cỏch hũa tan hoc phõn tỏn bt PANi trong cu to mng sau ú quột lờn b mt kim loi 1.2.2.3 C ch polyme húa ANi to PANi [6, 8] Hỡnh 1.2 minh ha cỏc quỏ trỡnh xy ra trong quỏ trỡnh polyme húa ANi Genies a ra mt s c ch polyme húa ANi trong mụi trng axit nh sau: (1) Giai on oxi húa anilin to thnh cation gc (2) Cation gc phn... tp I2 v polyaxetilen to c polyme dn ca kim loi iu ny ó khớch l cỏc nh khoa hc khỏc tỡm v khỏm phỏ cỏc cht tp mi lm tng dn in Nhng ion c a vo polyme (Cl-, Br-, I-, SO42-) cú tỏc dng bự in tớch ang duy trỡ trong trng thỏi oxi húa ca mng S oxi húa mt phn chui polyme nh cỏc anion cng l pha tp Quỏ trỡnh ny liờn quan ti s chuyn i 1electron tr thnh in tớch dng Nh quỏ trỡnh pha tp ht sc phong phỳ v a dng,... pha tp Lê Thị Nhung k33D Hóa 13 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2 - HA + HA AH H AH N+ N N+ N H ó pha tp Hỡnh 1.1 Vớ d v cu trỳc mch polyme dn trc v sau khi pha tp 1.2 Polyanilin [1, 8] 1.2.1 Anilin [8] - L monme tng hp polyanilin, cú th bng phng phỏp polyme húa in húa v húa hc - Anilin cú cụng thc cu to: NH2 1.2.1.1 Tớnh cht vt lớ ca anilin iu kin thng, anilin l cht lng khụng mu, cú mựi khú... nhng quỏ trỡnh oxi húa PANi l thun nghch PANi chuyn t dng kh sang dng oxi húa v ngc li v trớ in th rt gn nhau Trong dung dch anilin kt hp vi H+ to thnh cation õy l phn ng thun nghch, anilin cú tớnh baz NH3+ H+ NH2 + Anilin hũa tan b oxi húa to thnh polyanilin kt ta trờn b mt in cc Khi in th cc ln, anilin gii phúng H+, nhng in t cho in cc, to nờn dng hot húa v to thnh mng polyme kt ta H H N N Cu trỳc... = : PANi+ b oxi húa mt na, dng emeraldin + a = 0, b = 1: PANi+ b oxi húa hon ton, dng perni granitin 1.2.4 Kh nng bo v chng n mũn kim loi Mng polyme dn, in hỡnh l polyanilin cú th bo v chng n mũn theo nhiu c ch khỏc nhau - C ch anụt: Do polyanilin cú in th mch h dng hn kim loi nn nờn PANi úng vai trũ nh cc dng, lỳc u kim loi b hũa tan nhanh chúng trong dung dch to mng th ng mng oxit khụng cho khụng... li khụng gõy hi gỡ ti mụi trng Vỡ vy, nú cng cú thờm nhiu u im s dng Lê Thị Nhung k33D Hóa 24 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2 Vi mc ớch nghiờn cu trờn, em ó chn ti Tng hp polyanilin v nghiờn cu kh nng hp ph ion st CHNG 2 PHNG PHP NGHIấN CU 2.1 Húa cht v dung dch nghiờn cu 2.1.1 Húa cht - Anilin nguyờn cht, - Axit sunfuaric H2SO4 98%, Lê Thị Nhung k33D Hóa 25 Khóa luận tốt nghiệp Trường... nilon, l, hp) trc khi chp SEM S tng hp PANi bng phng phỏp húa hc: Lê Thị Nhung k33D Hóa 28 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2 Dung dịch H2SO4 Anilin Khuấy đều 10-20 phút Hỗn hợp 1 (NH4)2S2O 8 Khuấy đều 3h Hỗn hợp 2 Lọc, rửa sạch, sấy khô Sản phẩm PANi 2.3.2 Tng hp PANi bng phng phỏp in húa Bc 1: Chun b dung dch monome Cho 900ml dung dch axit sunfuric 1M vo l thu tinh Thờm 100ml anilin, khuy... cũn thm qua da 1.2.1.2 Tớnh cht húa hc ca anilin a Phn ng ca nhúm NH2 Tớnh baz Trong phõn t, nguyờn t N ó s dng 3 electron to liờn kt, cũn mt cp electron t do Cp electron t do ny cú th kt hp vi ion H+, to ion NH3+ theo phng trỡnh sau: NH2 + NH3+ H+ Tuy nhiờn, tớnh baz yu hn NH3 do cú hiu ng liờn hp +C ca cp electron t do vi gc C6H5 Hiu ng ny lm gim mt e t do nguyờn t N iu ny lm cho kh nng kt hp ... Vớ d: * N N H H * Polyanilin (PANi) 1.1.2.3.Polyme dn in trao i ion (ion exchange conducting polymer) Polyme húa cú cu to linh hot oxi húa kh liờn kt tnh in vi mng polyme dn in ion Cu trỳc hot... c nghiờn cu kh nng hp ph ion kim loi st Lê Thị Nhung k33D Hóa Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội i tng nghiờn cu - Polyanilin tng hp húa hc v in húa H2SO4 - Polyanilin dung dch Fe2+ Phng... ti khúa lun tt nghip: Tng hp polyanilin v nghiờn cu kh nng hp ph ion st Mc ớch nghiờn cu - Ch to c PANi theo phng phỏp húa hc - ng dng nghiờn cu kh nng hp thu ion kim loi st Ni dung nghiờn cu