Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN TRONG TRÍCH XUẤT SỢI NANOCELLULOSE TỪ BÃ MÌ, ỨNG DỤNG TRONG NHỰA THỦY PHÂN SINH HỌC Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam nước có truyền thống sản xuất nông nghiệp từ lâu đời Bên cạnh sản phẩm để phục vụ cho đời sống bên cạnh phế phẩm dư thừa nhiều mà chưa tận dụng mức Trong phế phẩm nông nghiệp chứa đựng lượng sinh khối lớn có tiềm ứng dụng cao Rất nhiều nghiên cứu đưa để tận dụng nguồn sinh khối ứng dụng làm nhiên liệu, khí đốt tự nhiên: sản xuất cồn bã mía, rơm, Bên cạnh nghiên cứu có nhiều nhà máy đưa vào sản xuất nước ta Không dùng lại việc sản xuất xăng hay nhiên liệu sinh học để thay nguồn tài ngun có nguồn sinh khối nghiên cứu để khai thác hết tiềm ứng dụng vào đời sống Một nghiên cứu ý bật sản xuất vật liệu, sợi nanocellulose từ phế phẩm nông nghiệp Vật liệu nano cellulose hay cụ thể nanocellulose (CNF) nanocellulose tinh thể (CNC) vật liệu quan tâm loại vật liệu thơng minh có tính ứng dụng cao việc xử lý nước thải gia cường cho polymer Nó vật liệu có thân thiện với trường, có khả tái tạo sử dụng nguồn nguyện liệu rẻ tiền dễ tìm Việc có áp dụng sản xuất vật liệu đời sống làm giảm lượng rác thải, tăng thêm tính ứng dụng phế phẩm giúp cải cách phát triển nông nghiệp tương lai Với ý nghĩa mà vật liệu sinh khối mang đến đặc biệt nanocellulose có nhiều cơng trình đưa trê giới Để tiếp nối thành công trình đề tài khóa luận tốt nghiệp “Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gian lên tính chất sợi nanocellulose trích xuất từ bã mì, ứng dụng để gia cường cho màng phân hủy sinh học” Việc chọn nguyên liệu bã mì làm ngun liệu cho nghiên cứu bã mì nước ta khơng ứng dụng nhiều đời sống Bã mì thường Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh sử dụng để thức ăn chăn nuôi dùng làm phân bón hữu Việc sử dụng bã mì để trích xuất sợi CNF mang lại giá trị cho bã mì sử dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền để tạo vật liệu đặc biệt Trong nghiên cứu tìm hiểu ảnh hưởng nhiệt độ thời gian thủy phân hai loại acid (HNO H2SO4) lên tính chất CNF thơng qua phương pháp XRD, TEM, TGA FTIR Bên cạnh tìm hiêu hướng ứng dụng q trình sản xuất vật liệu biocomposite đo tính chất lý sản phẩm composite polylactic acid (PLA) CNF Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan sinh khối 1.1.1 Giới thiệu sinh khối Sinh khối vật liệu sinh khối có nguồn gốc từ sống thể sống sinh vật sở tái tạo, hỗn hợp phức tạp nitơ, carbon, hydro, oxy Tài nguyên sinh khối, gọi tài nguyên tái tạo sinh học, tất dạng vật liệu hữu cơ, bao gồm thực vật dạng sống chất thải, động vật chất thải chúng [1] Hình 1.1Những nguồn sinh khối có tự nhiên [8] Tài nguyên sinh khối khác chuyển đổi thành sản phẩm sinh học trình chuyển đổi khác sản xuất sinh khối dựa dây chuyền toàn giới Nhưng để sử dụng tài nguyên sinh khối cách có hiệu tập trung vào nguồn lực thích hợp nhất, xem xét đặc điểm hệ thống chuyển đổi xử lý, sử dụng chúng quy mô phù hợp Hiểu biết tốt tài nguyên sinh khối sản xuất, thu thập, xử lý, tiền xử lý lưu trữ điều kiện quan trọng để quản sản xuất quản lý hiệu dựa chuỗi sinh khối [1] Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Ngày lượng sinh khối dư thừa nhiều tự nhiên dư lượng q trình cơng nghiệp nơng nghiệp mà chưa sử dụng mức Bên cạnh nguyên liệu thơ cho than sinh học, than hoạt tính, khí sinh học sản xuất nhiên liệu sinh học, số lượng lớn sinh khối chưa sử dụng mức Khả sử dụng chất thải hữu sinh khối dư lượng chất phụ gia chất gia cố vật liệu tổng hợp polymer thu hút quan tâm đáng kể, đặc biệt năm gần [8] Hình 1.2 Những cách để sử dụng chất thải hữu dư lượng ứng dụng vật liệu tổng hợp polymer gia cố sợi tự nhiên (NFPC) [8] 1.1.2 Các loại sinh khối Sinh khối bao gồm sản phẩm, sản phẩm phụ, dư lượng trình chế biến sản xuất nông nghiệp, gỗ từ rừng, tàn dư nơng nghiệp rơm, bã mía, chất thải nơng nhiệp xanh, lâm nghiệp, chất thải động vật,… Bất kể có nguồn gốc vật liệu sinh khối chia làm hai loại vật liệu sinh khối gỗ vật liệu phi gỗ [8] Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Vật liệu sinh khối gỗ có nguồn gốc chủ yếu từ phế thải tàn dư lâm nghiệp lâm nghiệp [8] Vật liệu phi gỗ có nguồn gốc từ nơng nghiệp dùng để sản xuất lượng sinh học cellulose có nguồn gốc từ cây, thân rễ cây; đường, tinh bột có nguồn gốc từ ngũ cốc nguyên liệu sản xuất dầu có nguốn gốc từ đậu nành, cọ, đậu phộng, hạt cải,…[8] Hình 1.3 Các loại vật liệu sinh khối [8] 1.2 Tổng quan cellulose nanofiber 1.2.1 Cellulose Cellulose homopolymer tự nhiên có trọng lượng phân tử cao thành từ liên kết – 4-D glucosic, có cơng thức tổng quát (C6H10O5)n Cellulose có mạch thẳng gồm monomer liên kết với thông qua liên kết hydro liên phân tử để tạo thành vi sợi, góc liên kết 1800 Vi sợi cellulose tự nhiên vừa có cấu trúc vừa tinh thể vừa vơ định hình [3] Mức độ kết tinh celulose tự nhiên thường dao động từ 40% đến 70% tùy thuộc vào nguồn gốc phương pháp tinh chế [5] Mỗi chuỗi cellulose có hai đơn vị kết thúc khác nhóm có chức khử hóa học (gọi đơn vị hemiacetal) nhóm lại nhóm hydroxyl khơng khử cuối [9] Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Hình 1.4 Cấu trúc phân tử cellulose [9] Hình 1.5 Bốn hình thái cellulose [11] Cellulose có bốn hình thái khác bao gồm cellulose I, II, III, IV Trong cellulose I cellulose có tự nhiên thường hai dị hình I  I Đối với cellulose II hay gọi cellulose tái sinh dạng cellulose ổn dịnh thường có mặt dung dịch natri hydroxid cellulose Sự khác đặc biệt hai hình thái nằm cách bố trí ngun tử, dạng I theo hướng song song, dạng II đối song song Cellulose III I IIIII thu trình xử lý celluolose I, II tương ứng amoniac Cellulose IV biến tính từ cellulose III [11] 1.2.2 Nanocellulose Ngày nanocellulose ngày ý vật liệu thay có khả tái tạo cho polymer nhân tạo có tiềm lớn để sản xuất biocomposite [2] Trong năm gần tổng hợp ứng dụng nanocellulose có tăng trưởng phát triển đáng kể việc gia cường cải thiện số tính chất lý cho polymer Nó coi vật liệu bền vững nhờ khả phân hủy sinh học [11] Các tính chất đặc trưng nanocellulose tinh Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh thể, kích thước bề mặt tính chât học khác phụ thuộc vào nguyên liệu, phương pháp chiết xuất kỹ thuật xử lý [11] Tùy thuộc vào điều kiện tổng hợp nanocellulose mà ta xác định kích thước, thành phần kích thước nên chia làm ba loại gồm tinh thể nanocellulose (CNC), sợi nanocellulose (CNF), cellulose vi khuẩn (BC) sợi nanocellulose điện (ECNF) Đối với CNC CNF tạo nhờ trình phân rã sợi cellulose để tạo thành hạt nano (quá trình từ xuống dưới) Tuy nhiên BC ECNF loại đường có trọng lượng phân tử thấp cellulose hòa tan thơng qua q trình lên men nhờ vi khuẩn đốt điện tương ứng tạo (quá trình từ lên) tạo thành Do việc sản xuất BC ECNF ứng dụng quy mơ phòng thí nghiệm, việc thương mại hóa hai loại khó khăn Trước việc cách ly CNF trình tốn sử dụng lượng cao trình phân rã, ngày với việc phát phương pháp giúp việc sản xuất CNF trở nên đơn giản Do CNF trở thành vật liệu thu hút quan tâm cho việc ứng dụng sản xuất thương mại Các nghiên cứu tập trung vào q trình tối ưu hóa kỹ thuật để phát triển phương pháp vừa thân thiện với mơi trường vừa tối ưu hóa tính chất nanocellulose mang lại nhiều ứng dụng ý nghĩ tương lai [11] Bảng 1.1 So sánh đặc tính vật lý hình thái BNC, CNF,CNC [9] Loại nanocellulose BNC CNF CNC Chiều dài Có nhiều loại sợi nano khác 0,1 – m 100 – 200nm (cellulose có nguồn gốc thực vật), 100nm đến vài micromet (cellulose có nguồn gốc từ tảo, …) Mặt cắt Độ trùng ngang hợp 20 – 100nm 4000 –10000 – 60nm  500 – 70nm 500 – 15000 Độ kết tinh/Cấu trúc tinh thể I (vỏ) I (lõi), có độ kết tinh cao Chủ yếu I, có độ kết tinh thấp Chủ yếu I đơi có I , có độ kết tinh trung bình Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh 1.2.3 Cellulose nanofiber Cellulose nanofiber vật liệu dạng sợi có chiều rộng từ – 20nm tỉ lệ chiều dài chiều rộng (L/D) lớn 100 có nguồn gốc từ thực vật [3] Không giống CNC gần 90% tinh thể, CNF chứa phần vơ định tinh thể miền sợi đơn [11] Thơng qua q trình tinh chế để loại bỏ thành phần phi cellulose lignin, hemicellulose, pectin Việc chế tạo CNF thực ba phương pháp: phương pháp học (nghiền, đồng hóa, xay nát, phương pháp hóa học (q trình oxy hóa TEMPO,…), kết hợp ba phương pháp hóa học học [3] Hình 1.6 Sản xuất sợi cellulose nanofiber kết hợp giữ hóa học học ảnh SEM cho thấy rối loạn CNF [3] Khóa luận tốt nghiệp 10 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Hình 1.7 Làm giàu thành phần kết tinh nanocellulose ảnh TEM kích thước CNC [3] 1.2.4 Ứng dụng cellulose nanofiber vào vật liệu composite Ngày cellulose nanofiber ứng dụng vật liệu composite nhằm cải thiện số tính lý cho vật liệu tạo thêm nhiều ứng dụng loại vật liệu sản xuất Các đặc tính CNF thúc cho ứng dụng này: Tỷ lệ khung cao cho phép chuyển ứng suất chất độn chất Bề mặt tiếp xúc cao tính chất nanomet dẫn đến việc cải thiện nồng độ chất độn (sử dụng nồng độ thấp) Sự diện nhóm hydroxyl bề mặt tạo điều kiện phản ứng cho chức Việc sử dụng nguồn nguyên liệu tái tạo tạo điều kiện hình thành vật liệu thân thiện với mơi trường [4] CNF có tiềm to lớn việc ứng dụng vật liệu composie Tuy nhiên, hạn chế bề mặt ưa nước mạnh làm ức chế phân tán đồng polymer hạn chế tiềm củng cố Ngồi ra, tỷ lệ khung hình cao, CNF có xu hướng kết tụ lại với đặc biệt làm khơ chúng [7] Vì vậy, muốn có CNF có độ phân tán tốt đưa ra, phương Khóa luận tốt nghiệp 11 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh pháp sản xuất nanocomposite thược thực dung dịch để tránh làm khô hạt CNF [4] Khơng thế, cải thiện tích phân tán CNF dung mơi khơng phân cực cách biến đổi hóa học [7] Hình 1.8 Hình ảnh minh họa phân tán CNF polymer: (A) phân tán tốt, phân phối kém; (B)phân tán kém, phân tán tốt, (C) phân phối phân tán kém; (D) phân phối phân tán tốt [7] Có nhiều phương pháp làm thay đồi bề mặt sợi, người ta tìm phương pháp phổ biến như: Bề mặt sợi biến tính cách sử carboxylmethylation, oxy hóa TEMPO thủy phân acid sulfuric mục đích làm giảm điện tích dương bề mặt sợi để dễ phân tán làm cho sợi khơng bị dính lại với Dùng chất hoạt động bề mặt, chất nhũ hóa chất tẩy rửa nhằm làm giảm sức căng bề mặt thành phần phân cực không phân cực vật liệu tổng hợp để phân tán tốt tăng khả làm khơ ướt Thay đổi hóa học thơng qua liên kết cộng hóa trị chức nhóm bề mặt cellulose cách sử dụng phương pháp ester hóa, silylation, phương pháp ghép [7] Khóa luận tốt nghiệp 12 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Các phương pháp nhằm giúp cho CNF phân tán tốt polymer để mở nhiều đường ứng dụng cho loại vật liệu tương lai 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng lên tính chất cellulose nanofiber q trình chiết xuất Tính chất sợi CNF không phụ thuộc vào nguyên liệu sản xuất mà phụ thuộc vào phương pháp trích xuất điều kiện phản ứng Đối với điều kiện thủy phân nồng độ acid, tỷ lệ acid, nhiệt độ thời gian thủy phân ảnh hưởng nhiều đến hình thái hóa học CNF Vì thế, điều kiện thủy phân acid cần phải ý nghiên cứu kiểm soát cách cẩn trọng để tạo vật liệu với hình thái mong muốn [10] Việc xử lý sinh khối để tạo CNF acid sulfuric có nhóm sulfat bề mặt làm ổn định huyền phù, nhiên góp mặt chứng minh làm cho vật liệu bị bị giảm mạnh ổn định nhiệt [10] Ngoài yếu tố kèm nồng độ, thời gian nhiệt độ không khảo sát cách hiệu làm phân hủy mẫu hòa tan phần cellulose kết q trình tinh chế Khóa luận tốt nghiệp 13 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Chương NGUYÊN LIỆU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN BỊ MẪU 2.1 Nguyên liệu 2.1.1 Bã mì Bã mì nguyên liệu phụ phẩm rẻ tiền có sẵn rộng rãi từ q trình chế biến tinh bột mì, chất thải rắn bao gồm vỏ, rễ, bã phần tinh bột sót lại Trong bã mì có chứa khoảng 50% tinh bột mì lại chủ yếu chất xơ dùng để sản xuất sinh phẩm quý Thành phần hóa học bã khoai mì bóc vỏ sở khô 6,7 – 14,8% cellulose, – 12,8% tổng lượng lignin, 89,9% tinh bột 50,3% hemicellulose [12] Hình 2.9 Hình dạng củ khoai mì có cuống kèm theo Khóa luận tốt nghiệp 14 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Trong nghiên cứu sử dụng bã mì thu trình chế biến tinh bột mì nhà máy Phúc Thắng nằm huyện Tân Biên, Tây Ninh thu hoạch vào khoảng tháng năm 2018 Hình 2.10 Bã mì sấy khơ (nguồn:Cơng ty Phúc Thắng) 2.1.2 Hố chất Bảng 2.2 Các loại hóa chất sử dụng ST T Tên hóa chất Xuất xứ Acid Nitric đậm đặc Acid sufuric đậm đặc Muối Natri nitride Natri hydroxide Acetone Chloroform Trung Quốc Việt Nam 2.1.3 Polylactic acid Hình 2.11 Cơng thức cấu tạo PLA [6] Poly lactic acid (PLA) polyester nhiệt dẻo phân hủy sinh học, có nguồn gốc từ tinh bột ngơ, rễ mì, mía,… Polylactic acid tạo thành từ phản ứng trùng hợp monomer acid lactic cơng thức hóa học (C3H4O2)n Trong acid Khóa luận tốt nghiệp 15 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh lactic phân tử đơn giản có cơng thức hóa học C 3H6O3, tồn hai dạng đồng phân quang học acid L-lactic acid D-lactic [6] Hình 2.12 Công thức cấu tạo acid L-lactic acid D-lactic [6] Polylactic acid sản xuất theo hai cách ngưng tụ trực tiếp dung môi môi trường chân khơng hình thành dimer trung gian tuần hồn khơng có dung mơi PLA có ưu điểm khả tương thích sinh học phân hủy sinh học, dễ dàng bị phá vỡ nhiệt nên sử dụng nhằm giải vấn đề môi trường Ngày PLA được dung để làm màng, túi đựng thực phẩm nhằm làm giảm thiểu rác thải nhựa bên [6] 2.2 Phương pháp thí nghiệm 2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gian thủy phân lên trình Bã (CNB) mì: 6g trích xuất cellulose nanofiber Dd a SửHNO3:6,5M,60mL dụng acid nitric cho trình thủy phân Thủy phân NaNO2: 0,96g phappphânp hân T0, t 6000 vòng/phút CNF acid Ly tâm Hemicellulose lignin 15 phút, lần Tinh bột, tạp chất Sấy Nước Đo, ghi nhận kết Hình 2.13 Quy trình sản chiết xuất CNF từ bã mì sử dụng acid HNO3 Khóa luận tốt nghiệp 16 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Thuyết minh quy trình Pha loãng acid HNO3 đậm đặc nước cất thành 60mL dung dịch HNO có nồng độ 6,5M Sau cho vào bình cầu ba cổ kích thước 250mL lấp vào máy khuấy có cánh khuấy thủy tinh dùng hệ khuấy kín gia nhiệt đến nhiệt độ cần khảo sát Trong khảo sát ba nhiệt độ: 500C, 600C, 700C Sau dung dịch đạt nhiệt độ khảo sát cân 6g bã mì làm cách rây qua rây có kích thước 60 mesh sấy khơ nhiệt độ 700C khuấy Sau 10 phút kể từ cho mẫu vào dung dịch cân 0,96g NaNO cho vào bình cầu Phản ứng thực thời gian Đối với quy trình khảo sát ảnh hưởng thời gian, cố định nhiệt độ 70 0C thực phản ứng với ba thời gian khác giờ, giờ, Khi kết thúc thời gian phản ứng, tiến hành làm sản phẩm cách ly tâm mẫu để loại bỏ acid tạp chất hòa tan dung dịch Q trình ly tâm thực lần với khoảng thời gian 15 phút tần số 6000 vòng/phút Kết thúc trình làm mẫu, mẫu cho vào lọ nhựa đơng lạnh lại sau đem sấy phương pháp sấy đông khô để loại bỏ Mẫu sau khô đem thực phương pháp đo đánh giá kết Khóa luận tốt nghiệp 17 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh b Sử dụng acid sulfuric cho trình thủy phân Tiền xử lý Bã mì: 10g 100mL NaOH 4% T0=700C, t=30 phút Tiền xử lý Mẫu xử lý Lọc Hemicellulose , pectin, kiềm Sấy, lưu trữ Hình 2.14 Quy trình tiền xử lý bã mì Pha 100mL dung dịch NaOH 4% cho vào bình cầu gia nhiệt đến 70 0C Khi đạt nhiệt độ cân 10g bã mì cho vào bình cầu, khuấy thực phản ứng thời gian 30 phút Kết thúc thời gian phản ứng gạn mẫu nước cất Khóa luận tốt nghiệp 18 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh nhiều lần, lọc rửa để loại bỏ kiềm tạp chất Sau làm lạnh sấy đông khô để tiếp tục thực cơng đoạn Thủy phân acid Bã mì tiền xử lý: 2g 150mL H2SO4 6,5M Thủy phân acid T0, t, khuấy Hỗn hợp CNF 6000 vòng/phút, 15 phút lần NaOH 0,5% Ly tâm Lignin, tạp chất, acid Trung hòa acid Sấy lạnh Nước Đo đánh giá Hình 2.15.Quy trình khảo sát ảnh hưởng thời gian nhiệt độ trích xuất CNF H2SO4 Khóa luận tốt nghiệp 19 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Pha loãng acid H2SO4 đậm đặc thành 150mL dung dịch H2SO4 có nồng độ 6,5M cho vào bình cầu hai cổ 250mL gia nhiệt đến nhiệt độ cần khảo sát 500C, 600C, 700C Tiếp theo cân 2g Mẫu bã mì sau qua trình tiền xử lý kiềm cho vào bình cầu khuấy 45 phút Khi phản ứng kết thúc cho mẫu ly tâm lần thời gian 15 phút với tần số 6000 vòng/phút để loại bỏ acid tạp chất Để hạn chế lượng acid dư thấp đem dung dịch trung hòa với lượng NaOH 0,5% thích hợp Cuối đem mẫu làm lạnh sấy khô thực phép đo đạt đo đánh giá kết Đối với việc khảo sát thời gian ta thực phản ứng 30 phút, 45 phút 60 phút với nhiệt độ 600C 2.2.2 Tạo màng composite PLA CNF PLA sấy khô để loại bỏ nước nhiệt độ 70 0C thời gian tiếng Mẫu CNF chuẩn bị ly tâm trao đổi dung dịch aceton để hạn chế diện nước CNF cân với tỷ lệ đối PLA theo tỷ lệ 0,1%, 0,3% 0,5% cho vaò lượng thích hợp dung mơi chloroform khuấy phút Sau cho dung dịch siêu âm thời gian 10 phút Cân 0,5g PLA cho vào dung dịch sau siêu âm, khuấy hỗn hợp gia nhiệt đến 400C thời gian 30 phút Tiếp theo cho dung dịch vào đĩa petri để hỗn hợp bay tủ hút Màng thu dung mơi khơng tiến hành tính Chuẩn bị mẫu PLA trắng tráng đĩa petri cách hòa tan 0,5g vào dung mơi choloroform để bay tủ hút Sau kết thúc tất mẫu chuẩn bị ta tiến hành đo tính đánh giá kết Khóa luận tốt nghiệp 20 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh 2.3 Phương pháp đo kết 2.3.1 Transmission electron microscopy (TEM) TEM phương pháp đo kích thước mẫu kích thước hiển vi có đọ phóng đại cao Thiết bị sử dụng JEM 1400 với điện áp cao tốc 100kV Mẫu đo dạng sợi cellulose mỏng phân tán nước phương pháp siêu âm nhằm đảm bảo độ phân tán Khi đo sợi lắng nhuộm uranyl acetat 2% nhằm tăng cường đổ phân giải cho kính để ảnh chụp rõ 2.3.2 Phổ hồng ngoại (FTIR) Phổ hồng đo máy máy quang phổ Brucker Tensor 37 FTIR Mẫu đo mẫu thơ bã mì chưa qua xử lý, mẫu CNF sau xử lý HNO mẫu xử lý acid H2SO4 sấy khô phương pháp sấy lạnh Phô FTIR phân tích phạm vi sóng từ 400 – 4000 cm-1 2.3.3 X – ray diffractometer (XRD) Các mẫu đo máy đo nhiễu xạ tia X XRD – 7000 xạ CuK cường độ 40mA, góc chụp 2 từ 50 đến 400 Mẫu đo sấy loại bỏ nước phương pháp sấy lạnh, mẫu dạng bột 2.3.4 Phương pháp phân tích nhiệt (TGA) Là phương pháp phân tích nhiệt mơi trường nito lỏng có tốc độ dòng chảy 100mL/phút Nhiệt độ gia nhiệt 100/ phút vùng khảo sát từ 500C – 7000C dạng bột khơ 2.3.5 Cơ tính 2.3.6 Khóa luận tốt nghiệp 21 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Chương KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 3.1 Kết TEM 3.2 Kết XRD 3.2.1 Ảnh hưởng thời gian q trình trích xuất CNF a Mẫu HNO3 Sau đo thu kết tính độ kết tinh Bảng 3.3 Kết tính độ kết tinh thông qua kết XRD nhiệt độ khác mẫu HNO3 Mẫu với nhiệt độ khác Độ kết X1 Y1 X2 Y2 (%) 50oC; 6,5M; 6h 23,002 37,035 17,017 1,978 94,66 60oC; 6,5M; 6h 23,06 42 18,78 3,99 90,5 70oC; 6,5M; 6h 22,664 38,03 16,882 4,975 86,92 tinh Khóa luận tốt nghiệp 22 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Hình 3.16 Biểu đồ so sánh tỷ lệ kết tinh mẫu với nhiệt độ khác xử lý HNO3đối với mẫu thô b Mẫu H2SO4 Bảng 3.4 Kết tính độ kết tinh thơng qua kết XRD nhiệt độ khác mẫu H2SO4 Mẫu với nhiệt độ khác X1 Y1 X2 Y2 Độ kết tinh (%) 50oC; 6,5M; 6h 22,86 28,02 19,76 1,98 92,93 60oC; 6,5M; 6h 22,79 29,02 19,64 2,98 89,73 70oC; 6,5M; 6h 21,88 40,03 18,88 3,97 90,08 Mẫu thơ Khóa luận tốt nghiệp 23 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Hình 3.17 Biểu đồ so sánh tỷ lệ kết tinh mẫu với nhiệt độ khác xử lý H2SO4 mẫu thô 3.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ lên q trình trích xuất CNF 3.3 Kết TGA 3.4 Kết FTIR 3.5 Kết tính composite Khóa luận tốt nghiệp 24 GVHD: TS.Nguyễn Chí Thanh Chương TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] S, Y, Balaman, Decision-Making for Biomass-Based Production Chains: The Basic Concepts and Methodologies, Academic Press, 2018, V, Barbash, O, Yaschenko, and O, Shniruk, "Preparation and properties of nanocellulose from organosolv straw pulp," Nanoscale research letters, vol, 12, no, 1, p, 241, 2017, A, Chakrabarty and Y, Teramoto, "Recent Advances in Nanocellulose Composites with Polymers: A Guide for Choosing Partners and How to Incorporate Them," Polymers, vol, 10, no, 5, p, 517, 2018, N, Duran, A, Paula Lemes, and A, B Seabra, "Review of cellulose nanocrystals patents: preparation, composites and general applications," Recent patents on nanotechnology, vol, 6, no, 1, pp, 16-28, 2012, M, Fazeli, M, Keley, and E, Biazar, "Preparation and characterization of starch-based composite films reinforced by cellulose nanofibers," International journal of biological macromolecules, vol, 116, pp, 272-280, 2018, B, Gupta, N, Revagade, and J, Hilborn, "Poly (lactic acid) fiber: An overview," Progress in polymer science, vol, 32, no, 4, pp, 455-482, 2007, A, K, HPS et al,, "Nanofibrillated cellulose reinforcement in thermoset polymer composites," in Cellulose-Reinforced Nanofibre Composites: Elsevier, 2017, pp, 1-24, M, Jawaid, P, M, Tahir, and N, Saba, Lignocellulosic Fibre and BiomassBased Composite Materials: Processing, Properties and Applications, Woodhead Publishing, 2017, D, Klemm et al,, "Nanocellulose as a natural source for groundbreaking applications in materials science: Today’s state," Materials Today, 2018, M, Martínez-Sanz, A, Lopez-Rubio, and J, M, Lagaron, "Optimization of the nanofabrication by acid hydrolysis of bacterial cellulose nanowhiskers," Carbohydrate Polymers, vol, 85, no, 1, pp, 228-236, 2011, M, Nasir, R, Hashim, O, Sulaiman, and M, Asim, "Nanocellulose: Preparation methods and applications," in Cellulose-Reinforced Nanofibre Composites: Elsevier, 2017, pp, 261-276, E, d, M, Teixeira, A, A, Curvelo, A, C, Corrêa, J, M, Marconcini, G, M, Glenn, and L, H, Mattoso, "Properties of thermoplastic starch from cassava bagasse and cassava starch and their blends with poly (lactic acid)," Industrial Crops and Products, vol, 37, no, 1, pp, 61-68, 2012, ... liệu sản xuất mà phụ thuộc vào phương pháp trích xuất điều kiện phản ứng Đối với điều kiện thủy phân nồng độ acid, tỷ lệ acid, nhiệt độ thời gian thủy phân ảnh hưởng nhiều đến hình thái hóa học CNF... nanocellulose trích xuất từ bã mì, ứng dụng để gia cường cho màng phân hủy sinh học Việc chọn nguyên liệu bã mì làm ngun liệu cho nghiên cứu bã mì nước ta khơng ứng dụng nhiều đời sống Bã mì thường... ảnh hưởng nhiệt độ thời gian thủy phân lên trình Bã (CNB) mì: 6g trích xuất cellulose nanofiber Dd a SửHNO3:6,5M,60mL dụng acid nitric cho trình thủy phân Thủy phân NaNO2: 0,96g phappphânp hân