Vorschau wird generiert...
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT HÓA POLYMER TỔNG HỢP SEMI-IPN HYDROGEL TỪ N, N’-DIMETHYLACRYLAMIDE VÀ MALEIC ACID ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT NÔNG NGHIỆP GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN ANH TUẤN SVTH: NGUYỄN TRỌNG TÍN S K L 0 0 8 8 3 1 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8/2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC -------------------- KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TỔNG HỢP SEMI-IPN HYDROGEL TỪ N, N’-DIMETHYLACRYLAMIDE VÀ MALEIC ACID ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT NÔNG NGHIỆP GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Anh Tuấn SVTH: Nguyễn Trọng Tính Ngành CNKT Hóa Polymer Lớp 18128P MSSV 18128064 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC -------------------- KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TỔNG HỢP SEMI-IPN HYDROGEL TỪ N, N’-DIMETHYLACRYLAMIDE VÀ MALEIC ACID ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT NÔNG NGHIỆP GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Anh Tuấn SVTH: Nguyễn Trọng Tính Ngành CNKT Hóa Polymer Lớp 18128P MSSV 18128064 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022
TÓM TẮT KHÓA LUẬN Tên đề tài: Tổng hợp semi-IPN hydrogel từ N, N’-Dimethylacrylamide và Maleic acid ứng dụng trong kỹ thuật nông nghiệp. Việc sử dụng nước và phân bón trong nông nghiệp theo phương thức truyền thống là rải, phun, … đã làm thất thoát đi lượng lớn các tác nhân này và gây tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Để khắc phục tình trạng trên thì cần có một loại vật liệu có khả năng hấp thụ và giải phóng có kiểm soát nước, chất dinh dưỡng. Trong khóa luận này, semi-IPN hydrogel (SH) được tổng hợp từ homopolymer PDMA, monomer N, N’-Dimethylacrylamide và monomer Maleic acid theo kỹ thuật trùng hợp gốc tự do. Sau khi tổng hợp, vật liệu được biến tính bằng cách sử dụng các xúc tác acid mạnh là HCl (SA) và base mạnh là KOH (SB). Ngoài ra, mẫu hydrogel thông thường (CH) cũng được tổng hợp để so sánh. Vật liệu sau khi tổng hợp được đánh giá bằng phương pháp lý – hóa bởi các phép đo như FTIR, đo lưu biến, cơ tính, DSC, TGA, SEM, EDX, tốc độ trương nở và tỉ lệ trương nở trong các môi trường pH khác nhau. Sau đó mẫu SB được sử dụng để khảo sát khả năng hấp thụ và giải phóng Urea hướng đến ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp. Kết quả ghi nhận được cho thấy hệ semi-IPN hydrogel có những đặc tính tốt hơn so với hydrogel thông thường. Cụ thể về tốc độ trương cân bằng của SH là 2974,603% tại 710 phút và CH là 2508, 949% tại 790 phút. Ngoài ra, khi so sánh trong hệ semi-IPN hydrogel thì SB có tốc độ trương trong nước ở giai đoạn đầu nhanh nhất và tỉ lệ trương cân bằng lớn nhất so với SH và SA. Khảo sát động học của quá trình trương nở trong nước cho thấy hệ số mũ khuếch tán n của các hydrogel có giá trị từ 0,5543 đến 0,6763, điều này chỉ ra quá trình trương nở của hydrogel theo cơ chế khuếch tán non – Fickian. Hệ số khuếch tán (D) của SB là cao nhất, cụ thể D có các giá trị 1,31.10-3, 8,51.10-4, 5,18.10-4 và 3,40.10-4 cm2/phút tương ứng cho các mẫu SB, SH, CH và SA. Bên cạnh đó các mẫu semi-IPN hydrogel nhìn chung có cơ tính cao hơn hydrogel thông thường với ứng suất nén đo được trên các mẫu CH, SH, SB và SA lần lượt là 136,31 ± 3,97 kPa; 226,27 ± 9,05 kPa; 259,86 ± 3,80 kPa; 353,57 ± 8,84 kPa. Theo kết quả phân tích nhiệt DSC đã chỉ ra rằng sau quá trình biến tính semi-IPN hydrogel trong xúc tác acid/base, giữa các mẫu có sự khác biệt rõ i
về nhiệt độ chuyển thủy tinh, cụ thể SH có Tg là 124,6℃, SB là 108,1℃ và SA là 140,6 ℃. Kết quả đo TGA chứng minh rằng mẫu SA, SB sẽ có khả năng bền nhiệt hơn mẫu semi- IPN hydrogel trước biến tính với khối lượng còn lại trong vùng nhiệt khảo sát là 50 – 800 ℃ ở mẫu SH là 18,083%, SB là 34,008% và SA với 24,345%. Từ các tính chất đo được, khóa luận đã chứng minh SB có các tính chất vượt trội và được chọn để tiếp tục tiến hành nghiên cứu khả năng hấp thụ và giải phóng Urea. Kết quả khảo sát cho thấy hàm lượng Urea hấp thụ tối đa vào mẫu là 152,91 mg/g. Kết quả động học đẳng nhiệt cho thấy quá trình hấp thụ thể hiện sự tương thích tốt nhất với đường đẳng nhiệt Langmuir (L) có R2 = 0,9691. Kết quả khảo sát quá trình giải phóng phân bón của SB chỉ ra rằng Urea ở thời gian đầu được giải phóng nhanh và chậm dần sau 1440 phút. Tại môi trường pH 4 Urea được giải phóng cực đại tại 3600 phút với 44,9%, tại pH 8 Urea giải phóng cực đại tại 4320 phút với 83,62% và tại pH 12 Urea giải phóng cực đại tại 3600 phút với 21,32%. Để đánh giá khả năng giải phóng phân bón Urea của SB, bốn mô hình động học là Zero – Order (Z-O), First – Order (F-O), Higuchi (H) và Korsmeyer – Peppas (K-P) được nghiên cứu. Dựa trên các hệ số tương quan của các mô hình thì mô hình động học K – P phù hợp để mô tả các kết quả thực nghiệm. Cuối cùng khóa luận này đã bước đầu đánh giá tác động của mẫu hydrogel đến các tính chất lý – hóa của đất và mẫu SB/Urea đến sự phát triển của cây cải bẹ xanh. Kết quả cho thấy mẫu SB duy trì tốt nhất độ ẩm của đất. Trong khi đó, sự sinh trưởng của cải bẹ xanh đã đạt được những ưu điểm vượt trội khi theo dõi chiều dài lá và thời gian sống. Cụ thể, cây phát triển tốt trong 14 ngày theo dõi, thời gian sống là 20 ngày và cây bị chết hẳn sau 22 ngày không cung cấp nước. Trong khi nếu không sử dụng hydrogel, chiều dài của lá cải không phát triển nhiều trong 5 ngày đầu, lá cây có độ dài không đổi sau ngày thứ 6, bắt đầu héo lá và cây bị chết hẳn vào ngày thứ 7. ii
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận này, em xin gửi lời cảm ơn đến các quý thầy cô trong Bộ môn Công nghệ Hóa học, khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh đã tạo cơ hội cho em được học tập rèn luyện và tích lũy kiến thức, kỹ năng để thực hiện khóa luận này. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy hướng dẫn – TS. Huỳnh Nguyễn Anh Tuấn. Qua sự dẫn dắt của thầy là cơ hội quý giá để em học hỏi, trang bị thêm những kiến thức cùng những kỹ năng bổ ích để tự tin hoàn thành khóa luận tốt nghiệp một cách chỉn chu và trọn vẹn nhất. Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân đã luôn bên cạnh động viên và là nguồn cổ vũ lớn lao, động lực giúp em hoàn thành khóa luận. Bằng khả năng trau dồi kiến thức, tìm đọc thêm nhiều nguồn tài liệu trong lĩnh vực khoa học, lắng nghe những nhận xét từ thầy hướng dẫn, em đã cải thiện nhiều điểm hạn chế và trình bày nội dung được logic, rõ ràng hơn. Tuy nhiên, trong khóa luận không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự quan tâm và góp ý của quý thầy cô và bạn đọc để khóa luận em được hoàn chỉnh hơn. Kính chúc quý thầy cô sức khỏe, hạnh phúc và thành công trên con đường sự nghiệp giảng dạy. Em xin chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 08 năm 2022 Sinh viên thực hiện Nguyễn Trọng Tính iii
Die ersten 12 Seiten werden angezeigt. Laden Sie das Dokument herunter, um alles zu sehen.
Noch keine Kommentare. Seien Sie der Erste!
Kommentare (0)
Noch keine Kommentare. Seien Sie der Erste!