luận văn tốt nghiệp hay đại học sư phạm hóa học “Nghiên cứu tổng hợp poly (hydroxamic axit) trên cơ sở polyacrylamit và ứng dụng hấp phụ nguyên tố đất hiếm Praseodym

Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
LỜI CẢM ƠN
Khóa luận này được thực hiện tại Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa
học và công nghệ Việt Nam.
Em xin trân trọng cảm ơn TS. Trịnh Đức Công đã hướng dẫn tận tình
và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn
thành khoá luận tốt nghiệp.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới thầy TS. Nguyễn Tiến Dũng cùng toàn
thể các thầy cô trong Khoa Hóa học-Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã
truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích và tạo mọi điều kiện để em có khả
năng hoàn thành khóa luận này.
Em xin cảm ơn các thầy, các cô, bạn bè, người thân và các anh chị
thuộc phòng Vật liệu Polyme - Viện hoá học - Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam đã dạy bảo, giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện cho em
hoàn thành khoá học và thực hiện thành công khoá luận tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2013
Sinh Viên
Trần Thị Diệp
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN 1
MỤC LỤC 2
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 4
MỞ ĐẦU 1
1.1.3.2. Trùng hợp dung dịch 4
1.1.3.3 . Trùng hợp nhũ tương 5
1.2.Phản ứng tổng hợp poly acrylamit (PAM) 9
1.2.1 Giới thiệu về acrylmit[3] 9
1.2.2 Tổng hợp PAM (polyacrylamit) [2] 10

1.3 Tổng hợp PHA ( poly hydroxamic axit ) từ biến tính poly acrylamit 14
1.4. Ứng dụng của PHA trong thu hồi kim loại 15
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 17
2.1. Hóa chất dụng cụ 17
2.1.1. Hóa chất 17
2.1.2. Dụng cụ 18
2.2. Phương pháp tiến hành 18
2.2.1. Trùng hợp dung dịch PAM( polyacrylamit) 18
2.2.2. Tổng hợp poly(hydroxamic axit) trên cơ sở PAM 19
2.3. Các phương pháp phân tích đánh giá 20
2.3.1. Xác định khả năng hấp thụ nước của hydrogel PAM 20
2.3.2. Xác định hàm lượng phần gel của hydrogel PAM 20
2.3.3. Xác định hàm lượng nhóm chức trong PHA 20
2.3.4. Phân tích nhiệt trọng lượng TGA 21
2.3.5 Phân tích vi sai DSC 22
2.3.6. Xác định độ hấp phụ của ion KLĐH trong nhựa 22
2.3.7. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ của các ion KLĐH bằng PHA 22
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng chất tạo lưới đến hàm lượng nhóm chức trong
poly(hydroxamic axit) 25
3.3. Một số đặc trưng lý hóa của monome và sản phẩm 26
3.3.1. Phổ hồng ngoại của acrylamit (AM) và polyacrylamit (PAM) 26
3.3.2. Phổ hồng ngoại của PAM- PHA; PAM- NaPHA 28
Phổ hồng ngoại của PAM- PHA và PAM- NaPHA được đưa ra lần lượt trên
các hình 3.3 và 3.4 28
3.3.3. Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) và vi sai quét (DSC) 29
Giản đồ nhiệt vi sai quét (DSC) của Na- PHA hình 3.6 cho thấy nhiệt độ
chuyển hóa thủy tinh (Tg) của Na- PHA là 133.27oC, nhiệt độ chảy mềm

(Tm) là 207,14oC 31
3.4.2. Xây dựng phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Pr3+ 33
3.4.4. Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến độ hấp phụ 36
KẾT LUẬN 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO 39
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AM: Acrylamit
APS: Ascobic-peroxidisunfat
DSC: Phân tích nhiệt vi sai quét
DVB: Divinylbenzen
EA: Etylacrylat
IR: Phổ hồng ngoại
MBA: N,N’- metylenebisacrylamit
PAM: Polyacrylamit
PAN: 1 – (2- phridyazo) – 2 - naphthol
PHA: Poly(hydroxamic axit)
PMA: Poly(metylacrylat)
TGA: Phân tích nhiệt trọng lượng (Thermal Gravimetric Analysic)
TMP: 2,2,4-Trimetylpentan
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH VẼ
Hình 1.1: Hợp chất acrylamit 9
Sơ đồ 1.2. Cơ chế tạo gốc của hệ khơi mào oxy hóa ascobic-peroxidisunfat.12
Sơ đồ 1.3: Phản ứng tổng hợp hydrogel PAM 14
Sơ đồ 1.4: Nhóm chức hydroxamic ở dạng tautome hóa giữa xeton và enol. 14
Sơ đồ 1.5: Sơ đồ phản ứng biến tính hydrogel PAM thành PHA 15
Sơ đồ 1.6: Tương tác có thể xảy ra giữa PHA và ion kim loại 16

Hình 3.1: Phổ hồng ngoại của acrylamit 26
Hình 3.2: Phổ hồng ngoại của hydrogel polyacrylamit (PAM) 27
Hình 3.3: Phổ hồng ngoại của PHA 28
Hình 3.4: Phổ hồng ngoại của PAM- NaPHA 28
Hình 3.5: Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng của Na-PHA 30
Hình 3.6: Giản đồ phân tích nhiệt vi sai quét DSC của Na- PHA 31
Hình 3.7. Phổ hấp thụ của Pr3+ với arsenazo III 32
Hình 3.8. Hình Đường chuẩn của Pr3+ 33
Hình 3.9. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Pr3+ 34
Hình 3.10. Đường đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính của ion Pr3+ 34
Hình 3.11. Đường đẳng nhiệt Langmuir dạng tuyến tính của ion Pr3+ 35
Hình 3.12. Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến độ hấp phụ 37
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của hàm lượng chất tạo lưới tới hàm lượng phần gel và
độ hấp thụ nước của hydrogel polyacrylamit 24
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của hàm lượng chất tạo lưới đến hàm lượng nhóm chức
trong poly(hydroxamic axit) 25
Bảng 3.3: Các pic tương ứng với các nhóm chức đặc trưng của PAM, PHA,
Na- PHA 29
Bảng 3.4: Dữ liệu phân tích TGA của Na-PHA 30
Pha các dung dịch Pr(NO3)3 với các nồng độ khác nhau từ dung dịch chuẩn
0,05M. Pha dung dịch HNO3 1% làm mẫu trắng. Tiến hành đo mật độ quang
của từng dung dịch. Dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang vào
nồng độ kết quả thu được ở bảng 3.5 32
Bảng 3.5. Sự phụ thuộc của mật độ quang (A) vào nồng độ (C0) của Pr3+ 32
Bảng 3.6. Độ hấp phụ của Pr3+ tại các nồng độ khác nhau 33
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của nhựa với Pr3+ 36
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của thời gian tới độ hấp phụ 36

Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
MỞ ĐẦU
Lĩnh vực polyme ưa nước đã phát triển nhanh chóng trong thời gian gần
đây nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng cao. Đặc biệt là các polyme ưa
nước dạng hydrogel có chứa các nhóm chức aminoaxit, axit photphonic, amino
photphonic, axit cacboxylic được sử dụng khá phổ biến.[1]
Việc tách các ion kim loại khác nhau bằng kỹ thuật trao đổi ion trên cơ
sở các polyme đã được sử dụng từ lâu. Trong đó, có nhóm chức đặc biệt để
tách một số nguyên tố đất hiếm đã và đang được nhiều nhà khoa học trên thế
giới quan tâm nghiên cứu sử dụng làm chất trao đổi ion để tách các nguyên tố
đất hiếm
Trong thời gian gần đây polyme trên cơ sở poly(hydroxamic axit) đã
được sử dụng để nghiên cứu tách một số nguyên tố đất hiếm. Nhóm
hydroxamic axit của polyme trên cơ sở poly(hydroxamic axit) có khả năng tạo
phức vòng càng đối với nhiều ion kim loại. Do vậy trên cơ sở đó em chọn đề
tài: “Nghiên cứu tổng hợp poly (hydroxamic axit) trên cơ sở polyacrylamit
và ứng dụng hấp phụ nguyên tố đất hiếm Praseodym” nhằm nghiên cứu và
tổng hợp được một loại nhựa có chứa các nhóm chức hydroxamic có khả năng
tạo liên kết bền với các ion kim loại và nghiên cứu ứng dụng chúng trong việc
hấp thụ nguyên tố đất hiếm Praseodym (Pr).
Các nội dung chính của khóa luận:
• Tổng hợp polyme acrylamit và nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình tổng hợp: chất tạo lưới, thời gian phản ứng, nhiệt độ.
• Tổng hợp poly hydroxamic axit trên cơ sở biến tính polyacrylamit và
nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến tính.
• Nghiên cứu hấp thụ thăm dò nguyên tố đất hiếm Praseodym trên cơ sở
poly hydroxamic axit.
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 1
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1 Cơ sở lí thuyết phản ứng trùng hợp
1.1.1 Phản ứng trùng hợp [2,5,6]
Trùng hợp là phản ứng kết hợp một số lớn các phân tử monome với nhau
thành hợp chất cao phân tử. Phản ứng trùng hợp nói chung và trùng hợp gốc
nói riêng bao gồm 3 giai đoạn chính đó là: khơi mào, phát triển mạch và ngắt
mạch. Ngoài ra còn có thể xảy ra các phản ứng chuyển mạch. Cơ chế của
phản ứng trùng hợp như sau:
- Khơi mào:
Chất khơi mào ký hiệu là I phân hủy theo sơ đồ sau:
I
K
d
R
•
+ R
•
’
(1.1)
Nếu gốc tự do có hoạt tính đủ lớn, chúng sẽ tác dụng tiếp với các
monome, khơi mào phản ứng kết hợp:
- Phát triển mạch homopolyme:
(1.2)
(1.3)
. . .
(1.4)
- Đứt mạch homopolyme theo cơ chế kết hợp hay phân ly:
(1.5)
(1.6)
Ở đây:X:là các nhóm chức có trong vinyl monome

K
d
:là hằng số tốc độ phản ứng phân huỷ chất khởi đầu
K
i
:là hằng số tốc độ khởi đầu phản ứng
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 2
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
K
p
:là hằng số tốc độ phát triển mạch
K
tc
:là hằng số tốc độ phản ứng đứt mạch do kết hợp
K
td
:là hằng số tốc độ phản ứng đứt mạch không cân đối
Trong quá trình trùng hợp, xảy ra sự cạnh tranh để có gốc tự do giữa
mạch polyme đang phát triển với monome, homonome, dung môi và các tác
nhân chuyển mạch [2,5,6].
1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trùng hợp [2]
Quá trình trùng hợp bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như: nhiệt độ phản ứng,
nồng độ chất khơi mào, nồng độ monome và dung môi.
• Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nói chung tất cả các phản ứng trùng hợp đều là
phản ứng toả nhiệt, khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng và phụ thuộc vào
hiệu ứng nhiệt. Khi nhiệt độ tăng thì làm tăng vận tốc của tất cả các phản ứng
hoá học kể cả các phản ứng cơ sở trong quá trình trùng hợp. Việc tăng vận tốc
quá trình làm hình thành các trung tâm hoạt động và vận tốc phát triển mạch
lớn, do đó làm tăng quá trình chuyển hoá của monome thành polyme và đồng
thời cũng làm tăng vận tốc của phản ứng đứt mạch dẫn đến làm giảm trọng

lượng phân tử trung bình của polyme nhận được.
• Ảnh hưởng của nồng độ chất khơi mào: Khi tăng nồng độ chất khơi
mào, số gốc tự do tạo thành khi phân huỷ tăng lên dẫn tới làm tăng số trung
tâm hoạt động, do đó vận tốc quá trình trùng hợp chung tăng. Nhưng khi đó
khối lượng phân tử trung bình của polyme tạo thành giảm.
• Ảnh hưởng của nồng độ monome: Khi tiến hành trùng hợp trong
dung môi hay trong môi trường pha loãng vận tốc của quá trình và trọng
lượng phân tử trung bình tăng theo nồng độ của monome. Nếu monome bị
pha loãng nhiều có khả năng xảy ra phản ứng chuyển mạch do đó làm giảm
trọng lượng phân tử trung bình của polyme.
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 3
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
• Ảnh hưởng của dung môi: Ảnh hưởng của dung môi đến quá trình
phản ứng có thể là do các yếu tố: độ phân cực, hoặc là do xảy ra phản ứng
giữa polyme với dung môi, phản ứng monome với dung môi, hoặc giữa mạch
đang phát triển với dung môi. Dung môi có khả năng phân tán, khuếch tán,
kiểm soát phản ứng chuyển mạch. Các phản ứng hoá học có thể kiểm soát khi
có mặt của dung môi như là phát triển phản ứng tạo gốc tự do trong quá trình
trùng hợp, đây là một yếu tố ảnh hưởng quan trọng không theo mong muốn.
1.1.3 Các phương pháp tiến hành phản ứng trùng hợp[2]
1.1.3.1. Trùng hợp khối
Là quá trình trùng hợp tiến hành với các monome lỏng tinh khiết. Ngoài
một lượng nhỏ chất khơi mào (nếu khơi mào bằng hóa chất) trong khối
polyme chỉ còn một số monome chưa tham gia phản ứng. Do đó sản phẩm
của quá trình trùng hợp nhận được rất tinh khiết. Tuy nhiên trùng hợp khối có
nhược điểm khi thực hiện phản ứng ở lượng lớn và khi mức độ chuyển hóa
cao thì độ nhớt của hỗn hợp phản ứng rất lớn, gây khó khăn cho quá trình
khuấy trộn, dẫn đến thoát nhiệt khi phản ứng kém và dễ quá nhiệt cục bộ.
1.1.3.2. Trùng hợp dung dịch
Là quá trình trùng hợp tiến hành với các monome được pha loãng. Trùng

hợp dung dịch khắc phục được nhược điểm của trùng hợp khối là hiện tượng
quá nhiệt cục bộ. Độ nhớt của môi trường nhỏ nên sự khuấy trộn tốt hơn.
Trùng hợp dung dịch thường kèm theo công đoạn tách dung môi ra khỏi
polyme sau quá trình trùng hợp. Trùng hợp dung dịch thường được sử dụng
trong phòng thí nghiệm để nghiên cứu lý thuyết động học của trùng hợp. Độ
trùng hợp trung bình tỷ lệ thuận với nồng độ monome. Do vậy khi pha loãng
monome sẽ làm giảm trọng lượng phân tử trung bình của polyme thấp hơn so
với trùng hợp khối, đồng thời vận tốc trung bình giảm. Độ trùng hợp có thể
giảm do phản ứng chuyển mạch lên dung môi.
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 4
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Liu Z., Brooks B. W [7] nghiên cứu phản ứng trùng hợp axit acrylic
trong dung dịch sử dụng hệ khơi mào oxy hóa khử natri metabisunfit-kali
bromat trong dung dịch nước. Kết quả cho thấy quá trình trùng hợp được khơi
mào bởi gốc tự do và ngắt mạch theo sự kết hợp đơn phân tử và lưỡng phân
tử. Năng lượng hoạt hóa tổng cộng thu được trong khoảng nhiệt độ 13-43
0
C là
28,62kJ/mol.
Buchholz [8,9] đã nghiên cứu quá trình trùng hợp axit acrylic trong dung
dịch nước, kết quả cho thấy điều kiện phản ứng và động học của phản ứng
ảnh hưởng đến cấu trúc mạng lưới polyme. Động học của phản ứng trùng hợp
axit acrylic rất phức tạp vì ngoài ở pH rất cao hoặc pH rất thấp, ở pH trung
bình hỗn hợp bao gồm cả axit và muối. Như vậy sự trùng hợp của axit acrylic
cũng là một quá trình đồng trùng hợp. Các nồng độ tương đối của axit acrylic
và sự ion hoá của nó được mô tả theo phương trình Henderson– Hasselbach:
pH = pKa + log
α−
α
1

(1.7)
Ở đây: α là phần ion hoá đối với một hợp phần đã biết pKa. Theo Nemec
và Bauer [10] thì pKa của axit acrylic = 4,2 và polyacrylic thì pKa = 4,75.
Hong-Ru Lin [11] đã nghiên cứu động học của phản ứng trùng hợp
acrylamit trong dung dịch nước sử dụng chất khơi mào kali pesunfat. Sự
chuyển hóa của monome được phân tích bằng phương pháp trọng lượng.
Nghiên cứu cho thấy sự phụ thuộc của hàm lượng chất khơi mào đến tốc độ
phản ứng trùng hợp tuân theo lý thuyết động học cổ điển, độ chuyển hóa của
monome tăng theo sự tăng của nhiệt độ phản ứng, trong khi thay đổi giá trị
pH thì không có bất kỳ thay đổi đáng kể nào đến độ chuyển hóa của monome
tại các giá trị nhiệt độ cố định.
1.1.3.3 . Trùng hợp nhũ tương
Đây là kỹ nghệ dùng trùng hợp gốc trong chất nhũ tương hoá và được sử
dụng rộng rãi trong công nghiệp. Trùng hợp nhũ tương bao gồm quá trình tạo
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 5
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
nhũ tương hóa hình thành các hạt vi nhũ và quá trình phản ứng trong các vi
nhũ. Phản ứng thường được tiến hành ở nhiệt độ thấp hay trung bình, tốc độ
quá trình lớn và polyme nhận được có trọng lượng phân tử cao[12].
Polyme nhận được được phân tán trong pha dầu liên tục dưới dạng các
hạt latex không lắng đọng. Tuy nhiên, trước khi sử dụng polyme latex cần
được hoà tan trong pha nước liên tục và quá trình này được gọi là đảo pha
polyme. Đảo pha polyme liên quan đến việc vận chuyển nhũ tương nước
trong dầu thành nhũ tương dầu trong nước trong đó polyme được hoà tan
trong pha nước liên tục. Điều này thường được thực hiện nhờ bổ sung một
lượng nhỏ chất hoạt động bề mặt đảo có cân bằng dầu nước cao và một lượng
nước lớn.
Polyacrylamit tổng hợp bằng phương pháp nhũ tương ngược thường cho
sản phẩm có trọng lượng phân tử cao[12,13]. Pha dầu sử dụng thường trong
quá trình trùng hợp nhũ tương ngược acrylamit là toluen[14], heptan[15] ,

xylen[12] , isooctan[16,17] . Chất nhũ hóa sử dụng là tổ hợp của tween 85 và
span 80[12] .
Caudau [18] và cộng sự nghiên cứu động học quá trình trùng hợp acrylamit
trong vi nhũ tương ngược sử dụng chất nhũ hoá Natri sunfonic-bis(2-
etylhexyl)este và các chất khơi mào azobisisobutyronitril và kali pesunfat
(K
2
S
2
O
8
). Các hạt latex polyacrylamit đảo được tạo thành có độ bền cao.
Inchausti [19] và cộng sự đã nghiên cứu quá trình trùng hợp acrylamit
trong bằng phương pháp trùng hợp nhũ tương trong dung môi parafin với chất
khơi mào oxy hoá khử amoni pesunfat và natri bisunfit và chất hoạt động bề
mặt không ion Span 80 (sorbitol monooleat). Khối lượng phân tử được xác
định bằng phương pháp đo độ nhớt và nồng độ monome dư được xác định
bằng sắc ký lỏng cao áp (HPLC). Kết quả cho thấy độ chuyển hoá bị ảnh
hưởng bởi nồng độ chất khơi mào, nồng độ monome và nhiệt độ phản ứng.
Khối lượng phân tử thu được bằng phương pháp này có thể lên tới 10
7
g/mol.
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 6
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Ưu điểm của phương pháp này là có thể tiến hành trùng hợp với dung dịch
monome nồng độ cao (25%) ở nhiệt độ thấp (25-30
o
C) mà vẫn thu được độ
chuyển hoá cao.
1.1.3.4. Trùng hợp huyền phù và huyền phù ngược

Một lượng lớn polyme nhận tạo đặt biệt là những chất dẻo tổng hợp
được sản xuất bằng phương pháp huyền phù. Thuật ngữ trùng hợp huyền phù
được áp dụng trong hệ thống mà ở đó monome không hòa tan trong nước
hoặc các monome tan trong nước mà không tan trong dung môi hữu cơ.
Trong thực tế thuật ngữ trên còn tùy thuộc vào bản chất của monome mà ta
chọn nước hay dung môi hữu cơ là pha liên tục. Các hạt huyền phù là những
hạt lỏng lơ lửng trong pha liên tục.
Trong trùng hợp huyền phù chất khơi mào được hòa tan trong pha
monome, mà đã được phân tán thành môi trường phân tán để hình thành giọt.
Độ hòa tan của pha monome phân tán (giọt) cũng như monome sản phẩm
trong môi trường phân tán thường rất thấp. Phần thể tích của pha monome
thường nằm trong khoảng từ 10% đến 50%. Phản ứng trùng hợp có thể được
tiến hành với thể tích monome thấp hơn nhưng thường không hiệu quả về mặt
kinh tế. Ở phần thể tích cao hơn, nồng độ của pha liên tục có thể không đủ để
lấp đầy không gian giữa các giọt. Quá trình trùng hợp không pha giọt, và
trong hầu hết trường hợp xảy ra theo cơ chế gốc tự do. Trùng hợp huyền phù
thường yêu cầu thêm vào một lượng chất ổn định để chống keo tụ và phân tán
các giọt ban đầu vì thế cũng ảnh hưởng đến hạt polyme tạo thành, phụ thuộc
vào cân bằng giữa các hạt được phân tán và các hạt bị keo tụ. Điều này có thể
khống chế bằng cách sử dụng các hạt và tốc độ khuấy khác nhau, phần thể
tích của pha monome, loại và nồng độ chất ổn định được sử dụng. Hạt polyme
có ứng dụng nhiều trong công nghệ như chất dẻo đúc. Tuy nhiên ứng dụng
nhiều nhất của chúng là trong môi trường phân tích sắc ký ( như nhựa trao đổi
ion và làm kém hoạt động của enzym). Các ứng dụng này thường yêu cầu
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 7
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
diện tích bề mặt lớn, điều cần thiết để hình thành các lỗ xốp ( với kích thước
yêu cầu) trong cấu trúc hạt.
Hạt polyme có thể được làm xốp bằng cách cho dung dịch chất pha
loãng trơ (porogen ) vào pha monome, có thể chiết ra sau khi trùng hợp. Có

thể bổ sung vào pha monome chất ổn định UV ( xeton và este vòng), chất ổn
định nhiệt ( dẫn xuất etylen oxit và muối vô cơ kim loại), chất bôi trơn và tạo
bọt (porogen).
Thuật ngữ trùng hợp huyền phù được áp dụng trong hệ thống mà ở đó
các monome không hoà tan trong nước và trùng hợp huyền phù ngược là các
monome tan trong nước mà không tan trong dung môi hữu cơ. Trong thực tế
thuật ngữ trên được sử dụng tuỳ thuộc vào bản chất của monome mà ta chọn
nước hay dung môi hữu cơ là pha liên tục. Các hạt huyền phù là những hạt
lỏng lơ lửng trong pha liên tục. Chất khơi mào có thể hoà tan trong monome
lỏng hoặc pha liên tục. Cũng có thể gọi quá trình trùng hợp huyền phù là quá
trình trùng hợp hạt vì nó là biến thể của quá trình trùng hợp khối, trùng hợp
dung dịch. Trong quá trình trùng hợp huyền phù có sử dụng chất hoạt động bề
mặt và các chất ổn định huyền phù [20,21,22].
Chất ổn định polyme sử dụng trong trùng hợp huyền phù ngược gồm các
copolyme khối poly-(hydroxyl-stearic axit)-co-poly(etylen oxit). Chất hoạt
động bề mặt sử dụng trong huyền phù dầu trong nước gồm Span, Tween và
các chất nhũ hoá anion (natri 12-butinoyloxy-9-octadecanat), các keo bảo vệ
như gelatin [21].
Một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới trùng hợp huyền phù
là quá trình khuấy, chất hoạt động bề mặt và chất ổn định huyền phù. Kích
thước của các hạt polyme nhận được có đường kính trong phạm vi nhỏ và phụ
thuộc vào loại thiết bị phản ứng và tốc độ khuấy.
Nhiều nghiên cứu cho thấy, động học phản ứng trong trùng hợp huyền
phù rất giống với động học của trùng hợp khối, trùng hợp dung dịch. Trong
trùng hợp huyền phù thì sự hình thành nhũ tương ổn định và sự phân bố kích
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 8
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
thước đồng nhất được ưu tiên. Khi các giọt monome đủ lớn để bao gồm lượng
lớn gốc tự do thì phản ứng trong giọt như là phản ứng trong khối hay dung
dịch và điều đó giải thích tại sao trùng hợp huyền phù nói chung có cơ chế

tương tự như trùng hợp khối và trùng hợp dung dịch.
Zuifang Liu và cộng sự [23] nghiên cứu quá trình trùng hợp axit acrylic
bằng phương pháp trùng hợp huyền phù ngược có mặt chất hoạt động bề mặt
sử dụng hệ khơi mào oxy hóa khử natri metabisunfit-kali bromat. Quá trình
trùng hợp được ghi lại bằng cách theo dõi monome dư trên thiết bị sắc ký lỏng
hiệu năng cao. Các hạt polyme được kiểm tra bằng kính hiển vi điện tử quét.
Kết quả cho thấy tốc độ khuấy ảnh hưởng đáng kể đến kích thước hạt và sự
phân bố kích thước hạt. Tốc độ trùng hợp huyền phù chậm hơn so với trùng
hợp dung dịch. Điều này có thể là do quá trình trùng hợp diễn ra trong các giọt
nước. Quá trình giọt tụ và phá vỡ giọt diễn ra đồng thời trong các giọt nước.
Dimonie và cộng sự [24] nghiên cứu quá trình trùng hợp acrylamit trong
huyền phù ngược và so sánh với phương pháp trùng hợp dung dịch. Các tác
giả đã sử dụng phép đo độ dẫn, phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) và kính
hiển vi điện tử quét (SEM) để thiết lập các giai đoạn phản ứng và đặc trưng
của polyme.
1.2.Phản ứng tổng hợp poly acrylamit (PAM)
1.2.1 Giới thiệu về acrylmit[3]
Hình 1.1: Hợp chất acrylamit
- Acrylamit là một hợp chất hóa học có công thức hóa học C
3
H
5
NO, tên
thay thế là prop-2-3enamit.
- Tính chất vật lí : là chất bột màu trắng, không mùi, tinh thể rắn, hòa
tan trong nước, etanol, ete và clorofom.
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 9
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
- Tính chất hóa học: Acrylamit phân hủy khi có mặt của axit, bazo, chất
oxy hóa, sắt và muối sắt. Nó phân hủy không nhiệt để tạo thành amoniac và

phân hủy nhiệt tạo ra khí cacbon monoxit, cacbon đioxit và các oxit nitơ.
1.2.2 Tổng hợp PAM (polyacrylamit) [2]
Trong các phản ứng trùng hợp dẫn xuất của axit acrylic thì acrylamit
được nghiên cứu nhiều nhất, phản ứng thường được tiến hành trong các dung
môi khác nhau. Khi có mặt các gốc tự do, acrylamit trùng hợp nhanh chóng
thành các polyme trọng lượng phân tử cao. Các chất khơi mào thường được
sử dụng là các peoxit, các hợp chất azo, cặp oxy-hoá khử, các hệ quang hoá
và tia X [25-28].
Phản ứng trùng hợp dung dịch của acrylamit có thể được tiến hành trong
môi trường nước sử dụng chất khơi mào kali pesunfat ở 60-100°C [28], hoặc phản
ứng được thực hiện với hệ khơi mào oxi hoá khử Ce
4+
/Na
2
SO
3
[30]

K
2
S
2
O
8
-
Na
2
S
2
O

3
ở nhiệt độ phòng. Acrylamit được trùng hợp ở nồng độ cao (25-30%
theo khối lượng) ở nhiệt độ 40-60°C với chất khơi mào kali pesunfat [29].
Dainton và cộng sự [28] đã tiến hành trùng hợp dung dịch acrylamit sử
dụng tia X, các tác giả đã nghiên cứu động học của phản ứng, kết quả cho
thấy rằng gốc tự do hydroxyl chiếm tỷ lệ lớn hơn trong các gốc tự do được tạo
thành. Kern và cộng sự [31] cũng đã trùng hợp acrylamit trong nước nhưng sử
dụng tia γ, đã thu được polyme có trọng lượng phân tử lớn và các gốc tự do
hoạt động chủ yếu là H
•
và
•
OH.
Currie [32] đã xác định ảnh hưởng của pH đến sự lan truyền và ngắt
mạch thì thấy rằng cả hai đều giảm bớt thứ tự tốc độ lớn khi pH tăng từ 1 đến
13. Mặc dù tốc độ tham số (Kp/Kt)
1/2
không chứng tỏ thay đổi toàn bộ trên
giới hạn pH.
Trọng lượng phân tử có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi nồng
độ monome, nồng độ chất khơi mào, nhiệt độ, có thể bao gồm các chất điều
chỉnh độ dài mạch. Chất điều chỉnh độ dài mạch thường được sử dụng là
isopropanol, thioure hoặc mecaptan [33]. Trong trường hợp đòi hỏi trọng
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 10
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
lượng phân tử cao thì cần phải hạn chế sự chuyển mạch qua polyme,
monome, dung môi và các tạp chất [34].
Chất điện li ảnh hưởng đáng kể đến tính chất bề mặt chung của dung
dịch chất hoạt động bề mặt cũng như cấu hình của polyacrylamit trong dung
dịch nước. Khi không có mặt chất điện ly, trọng lượng phân tử của

polyacrylamit tổng hợp bằng phương pháp huyền phù ngược phụ thuộc trực
tiếp vào cách đưa monome vào hỗn hợp phản ứng, theo gián đoạn hoặc liên
tục. Mức độ trùng hợp giảm đáng kể khi monome được thêm vào theo từng
giai đoạn là do giảm tỷ lệ pha nước/ pha hữu cơ. Khi thêm một số muối vô cơ
như NaNO
3
, NaCl hay Na
2
SO
4
vào hỗn hợp phản ứng, tiến trình chung của
quá trình không bị ảnh hưởng nhiều. Tuy nhiên, khi thêm các muối như
mono, di- hay polycacboxylic, thậm chí chỉ một lượng nhỏ, cũng làm tăng đột
ngột trọng lượng phân tử của polyme thu được trong quá trình trùng hợp [17].
Khi thêm một số chất hữu cơ như metanol [35], etanol [36],
đimetylsunfoxit [37] vào hỗn hợp phản ứng cũng làm giảm tốc độ của phản
ứng trùng hợp và trọng lượng phân tử. Ở mức độ dung môi hữu cơ cao cũng
là nguyên nhân kết tủa polyme [38]. Chapiro [39] nghiên cứu ảnh hưởng của
một số dung môi đến phản ứng trùng hợp của acrylamit và chỉ ra rằng:
Rp
, nước
> Rp
, axit axetic
> Rp
, metanol
> Rp
, DMF
≈ Rp
, dioxan
≈ Rp

, toluen
> Rp
, axetonitrin
Sự ức chế: sự polyme hoá gốc tự do của acrylamit rất nhạy cảm đối với
oxy còn lại, chúng ảnh hưởng rất mạnh đến các gốc tự do. Oxy phản ứng với
các gốc đại phân tử và polypeoxit và sự kết thúc tạo thành sản phẩm là poly
peoxit qua một phản ứng đơn phân tử [40].
1.2.2.1. Khơi mào bằng hệ ascobic-peroxidisunphat.[41]
Hệ khơi mào oxy hóa khử axit ascobic-peoxidisunfat đã được tiến hành
nghiên cứu trùng hợp một số vinyl monome trong môi trường nước với sự có
mặt của không khí ở 35
0
C. Tùy thuộc vào điều kiện phản ứng, oxy có thể
đóng vai trò là chất khơi mào hoặc ức chế khơi mào phản ứng trùng hợp. Cơ
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 11
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
chế của phản ứng trùng hợp vinyl monome có mặt oxy với mặt hệ khơi mào
oxy hóa ascobic-peroxidisunfat dựa trên cơ sở động học sau:
M + AH
-

→←
1
k
MAH
-
(1.8)
S
2
O

8
2-
+ AH
2

→←
2
k
S
2
O
8
2—
AH
2
(1.9)
MAH
-
+ S
2
O
8
2
-

AH
2
→ MA
•
H + HSO

4
-
+ A
•
H + SO
4
2-
(1.10)
Gốc A
•
H có thể hình thành bởi quá trình oxy hóa tự xúc tác của axit
ascobic theo sơ đồ 1.1.
Sơ đồ 1.2. Cơ chế tạo gốc của hệ khơi mào oxy hóa ascobic-peroxidisunfat
Quá trình khơi mào và phát triển mạch và ngắt mạch tạo thành polyme
được mô tả bởi các sơ sơ đồ phương trình sau:
M + A
•
H → MA
•
H (1.11)
MA
•
H + M → AH-M
2
•
(1.12)
MA
•
H + O
2

→ M + A + HO
2
•
(1.13)
(Gốc HO
2
•

không có khả năng khơi mào phản ứng trùng hợp)
AH-M
2
•
+ (n-2) M → AH-M
n
•

(1.14)
2AH-M
•
n
→ Polyme (1.15)
1.2.2.2.Cơ chế phản ứng:
Để rút gọn công thức trong khi viết cơ chế phản ứng, ta kí hiệu:
X: −CO−NH
2
.
R tấn công tạo gốc khởi đầu:
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 12
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội

-Phát triển mạch:
+
ch = ch
x
2
k
11
ch - c h
.
x
2
ch - ch -
x
2 2
X
ch - c h
.
-Phản ứng đứt mạch:
ch - ch -
x
2 2
x
ch - c h
.
+
ch - ch -
x
2 2
x
ch - c h

.
ch - ch -
x
2 2
x
ch - c h
2
Chuyển mạch theo hướng bất đối xứng
ch - ch -
x
2 2
x
ch - c h
.
2 ch - ch -
x
2 2
x
ch - ch
2
+ ch - ch -
x
2
x
ch = ch
Sản phẩm thu được là một hỗn hợp có chứa monome dư, oligome,
homopolyme , tỷ lệ các cấu tử này phụ thuộc vào bản chất của tứng thành
phần, mức độ ổn định, kích thước của các cấu tử, nhiệt độ, chất khơi mào,
nồng độ monome, tốc độ khuấy trộn.[4]
Quá trình tổng hợp hydrogel polyacrylamit có thể được tiến hành theo

phương pháp trùng hợp dung dịch bằng phương pháp khơi mào gốc tự do.
Quá trình có thể được khơi mào bằng các muối pesunfat ở nhiệt độ trung bình
(65-70
o
C) hay khơi mào bằng hệ oxy hóa–khử ascobic-peroxidisunfat, phản
ứng có thể tiến hành ở nhiệt độ phòng.
Phản ứng tổng hợp hydrogel polyacrylamit dựa trên quá trình trùng hợp
acrylamitcó mặt chất tạo lưới N,N’- metylenbisacrylamit (MBA) nhằm tạo gel
toàn bộ copolyme. Phản ứng diễn ra theo phương trình tổng quát sau:
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 13
+
AH
.
ch = ch
x
r - ch - c h
.
x
2 2
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
CH
2
CH
C=O
NH
2
CH
2
NH
n

CH
2
CH
C=O
NH
2
+
CH
2
CH
C=O
= m CH
2
CH
C=O
NH
=
CH
2
=
CH
2
(MBA)
NH
CH
2
CH
C=O
CH
2

CH
C=O
NH
CH
2
CH
2
CH
C=O
NH
2
CH
2
CH
C=O
NH
2
CH
2
CH
C=O
NH
2

Sơ đồ 1.3: Phản ứng tổng hợp hydrogel PAM
Hanssan và cộng sự đã tổng hợp poly(hydoxamic axit) từPoly-
acrylamit(PAM). PAM được tổng hợp bằng việc trùng hợp của mono
meacrylamitvới sự có mặt của N,N-methylene-bis-acrylamit(MBA) [42,43].
Các nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy nồng độ chất khơi mào amoni
pesunfat (APS) tăng làm tăng tốc độ phản ứng trùng hợp dung dịch axit

acrylic [44]. Tốc độ phản ứng trùng hợp tăng với sự tăng [APS], bởi vì sự
phân huỷ của APS tăng nhanh trong sự có mặt của axit acrylic, toàn bộ chất
khơi mào bị phân huỷ hoàn toàn trong phản ứng trùng hợp [45,46].
1.3 Tổng hợp PHA ( poly hydroxamic axit ) từ biến tính poly
acrylamit
Nhóm hydroxamic axit trong poly(hydroxamic axit)polyme có công
thức chung là RCO-NHOH (R là ankyl hoặc aryl) và xuất hiện ở hai dạng
tautome hóa giữa xeton và enol như trong sơ đồ 1.2 [47].
C
O
NHOH
C
OH
NOH
Sơ đồ 1.4: Nhóm chức hydroxamic ở dạng tautome hóa giữa xeton và enol
Trên cơ sở đó, poly(hydroxamic axit) có thể được tổng hợp theo nhiều
con đường khác nhau như: quá trình đồng trùng hợp trực tiếp giữa
acrylcacbohydroxamic với hydroxylamin trong điều kiện thích hợp hay có thể
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 14
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
biến tính các polyme, copolyme có các nhóm chức phù hợp như:
polyacrylamit, poly(acrylic axit), poly(metylacrylat), polyeste,
polyacrylonitrile,…
Quá trình tổng hợp hydrogel polyacrylamit có thể được tiến hành theo
phương pháp trùng hợp dung dịch bằng phương pháp khơi mào gốc tự do.
Quá trình có thể được khơi mào bằng các muối pesunfat ở nhiệt độ trung bình
(65-70
o
C) hay khơi mào bằng hệ oxy hóa–khử ascobic-peroxidisunfat, phản
ứng có thể tiến hành ở nhiệt độ phòng.

Phản ứng tổng hợp hydrogel polyacrylamit dựa trên quá trình trùng hợp
acrylamit có mặt chất tạo lưới N,N’- metylenbisacrylamit (MBA) nhằm tạo
gel toàn bộ copolyme.
Hanssan và cộng sự đã tổng hợp poly(hydoxamic axit) từ Poly-
acrylamit (PAM). PAM được tổng hợp bằng việc trùng hợp của monome
acrylamit với sự có mặt của N,N-methylene-bis-acrylamit (MBA) [48,49].
Cơ chế cho phản ứng của carbonyl và hydroxyamin trên cơ sở điều kiện
dưới đây.
Trong đó: P là polyme xương sống.
Sơ đồ 1.5: Sơ đồ phản ứng biến tính hydrogel PAM thành PHA
1.4. Ứng dụng của PHA trong thu hồi kim loại.
Nhựa trao đổi ion trên cơ sở poly(hydroxamic axit) được sử dụng rộng
rãi trong các lĩnh vực y tế, công nghiệp, dược phẩm, nông nghiệp, dệt may và
đặc biệt là sử dụng như một tác nhân để tách, thu hồi các ion kim loại [50].
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 15
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Các tác nhân có khả năng tạo phức vòng càng nói chung và
poly(hydroxamic axit) nói riêng làm tăng hệ số tách đối với các ion kim loại.
Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc sử dụng poly(hydroxamic axit) trong
phương pháp tạo phức trao đổi ion ở dạng hydrogel để tách chiết các nguyên
tố kim loại. Tương tác có thể xảy ra giữa nhựa PHA với ion kim loại được
biểu diễn trong sơ đồ 1.6 .
C
O
O
HC
HNO
HNO
+ M
+2

C
O
HNO
C
O
HNO
OHC
ONH
O
HC
HNO
M
+2
Sơ đồ 1.6: Tương tác có thể xảy ra giữa PHA và ion kim loại
Selvi và cộng sự [46] cũng tiến hành nghiên cứu sử dụng nhựa poly
(hydroxamic axit) – PHA để tách Galli (Ga) từ dung dịch natri aluminat, một
sản phẩm của ngành công nghiệp sản xuất nhôm. Trong công trình này, tác giả
đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp PHA từ acrylonitrin-divinylbenzene (DVB),
nghiên cứu quá trình hấp thụ, tách Galli bằng cột tách sử dụng nhựa nhồi là
PHA. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy dung lượng hấp thu ảnh hưởng bởi
kích thước hạt nhựa và chất pha loãng thêm vào cột, đồng thời các tác giả đã
tìm ra khoảng kích thước tối ưu. Dung tích hấp thu được xác định bằng phương
pháp phân tích hàm lượng ion kim loại trong dung dịch sau khi qua cột tách.
Trong quá trình tách, rửa cột thì yếu tố pH đóng vai trò rất quan trọng.
Rahmatollah Khodadadi và cộng sự [47] đã tổng hợp và sử dụng nhựa
poly(hydroxamic axit) để hấp phụ các ion Fe
3+
, Pd
2+
, Co

2+
, Cu
2+
.
S.Hossein và cộng sự đã tiến hành tổng hợp PHA và nghiên cứu các tính
chất của phức của PHA với một số ion kim loại như: Fe
3+
, Cr
3+
, Ir
3+
, Rh
3+
,
Al
3+
, Ni
2+
, Pd
2+
, Co
2+
, Pr
2+
, Cu
2+
[51].
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 16
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Ngoài ra, PHA với vai trò là nhựa trao đổi ion cũng đã được nghiên cứu

sử dụng nhằm tách urani ra khỏi hỗn hợp với Nd. Bản chất liên kết giữa ion
Uranyl và poly (hydroxamic axit) dạng hydrogel được tổng hợp từ
poly(acrylamit) cũng đã được tiến hành nghiên cứu. Chỉ số liên kết của poly
(hydroxamic axit) với ion Uranyl được xác định qua độ hấp thụ ion này. Bên
cạnh đó ảnh hưởng của các yếu tố như nồng độ ion, pH, nhiệt độ,… đến độ
hấp thu của ion Uranyl lên hydrogel poly (hydroxamic axit) cũng được tác giả
và các cộng sự tiến hành khảo sát [52].
Khaled F. Hassan và cộng sự đã nghiên cứu quá trình tách Zr từ Y, Sr
bằng PHA, các kết quả cho thấy, PHA có khả năng tách loại riêng rẽ Zr từ Y,
Sr [53,54].
Nhờ vào các tính năng tạo phức của poly(hydroxamic axit) chúng đã
được nhiều tác giả sử dụng để tạo phức, tách loại Cu [55], vàng và bạc [56],
Cd và Co [57] và các ion kim loại nặng khác.
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1. Hóa chất dụng cụ
2.1.1. Hóa chất
- Các hóa chất dùng cho quá trình nghiên cứu đều ở dạng tinh khiết phân
tích hoặc tinh khiết, bao gồm:
+ Acrylamit C
3
H
5
NO (AM) (CH
2
=CH-CONH
2
) (PA - Trung Quốc): tan
trong nước, d = 1,12g/cm
3
, M = 71,08g/mol, điểm chảy 82-85

o
C, được sử
dụng không qua kết tinh lại.
+ N,N’ - metylenebisacrylamit (MBA) (chất tạo lưới) C
7
H
10
N
2
O
5
+ Amoni pesunfat (NH
4
)
2
S
2
O
8
(APS – Trung Quốc): tan trong nước (độ
tan 80g/100ml ở 25
o
C) M = 228,18 g/ml, d = 1,98 g/cm
3
, điểm nóng chảy <
100
o
C (phân hủy), được sử dụng không qua tinh chế.
+ Hydroxyl amin hidroclorit NH
2

OH.HCl, M = 246 g/mol, độ tinh khiết
>98,5%.
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 17
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
+ Các hóa chất khác được sử dụng ngay không qua tinh chế lại: Natri
hidroxit (NaOH), natri hidrocacbonat (NaHCO
3
), axit clohidric (HCl), natri
axetat (NaCH
3
COO), Ethylenediamine tetraacetic acid disodium salt (EDTA:
C
10
H
14
N
2
O
8
Na
2
), xylen da cam, nước cất.
+ Oxit La
6
O
11
.
2.1.2. Dụng cụ
- Máy khuấy từ có gia nhiệt Heidolph, Serial No: 129603072
- Cân phân tích

- Hệ thống lọc, hút, kết nối tủ sấy chân không Karl Kolb
- Dụng cụ thủy tinh: cốc thủy tinh 100, 250, 400 ml; bình tam giác; ống
đong 50ml; pipet; buret; phễu lọc; đũa thủy tinh.
- Bình lọc, giấy lọc
- Phổ hồng ngoại được ghi trên Quang phổ kế hồng ngoại biến đổi
Fourier FTIR IMPACT Nicolet 410 tại phòng phổ hồng ngoại, Viện Hóa học
- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Các mẫu được ép viên
với KBr và phổ hấp thu hồng ngoại đo trong vùng 4000 - 400 cm
-1
.
- Phân tích nhiệt trọng lượng TGA(Thermal Gravimetric Analysis) được
ghi trên thiết bị phân tích nhiệt TA-50 Shimadru tại Phòng Phân tích nhiệt,
Viện Hóa học -Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
- Nhiệt vi sai quét DSC (Differential Scanning Calorimetry) được ghi
trên thiết bị phân tích nhiệt TA-60 Shimadzu tại Khoa Hoá học, Đại học Sư
phạm Hà Nội.
- Phân tích hàm lượng kim loại trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
3300, tại Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
2.2. Phương pháp tiến hành
2.2.1. Trùng hợp dung dịch PAM( polyacrylamit)
Quá trình trùng hợp acrylamit được tiến hành trong cốc 250ml, được ổn
định nhiệt và khuấy bằng máy khuấy từ. Tốc độ khuấy được duy trì 200
vòng/phút trong suốt thời gian phản ứng.
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 18
Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Hồn hợp phản ứng gồm 10g monome acrylamit (AM) và N,N
’
–
metylenbisacrylamit (MBA) (theo tỉ lệ xác định) được hoàn tan trong 35ml
nước cất.

Gia nhiệt hỗn hợp được gia nhiệt đến 30
o
C và duy trì ở nhiệt độ này
trong suốt quá trình phản ứng, khi đạt nhiệt độ, Thêm tiếp vào 0.6 ml
(NH
4
)
2
S
2
O
8
2%, khuấy đều trong 3 phút, tiếp đó cho 0,6 ml axit L- acrobic (tỉ
lệ khối lượng (NH
4
)
2
S
2
O
8
: axit L- acrobic là 5:1). Sau đó khuấy trên máy
khuấy từ gia nhiệt, một thời gian gel được hình thành. Lấy gel này rửa sạch
bằng nước cất nhiều lần sau đó sấy khô bằng mấy sấy chân không tại 60
0
C .
Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất tạo lưới đến khả năng hấp thụ
nước và hàm lượng phần gel của hydrogel polyacrylamit: Phản ứng được tiến
hành phản ứng với các hàm lượng chất tạo lưới (%) khác nhau là: 0,01; 0,03;
0,05; 0,08; 0,1; 0,5; 3,0; 5,0 và 7,0.

2.2.2. Tổng hợp poly(hydroxamic axit) trên cơ sở PAM
Lấy 50ml dung dịch NH
2
OH.HCl 3,3M vào 150ml nước cất có chứa 10g
PAM khô đã được tổng hợp ở trên. Dùng máy khuấy từ khuấy đều hỗn hợp
trong 30 phút tại nhiệt độ phòng. Lấy polyme này ra rửa sạch bằng nước cất
sau đó sấy khô ta được PHA.
Tiếp theo, lấy 10g PHA khô ở trên cho vào cốc chứa 150ml nước cất
điều chỉnh dung dịch có pH=14 bằng 50ml dung dịch NaOH 3,9M. Sau đó
tiếp tục khuấy đều phản ứng này trong 24h tại nhiệt độ phòng. Khi kết thúc
phản ứng lấy polyme màu trắng này rửa sạch bằng nước cất và ngâm trong
HCl 3N khoảng 10 phút rồi lại rửa sạch bằng nước cất cho đến khi hết HCl tự
do. Ta được Na- PHA.
Xác định hàm lượng nhóm chức trong PHA (bao gồm nhóm cacboxyl
(-COOH) và nhóm hydroxamic) của các mẫu đã thực nghiệm.
Trần Thị Diệp - Lớp K60A – Khoa Hóa học 19