Ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử để nghiên cứu khả năng hấp phụ ion co (II) và mn (II) trên vật liệu compozit PANi vỏ lạc

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

LÊ THỊ HÀ THU

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ ĐỂ
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION Co(II) VÀ Mn(II)
TRÊN VẬT LIỆU COMPOZIT POLYANILIN - VỎ LẠC

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

LÊ THỊ HÀ THU

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ ĐỂ
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION Co(II) VÀ Mn(II)
TRÊN VẬT LIỆU COMPOZIT POLYANILIN - VỎ LẠC
Ngành: Hóa phân tích
Mã số: 8.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. BÙI MINH QUÝ

THÁI NGUYÊN - 2018

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất, tôi xin gửi lời
cảm ơn tới TS. Bùi Minh Quý - người đã truyền cho tôi tri thức cũng như tâm
huyết nghiên cứu khoa học, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo
điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô khoa Hoá học - trường Đại học
Khoa học, Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất và
thời gian để tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã
luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua.
Trong quá trình thực hiện luận văn do còn hạn chế về mặt thời gian,
kinh phí cũng như trình độ chuyên môn nên không tránh khỏi những thiếu
sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô,
bạn bè và đồng nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tác giả luận văn

Lê Thị Hà Thu

a


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ...................................... a DANH
MỤC CÁC BẢNG........................................................................ b DANH
MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ................................................... c MỞ ĐẦU
.................................................................................................. 1
Chương 1.TỔNG QUAN ........................................................................ 3

1.1. Tổng quan chung về coban và mangan ..............................................
3
1.1.1. Tính chất vật lý................................................................................ 3
1.1.2. Tính chất hóa học ............................................................................
3
1.2. Tổng quan chung về vật liệu compozit trên cơ sở PANi và vỏ lạc ... 6
1.2.1. Giới thiệu chung về PANi ............................................................... 6
1.2.2. Vỏ lạc .............................................................................................. 8
1.2.3. Một số phương pháp tổng hợp vật liệu compozit PANi - PPNN ... 9
1.2.4. Một số đặc trưng của vật liệu compozit PANi - vỏ lạc................... 9
1.2.5. Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới về vật liệu hấp
phụ
Mn(II) và Co(II) ...................................................................................... 10
1.3. Đặc điểm quá trình hấp phụ .............................................................
12
1.3.1. Các khái niệm cơ bản ....................................................................
12
1.3.2. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt ..................................................
13
1.3.3. Động học hấp phụ .........................................................................
17
1.3.4. Động học hấp phụ .........................................................................
20


1.4. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ...............................................
26
1.4.1. Nguyên tắc của phương pháp ........................................................
26
1.4.2. Hệ trang bị của phép đo AAS ....................................................... 28

b


Chương 2.THỰC NGHIỆM................................................................. 31
2.1. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu............................................ 31
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu.................................................................... 31
2.1.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................
31
2.2. Hóa chất - Thiết bị, dụng cụ............................................................. 31
2.2.1. Hóa chất......................................................................................... 31
2.2.2. Thiết bị - Dụng cụ ......................................................................... 32
2.2. Thực nghiệm .................................................................................... 32
2.3.1. Khảo sát về phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử.........................
32
2.3.2. Nghiên cứu khả năng hấp phụ Co (II) và Mn (II) trên compozit
PANi - vỏ lạc .......................................................................................... 33
Chương 3.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................ 36
3.1. Đánh giá về phép đo phổ hấp thụ nguyên tử AAS .......................... 36
3.1.1. Tổng hợp các điều kiện xác định Co và Mn bằng phép đo phổ
AAS ......................................................................................................... 36
3.1.2. Đường chuẩn xác định Co và Mn ................................................. 36
3.1.3. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phép đo AAS 37
3.2. Nghiên cứu khả năng hấp phụ Co (II) và Mn (II) trên vật liệu PANi vỏ lạc ....................................................................................................... 38
3.2.1. Nghiên cứu hấp phụ tĩnh ............................................................... 38
3.2.2. Nghiên cứu hấp phụ động ............................................................. 45
KẾT LUẬN ............................................................................................ 51
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN
............................................................................................ 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 53

c


d


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Chữ
viết tắt
PANi
VLHP
PPNN
TLTK

Ký
hiệu
Polyanilin
C0
Vật liệu hấp phụ
Ce
Phụ phẩm nông nghiệp C
Tài liệu tham khảo
Ct
Ci
T
H
Q
qe

qmax
KL
Tên tiếng Việt

RL
KF
N
k1, k2
Ea
R
T
m
L



QV
KT
KYN
KB


Kt
R2
a

Tên tiếng Việt
Nồng độ ban đầu
Nồng độ tại thời điểm cân bằng
Nồng độ tại thời điểm t

Nồng độ sau tái hấp thụ
Nồng độ sau giải hấp phụ
Thời gian
Hiệu suất hấp phụ
Dung lượng hấp phụ
Dung lượng hấp phụ cân bằng
Dung lượng hấp phụ cực đại
Hằng số Langmuir
Tham số cân bằng trong
phương
trình Langmuir Hằng số
Freundlich Hệ số trong phương
trình Freundlich Hằng số tốc độ
bậc 1, bậc 2
Năng lượng hoạt động quá
trình hấp phụ
Hằng số khí
Nhiệt độ tuyệt đối
Khối lượng chất hấp phụ
Độ dài tầng chuyển khối
Hiệu suất sử dụng cột hấp phụ
Hằng số tốc độ dòng chảy
Thể tích chảy qua cột hấp phụ
Hệ số tốc độ Thomas
Hệ số tốc độ Yoon-Nelson
Hệ số tốc độ Borhart-Adam
Thời gian để hấp phụ 50% chất
bị hấp phụ

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Mối tương quan của RL và dạng mô hình ............................ 16
Bảng 3.1. Các điều kiện xác định Co, Mn bằng phương pháp F-ASS
.............................................................................................. 36
Bảng 3.2. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ Co và Mn.......... 36
Bảng 3.3. Các thông số trong phân tch phương sai của đường chuẩn
xác
định Co và Mn của phép đo phổ AAS ................................. 37
Bảng 3.4. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng(LOQ) Co
và Mn của phép đo AAS ...................................................... 37
Bảng 3.5. Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ Co (II) và Mn (II) trên vật
liệu compozit PANi - vỏ lạc vào pH.................................... 38
Bảng 3.6. Sự phụ thuộc của thời gian đến hiệu suất hấp phụ Co (II) và
Mn (II).................................................................................. 40
Bảng 3.7. Sự phụ thuộc của nồng độ ban đầu Co (II), Ni (II) đến hiệu suất
và dung lượng hấp phụ trên PANi - vỏ lạc .......................... 41
Bảng 3.8: Các tham số trong mô hình động học hấp phụ Co (II), Mn (II)
trên PANi/ vỏ lạc ................................................................. 43
Bảng 3.9. Các tham số trong phương trình hấp phụ đẳng nhiệt...........
45
Bảng 3.10. Các thông số trong phương trình Yoon - Nelson đối với hấp
phụ Mn (II) dưới các điều kiện khác nhau........................... 46
Bảng 3.11. Các thông số trong phương trình Thomas đối với hấp phụ Mn
(II) dưới các điều kiện khác nhau ........................................ 48
Bảng 3.11. Các thông số trong phương trình Bohart - Adam đối với hấp
phụ Mn (II) dưới các điều kiện khác nhau........................... 49

b

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1.

Phổ hồng ngoại của compozit PANi - vỏ lạc ..................... 10

Hình 1.2.

Ảnh SEM của vật liệu compozit PANi - vỏ lạc ................. 10

Hình 1.3.

Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir ................................ 15

Hình 1.4.

Đồ thị sự phụ thuộccủa C/q vào C ..................................... 15

Hình 1.5.

Đường hấp phụ đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich (a), đồ thị
để tm các hằng số trong phương trình Freundlich (b)
........... 16

Hình 1.6.

Đồ thị sự phụ thuộc của lg(qe - qt) vào t ............................ 18

Hình 1.7.

Đường cong thoát của cột hấp phụ .................................... 21

Hình 1.8.

Đồ thị sự phụ thuộc ln[(C0/Ce)-1] vào t ............................ 23

Hình 1.9.

Đồ thị sự phụ thuộc In[Ce/(Co-Ce)] vào t ......................... 23

Hình 1.10.
29

Sơ đồ cấu tạo máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS .........

Hình 2.1.
34

Mô hình cột hấp phụ theo phương pháp hấp phụ động .....

Hình 3.1.

Đồ thị đường chuẩn của Co (a) và Mn (b) trong phép đo phổ
F - AAS .............................................................................. 37

Hình 3.2.

Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ Co (II) và Mn (II) vào
pH của vật liệu compozit PANi - vỏ lạc ............................ 39

Hình 3.3.

Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụCo (II) và Mn
(II) trên PANi - vỏ lạc ........................................................ 40

Hình 3.4.

Ảnh hưởng của nồng độ ban đầu Co(II), Mn(II) đến dung
lượng hấp phụ.....................................................................
42
c


Hình 3.5.

Ảnh hưởng củanồng độ ban đầu Co(II), Mn (II) đến hiệu suất
hấp phụ ...............................................................................
42

Hình 3.6.

Mô hình động học hấp phụ bậc 1 (a) và bậc 2 (b) dạng tuyến
tnh của Co (II) và Mn (II) trên compozit PANi - vỏ lạc ...... 42

c


Hình 3.7.
(b)

Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir (a) và Freundlich
dạng tuyến
tnh.............................................................................45

Hình 3.8.

Phương trình Yoon - Nelson dạng tuyến tính khi thay đổi tốc
độ dòng chảy (a), chiều cao cột hấp phụ (b) và nồng độ ban
đầuMn (II) (c)..................................................................... 46

Hình 3.9.

Phương trình Thomas dạng tuyến tnh khi thay đổi tốc độ
dòng chảy (a), chiều cao cột hấp phụ (b) và nồng độ ban
đầu

Mn

(II)

.......................................................................... 48

d

(c)


MỞ ĐẦU
Vấn đề ô nhiễm môi trường bởi kim loại nặng do các hoạt động công

nghiệp và phi công nghiệp của con người là một trong những vấn đề hiện
hữu đối với tất cả các quốc gia trên thế giới. Hàng ngày, các chất thải từ
nhiều nguồn khác nhau thải ra môi trường là nguyên nhân chính gây ảnh
hưởng trực tiếp và gián tiếp tới hệ sinh thái và cuộc sống của con người.
Mangan (Mn) và coban (Co) là những nguyên tố thuộc nhóm kim loại
nặng. Mangan là nguyên tố vi lượng cơ bản của sự sống, giữ nhiều vai trò
quan trọng trong cơ thể. Mặc dù không gây ra các tác động trực tiếp
đến sức khỏe con người, nhưng nếu tiếp xúc, ăn uống, sử dụng nguồn
nước có nhiễm mangan trong thời gian dài cũng để lại những hậu quả
xấu, đặc biệt là đối với hệ thần kinh. Coban là nguyên tố được sử dụng
nhiều trong các ngành công nghiệp như: gốm sứ, thủy tinh, nhuộm, sơn,
pin, hóa dầu,… đồng vị Co - 60 được biết đến như một chất phóng xạ được
sử dụng nhiều trong y học và công nghiệp luyện thép,… [1,2]. Các nghiên
cứu cho thấy, nếu hàm lượng coban vượt quá mức cho phép sẽ gây giãn
mạch, suy tim, làm suy giảm tuyến giáp và gan. [1,2] Do vậy, việc loại bỏ
Mn (II) và Co (II) ra khỏi nguồn nước là một trong những vấn đề được các
nhà khoa học quan tâm nghiên cứu [3-10].
Có nhiều phương pháp nhằm loại bỏ Co (II), Mn (II) nói riêng và các ion
kim loại nặng nói chung ra khỏi dung dịch nước trong đó hấp phụ là phương
pháp được quan tâm bởi nhiều ưu điểm của nó so với các phương pháp khác
[3-10]. Vật liệu polyanilin (PANi) - vỏ lạc là vật liệu hấp phụ dạng compozit
với nhiều ưu điểm như dễ tổng hợp, tận dụng được nguồn phụ phẩm sẵn có
tại Việt Nam, khả năng tái sử dụng cao và thân thiện với môi trường. PANi vỏ lạc là vật liệu có khả năng hấp phụ nhiều kim loại nặng độc hại như Pb (II),
Cd (II), (II), Cr (VI), Cu (II), … [18 -20].
1


Nhằm nghiên cứu thêm khả năng hấp phụ của loại vật liệu này đối với
các ion khác nhau, để tăng khả năng ứng dụng của vật liệu, chúng tôi lựa
chọn đề tài: “Ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử để nghiên

cứu khả năng hấp phụ ion Co (II) và Mn (II) trên vật liệu compozit PANi - vỏ
lạc.”
Nội dung chính của luận văn gồm:
- Đánh giá phép đo Co và Mn bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử.
- Khảo sát khả năng hấp phụ ion kim loại Co (II), Mn (II) của vật liệu
compozit PANi - vỏ lạc theo các yếu tố: thời gian, pH, nồng độ ban đầu chất bị
hấp phụ.
- Khảo sát động học hấp phụ và cân bằng hấp phụ của Co (II) và Mn (II)
trên PANi - vỏ lạc.
- Nghiên cứu hấp phụ động thông qua các yếu tố: thời gian, nồng độ
ban đầu chất bị hấp phụ, khối lượng chất hấp phụ, từ đó nghiên cứu một số
mô hình hấp phụ động của Mn (II) trên compozit PANi - vỏlạc.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan chung về coban và mangan
1.1.1. Tính chất vật lý
Coban là kim loại có màu màu xám nhẹ ánh kim. Coban nóng chảy ở
1495 (oC), sôi ở 3100 (oC), nhiệt thăng hoa 425 kJ/mol.
Khối lượng riêng 8,90g/cm3
Độ cứng bằng 5,5/10 kim cương. [10]
Mangan là kim loại màu trắng bạc. Dạng bề ngoài của mangan giống
với sắt nhưng cứng và khó nóng chảy hơn sắt.
Mangan là kim loại rất khó nóng chảy và khó sôi, nóng chảy ở 1244 (oC),
sôi ở 2080 (oC), nhiệt thăng hoa 280 kJ/mol.
Khối lượng riêng 7,44 g/cm3
Độ cứng bằng 5-6/10 kim cương
Mangan tinh khiết dể cán và dễ rèn nhưng khi chứa tạp chất trở nên

cứng và giòn. Mangan tạo nên hợp kim với nhiều kim loại. [10]
1.1.2. Tính chất hóa học
1.1.2.1. Tính chất hóa học của Coban [10]
Coban là kim loại có hoạt tính hóa học trung bình.
Tác dụng với phi kim
Ở điều kiện thường nếu không có hơi ẩm, Co không tác dụng rõ rệt
ngay với những nguyên tố phi kim điển hình như O2, S, Cl2, Br2 vì có màng oxit
bảo vệ nhưng khi nung nóng, phản ứng xảy ra mãnh liệt
Tác dụng với oxi
Ở trên 3000C Co tạo nên CoO và niken bắt đầu tác dụng ở trên 5000C
tạo nên NiO.

3


o

30 0
2Co + O2 

2CoO

Tác dụng với halogen
Co + Cl2 t

o

CoCl2

4

Tác dụng với N2
Co tác dụng ở nhiệt độ không cao lắm tạo nên CoN
to

2Co + N 2  2CoN
Tác dụng với S
Co tác dụng với S khi nung nóng nhẹ tạo nên những hợp chất không
hợp thức có thành phần gần với CoS
Tác dụng với CO
Co tác dụng trực tiếp với khí CO tạo thành cabonyl kim loại, tiêu biểu là
Co2(CO)8 và Ni(CO)4.
Tác dụng với axit
Co tác dụng mạnh với dung dịch loãng của các axit như HCl, H2SO4 giải
phóng H2, tạo nên muối Co2+.
Co tan trong những axít có tính oxi hóa mạnh như HNO3 , H2SO4 (đặc).
Tác dụng với dung dịch muối
Đẩy được các kim loại yếu hơn ra khỏi dd muối của chúng, đồng thời
tạo thành muối Co(II).
Lưu ý:
Co thuộc số ít kim loại bền với kiềm ở trạng thái dd và nóng chảy.
Đối với không khí và nước kim loại Co tinh khiết đều bền.
1.1.2.2. Tính chất hóa học của Mangan
Tác dụng với phi kim[10]
Mangan dễ bị oxi không khí oxi hóa nhưng màng oxit Mn2O3 được tạo
nên lại bảo vệ cho kim loại không bị oxi hóa tiếp tục kể cả khi đun nóng.


to

Ở dạng bột: 3Mn + 2O 2 
to

Mn + Cl 2 

Mn3O4
MnCl2

Mn tác dụng với flo tạo nên MnF3, MnF4.


Tác dụng với axit[9]
Mn tác dụng mạnh với dung dịch loãng của các axit như HCl, H2SO4 giải
phóng H2.
Mn bị axit nitric không đặc và nguội thụ động hóa giống như crom và
tan trong axit đó khi đun nóng
3Mn + 8HNO3  3Mn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Tác dụng với nước[10]
Trong dãy điện hóa, Mn đứng trước hiđro. Mn không tác dụng với nước
kể
cả khi đun nóng. Ở dạng bột nhỏ, Mn tác dụng với nước giải phóng
hidro: Mn + 2H2O  Mn(OH)2 + H2
Phản ứng này xảy ra mãnh liệt khi trong nước có muối amoni và
Mn(OH)2 tan trong dung dịch muối amoni như Mg(OH)2:
Mn(OH)2 + 2 NH  4 Mn2+ + 2NH3 + 2H2O
Tác dụng với dung dịch muối[10]
Mangan khử dược những ion kim loại đứng sau nó trong dãy điện hóa
(có thế điện cực chuẩn lớn hơn - 1,18V).
1.1.3. Vai trò, chức năng và sự nhiễm độc của coban (II) và mangan (II)

Nhiều sinh vật sống (kể cả người) phải cần đến một lượng nhỏ
coban trong cơ thể để tồn tại. Cho vào đất một lượng nhỏ coban từ 0,130,30 mg/kg sẽ làm tăng sức khỏe của những động vật ăn cỏ. Coban là một
thành phần trung tâm của vitamin cobalamin, hoặc vitamin B12.
Các hợp chất của coban phải được xử lý cẩn thận do có độc tnh
nhẹ.60Co là nguồn phát ra tia gamma mạnh nên tiếp xúc với nó sẽ dẫn đến
nguy cơ ung thư. Nuốt 60Co sẽ khiến coban thâm nhập vào mô tế bào và quá
trình thải ra rất chậm chạp.60Co là yếu tố rủi ro gây tranh cãi về vấn
đề hạt nhân vì nguồn nơtron sẽ chuyển hóa 59Co thành đồng vị này. Một số
mô hình vũ khí hạt nhân có chủ ý gia tăng lượng 60Co phát tán dưới hình
thức bụi phóng xạ nguyên tử - nên có khi người ta gọi đó là bom bẩn hoặc


bom coban. Một nhà khoa học hàng đầu đã dự đoán rằng loại bom này có
khả năng hủy diệt tất cả sự


sống trên Trái Đất. Nếu nguyên nhân bắt nguồn không phải là một cuộc
chiến tranh hạt nhân, thì cũng do việc xử lý không phù hợp (hoặc trộm cắp)
các bộ phận của máy xạ trị y học. Tuy nhiên, tia gamma phát ra từ 60Co hiện
đang được sử dụng để diệt vi khuẩn và tăng sức đề kháng trên rau quả.
Mangan có vai trò quan trọng trong công nghiệp và đời sống.Các ion
mangan(II) có chức năng làm cofactor trong một số enzyme ở sinh vật bậc
cao, có vai trò quan trọng trong sự giải độc của các gốc peoxit tự do. Nguyên
tố này cần thiết ở dạng vết trong các sinh vật sống. Tuy nhiên nếu hàm lượng
mangan vượt quá chỉ tiêu cho phép thì nó lại gây ảnh hưởng nghiêm
trọng đến sức khỏe con người như: giảm khả năng ngôn ngữ, giảm trí nhớ,
giảm khả năng vận dụng sự khéo léo của đôi tay và tốc độ chuyển động
của mắt, các triệu chứng thần kinh không bình thường [2]
1.2. Tổng quan chung về vật liệu compozit trên cơ sở PANi và vỏ lạc
1.2.1. Giới thiệu chung về PANi

PANi là một trong số nhiều loại polyme dẫn điện và có tnh chất dẫn
điện tương tự với một số kim loại [7, 13, 18]. PANi là vật liệu đang được cả
thế giới quan tâm do có khả năng ứng dụng lớn, nguồn nhiên liệu rẻ tiền, dễ
tổng hợp. Ngoài ra, PANi còn có khả năng chịu nhiệt độ cao, bền cơ học, tồn
tại ở nhiều trạng thái oxy hóa - khử khác nhau và đặc biệt là khả năng điện
hóa rất cao. Người ta có thể nâng cao tính năng của PANi nhờ sử dụng kĩ
thuật cài các chất vô cơ hay hữu cơ.
a. Cấu trúc phân tử PANi
PANi là sản phẩm cộng hợp của nhiều phân tử anilin trong điều kiện có
mặt tác nhân oxi hóa làm xúc tác. Dạng tổng quát của PANi gồm 2 nhóm cấu
trúc [27, 29]:

a, b = 0, 1, 2, 3, 4, 5, …


Khi a = 0, ở trạng thái pernigranilin (PB - màu xanh thẫm)

Khi b = 0, ở trạng thái Leucoemaradin (LB - màu vàng)

Khi a = b, ở trạng thái Emeradin (EB - màu xanh)

Do các quá trình trên đều xảy ra thuận nghịch nên tương tự quá trình
oxi hóa, quá trình khử cũng xảy ra từng phần hoặc toàn phần. Trong quá trình
tổng hợp PANi người ta còn quan sát được các màu sắc khác nhau tương ứng
với cấu trúc khác nhau của PANi.
b. Phương pháp tổng hợp PANi
PANi được tổng hợp theo 2 phương pháp là phương pháp hóa học và
phương pháp điện hóa.
c. Phương pháp điện hóa
Quá trình điện hóa kết tủa polyme bao gồm cả khơi mào và phát triển

mạch xảy ra trên bề mặt điện cực. Ta có thể điều chỉnh các thông số đặc biệt
của quá trình trùng hợp điện hóa và tạo ra sản phẩm polyme có tính chất cơ
lý, điện, quang tốt.
Các phương pháp điện hóa thường dùng để tổng hợp PANi như dòng
tĩnh, thế tĩnh, quét tuần hoàn, xung dòng, xung thế. Cho tới nay cơ chế tổng
hợp PANi nói riêng và polyme dẫn nói chung chưa được lý giải một cách
thuyết phục. Tuy nhiên về mặt tổng thể cơ chế polyme hóa điện hóa PANi


được mô tả gồm các giai đoạn trung gian chính:


- Khuếch tán và hấp phụ anilin.
- Oxi hóa anilin.
- Hình thành polyme trên bề mặt điện cực.
- Ổn định màng polyme.
- Oxi hóa khử bản thân màng polyme.
- Phương pháp điện hóa có thể gồm 3 loại phản ứng:
- Phản ứng điện hóa tạo ra các cation, radical oligome hòa tan.
- Phản ứng hóa học trong dung dịch dime hóa và tạo ra các oligom hòa
tan có trọng lượng phân tử lớn hơn.
- Phản ứng điện hóa phát triển mạch polyme.
d. Phương pháp hóa học
Phương pháp hóa học được sử dụng rộng rãi để chế tạo vật liệu dạng
bột với lượng lớn. Người ta thường sử dụng amoni pesunfat làm chất oxi hóa
trong quá trình tổng hợp PANi và nhờ nó mà có thể tạo ra polyme có khối
lượng phân tử lớn và độ dẫn điện tối ưu hơn so với các chất oxi hóa khác.
Phản ứng trùng hợp anilin xảy ra trong môi trường axit (H2SO4, HCl, HClO4, …)
hay môi trường có hoạt chất oxi hóa như các tetrafluoroborat khác nhau
(NaBF4, NO2BF4, Et4NBF4). Tác nhân oxi hóa, bản chất của môi trường điện ly

và nồng độ của chúng có ảnh hưởng rất lớn đến các tnh chất lý hóa của PANi
[13, 18].
1.2.2. Vỏ lạc
Trong vật liệu compozit PANi - vỏ lạc, PANi đóng vai trò là chất nền và
vỏ lạc là cốt. PANi được phân bố trên bề mặt vỏ lạc nhằm mục đích làm tăng
độ bền của vật liệu và hạ giá thành sản phẩm.
Lạc là cây họ đậu được trồng có diện tch lớn nhất với diện tích gieo
trồng khoảng 20 ÷ 21 triệu ha/năm, sản lượng vào khoảng 25 ÷ 26 triệu tấn.
Ở Việt Nam lạc được trồng rộng rãi và phổ biến khắp cả nước.
Thành phần chính của vỏ lạc là gluxit gồm: Xenlulozơ, hemixenlulozơ,
lignin và một số hợp chất khác. Sự kết hợp giữa xenlulozơ và hemixenlulozơ