Nghiên cứu hấp phụ pb2+, cu2+ trong dung dịch nước bằng vật liệu chitin axit humic ghép axit acrylic

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HÓA
----------

DƢƠNG THỊ THU LINH

NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ Pb2+, Cu2+ TRONG DUNG
DỊCH NƢỚC BẰNG VẬT LIỆU CHITIN – AXIT
HUMIC GHÉP AXIT ACRYLIC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN HÓA PHÂN TÍCH MÔI TRƢỜNG

Đà Nẵng, tháng 04 năm 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HÓA
----------

NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ Pb2+, Cu2+ TRONG DUNG
DỊCH NƢỚC BẰNG VẬT LIỆU CHITIN – AXIT
HUMIC GHÉP AXIT ACRYLIC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN HÓA PHÂN TÍCH MÔI TRƢỜNG

Giảng viên hướng dẫn: TS. Trần Mạnh Lục
Sinh viên thực hiện : Dương Thị Thu Linh

Lớp

: 14CHP

Đà Nẵng, tháng 04 năm 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA HÓA
NHIỆM VỤ LÀM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: DƢƠNG THỊ THU LINH
Lớp: 14 CHP
1. Tên đề tài: “Nghiên cứu hấp phụ Pb2+, Cu2+ trong dung dịch nƣớc bằng vật liệu
Chitin - Axit Humic ghép Axit Acrylic.”
2. Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ
- Nguyên liệu: chitin đƣợc điều chế từ vỏ tôm phế thải của công ty xuất nhập
khẩu thủy sản Thọ Quang, quận Sơn Trà, Thành phố Đà Nẵng; axit humic đƣợc
điều chế từ than bùn lấy ở hồ Bàu Sấu, Hòa Khánh, quận Liên Chiểu, thành phố Đà
Nẵng.
- Hóa chất: Axit acrylic, I2 tinh thể, KI tinh thể, HgCl2, Muối Mor, ống chuẩn
Na2S2O3 O,1N, ống chuẩn MgSO4 O,1N, Trilon B, ET-OO, murexit, NaOH, HCl,
H2O2 30%,CuSO4, Pb(NO3)2, axeton, hydroquinol, hồ tinh bột.
- Dụng cụ:

+ Dụng cụ thủy tinh: bình tam giác, cốc có mỏ, pipet các loại, buret, đũa thủy
tinh, bình định mức.
+ Thiết bị điện tử: Cân phân tích, bếp cách thủy, tủ sấy, lò nung.
3. Nội dung nghiên cứu
- Xác định một số chỉ tiêu vật lí của chitin, axit humic
- Thăm dò khả năng hấp phụ ion Pb2+, Cu2+ của compolyme ghép.
4. Giáo viên hƣớng dẫn: TS. Trần Mạnh Lục
5. Ngày giao đề tài: 10/6/2017
6. Ngày hoàn thành đề tài: 20/4/2018
Chủ nhiệm khoa

Giáo viên hƣớng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

( Ký và ghi rõ họ tên)

PGS.TS.Lê Tự Hải

TS.Trần Mạnh Lục


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc công
bố trong bất kì công trình nào khác.

Tác giả khóa luận

Dƣơng Thị Thu Linh

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn
liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù nhiều hay ít, dừ trực tiếp
hay gián tiếp của ngƣời khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt
đầu học tập tại trƣờng Đại học Sƣ Phạm Đà Nẵng đến nay, em
đã nhận đƣợc rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý thầy cô,
gia đình và bạn bè.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý thầy cô
ở Khoa Hóa Học đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình
để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt
thời gian học tập tại trƣờng.
Em xin cảm ơn thầy giáo TS.Trần Mạnh Lục, ngƣời đã
hƣớng dẫn tận tình, động viên, giúp đỡ em trong suốt quá
trình nghiên cứu, thực hiện và hoàn hành khóa luận.
Đà Nẵng, ngày 20 tháng 4 năm 2018
Sinh viên

Dƣơng Thị Thu Linh


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài: ...................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ...............................................................................2
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài ..........................................................3
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu ...........................................................................................3
3.2. Phạm vi nghiên cứu ..............................................................................................3

4. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................3
4.1. Nghiên cứu lí thuyết .............................................................................................3
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm ......................................................................................3
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................4
6. Kết cấu luận văn .....................................................................................................4
CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN ...................................................................................5
1.1. GIỚI THIỆU CHITIN, AXIT HUMIC ............................................................5
1.1.1. Chitin .............................................................................................................5
1.1.1.1. Nguồn gốc ......................................................................................................5
1.1.1.2. Cấu tạo ..........................................................................................................5
1.1.1.3. Tính chất vật lý ..............................................................................................6
1.1.1.4. Tính chất hóa học của chitin ..........................................................................7
1.1.1.4.1. Phản ứng thuỷ phân mạch ............................................................................8
1.1.1.4.2. Phản ứng deaxetyl hoá chitin thành chitosan ..............................................8
1.1.1.4.3. Phản ứng axetyl hoá .....................................................................................9
1.1.1.4.4. Phản ứng ankyl hoá ......................................................................................9
1.1.1.4.5. Phản ứng silyl hoá ......................................................................................10
1.1.1.4.6. Phản ứng O – cacboxyankyl hoá ...............................................................10
1.1.1.4.7. Phản ứng N – phtaloyl hóa chitosan ..........................................................11
1.1.1.4.8. Phản ứng tosyl hóa .....................................................................................11
1.1.1.4.9. Phản ứng tạo bazo Schiff ...........................................................................12
1.1.1.4.10.Phản ứng ankyl hóa – khử ........................................................................12


1.1.1.4.11.Phản ứng N – cacboxyankyl hóa ..............................................................12
1.1.1.5. Điều chế .......................................................................................................13
1.1.1.6. Phƣơng pháp xác định độ deaxetyl hóa của chitin/chitosan ........................14
1.1.1.7. Phƣơng pháp xác định khối lƣợng phân tử của chitin/chitosan ...................14
1.1.1.8. Ứng dụng của chitin/chitosan ......................................................................16
1.1.1.9. Độ độc của chitin .........................................................................................19

1.1.2. Axit humic ......................................................................................................19
1.1.2.1. Nguồn gốc ....................................................................................................19
1.1.2.2. Thành phần nguyên tố của axit humic .........................................................20
1.1.2.3. Cấu tạo và tính chất của axit humic .............................................................20
1.1.2.4. Ứng dụng của axit humic trong nông nghiệp và môi trƣờng .......................21
1.1.2.5. Điều chế .......................................................................................................22
1.2. AXIT ACRYLIC VÀ TÁC NHÂN KHƠI MÀO ...........................................22
1.2.1. Axit acrylic .....................................................................................................22
1.2.1.1. Tính chất vật lý ............................................................................................22
1.2.1.2. Tính chất hóa học .........................................................................................23
1.2.1.3. Điều chế .......................................................................................................24
1.2.1.4. Ứng dụng......................................................................................................24
1.2.2. Tác nhân khơi mào Fenton (Fe/H2O2)............................................................24
1.3. PHẢN ỨNG ĐỒNG TRÙNG HỢP GHÉP ....................................................25
1.3.1. Lý thuyết chung ..............................................................................................25
1.3.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình đồng trùng hợp ghép ............................26
1.3.2.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ ...............................................................................26
1.3.2.2. Ảnh hƣởng của thời gian ..............................................................................27
1.3.2.3. Ảnh hƣởng của cấu trúc và hàm lƣợng monome .........................................27
1.3.2.4. Ảnh hƣởng của nồng độ chất khơi mào .......................................................28
1.3.2.5. Ảnh hƣởng của pH .......................................................................................28
1.3.2.6. Ảnh hƣởng của oxi .......................................................................................29
1.3.3. Cơ chế phản ứng đồng trùng hợp ghép AA lên chitin, axit humic ................29
1.3.3.1. Khơi mào ......................................................................................................29


1.3.3.2. Phát triển mạch.............................................................................................30
1.3.3.3. Ngắt mạch ....................................................................................................30
1.4. GIỚI THIỆU SƠ LƢỢC MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG ĐIỂN HÌNH ........31
1.4.1. Khái quát về kim loại nặng ............................................................................31

1.4.2. Tính chất và độ độc của các kim loại nặng điển hình: Pb, Cu .......................33
1.4.2.1. Chì (Pb) 33
1.4.2.2. Đồng(Cu) .....................................................................................................34
1.5. HẤP PHỤ ION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC ...................................37
1.5.1. Các khái niệm .................................................................................................37
1.5.1.1. Sự hấp phụ ...................................................................................................37
1.5.1.2. Phân loại quá trình hấp phụ .........................................................................38
1.5.1.3. Cơ chế hấp phụ.............................................................................................38
1.5.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hấp phụ .................................................39
1.5.2.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian ...........................................................39
1.5.2.2. Ảnh hƣởng của tính tƣơng đồng ..................................................................40
1.5.2.3. Ảnh hƣởng của pH .......................................................................................40
1.5.2.4. Ảnh hƣởng của nồng độ kim loại nặng ........................................................40
1.5.2.5. Ảnh hƣởng của diện tích bề mặt chất rắn ....................................................41
1.5.3. Hấp phụ ion kim loại lên chitin, axit humic ...................................................41
1.5.4. Phƣơng trình hâp phụ đẳng nhiệt Langmuir ..................................................41
CHƢƠNG 2 – THỰC NGHIỆM ...........................................................................44
2.1. NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT .............................................44
2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất ..................................................................................44
2.1.2. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu .......................................................................44
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................44
2.2.1. Điều chế chitin ................................................................................................44
2.2.1.1. Cách tiến hành ..............................................................................................44
2.2.1.2. Khảo sát hàm lƣợng chitin trong vỏ tôm .....................................................46
2.2.2. Điều chế axit humic ........................................................................................46
2.2.2.1. Cách tiến hành ..............................................................................................46


2.2.2.2. Khảo sát hàm lƣợng axit humic trong than bùn ...........................................47
2.2.3. Phản ứng đồng trùng hớp ghép axit acrylic lên chitin-axit humic ..................47

2.2.3.1. Sử dụng hệ khơi mào Fenton .......................................................................47
2.2.3.2. Thông số đặc trƣng của quá trình đồng trùng hợp ghép ..............................47
2.2.3.3. Khảo sát tỉ lệ chitin và axit humic ảnh hƣởng đến quá trình đồng trùng hợp
ghép

....................................................................................................................49

2.2.4. Chụp phổ hồng ngoại IR, phổ phân tích nhiệt TGA .......................................49
2.2.5. Khảo sát khả năng hấp phụ của Cu2+, Pb2+ trong dung dịch sản phẩm ghép ..49
2.2.5.1. Cách tiến hành ..............................................................................................49
2.2.5.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hấp phụ cần khảo sát ..........................51
2.2.6. Khảo sát ảnh hƣởng của lực ion đến khả năng hấp phụ của Cu2+, Pb2+ trong
dung dịch sản phẩm ghép ..........................................................................................51
CHƢƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ..........................................................52
3.1. ĐIỀU CHẾ CHITIN TỪ VỎ TÔM ................................................................52
3.1.1. Hàm lƣợng chitin trong vỏ tôm .......................................................................52
3.1.2. Phổ hồng ngoại của chitin ...............................................................................53
3.2. ĐIỀU CHẾ AXIT HUMIC TỪ THAN BÙN .................................................54
3.2.1. Tách axit humic trong than bùn ......................................................................55
3.2.2. Phổ hồng ngoại của axit humic .......................................................................56
3.3.PHẢN ỨNG ĐỒNG TRÙNG HỢP GHÉP AA LÊN CHITIN – AXIT
HUMIC

.................................................................................................................57

3.3.1. Ảnh hƣởng của tỉ lệ chitin – axit humic ..........................................................57
3.3.2. Chứng sự tồn tại của sản phẩm ghép ..............................................................58
3.3.2.1. Phổ hồng ngoại.............................................................................................58
3.3.2.3. Giản đồ phân tích nhiệt ................................................................................59
3.4. KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Cu2+, Pb2+ TRONG NƢỚC CỦA

SẢN PHẨM GHÉP .................................................................................................60
3.4.1. Ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng hấp phụ.............................................60
3.4.2. Ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ ......................................................61


3.4.3. Ảnh hƣởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ. Xác định tải trọng hấp
phụ cực đại của mỗi ion kim loại ..............................................................................63
3.4.3.1. Ảnh hƣởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ ....................................63
3.4.3.2. Xác định tải trọng hấp phụ cực đại và hệ số hấp phụ mỗi ion kim loại .......64
3.4.4. Ảnh hƣởng của lực ion ....................................................................................66
3.4.4.1. Ảnh hƣởng của lực ion NaCl .......................................................................66
3.4.4.2. Ảnh hƣởng của lực ion Na2CO3 ...................................................................68
3.4.4.3. Ảnh hƣởng của lực ion Na3PO4 ...................................................................69
3.4.4.4. Ảnh hƣởng của lực ion CaCl2 ......................................................................70
3.4.4.5. Ảnh hƣởng của lực ion MgCl2 .....................................................................71
3.4.4.6. Ảnh hƣởng của các cation Na+, Ca2+, Mg2+ .................................................72
3.4.4.7. Ảnh hƣởng của các anion Cl-, CO32-, PO43- .................................................73
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................75
1. Kết luận .................................................................................................................75
2. Kiến nghị ...............................................................................................................75
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................77


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU – CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AA

: Axit Acrylic

AH

: Axit Humic

EDTA

: Etilendiamintetraaxetic

ET-OO

: Eriocrom T đen

IR

: Hồng ngoại (Infrared Radiation)

TGA

: Thermal Gravimetric Analysis


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Hàm lƣợng chitin trong vỏ tôm và mai mực ống .......................................5
Bảng 1.2. Một số ứng dụng của chitin/chitosan .......................................................16
Bảng 1.3. Lƣợng chitin/chitosan tiêu thụ trong năm 1994 .......................................18
Bảng 1.4. Tiêu chuẩn của Bộ y tế về giới hạn hàm lƣợng kim loại nặng trong nƣớc
thải công nghiệp ........................................................................................................31
Bảng 3.1. Hàm lƣợng chitin trong vỏ tôm ................................................................52
Bảng 3.2. Độ tro hóa (%) của chitin .........................................................................53
Bảng 3.3. Các vạch hấp thụ đặc trƣng của chitin trên phổ hồng ngoại ....................54
Bảng 3.4. Hàm lƣợng axit humic trong than bùn .....................................................55
Bảng 3.5. Những dải hấp phụ hồng ngoại chính ở mẫu axit humic .........................56

Bảng 3.6. Tỉ lệ chitin – axit humic ...........................................................................57
Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của tỉ lệ chitin – axit humic đến phản ứng ghép ...................57
Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng hấp phụ......................................60
Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ ...............................................62
Bảng 3.10. Ảnh hƣởng của nồng độ đầu của Cu2+ đến khả năng hấp phụ ...............63
Bảng 3.11. Ảnh hƣởng của nồng độ đầu của Pb2+ đến khả năng hấp phụ ...............64
Bảng 3.13. Ảnh hƣởng của lực ion Na2CO3 đến hiệu suất hấp phụ Cu2+và Pb2+ .....68
Bảng 3.14. Ảnh hƣởng của lực ion Na3PO4 đến hiệu suất hấp phụ Cu2+và Pb2+ .....69
Bảng 3.15. Ảnh hƣởng của lực ion CaCl2 đến hiệu suất hấp phụ Cu2+và Pb2+ ........70
Bảng 3.16. Ảnh hƣởng của lực ion MgCl2 đến hiệu suất hấp phụ Cu2+và Pb2+ .......71


DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ
Hình 1.1. Cấu tạo phân tử của xenlulozơ, α – chitin và β – chitin. ............................6
Hình 1.2. Kiểu tinh thể của α – chitin và β – chitin. ..................................................6
Hình 1.3 . Xây dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc Cf/q vào Cf ..............................43
Hình 3.1. Vỏ tôm và chitin điều chế đƣợc ...............................................................53
Hình 3.2. Phổ hồng ngoại của chitin ........................................................................53
Hình 3.3. Than bùn và axit humic điều chế đƣợc ....................................................55
Hình 3.4. Phổ hồng ngoại của axit humic ................................................................56
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của tỉ lệ chitin – axit humic đến phản ứng ghép ...................58
Hình 3.6. Phổ hồng ngoại của sản phẩm ghép .........................................................58
Hình 3.7. Giản đồ phân tích nhiệt của sản phẩm ghép .............................................59
Hình 3.8. Ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng hấp phụ ......................................61
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ ...............................................62
Hình 3.10. Dạng tuyến tính của phƣơng trình Langmuir đối với Cu2+ ....................64
Hình 3.11. Dạng tuyến tính của phƣơng trình Langmuir đối với Pb2+.....................65
Hình 3.12. Ảnh hƣởng của lực ion NaCl đến hiệu suất hấp phụ Cu2+, Pb2+ ............67
Hình 3.13. Ảnh hƣởng của lực ion Na2CO3 đến hiệu suất hấp phụ Cu2+, Pb2+ ........68
Hình 3.15. Ảnh hƣởng của lực ion CaCl2 đến hiệu suất hấp phụ Cu2+ ,Pb2+ ...........70

Hình 3.16. Ảnh hƣởng của lực ion MgCl2 đến hiệu suất hấp phụ Cu2+, Pb2+ ..........71
Hình 3.17. Ảnh hƣởng của các cation Na+, Ca2+, Mg2+ đến hiệu suất hấp phụ Cu2+
...................................................................................................................................72
Hình 3.18. Ảnh hƣởng của các cation Na+, Ca2+, Mg2+ đến hiệu suất hấp phụ Pb2+ ....
...................................................................................................................................72
Hình 3.19. Ảnh hƣởng của các anion Cl-, CO32-, PO43- đến hiệu suất hấp phụ Cu2+
...................................................................................................................................73
Hình 3.20. Ảnh hƣởng của các anion Cl-, CO32-, PO43- đến hiệu suất hấp phụ Pb2+....
...................................................................................................................................73
Sơ đồ 2.1: Quy trình điều chế chitin từ vỏ tôm ........................................................45


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Trong số các polysaccarit, xenlulozơ và chitin là nguồn tài nguyên vật sinh
học tự nhiên phong phú nhất. Xenlulozơ đƣợc tổng hợp chủ yếu từ thực vật còn
chitin đƣợc tổng hợp chủ yếu từ động vật bậc thấp. Chitin có cấu trúc tƣơng tự nhƣ
xenlulozơ, nó là một amino polysaccarit với nhóm axetamit ở vị trí C-2 thay cho
nhóm hydroxyl ở từng mắt xích của polyme. Chitosan là dẫn xuất deaxetyl hoá của
chitin, nhóm axetamit ở vị trí C-2 đƣợc thay bằng nhóm amino.
Chitin đƣợc đánh giá là loại vật liệu có tiềm năng hơn xenlulozo trong nhiều
lĩnh vực, nhƣng cho đến nay việc ứng dụng chitin vẫn chƣa rộng rãi nhƣ xenlulozo.
Chitin là một polyme sinh học với nhiều tính chất quý báu nhƣ có khả năng phân
huỷ sinh học, có khả năng tƣơng hợp sinh học và đặc biệt là có hoạt tính sinh học
nên nó không chỉ là nguồn tài nguyên sẵn có mà còn là một loại vật liệu chức năng
mới. Biến tính hoá học chitin nhắm khám phá đầy đủ tiềm năng của chitin là một
lĩnh vực quan trọng và đầy hấp dẫn.
Bên cạnh các tính chất quý báu: kháng khuẩn, kháng nấm, chống viêm,
kháng virut, khả năng tự phân hủy sinh học cao… chitin, chitosan và dẫn xuất của

chúng còn là các vật liệu sinh học có khả năng hấp phụ tốt các ion kim loại, đặc biệt
là ion kim loại nặng.
Axit humic là thành phần chính của các chất humic, đó là những hợp chất
hữu cơ quan trọng của đất (mùn), than bùn, than đá. Đồng thời nó là chất vận
chuyển đặc biệt các chất dinh dƣỡng đa lƣợng và vi lƣợng cho cây trồng.
Trong nhiều năm trở lại đây ngƣời ta phát hiện thấy nhiều đặc tính quý báu
của axit humic. Axit humic và phức kim loại của nó có những ứng dụng thực tiễn
lớn lao trong nông nghiệp (làm phân bón, chất kích thích sinh trƣởng cây trồng và
vật nuôi). Ngoài ra axit humic còn nghiên cứu ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp
nhƣ sản xuất ắc quy, chế tạo dung dịch khoan, vật liệu hấp phụ các kim loại nặng
nhằm xử lý ô nhiễm môi trƣờng, làm giàu và tách các kim loại đất hiếm.
Nhu cầu nƣớc sạch đang ngày càng trở nên cấp thiết đối với nhiều quốc gia.
Nếu không có nƣớc, hoặc nếu tất cả các nguồn nƣớc trên thế giới đều bị ô nhiễm thì


2
chắc chắn rằng sự sống không tồn tại. Mặc dù ai cũng biết, cũng hiểu nhƣ thế,
nhƣng không phải ai cũng có ý thức bảo vệ môi trƣờng, bảo vệ nguồn nƣớc. Do
vậy, việc tìm kiếm các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải cũng nhƣ sản xuất nƣớc sạch
luôn là mục tiêu ƣu tiên hàng đầu. Trong những năm gần đây hƣớng nghiên cứu sử
dụng chitin, axit humic và các dẫn xuất của chúng làm vật liệu hấp phụ các ion kim
loại nặng có trong nƣớc thải đang thu hút sự quan tâm chú ý của nhiều nhà khoa
học.
Nƣớc ta là một trong những nƣớc chuyên xuất khẩu các mặt hàng thủy hải
sản với số lƣợng lớn trên thế giới. Trong quá trình chế biến các loại thủy sản (tôm,
mực…), hầu hết chúng ta chỉ lấy phần thịt còn vỏ của chúng thì thải vào môi
trƣờng, chỉ có một số ít đƣợc dung làm thức ăn gia súc. Chính việc này đã gây ô
nhiễm nghiêm trọng môi trƣờng sinh thái đồng thời chính chúng ta đã vô tình bỏ đi
nguồn thu quý giá từ những phế thải đó. Mặc khác, theo các kết quả khảo sát địa
chất đã cho thấy ở Việt Nam có một lƣợng than bùn rất dồi dào, đƣợc phân bố hầu

nhƣ khắp các tỉnh trên cae nƣớc, nên axit humic đƣợc lấy từ nguồn nguyên liệu có
sẵn và rẻ tiền nhƣng mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Để góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn phế thải thủy, hải sản nƣớc ta
và góp phần vào công cuộc cải thiện và bảo vệ môi trƣờng cũng nhƣ mở ra một khả
năng ứng dụng vào trong thực tiễn lớn đối với nguồn tài nguyên than bùn dồi dào
của nƣớc ta. Vì vậy, trong bản luận văn này, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên
cứu hấp phụ Pb2+, Cu2+ trong dung dịch nước bằng vật liệu Chitin - Axit Humic
ghép Axit Acrylic.”
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
-

Điều chế chitin từ vỏ tôm.

-

Điều chế axit humic từ than bùn vùng Liên Chiểu – Đà Nẵng.

-

Thực hiện phản ứng đồng trùng hợp ghép axit acylic lên chitin – axit humic,

sử dụng hệ khơi mào Fenton (Fe2+/H2O2).
ghép.

Thăm dò khả năng hấp phụ ion kim loại nặng trong nƣớc của copolymer


3
Khảo sát sự ảnh hƣởng của lực ion đến quá trình hấp phụ ion kim loại nặng

-

trong nƣớc của copolyme ghép.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Chitin điều chế từ vỏ tôm và axit humic điều chế từ than bùn.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Trong giới hạn của đề tài luận văn, chúng tôi tập trung nghiên cứu thực
nghiệm những nội dung sau:
-

Điều chế chitin từ vỏ tôm.

-

Điều chế axit humic từ than bùn.

-

Điều chế dẫn xuất của chitin – axit humic bằng phản ứng đồng trùng hợp

ghép axit acrylic lên chitin – axit humic.
-

Các đặc tính vật lý của chitin, axit humic và compolyme ghép.

-

Thăm dò khả năng hấp phụ ion Pb2+, Cu2+ của compolyme ghép.

-

Khảo sát sự ảnh hƣởng của lực ion đến khả năng hấp phụ ion Pb2+, Cu2+ của

compolyme ghép.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
4.1. Nghiên cứu lí thuyết
Tổng quan tài liệu về:
-

Cấu tạo và tính chất của chitin, axit humic.

-

Khả năng hấp phụ kim loại nặng của compolyme ghép.

-

Ảnh hƣởng của lực ion đến khả năng hấp phụ kim loại nặng của compolyme

ghép.
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm
-

Điều chế chitin từ vỏ tôm.

-

Điều chế axit humic từ than bùn.

-

Tiến hành phản ứng đồng trùng hợp ghép.

-

Tiến hành phản ứng hấp phụ ion ion Pb2+, Cu2+ của compolyme ghép.

-

Tiến hành phản ứng ảnh hƣởng của lực ion đến khả năng hấp phụ ion Pb2+,

Cu2+ của compolyme ghép.


4
- Chứng minh sự tồn tại của chitin, axit humic và sản phẩm ghép bằng phổ
hồng ngoại, và giản đồ phân tích nhiệt.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Việc nghiên cứu biến tính chitin – axit humic bằng vinylmonome tạo các sản
phẩm có khả năng tự phân hủy, hấp phụ nƣớc, trao đổi ion…
Các kết quả thu đƣợc là tiền đề cho việc tạo ra các chất hấp phụ giá rẻ, thân
thiện với môi trƣờng và có khả năng tái sinh.
6. Kết cấu luận văn
Luận văn gồn 79 trang, trong đó có 16 bảng, 20 hình và 1 sơ đồ. Phần mở
đầu gồm 4 trang, kết luận và kiến nghị gồm 2 trang, sử dụng 23 tài liệu tham khảo.
nội dung luận văn chia làm 3 chƣơng:
Chƣơng 1- Tổng quan, 39 trang.
Chƣơng 2 - Thực nghiệm, 8 trang.
Chƣơng 3 - Kết quả và bàn luận, 23 trang.

5
CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU CHITIN, AXIT HUMIC
1.1.1. Chitin
1.1.1.1. Nguồn gốc
Chitin – poly (N-axetyl-D-glucosamin) – là nguồn tài nguyên thiên nhiên
phổ biến, có sản lƣợng đứng thứ hai sau xenlulozơ. Chitin có ở nhiều loài khác
nhau: vỏ của các loài giáp xác (tôm, mực, cua…), nấm, sâu bọ, tảo, vỏ côn trùng
(vỏ nhộng), vỏ tế bào vi khuẩn và cả da ngƣời.
Bằng phƣơng pháp nhiễu xạ tia X đã phát hiện chitin tồn tại dƣới 3 dạng α,
β, γ – chitin, trong đó phổ biến nhất là α – chitin có trong vỏ tôm và β – chitin có
trong mai mực ống.
Theo kết quả nghiên cứu về chitin [6] cho thấy, hàm lƣợng của chitin trong
vỏ tôm và mai mực ống đƣợc thể hiện ở bảng 1.1 nhƣ sau:
Bảng 1.1. Hàm lượng chitin trong vỏ tôm và mai mực ống
TT

Nguồn nguyên
liệu

Loại chitin

Hàm lƣợng

Hàm lƣợng muối khoáng,

chitin (%)

protein, chất màu…(%)

1

Vỏ tôm

α – chitin

13,6

86,4

2

Mai mực ống

β – chitin

35,5

64,5

1.1.1.2. Cấu tạo
Chitin có cấu tạo tƣơng tự nhƣ xenlulozơ, nó là một amino polysaccarit với
nhóm axetamit ở vị trí C2 thay cho nhóm hydroxyl ở từng mắt xích của polyme. Do
đó, chitin là một amino polysaccarit mạch thẳng liên kết với nhau bởi các liên kết β
– 1,4 – glicozit.

Xenlulozơ

6

Hình 1.1. Cấu tạo phân tử của xenlulozơ, α – chitin và β – chitin.
Cấu trúc của tinh thể α – chitin theo kiểu hệ tinh thể trực giao, mạch đại phân
tử đƣợc sắp xếp theo kiểu đối song, các liên kết hidro mạnh nên α – chitin bền
vững, dẫn đến mức độ kết tinh lớn nhất. Các mạch đại phân tử của β – chitin đƣợc
sắp xếp theo kiểu song song với các liên kết hidro yếu nên β – chitin kém bền hơn.
Ở trạng thái hoà tan hoặc trƣơng thì β – chitin chuyển thành α – chitin. Tuy có cấu
trúc tinh thể theo kiểu đơn tà, nhƣng trên thực tế β – chitin thƣờng tồn tại ở dạng
tinh thể ngâm nƣớc theo kiểu hệ tinh thể trực giao. γ – chitin là dạng chitin ít gặp
nhất, nó đƣợc coi là hốn hợp hoặc dạng trung gian của α – chitin và β – chitin với sự
sắp xếp các phân tử theo kiểu song song lẫn đối song [6].

Hình 1.2. Kiểu tinh thể của α – chitin và β – chitin.
1.1.1.3. Tính chất vật lý
Chitin là chất rắn, có cấu trúc lỗ xốp, màu ngà (α – chitin) hoặc màu trắng (β
– chitin), trong phân tử chỉ có dƣới 10% nhóm amino (-NH2) ở C2 còn lại hơn 90%


7
là nhóm N-axetyl (-NHCOCH3), do đó chitin trung hoà điện. Chitin có khối lƣợng
phân tử lớn, dễ bị cắt mạch làm giảm khối lƣợng phân tử khi phản ứng với kiềm đặc
ở nhiệt độ cao, có khả năng phân huỷ sinh học, sát trùng, kháng khuẩn, kích thích
sinh trƣởng [1].
Do có liên kết hidro chặt chẽ giữa các phân từ nên chitin thể hiện ái lực hạn
chế đối với phần lớn các dung môi, α – chitin không tan và hầu nhƣ không trƣơng
trong các dung môi thông dụng mà chỉ tan trong một số dung môi đặc biệt, ví dụ:
N,N-đimetyl axetamit (DMAc) có chứa 5%-10% LiCl hay một số dung môi đã flo
hoá nhƣ: hexafloaxeton hay hexaflo-2-propanol với mức độ tan phụ thuộc vào

nguồn gốc điều chế. Hỗn hợp DMAc và N-metyl-2-pyrolidon (NMP)có chứa 5-8%
LiCl thƣờng đƣợc sử dụng để làm màng chitin. Một số hệ dung môi khác cũng đã
đƣợc sử dụng hoà chitin nhƣ: axit focmic-axit ddicloaxxetic, axit tricloaxeticđicloetan, MeOH bão hoà CaCl2.H2O. β – chitin có ái lực mạnh hơn α – chitin bởi
nó có liên kết hidro giữa các phân tử yếu hơn. β – chitin trƣơng đáng kể trong nƣớc
và trong axit fomic hay axit axetic loãng.
1.1.1.4. Tính chất hóa học của chitin
Trong phân tử chitin/chitosan có chứa các nhóm chức -OH, -NHCOCH3
trong các mắt xích N-axetyl-D-glucozamin và nhóm -OH, nhóm -NH2 trong các
mắt xích D-glucozamin có nghĩa chúng vừa là ancol, vừa là amin, vừa là amit. Phản
ứng hoá học có thể xảy ra ở vị trí nhóm chức tạo ra dẫn xuất thế O-, dẫn xuất thế N, hoặc dẫn xuất thế O-, N. Mặt khác, chitin/chitosan là những polyme, mà các
monome đƣợc nối với nhau bởi các liên kết β-(1-4)-glicozit, các liên kết này rất dễ
bị cắt đứt bởi các chất hoá học nhƣ: axit, bazơ, tác nhân oxy-hoá, và các enzym
thuỷ phân. Do đó, các phản ứng chính của chitin/chitosan gồm:
* Các phản ứng của nhóm -OH
- Dẫn xuất sunfat
- Dẫn xuất O – axyl của chitin/chitosan.
- Dẫn xuất O – tosyl hoá chitin/chitosan.
* Phản ứng ở vị trí N
- Phản ứng N – axetyl hoá chitosan.


8
- Dẫn xuất N – sunfat chitosan.
- Dẫn xuất N – glycochitosan (N – hidroxy – etylchitosan).
- Dẫn xuất acroleylen chitosan.
- Dẫn xuất acroleylchitosan.
* Phản ứng xảy ra tại vị trí O, N.
- Dẫn xuất O, N – cacboxymetylchitosan.
- Dẫn xuất N, O – cacboxychitosan.
- Phản ứng cắt đứt liên kết β – (1,4) glicozit.

Theo các kết quả nghiên cứu, mật độ điện tử trên nguyên tử nitơ của β-chitin
lớn hơn α-chitin, mặc dù α-chitin, β-chitin đều có cùng nhóm chức, cùng cấu trúc
polyme. Điều này là do β-chitin có các nhóm hoạt động (axetamit) nằm cùng một
phía của mặt phẳng nên chúng có sự tƣơng tác lẫn nhau, làm cho các nhóm này
không bền, dẫn đến khả năng hoạt động về mặt hoá học của chúng lớn. Trong khi
trong phân tử α-chitin, các nhóm này nằm về hai phía của mặt phẳng, khả năng
tƣơng tác nhỏ hơn của β-chitin, vì vậy α-chitin hoạt động hoá học yếu hơn β-chitin.
Khả năng hoạt động hoá học của β-chitin đƣợc thể hiện ở khả năng trƣơng nở trong
nƣớc, khả năng tham gia phản ứng deaxetyl hoá ở nhiệt độ và nồng độ kiềm thấp
hơn so với α-chitin [8].
1.1.1.4.1. Phản ứng thuỷ phân mạch
Khi xử lí chitin trong môi trƣờng kiềm, hoặc axit ở nhiệt độ cao, hoặc với
enzyme hydrolaza dễ xảy ra phản ứng cắt mạch, tạo ra những oligochitin (oligome)
với những tính năng sinh học đặc biệt: Tính kháng khuẩn, tăng cƣờng khả năng
miễn dịch… Hổn hợp oligome nhận đƣợc sau khi thuỷ phân đƣợc tách bằng phƣơng
pháp sắc kí với các kĩ thuật sắc kí thích hợp.
1.1.1.4.2. Phản ứng deaxetyl hoá chitin thành chitosan
Nhóm axetyl gắn với nguyên tử nitơ của chitin có thể loại bỏ bằng phản ứng
thuỷ phân với kiềm đặc ở 100 – 160°C thu đƣợc chitosan với độ deaxetyl (DDA)
khoảng 70 – 90%. Muốn thu đƣợc chitosan với mức độ deaxetyl hoá hoàn toàn phải
rửa sạch mẫu rồi xử lí kiềm lặp lại.


9
Song song với phản ứng này là sự thuỷ phân mạch. Để ngăn cản sự thuỷ
phân mạch trong quá trình phản ứng, có thể dung một số chất oxy – hoá: thiophen
(1ml/g chitosan) hay natri borohydrua NaBH4 (0,1ml/g chitosan) cho thêm vào hổn
hợp phản ứng.
1.1.1.4.3. Phản ứng axetyl hoá
Chitin không tan trong các dung môi thích hợp cho phản ứng axetyl hoá nên

phản ứng xảy ra trong điều kiện dị thể.
Phản ứng axetyl hoá hoàn toàn chitin bằng anhidrit axetic (Ac2O) có thể thực
hiện đƣợc trong môi trƣờng axit metasunfonic (CH3SO2OH). Hổn hợp axit
tricloaxetic 1,2 – dicloetan cũng là một dung môi tốt cho chitin khi tiến hành phản
ứng này, nhƣng do môi trƣờng axit mạnh nên làm phân huỷ mạch chitin và chitin bị
clo hoá ở mức độ thấp. β – chitin cũng không tan trong các dung môi thông thƣờng
nhƣ α – chitin nhƣng trƣơng đáng kể trong nhiều dung môi hữu cơ (methanol). Do
đó, nhóm amino tự do có trong β – chitin có thể đƣợc axetyl hoá trực tiếp trong
methanol bởi Ac2O tạo thành chitin thuần nhất –poly (N – axetyl – D – glucose –
amin). Đối với α – chitin trong cùng điều kiện này thì phản ứng axetyl hoá không
diễn ra.
Phản ứng axetyl hoá có thể xảy ra hoàn toàn mà không có phản ứng phụ khi
xử lí β – chitin ở dạng huyền phù với Ac2O trong pyridin dƣới tác dụng của xúc tác
4 – đimetyl aminopyridin (DMAP). Phản ứng này phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ,
thời gian, chất xúc tác và đặc biệt là nguồn nguyên liệu điều chế chitin. Nhiều công
trình nghiên cứu cho thấy β – chitin là vật liệu tiềm năng để tiến hành các phản ứng
hoá học hơn α – chitin. Ngoài ra, còn có các phản ứng axyl hoá khác nhƣ: cacbonyl
hoá chitin trong môi trƣờng DMAc/LiCl tạo ra các sản phẩm đƣợc dung để sản xuất
thuốc diệt cỏ.
1.1.1.4.4. Phản ứng ankyl hoá
2 – hydroxyetyl – chitin (glycol – chitin) là một dẫn xuất tan trong nƣớc
trung tính đã đƣợc thƣơng mại hoá. Glycol gặp chitin đƣợc điều chế bằng cách xử lí
chitin kiềm với etylen oxit. Vì phản ứng này diễn ra trong môi trƣờng kiềm mạnh
nên phản ứng N – deaxetyl hoá cũng diễn ra đồng thời.


10
Deaxetyl hoá glycol – chitin bằng kiềm mạnh thu đƣợc glycol – chitosan.
Dihydroxypropyl – chitin (một dẫn xuất ran trong nƣớc khác của chitin đƣợc điều
chế bằng phản ứng giữa chitin kiềm và 3 – clopropan – 1,2 – dio (glyxerol α –

monoclohydrin) trong môi trƣờng isopropanol.
1.1.1.4.5. Phản ứng silyl hoá
Mặc dù chitin là nguồn tài nguyên sinh học đầy tiềm năng, nhƣng nó lại
không tan trong các dung môi hữu cơ thông thƣờng và khó biến tính hoá học.
Phƣơng pháp thế hoàn toàn là một cách làm yếu liên kết hydro của chitin dẫn tới cải
thiện tính tan. Phản ứng silyl hoá chitin nhằm tạo ra dẫn xuất chitin tan cho các
phản ứng biến tính hoá học. Khi chitin đã đƣợc silyl hoá ở mức độ đáng kể thì nó có
một số tính chất quý báu nhƣ: tan tốt trong dung môi hữu cơ, khả năng tham gia
phản ứng cao và dễ dàng tái sinh chitin. β – chitin có thể đạt đến độ thế hoàn toàn
(DS = 2,0) khi tiến hành phản ứng trong pyridin với hổn hợp hexametyldisilazan và
clorotrimetylsilan ở 70°C trong khi với α – chitin thì độ thế đạt đƣợc trong cùng
điều kiện thấp hơn nhiều.
1.1.1.4.6. Phản ứng O – cacboxyankyl hoá
Việc đƣa các nhóm cacboxymetyl vào chitin/chitosan làm cho chúng trở
thành dạng dẫn xuất anion. Cacboxymetyl chitin đƣợc điều chế bằng cách xử lí với
kiềm và axit monocloaxetic, hoặc với kiềm và natri monocloaxetat tƣơng tự nhƣ
điều chế cacboxymetyl xenlulozơ.
Vì phản ứng điều chế O – cacboxymetyl chitin đƣợc tiến hành trong môi
trƣờng kiềm mạnh nên chitin cũng đồng thời bị loại bớt một số nhóm axetyl tạo
thành dạng polyme lƣỡng tính, vừa có nhóm cacboxyl vừa có nhóm amino. DDA
của chitin có thể đạt đến 50% tuỳ thuộc vào điều kiện phản ứng. Mặc dù có xác
định mối liên quan giữa cấu trúc và tính chất, nhƣng cacboxymetyl chitin đã đƣợc
sử dụng trong nhiều lĩnh vực: làm chất mang thuốc, mỹ phẩm, …
Chitosan cũng tham gia phản ứng O – cacboxyankyl hoá giống nhƣ chitin
nhƣng ở phản ứng này nhóm cacboxymetyl đƣợc đƣa vào cả nhóm hydroxyl lẫn
nhóm amino tạo thành N,O – cacboxymetylchitosan.


11
1.1.1.4.7. Phản ứng N – phtaloyl hóa chitosan

Phản ứng phtaloyl hóa là phƣơng pháp thích hợp để cải thiện tính tan trong
dung môi hữu cơ của chitin và chitosan vì các nhóm phtaloyl cồng kềnh và việc loại
bỏ nguyên tử hidro ở vị trí nguyên tử nito dẫn tới ngăn chặn khả năng hình thành
liên kết hidro. Trong dung môi N,N – đimetylfocmamit (DMF), phản ứng phtaloyl
hóa chitosan đƣợc điều chế từ β – chitin diễn ra dễ dàng hơn so với chitosan đƣợc
diều chế từ α – chitin. Điều này cho thấy cấu trúc mạch phân tử của chitin có ảnh
hƣởng rất lớn tới khả năng phản ứng, thậm chí khi đã đeaxetyl hóa bằng kiềm
mạnh.
N – phtaloyl chitosan là dẫn xuất dùng cho nhiều phản ứng biến tính chọn
lọc và dễ dàng thực hiện ở điều kiện êm dịu trong dung dịch so với các dãn xuất tan
khác. Từ N – phtaloyl chitosan các phản ứng biến tính đƣợc tiến hành một cách
định lƣợng và chọn lọc ở điều kiện đồng thể trong dung môi hữu cơ: phản ứng
triphenylmetyl hóa xảy ra ở vị trí C6 trong pyridin. Thậm chí cả khi N – phtaloyl
chitosan chứa một số nhóm O – phtaloyl cũng đƣợc thay thế hoàn toàn bởi nhóm
triphenylmetyl với DS = 1. Một số phản ứng khác đi từ N – phtaloyl chitosan cũng
diễn ra dễ dàng và định lƣợng hơn so với các phản ƣng biến tính truyền thống từ
chitin để điều chế dẫn xuất.
1.1.1.4.8. Phản ứng tosyl hóa
Khi các dẫn xuất chitin/chitosan có các nhóm chức cồng kềnh sẽ dẫn tới
giảm sự sắp xếp chặt chẽ của các phân tử polisaccarit ở trạng thái rắn nên có tác
dụng cải thiện tính tan. Vì nhóm p – toluensunfonyl (tosyl) là nhóm đồ sộ và dạng
tosylat rất hoạt động nên tosyl – chitin thƣờng đƣợc sử dụng làm chất đầu cho nhiều
phản ứng biến tính hóa học. Mặc dù phản ứng tosyl hóa chitin bằng tosyl clorua
diễn ra chậm trong đimetylsunfoxit (DMSO)/pyridin thậm chí ở 100°C với điều
kiện phản ứng dị thể, nhƣng phản ứng này vẫn xảy ra dễ dàng ở bề mặt chung giữa
dung dịch chitin kiềm và tosyl clorua trong clorofom ở 0°C.
Khi DS < 0,3; tosyl – chitin có tính ƣa nƣớc cáo và tan một phần trong nƣớc.
Ngƣợc lại, với DS > 0,4; tosyl – chitin trở nên kỵ nƣớc và tan trong các dung môi
hữu cơ có cực: DMSO, DMAc, N – metyl – 2 – pyrolidon (NMP). Tosyl – chitin là

12
một chất trung gian rất hữu ích cho các phản ứng biến tính tiếp theo trong môi
trƣờng đồng thể sử dụng dung môi hữu cơ. Tosyl – chitin dễ dàng phản ứng với
natri iodua tạo thành inđochitin hay bị khử bởi NaBH4 trong DMSO tạo thành
deoxychitin. Khi xử lí tosyl – chitin với kalithioaxetat trong DMSO thì nhóm Ots (p
–toluensuunfonat hay tosylat) dƣợc thay thế bằng nhóm S – axetyl (SCOCH3) rồi
nhóm này lại đƣợc loại bor bằng metoxi trong metanol tạo thành mercapto – chitin.
Mercapto – chitin đƣợc sử dụng để cố định enzim và làm ức chế cho phản ứng đồng
trùng hợp ghép theo cơ chế gốc.
1.1.1.4.9. Phản ứng tạo bazo Schiff
Nhóm amino tự do ở chitosan phản ứng với andehit tạo thành bazo schiff.
Phản ứng loại này đƣợc tiến hành trong hỗn hợp dung dịch nƣớc của axit axetic với
metanol và dễ dàng dật đến DS = 1.
Glutarandehit là một đianđehit thƣờng đƣợc sử dụng để liên kết ngang với
chitosan duungf cho mục đích cố định enzyme.
Liên kết ngang với glutaranđehit làm tăng khả năng hấp phụ ion kim loại
nặng của chitosan và đƣợc sử dụng làm màng bán thấm.
1.1.1.4.10. Phản ứng ankyl hóa – khử
Tiến hành phản ứng ankyl hóa – khử là phƣơng pháp đáng tin cậy để gắn
nhóm ankyl vào vị trí nguyên tử nito của chitosan. Trƣớc tiên, chitosan đƣợc xử lí
với anđehit hoặc xeton tạo dạng imin (bazo schiff) rồi tiếp tục khử với
natriborohydrua hoặc natri xyanobohydrua thành dẫn xuất N – ankyl. Tiến hành
phản ứng ankyl hóa – khử chitosan với salixylanđehit hoặc phtalanđehit nhận đƣợc
các dẫn xuất có khả năng tạo phức với ion kim loại tốt hơn chitosan.
1.1.1.4.11. Phản ứng N – cacboxyankyl hóa
Khác với cacboxymetylchitin/chitosan có cấu trúc chƣa xác định đƣợc chính
xác, N – cacboxymetylchitosan đƣợc điều chế bằng phản ứng ankyl hóa – khử là
dẫn xuất có cấu trúc đã đƣợc định rõ vì ở đây là phản ứng chọn lọc vào vị trí nhóm
amino. Chitosan phản ứng dễ dàng với axit glyoxylic trong môi trƣờng axit tạo

thành dạng bazo schiff rồi chuyển thành N – cacboxymetyl chitosan sau phản ứng
khử. Ở điều kiện thích hợp, phản ứng trên còn tạo ra N,N – đicacboxymetyl