Sinh viên Đại học Công nghiệp Hà Nội nghiên cứu biến tính Xenluloza từ rơm rạ để hấp phụ xăng trong nước

PV | 08/04/2022, 11:02

Với mục đích biến tính phụ phẩm từ rơm, rạ để xử lý dầu tràn, váng dầu nổi trên mặt nước, nhóm sinh viên gồm 05 thành viên đến từ khoa Công nghệ Hóa đã thực hiện thành công đề tài “Nghiên cứu biến tính xenluloza từ rơm rạ để hấp phụ xăng trong nước”.

Đề tài đạt giải Nhất Sinh viên Nghiên cứu khoa học năm 2021 của Đại học Công nghiệp Hà Nội.

Chia sẻ về cơ duyên lựa chọn nghiên cứu này, sinh viên năm thứ tư, bạn Vũ Trọng Hoạt - Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, trong một lần nghe thầy cô giảng về biến tính Xenluloza từ rơm rạ có thể hấp phụ xăng trong nước, nhóm rất ngạc nhiên về công dụng xử lý môi trường của nguyên liệu này.

Mong muốn có thể cải tiến, tạo nên một loại vật liệu có khả năng giúp xử lý nguồn nước bị tác động bởi xăng dầu, Vũ Trọng Hoạt cùng 4 người bạn cùng khóa của mình gồm Nguyễn Văn An, Tô Đăng Hùng, Trần Đức Phú, Nguyễn Thị Thu Trang đã tập trung nghiên cứu biến tính Xenluloza từ rơm rạ để hấp phụ xăng trong nước. Nhóm được sự hướng dẫn và hỗ trợ từ PGS.TS. Nguyễn Thế Hữu - Phó Trưởng khoa Công nghệ Hóa, Đại học Công nghiệp Hà Nội.

z3324457083493_1bcc6711830e2889bdcf33a7ca63a110.jpg
Nhóm nghiên cứu thu gom rơm rạ cho quy trình thực nghiệm

Nắm bắt được thành phần chính của rơm rạ là Xenluloza và Lignin, trong đó có Xenluloza chứa nhiều nhóm OH, thuận lợi cho khả năng hấp phụ thông qua liên kết hyđro. Các liên kết Hydro trong sợi Xenluloza liên kết với nhau rất chặt chẽ tạo thành một hệ thống mạng liên kết dày đặc và bền vững, điều này khiến cho sợi Xenluloza không tan trong nước và hầu hết các dung môi hữu cơ thông thường.

Quy trình tách Xenluloza từ rơm rạ

Nhóm nghiên cứu chuẩn bị dung dịch NaOH (khảo sát theo các nồng độ NaOH khác nhau) trong 500ml nước cất, khuấy liên tục cho đến khi tan hoàn toàn. Rồi từ lượng rạ đã chuẩn bị trước đó cân 10g±0,1g rạ tuyệt đối chính xác đến milligram. Sau đó, cho lượng rạ này vào dung dịch NaOH rồi cho vào tủ sấy ở 50-60℃ trong 24h., để nguội hỗn hợp rồi chắt hết phần rạ qua phễu lọc, rửa lại bằng nước cho đến khi hết sạch NaOH (thử bằng Phenolphthalein cho đến khi hết màu hồng). Sấy Xenluloza ở 90℃ đên khối lượng không đổi.

z3324457086930_4ec2cd723d6843df30cf45bd20de0994.jpg
Các mẫu Xenluloza sau khi được sấy khô

Tiếp theo, nhóm tiến hành khảo sát tách Lignin khỏi rơm, rạ để thu hồi xenluloza dạng sợi bằng cách thử nghiệm trên 4 mẫu rạ với khối lượng bằng nhau và nồng độ NaOH khác nhau trong 500ml nước cất. Sau đó đánh giá kết quả thu được bằng ngoại quan.

Quy trình tổng hợp sắt từ lên Xenluloza

Sau quá trình tách Lignin và thu hồi được Xenluloza từ rơm, rạ là quy trình tổng hợp sắt từ lên trên bề mặt của Xenluloza.

Vật liệu hấp phụ được tổng hợp theo sơ đồ bằng cách pha NaOH với cùng nồng độ với FeCl3 từ từ vào dung dịch FeCl3. Sau đó điều chỉnh pH của dung dịch về 6,5 đến 7 bằng dung dịch HCl 0,02M.

z3324457093272_4b71498c684063782dff99d38b6de668.jpg
Vật liệu hấp phụ được tổng hợp theo sơ đồ bằng cách pha NaOH với cùng nồng độ với FeCl3 từ từ vào dung dịch FeCl3

Khảo sát tốc độ hấp phụ xăng A95 của vật liệu theo thời gian

Nhóm tiến hành khảo sát trên 4 mẫu khối lượng mẫu =1g, Vn = 10ml, Vx = 2ml.

Quá trình khảo sát được tiến hành bằng cách quan sát khả năng hấp phụ của mẫu trong các mốc thời gian 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút, 50 phút.

Từ kết quả cho thấy, theo thời gian mẫu T3 hấp phụ xăng A95 đạt ngưỡng cực đại trong khoảng thời gian xấp xỉ 30 phút. Trong khoảng thời gian từ 20 phút đến 30 phút quá trình hấp phụ xăng A95 của vật liệu diễn ra với tốc độ nhanh nhất. Từ 30 phút đến 50 phút quá trình hấp phụ vẫn tiếp tục diễn ra nhưng rất chậm lượng xăng A95 được vật liệu hấp phụ không đáng kể.

z3324457099373_e5fa0c0a566c39987a0f53ec507a38e3.jpg
Mẫu T3 hấp thụ xăng A95 đạt ngưỡng cực đại trong thời gian 30 phút

Kết quả nghiên cứu

Qua quá trình nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu biến tính xenluloza từ rơm rạ để hấp phụ xăng trong nước”, nhóm đã thu được những kết quả khả quan:

Khảo sát, tính toán được nồng độ NaOH = 2M phù hợp cho việc tiến hành thí nghiệm thực nghiệm để tách xenluloza từ rơm rạ một cách tối ưu nhất. Khối lượng Xenluloza thu được lớn hơn 33,33% trong rơm rạ.

Tổng hợp thành công vật liệu hấp phụ từ biến tính Xenluloza với mật độ phân tán của các hạt sắt từ trên bề mặt Xenluloza phù hợp nhất với.

Khả năng của quá trình hấp phụ của vật liệu đối với xăng A95 lên đến 90% trên tổng khối lượng xăng A95 sau thời gian khoảng 30 phút, nhiệt độ ở 28 độ C. Sau khi tái sinh vật liệu hấp phụ, hiệu suất hấp phụ có thể đạt từ 95%-97% so với hiệu suất hấp phụ cực đại.

Đặc biệt, nghiên cứu này có tính ứng dụng, tính kinh tế cao, vừa giải quyết cả 2 vấn đề là về nông nghiệp và công nghiệp. Về công nghiệp: Khắc phục hậu quả sự cố tràn dầu trên sông, biển; về nông nghiệp: Giải quyết được vấn đề dư thừa lượng rơm rạ sau thu hoạch lúa cực lớn và giải quyết vấn đề môi trường - từ bỏ thói quen đốt rơm rạ của người dân.

Bài liên quan
  • Nguồn lực đất đai hỗ trợ khoa học công nghệ phát triển
    (TN&MT) - Theo Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN), Luật Đất đai 2013 đã góp phần tạo điều kiện cho doanh nghiệp, tổ chức hoạt động trong lĩnh vực KH&CN mở rộng việc nghiên cứu, sản xuất, đóng góp tích cực vào sự phát triển kinh tế - xã hội.

(0) Bình luận
Nổi bật
Nâng cao nhận thức về chuyển đổi số cho cán bộ Đoàn
(TN&MT) - Ngày 12/8, tại Hà Nội, Trung ương Đoàn Thanh niên Cộng sản Hồ Chí Minh tổ chức Hội nghị tập huấn “Vai trò của thanh niên tham gia Tổ công nghệ số cộng đồng và tuyên truyền chuyển đổi số” cho hàng chục nghìn thành viên là cán bộ Đoàn, Đoàn viên.
Đừng bỏ lỡ
  • Trí thức trẻ thúc đẩy ứng dụng khoa học - công nghệ đổi mới sáng tạo
    (TN&MT) - Đây là chủ đề của Diễn đàn Trí thức trẻ Việt Nam toàn cầu lần thứ V do Trung ương Đoàn TNCS Hồ Chí Minh tổ chức vào tháng 11 tới.
  • Nâng cao hiệu quả chuyển đổi số ngành Tài nguyên và Môi trường
    (TN&MT) - Thời gian qua, Cục Công nghệ thông tin và Dữ liệu tài nguyên môi trường (Cục CNTT&DLTNMT) đã tích cực triển khai kế hoạch chuyển đổi số và cải cách thủ tục hành chính, công trực tuyến đạt tỷ lệ trên 75,8% trong 6 tháng đầu năm 2022. Bên cạnh đó, việc triển khai kết nối Cổng Dịch vụ công, Hệ thống thông tin một cửa điện tử của Bộ với Cơ sở dữ liệu quốc gia về dân cư cũng được phát triển, nâng cao hơn.
  • Việt Nam sẽ phát triển chùm vệ tinh nhỏ quan sát Trái đất
    (TN&MT) - Đây là thông tin vừa được Trung tâm Vũ trụ Việt Nam (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) cho biết tại Hội thảo "Đề xuất kế hoạch và lộ trình tăng cường năng lực quốc gia về quan sát Trái đất dựa trên hệ thống vệ tinh nhỏ".
  • Việt Nam – Hàn Quốc thúc đẩy hợp tác về đo đạc bản đồ và thông tin địa lý
    (TN&MT) - Ngày 1/7, tại Hà Nội, Viện Khoa học Đo đạc và Bản Đồ và Viện Thông tin không gian địa lý quốc gia Hàn Quốc đã tổ chức Lễ ký Bản ghi nhớ hợp tác về công nghệ trong lĩnh vực Đo đạc bản đồ và Thông tin địa lý.
  • Tìm kiếm logo chính thức cho "Chuyển đổi số quốc gia"
    (TN&MT) - Cuộc thi được tổ chức để chọn mẫu logo "Chuyển đổi số quốc gia" nhằm thống nhất sử dụng trong toàn bộ các hoạt động của Chương trình chuyển đổi số quốc gia, góp phần xây dựng hình ảnh, thương hiệu quốc gia về chuyển đổi số, công nghệ số, đổi mới, công nghiệp sáng tạo. Giá trị của giải thưởng là 100 triệu đồng.
  • Thúc đẩy phát triển hệ sinh thái đổi mới sáng tạo
    (TN&MT) - Ngày hội Khởi nghiệp sáng tạo Quốc gia (Techfest 2022) lần thứ 8 sẽ diễn ra tại Bình Dương và được Bộ Khoa học và Công nghệ phát động chuỗi sự kiện kéo dài đến tháng 12/2022, với mục tiêu kết nối hệ sinh thái khởi nghiệp, thúc đẩy các giải pháp đổi mới sáng tạo từ các doanh nghiệp khởi nghiệp.
  • Việt Nam đặt mục tiêu hoàn thiện Chính phủ số vào năm 2030
    (TN&MT) - Bộ Thông tin và Truyền thông vừa ban hành Quyết định số 1232/QĐ-BTTTT phê duyệt Kế hoạch hành động của Bộ thực hiện Quyết định số 2289/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ ban hành Chiến lược quốc gia về Cách mạng công nghiệp lần thứ tư đến năm 2030. Trong kế hoạch hành động, Bộ Thông tin và Truyền thông đặt mục tiêu, đến năm 2030 chỉ số Chính phủ điện tử của Việt Nam sẽ thuộc nhóm 50 nước đứng đầu.
  • UNESCO tôn vinh nữ khoa học trẻ Việt Nam Hồ Thị Thanh Vân
    PGS.TS Hồ Thị Thanh Vân, giảng viên Trường Đại học Tài nguyên và môi trường TP.HCM (Bộ TN&MT) vừa được Hội đồng giám khảo UNESCO và Quỹ L’Oréal trao giải thưởng Nhà khoa học nữ trẻ tài năng Thế giới 2022.
  • Sản phẩm nhựa tự hủy OXO và những nguy hại khó lường
    (TN&MT) - Gắn mác “Tự phân hủy sinh học”, “an toàn”, các sản phẩm từ nhựa tự hủy OXO khiến nhiều người tin dùng vì ưu điểm lớn: không gây hại cho sức khỏe và bảo vệ môi trường. Thế nhưng, sự thực có phải như vậy?
  • Đà Nẵng: Đầu tư 300 triệu để theo dõi quan trắc phóng xạ môi trường
    (TN&MT) - UBND thành phố Đà Nẵng vừa phê duyệt đề cương và dự toán kinh phí xây dựng Đề án “Quan trắc phóng xạ môi trường trên địa bàn thành phố Đà Nẵng đến năm 2030” với kinh phí gần 300 triệu đồng.
  • Tôn vinh 106 trí thức khoa học công nghệ tiêu biểu 2022
    Sáng 21/5, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức Lễ tôn vinh 106 trí thức Khoa học và Công nghệ tiêu biểu năm 2022.
  • Khơi nguồn sáng tạo với “Ngày hội STEM” 2022
    (TN&MT) - Sáng 20/5, tại Hà Nội, Trung ương Đoàn TNCS Hồ Chí Minh Bộ Khoa học và Công nghệ phối hợp với Đại học Quốc gia Hà Nội tổ chức Hội thảo "Ngày hội STEM 2022: Vượt lên biến động". Đây là một hoạt động thường niên nhằm phổ biến và nâng cao nhận thức xã hội về giáo dục STEM - một mô hình giáo dục hiện đại đã được triển khai ở nhiều nước trên thế giới.
POWERED BY ONECMS - A PRODUCT OF NEKO