Đồ án tốt nghiệp Khoa
CNSH&MT

Trờng đại học Phơng Đông
Khoa Công Nghệ Sinh Hoc - MôI trờng
-----------------------------------

Đồ án tốt nghiệp

Chuyên Ngnh: Công nghệ MôI Trờng

đề Tài:
Nghiên cứu tổng hợp, đặc trng của vật liệu lai tạo
Chitosan/oxit sắt và ứng dụng hấp phụ ion Niken (II)
trong xử lý nớc thải chứa kim loại nặng Giáo viên hớng dẫn : th.S Trần Vĩnh Hoàng
Sinh viên thực hiện : trần Thị Phơng Thúy
MSSV : 505303058

Hà Nội, ngày 15 tháng 05 năm 2009 SVTH
Trần Thị Phơng Thuý

Trần Thị Phơng Thuý

MSSV
: 505303058

2

Đồ án tốt nghiệp Khoa
CNSH&MT

Mục lục

Lời mở đầu ....................................................................................................... 1
Chơng I Tổng quan về tài liệu ........................................................... 9
I.1 Hiện trạng nớc thải ở Việt Nam và các phơng pháp xử lý .......................... 9
I.1.1 Hiện trạng nớc thải ở Việt Nam .......................................................... 9
I.1.2 Nguyên nhân của tình trạng ô nhiễm .................................................. 11
I.1.3 Các phơng pháp xử lý nớc thải ........................................................ 11
I.1.3.1 Xử lý bằng phơng pháp sinh học. ............................................... 11
I.1.3.2 Xử lý bằng phơng pháp hoá lý ....................................................... 12
I.1.3.3 Xử lý bằng phơng pháp hoá học ................................................. 13
I.2 Các vật liệu mới ......................................................................................... 14
I.2.1 Triển vọng phát triển phát triển của các vật liệu mới .......................... 14

O
4
........................................................... 23
I.5.2.2 Tính chất vật lý ............................................................................. 26
I.5.2.3. Một số phơng pháp hoa học tổng hợp oxit sắt .......................... 26
chơng ii: Thực nghiệm và các phơng pháp nghiên cứu .... 32
II.1 Hoá chất và dụng cụ ................................................................................ 32
II.2 Quy trình chế tạo vật liệu ......................................................................... 32
II.3 Xây dựng đờng chuẩn của Ni
2+
.............................................................. 34
II.4 Các phơng pháp nghiên cứu .................................................................... 35
II.4.1 Hiển vi điện tử quét (SEM) ............................................................... 35
II.4.2 Phổ phân tán năng lợng tia X (EDX) của vật liệu ........................... 35
II.4.3 Phân tích nhiệt .................................................................................... 36
II.4.4 Nhiễu xạ tia X (XRD) ........................................................................ 37
II.4.5 Phổ hấp thụ hồng ngoại ...................................................................... 38
Chơng III: Kết quả và thảo luận ..................................................... 34
III.1 Đặc trng của vật liệu oxit sắt/ chitosan ..................................................... 40
III.1.1 Sản phẩm Chitosan/ oxit sắt .............................................................. 40
III.1.2 Hiển vi điện tử quét (SEM) .................................................................. 41
III.1.3 Phổ phân tán năng lợng tia X (EDX) của vật liệu .......................... 42
III.1.4 Phơng pháp phân tích nhiệt ............................................................. 43
III.1.5 Phổ hấp phụ hồng ngoại ................................................................... 44
III.1.6 Nhiễu xạ tia X (XRD) ...................................................................... 46
III.2 Nghiên cứu khả năng hấp phụ Ni
2+
của vật liệu Chitosan/oxit sắt .......... 47
III.2.1 Xác định các điều kiện ảnh hởng đến khả năng hấp phụ của Ni
2+


5

Đồ án tốt nghiệp Khoa
CNSH&MT

Danh Mục Hình

Hình I.1 : Công thức lý thuyết của Chitosan .................................................. 16
Hình I.2 : Cấu trúc Spinel của Fe
3
O
4
.............................................................. 19
Hình II.1 : Mô hình nhiễu xạ tia X .................................................................. 31
Hình III.1 : Hạt Chitosan/oxit sắt trớc khi sấy ................................................ 34
Hình III.2 : Hạt Chitosan/oxit sắt sau khi sấy ................................................... 34
Hình III.3 : ảnh SEM của mẫu Chitosan/oxit sắt trớc khi hấp phụ Ni
2+
.......... 35
Hình III.4 : ảnh SEM của mẫu Chitosan/oxit sắt sau khi hấp phụ Ni
2+
............. 35
Hình III.5 : Mẫu đo EDX của mẫu Chitosan/ oxit sắt trớc khi hấp phụ Ni
2+
.. 36
Hình III.6 : Mẫu đo EDX của mẫu Chitosan/oxit sắt sau khi hấp phụ Ni
2+
....... 36
Hình III.7 : Phổ phân tích nhiệt TGA và DTA của vật liệu Chitosan/ oxit sắt .. 37

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp nớc
ta, tình hình ô nhiễm môi trờng cũng đang gia tăng đến mức báo động. Do đặc
thù của nền công nghiệp mới phát triển, cha có sự quy hoạch tổng thể và nhiều
nguyên nhân khác nhau nh: Điều kiện kinh tế của nhiều xí nghiệp còn khó
khăn hoặc do chi phí xử lý ảnh hởng đến lợi nhuận nên hầu nh các chất thải
công nghiệp của nhiều nhà máy cha đợc xử lý mà xả thẳng ra môi trờng; các
quy định về quản lý và bảo vệ môi trờng nớc còn thiếu. Dẫn đến tình trạng
môi trờng nớc ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô
nhiễm bởi nớc thải, khí thải và chất thải rắn. Tại các thành phố lớn, hàng trăm
cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trờng nớc do không có
công trình và thiết bị xử lý chất thải. Hàm lợng nớc thải của các nghành này
có chứa xyanua vợt đến 84 lần, H
2
S vợt 4,2 lần, hàm lợng NH
3
vợt 84 lần
tiêu chuẩn cho phép nên đã gây ô nhiễm nặng nề các nguồn nớc mặt trong vùng
dân c.
Hàm lợng ion kim loại trong nớc thải vợt quá tiêu chuẩn cho phép gây
ảnh nghiêm trọng tới sức khoẻ của con ngời
Nhiễm độc Asen trong thời gian dài làm tăng nguy có gây ng th bàng
quang, thận, gan và phổi. Asen còn gây ra các chứng bệnh về tim.
Zn còn có khả năng gây ung th đột biến, gây ngộ độc hệ thần kinh, sự
nhạy cảm, sự sinh sản, gây độc đến hệ miễn nhiễm. Sự thiếu hụt Zn trong cơ thể
gây ra các triệu chứng nh bệnh liệt dơng, teo tinh hoàn, mù màu, viêm da,
bệnh về gan và một số triệu trứng khác.
Việc phát hiện ra các vật liệu đang mở ra một cuộc cách mạng công nghiệp
mới là chế tạo ra nhng vật liệu có độ cứng, độ dẻo mà các vật liệu cũ không
có đợc.
Hiện nay trên thế giới và Việt Nam đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về

khi tan trong nớc sẽ thuỷ
phân tạo thành Al(OH)
3
kết tủa dạng keo. Để góp phân tìm hiểu thêm về vấn đề
này. Chúng tôi đã chọn đề tài: Nghiên cứu tổng hợp, đặc trng của vật liệu lai
tạo Chitosan/oxit sắt và ứng dụng hấp phụ ion Niken (II) trong xử lử lý nớc thải
chứa kim loại nặng .

Mục đích của đề tài là:
- Nghiên cứu tổng hợp vật liệu Chitosan/oxit sắt.
- Nghiên cứu đặc trng vật liệu lai tạo Chitosan/oxit sắt.
- Bớc đầu nghiên cứu khả năng hấp phụ Ni
2+
của vật liệu Chitosan/ oxit
sắt.
Trần Thị Phơng Thuý

MSSV
: 505303058

8

Đồ án tốt nghiệp Khoa
CNSH&MT

Chơng I
Tổng quan về ti liệu
I.1 Hiện trạng nớc thải ở Việt Nam và các phơng pháp xử lý
I.1.1 Hiện trạng nớc thải ở Việt Nam
Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây

và các cơ sở y tế lớn cha có hệ thống thu gom hết đợc là những nguồn quan
trọng gây ra ô nhiễm nớc. Hiện nay , mức độ ô nhiễm trong các kênh, sông, hồ
Trần Thị Phơng Thuý

MSSV
: 505303058

9

Đồ án tốt nghiệp Khoa
CNSH&MT

ở các thành phố lớn là rất nặng. ở thành phố Hà Nội tổng lợng nớc thải của
thành phố lên tới 300.000 400.000 m
3
/ngày. Hiện nay mới chỉ có 5/31 bệnh
viện có hệ thống xử lý nớc thải, chiếm 25% lợng nớc thải bệnh viện, 36/400
cơ sỏ sản xuất có xử lý nớc thải. lợng rác thải sinh hoạt cha đợc thu gom
khoảng 1.200 m
3
/ngày đang xả vào các khu đất ven các hồ, kênh, mơng trong
nội thành, chỉ số BOD, oxy hoà tan, các chất NH
4
, NO
2
, NO
3
[14]
ở các sông, hồ, mơng nội thành đều vợt quá quy định cho phép. ở thành
phố Hồ Chí Minh thì lợng rác thải lên tới gần 4.000 tấn/ngày, chỉ có 24/142 cơ


tiêu cực tới môi trờng nớc. Cùng với việc sử dụng nhiều và không đúng cách
các loại hoá chất trong nuôi trông thuỷ sản thì các thức ăn d lắng xuống đáy ao,
hồ, kênh, lòng sông làm cho môi trờng nớc bị ô nhiễm các chất hữu cơ, làm
phát triển một số loài sinh vật gây bệnh và xuất hiện một số tảo độc, thậm chí đã
có dấu hiệu xuất hiện thuỷ chiều đỏ ở một số vùng ven biển ở nớc ta.
I.1.2 Nguyên nhân của tình trạng ô nhiễm
Có nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan dẫn đến tình trạng ô nhiễm
môi trờng nớc, nh sự gia tăng dân số, mặt trái của quá trình công nghiệp hoá,
hiện đại hoá, cơ sở hạ tầng yếu kém lạc hậu, nhận thức của ngời dân về vấn đề
môi trờng còn cha cao Đáng chú ý là sự bật cập trong hoạt động quản lý,
bảo vệ môi trờng. Nhận thức của nhiều cấp chính quyền, cơ quan quản lý, tổ
chức và cá nhân có trách nhiệm về nhiệm vụ bảo vệ môi trờng nớc cha sâu
sắc và đầy đủ, cha thấy rõ ô nhiễm môi trờng nớc là loại ô nhiễm gây nguy
hiểm trực tiếp, hàng ngày và khó khắc phục đối với đời sống con ngời cũng nh
sự phát triển bền vững của đất nớc.
Bên cạnh đó, các quy định về quản lý và bảo vệ môi trờng nớc còn thiếu
(VD: cha có các quy định và quy trình kỹ thuật phục vụ cho công tác quản lý và
bảo vệ nguồn nớc). Cơ chế phân công và phối hợp giữa các cơ quan, các
nghành và địa phơng cha đồng bộ, còn chồng chéo, cha có quy định rõ ràng,
cha có chiến lợc quy hoạch khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên nớc theo
lu vực và các vùng lãnh thổ lớn. Ch
a có các quy định hợp lý trong việc đóng
góp tài chính để quản lý và bảo vệ môi trờng nớc, gây nên tình trạng thiếu hụt
tài chính, thu không đủ chi cho bảo vệ môi trờng.
I.1.3 Các phơng pháp xử lý nớc thải
I.1.3.1 Xử lý bằng phơng pháp sinh học.
Thực chất của phơng pháp sinh học để xử lý nớc thải là sử dụng khả năng
sống và hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất bền hữu cơ trong nớc
thải. Chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh

quá trình.
- Có thể phải làm loãng nớc thải có nồng độ chất bẩn cao, nh vậy sẽ làm
tăng lợng nớc thải và cần diện tích mặt bằng rộng. [6]
I.1.3.2 Xử lý bằng phơng pháp hoá lý
Các phơng pháp hoá lý đợc sử dụng để xử lý nớc thải gồm lọc, đông tụ
và keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thẩm thấu ngợc, siêu lọc, thẩm tách
và điện thẩm táchCác phơng pháp này đ
ợc ứng dụng để loại ra khỏi nớc
thải các hạt phân tán.
Ưu điểm:
- Có khả năng loại các chất độc hữu cơ không bị oxy hoá sinh học.
- Hiệu quả xử lý cao hơn.
- Khích thớc hệ thống xử lý nhỏ hơn.
Trần Thị Phơng Thuý

MSSV
: 505303058

12

Đồ án tốt nghiệp Khoa
CNSH&MT

- Độ nhạy đối với sự thay đổi tải trọng thấp hơn.
- Có thể tự động hoá hoàn toàn
- Không cần theo dõi hoạt động của vi sinh vật.
- Có thể thu hồi các chất khác nhau
I.1.3.3 Xử lý bằng phơng pháp hoá học
Các phơng pháp hoá học dùng trong xử lý nớc thải gồm có: trung hoà,
oxy hoá và khử. Tất cả các phơng pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nên


Đồ án tốt nghiệp Khoa
CNSH&MT

+ Trên thế giới
Hiện nay trên thế giới, xu hớng xử lý nớc thải bằng công nghệ sinh học
đang đợc sử dụng rộng rãi, Đặc biệt là công nghệ xử lý nớc thải bằng phơng
pháp bùn hoạt tính. Tuy nhiên phơng pháp bùn hoạt tính thông thờng có nhiều
nhợc điểm khó khắc phục nh: diện tích công trình lớn, hiệu quả năng lợng sử
dụng cha cao.
I.2 Các vật liệu mới
I.2.1 Triển vọng phát triển phát triển của các vật liệu mới
Việc phát hiện ra các vật liệu mới đang hứa hẹn mở ra một cuộc cách mạng
công nghiệp mới và thời đại vũ trụ. Nhờ vật liệu mới có thể tạo ra các sản phẩm
có độ cứng, độ bền, độ dẻo... nh mong muốn.
VD : Các nhà khoa học Mỹ thuộc Đại học Northweston vừa phát hiện ra
một loại vật liệu mới có thể chuyển nhiệt lợng thải hồi thành điện năng nhằm
tăng sức mạnh cho động cơ ô tô. Các nhà khoa học Trung Quốc đã phát hiện ra
một loại vật liệu mới có tính bền vững cao hơn kim cơng tới 1,5 lần.
I.2.2 ứng dụng của các vật liệu mới trong xử lý môi trờng
I.2.2.1 Oxit sắt nanô
Có thể loại bỏ Asen trong nớc bằng hạt nanô oxit sắt, thực nghiệm cho
thấy khi cho hạt nanô oxit sắt từ với nồng độ 1 g/l vào mẫu nớc có chứa nồng
độ asen là 0.1 mg/l chỉ sau một phút thì nồng độ asen đã giảm chỉ còn 0.0081
mg/l dới tiêu chuẩn của bộ y tế cho phép (0.01 mg/l).
Mới đây một nhà khoa học Nhật Bản có sáng kiến sử dụng hạt nano từ tính
lọc nớc bằng cách cho một loài vi khuẩn chuyên ăn các chất bẩn lơ lửng trong
nớc bẩn đã đợc hoà tan thêm các hạt nanô từ tính. Bình thờng các vi khuẩn có
tác dụng thu gom chất bẩn. Khi đã ăn no chúng tự chìm xuống đáy (do trọng
lực) và mang theo các chất bẩn đã thu gom đợc. Do vậy làm cho nớc trở nên

3
khi tan trong nớc sẽ thuỷ
phân tạo thành Al(OH)
3
kết tủa dạng keo. Kết tủa keo này có tác dụng nh một
tấm lới. Khi nó lắng đọng thì các chất bẩn mắc vào nó cũng bị kéo xuống theo,
kết quả là làm lắng đọng chất bẩn và làm cho nớc trong hơn. Khi đã kết hợp hạt
nano từ tính Fe
3
O
4
với AL(OH)
3
dới tác dụng của từ trờng. Ngoài các hạt
nanô từ tính bị hút xuống dới, các hạt này đi xuống chúng kéo tấm lới nhôm
hyđrôxit chuyển động theo. Kết quả là nhôm hyđrôxit lắng đọng nhanh hơn
hàng chục lần so với khi không dùng hạt nanô từ tính.
I.2.2.2 Chitosan
Chitosan và các dẫn xuất của nó có hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn, có
khả năng tự phân huỷ sinh học cao, không gây dị ứng. Không gây độc hại cho
ngời và gia súc, có khả năng tạo phức với một số kim koại chuyển tiếp nh:
Cu(II), Ni(II), Co(II)...do vậy chúng đợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực
nh: xử lý nớc thải và bảo vệ môi trờng, dợc học và y học, nông nghiệp, công
nghiệp, công nghệ sinh học...
Chitosan có cấu trúc đặc biệt với các nhóm amin trong mạng lới phân tử có
khả năng hấp phụ tạo phức với kim loại chuyển tiếp: Cu(II), Ni(II), Co(II)...
trong môi trờng nớc. Vì vậy chitosan đang đợc nghiên cứu kết hợp với một số
chất khác để ứng dụng xử lý kim loại nặng trong nớc.
I.2.2.3 MnO
2

pha lỏng và pha rắn. Trong công nghệ xử lý nớc thải khi nói về phơng pháp
hấp phụ tức là nói về quá trình hấp phụ chất bẩn hoà tan ở bề mặt biên giới giữa
pha lỏng và pha rắn. Ngời ta phân biệt ba loại hấp phụ sau đây:
- Hấp thụ là quá trình trong đó những phân tử của chất bẩn hoà tan chẳng
hạn nhng tập trung ở bề mặt mà còn bị hút sau vào các lớp bên trong của chất
rắn (hoặc chất lỏng). Tốc độ hấp thụ thờng nhỏ hơn rất nhiều so với tốc độ hấp
phụ. Khi xử lý nớc thải chứa các chất bẩn dạng khí hoà tan thì ngời ta dùng
các phơng pháp hấp thụ- tháp hấp thụ hoặc tháp lọc khí.
- Hấp phụ lý học là quá trình hút (hay còn gọi là tập trung) của một hoặc
hỗn hợp các chất bẩn hoà tan thể khí hoặc thể lỏng trên bề mặt chất rắn.
- Hấp phụ hoá học là quá trình hút các chất tan dạng khí dới tác dụng hoá
học. Nói cách khác tức là các chất tan hấp phụ lên bề mặt và tạo phản ứng hoá
học với chất rắn.
Quy luật chung của quá trình hấp phụ
Quá trình hấp phụ là quá trình thuận nghịch. Nghĩa là sau khi chất bẩn đã bị
hấp phụ rồi có thể di chuyển ngợc lại từ bề mặt chất hấp phụ vào dung dịch.
Hiện tợng này gọi là khử hấp phụ.
Với những điều kiện nh nhau, tốc độ của các quá trình thuận nghịch tơng
ứng tỷ lệ với nồng độ chất bẩn trong dung dịch và trên bề mặt chất hấp phụ. Khi
Trần Thị Phơng Thuý

MSSV
: 505303058

16

Đồ án tốt nghiệp Khoa
CNSH&MT

nồng độ chất bẩn trong dung dịch ở giá trị cao nhất thì tốc độ hấp phụ cũng lớn


MSSV
: 505303058

17

Đồ án tốt nghiệp Khoa
CNSH&MT

Phơng trình đẳng nhiệt :

(I.1)
Trong đó C
*
: Nồng độ cân bằng của ion kim loại trong dung dịch, mmol/l
q : Lợng ion kim loại đã bị hấp phụ, mmol/l
q
m
: Hằng số biểu thị dung lợng hấp phụ, còn đợc gọi là độ phủ
đơn lớp bề mặt, mmol/l
b : Hằng số đặc trng cho nhiệt hấp phụ, mmol/l
Phơng trình Langmuir chỉ ra hai tính chất đặc trng của hệ:
+ Khi nông độ dung dịch rất nhỏ, Tức bC
*
<<1, ta có:
q =q
m
bC
*
(I.2)


MSSV
: 505303058

18

Đồ án tốt nghiệp Khoa
CNSH&MT

I.3.2.2 Phơng trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich
Phơng trình sau đây đợc mô tả trên cơ sở kinh nghiệm, có tính đến tính
không đồng nhất của bề mặt chất hấp phụ và sự phân bố của các tâm hoạt tính và
năng lợng của chúng theo quy luật hàm mũ:
q = K
F
(C
*
)
1/n
(I.5)
Trong đó :
K
F
và n là các hằng số dặc trng cho hệ hấp phụ (còn gọi là hằng số
Freundlich) , Với - K
F
biểu thị dung lợng hấp phụ
- 1/n biểu thị cờng độ hấp phụ
Phơng trình trên đợc gọi là phơng trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich,
đợc sử dụng rộng rãi nh một phơng trình kinh nghiệm. Mặc dù phơng trình

==

(I.7)

Trong đó: -
y
C
:
/ const
s
q
T
=

Trần Thị Phơng Thuý

MSSV
: 505303058

19

Đồ án tốt nghiệp Khoa
CNSH&MT

Lợng chất bị hấp phụ bởi một đơn vị thể tích chất hấp phụ (kg chất bị hấp
phụ/ m
3
chất bị hấp phụ)
- Thời gian hấp phụ (s).
- C

3
m
= 1/s.
- K


c
: Hệ số chuyển khối tính cho một đơn vị thể tích lớp chất hấp phụ
khi đọng lực quá trình biểu diễn bằng (kg/m
3
.s)
+ Khi chất hấp phụ trong hỗn hợp có nồng độ nhỏ thì khối lợng riệng của
hỗn hợp khi có thể coi nh khôi lợng riêng của khí sạch:
y
y
vc
vy
Y
C
K
K




=
'
'
(I.8)
Trong đó:

+ Khi không có số liệu thực nghiệm thì nhiệt hấp phụ (tính cho 1 mol khí)
đợc xác định theo công thức sau:
/ c
s
q
T
= onst
(I.10)
- q : Nhiệt hấp phụ (J/mol khí).
T
s
: Nhiệt độ sôi của chất bị hấp phụơ áp suất khi quyển (
o
K).
/
s
q
T
: Hằng số phụ thuộc vào chất hấp phụ.
+ Nhiệt hấp phụ có thể tính theo công thức sau:
Trong đó :
)/1()/1(
)/lg(10.44
21
12
3
TT
pp
q


của mỗi đơn vị DGlucza. Khi
thay nhóm OH trong xenlulo bằng nhóm NH
2
, ta đợc cấu trúc của Chitosan.
Đồ án tốt nghiệp Khoa
CNSH&MT

I.5.1.2.1 Cấu trúc
Chitosan là dẫn xuất đề axetyl hoá của Chitin, trong đó nhóm (NH
2
) thay
thế nhóm (COOCH
5
) ở vị trí C(2). Chitosan đợc cấu tạo từ các mắt xích D-
gluczamin liên kết với nhau bởi các liên kết -(1,4)-glicozit, do vậy chitosan có
thể gọi là Poly--(14)-2-desoxyl-D-Glucoza hoặc là Poly--(14)
DGlucosamin (cấu trúc III).
Công thức lý thuyết của chitosan Hình I.1: Công thức lý thuyết của Chitosan
Phản ứng trong thực tế xảy ra không hoàn toàn vì vậy ngời ta quy ớc:
- Độ deaxetyl hoá (degree of deeactyllation)(DD)>50% gọi là chitosan.
- DD 50% gọi là chitin.
Chitosan đợc Rouget phát hiện lần đầu vào năm 1859, khi ông đun sôi
chitin trong dung dịch KOH
đặc
. Do chitosan có nhóm amin nên tính chất của nó
khác rất nhiều chitin. Chitosan tan đợc trong axit loãng, đây là đặc điểm dễ
nhất để phân biệt chitosan với chitin.

2
nên nó mang tính chất của một amin, một bazơ và
có khả năng tạo phức với các ion kim loại. Một số phản ứng của Chitosan:
- Bị cắt mạch bởi axit, enzim hoặc bức xạ để tạo ôligome.
- Phản ứng Van-Wisselingh: Chitosan có tác dụng với dung dịch lugo cho
mầu nâu, chuyển sang đỏ tím khi có mặt axit sunfuric.
- Phản ứng Alternative: Chitosan tác dụng với axit sunfurich tạo tinh thể
hình cầu chitosan sufat, chất này làm mất mầu dung dịch fuscin 1% hay dung
dịch axit picric 1%.
- Nhóm amin trong phân tử có thể bị khử do một số tác nhân oxy hoá nh
Ba(BrO)
2
, Ag(NO)
3
, N
2
O
3
, HNO
2

I.5.2 Oxit Sắt [2]
I.5.2.1 Cấu trúc tinh thể của Fe
3
O
4

Oxít sắt từ có công thức Fe
3
O


Trong phân loại vật liệu từ Fe
3
O
4
đợc xếp vào nhóm vật liệu ferit có công
thức tổng quát MO. Fe
3
O
4
có cấu trúc spinel (M là kim loại hoá trị 2 nh: Fe, Ni,
Co, Mn, Mg hoc Cu).
Trong loại vật liệu ferit các ion oxy có bán kính khoảng 1,32 lớn hơn rất
nhiều bán kính ion kim loại (0,6 ữ 0,8 ) nên chúng có khả năng nằm rất sát
nhau và sắp xếp thành một mạng lới có cấu trúc lập phơng tâm mặt xếp khớp
nhau. Trong mạng ferit có 2 loại hốc: loại thứ nhất là hốc tứ diện (nhóm A) đợc
giới hạn bởi bốn ion oxy, loại th hai là hốc bát diện (nhóm B) đợc giới hạn bởi
sáu ion oxy. Các ion kim loại M
2+
v Fe
3+
sẽ nằm ở các hốc này và tạo nên hai
dạng cấu trúc spinel của nhóm vật liệu ferit.
Dạng thứ nhất, toàn bộ các ion M
2+
nằm ở vị trí A còn toàn bộ các ion Fe
3+

nằm ở vị trí B. Cấu trúc này đảm bảo hoá trị của các nguyên tử kim loại vô số
các oxi bao quanh các ion Fe

2+
đều chiếm hốc bát diện, chính cấu trúc spinel đảo
này đã quyết định tính chất từ của Fe
3
O
4
, đó là tính chất từ ferit từ.
Momen từ của các ion kim loại trong hai phân mạng A và B phân bố phản
song song, điều này đợc ghỉa thích nhờ sự phụ thuộc góc của tơng tác siêu trao
đổi AOB=125
o
9, AOA=79
o
38, BOB= 90
0
, do đó tơng tác phản sắt từ giữa A
và B là mạnh nhất.
Oxit sắt từ Fe
2
O
3
có cấu trúc tinh thể lập phơng, có tính bán dẫn, màu đen,
có ánh kim và tồn tại trong tự nhiên dới dạng khoáng vật manhetit.
Có thể viết công thức dạng Fe
2+
O
2-
(Fe
3+
)

Hình I.2: Cấu trúc spinel của Fe
3
O
4
Trong Fe
3
O
4
vì ion Fe
3+
có mặt ở cả hai phân mạng với số lợng nh nhau
nên bị triệt tiêuvì vậy momen từ do Fe
2+
quyết định. Trong vô số ô cơ sở của oxit
sắt Fe
3
O
4
các momem từ của các ion Fe
2+
và sắt từ Fe
3+
có sự sắp xếp khác nhau. Hình I.2: Sự phân bố các mômem từ spin của các ion Fe
2+
và Fe
3+
trong một