BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG
---------------------------------

ISO 9001-2015

KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG

Sinhviên

: Phạm Thành Trung

Giáo viên hướng dẫn

: ThS. Đặng Chinh Hải

HẢI PHÒNG - 2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG
--------------------

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ
HƠI DUNG MƠI HỮU CƠ (XYLEN, CYCLOHEXEN)
CỦA MỢT SỐ CHẤT HOẠT ĐỢNG BỀ MẶT

KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH: KỸ THỤẬT MÔI TRƯỜNG


1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài
tốtnghiệp
- Xây dựng mơ hình thí nghiệm
- Nghiên cứu khả năng hấp thụ xylen,cyclohexen của chất hoạt động bề
mặt 1: Laurylsunfat
- Nghiên cứu khả năng hấp thu xylen, cyclohexen của chất hoạt động bề
mặt 2: CMC
2. Phương pháp thực tập
- Làm phịng thínghiệm
- Thụ thập, đánh giá sớliệu

3. Mục đích thực tập
- Hồn thành khố luận tớt nghiệp


CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Người hướng dẫn thứ nhất:
Họ và tên: Đặng Chinh Hải
Học hàm, học vị: Thạc sĩ
Cơ quan công tác: Trường Đại học Dân lập Hải Phịng
Nợi dung hướng dẫn: Tồn bợ khố luận
Người hướng dẫn thứ hai:
Họ và tên: .............................................................................................
Học hàm, học vị: ...................................................................................
Cơ quan công tác: .................................................................................
Nội dung hướng dẫn: ............................................................................
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày tháng

năm 2019.

Khoa Môi trường

Họ và tên sinh viên:

Phạm Thành Trung Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường

Nội dung hướng dẫn:

Nghiên cứu khả năng hấp thụ hơi dung môi hữu cơ
(Xylen, Cyclohexen) của một số chất hoạt động bề mặt.

1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
.................................................................................................................
2. Đánh giá chất lượng của đồ án/khóa luận (so với nội dung yêu cầu đã đề
ra trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số
liệu…)
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
3. Ý kiến của giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp
Đạt

Khơng đạt

Điểm:
Hải Phịng, ngày



MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................... 2
1.1. NHŨ TƯƠNG ................................................................................... 2
1.1.1. Khái niệm ........................................................................................... 2
1.1.2. Phân loại nhũ tương .......................................................................... 2
1.1.3 Tính chất ............................................................................................. 3
1.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành và bền vững của nhũ tương
....................................................................................................................... 4
1.1.5 Điều chế nhũ tương ............................................................................. 8
1.1.6. Phá nhũ tương................................................................................... 17
1.2. Chất hoạt động bề mặt ......................................................................... 18
1.2.1 Giới thiệu chung chất HĐBM 1 (Sodium Lauryl sulfate) ................... 19
1.2.1.1.Nguồn gốc ....................................................................................... 19
1.2.1.2 Độc tính, cơng dụng ........................................................................ 19
1.2.1.3. Cơ chế và tác dụng ........................................................................ 20
1.2.2 Chất HĐBM 2 (CMC ) ....................................................................... 20
1.2.2.1 Nguồn gốc, cấu tạo ......................................................................... 20
1.2.2.2 Tính chất ......................................................................................... 21
1.2.2.3. Độ tan, nhiệt độ ............................................................................. 21
1.2.2.4. Độ nhớt .......................................................................................... 22
1.2.2.5 Khả năng tạo đông .......................................................................... 22
1.3. Xylene .................................................................................................. 23
1.3.1 Giới thiệu chung ................................................................................ 23
1.3.2. Tính chất Xylene ............................................................................... 23
1.3.3 Ứng dụng ......................................................................................... 24
1.4. Cyclohexen .......................................................................................... 24
1.4.1 Giới thiệu chung Cyclohexen ............................................................. 24

Hoạt động bề mặt


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Kết quả hiệu suất hấp thụ Xylene lần 1 của chất HĐBM 1. .......... 32
Bảng 1.2: Kết quả hiệu suất hấp thụ Xylene lần 2 của chất HĐBM 1. .......... 32
Bảng1.3 : Kết quả hiệu suất hấp thụ Xylene lần 3 của chất HĐBM 1 ........... 33
Bảng 1.4: Kết quả hiệu suất hấp thụ trung bình Xylene qua ba lần đun của
chất HĐBM 1 .................................................................................................. 33
Bảng 1.5: Kết quả hiệu suất hấp thụ trung bình Xylene qua lần 1 đun của chất
HĐBM 2 .......................................................................................................... 34
Bảng 1.6: Kết quả hiệu suất hấp thụ trung bình Xylene qua lần 2 đun của chất
HĐBM 2 .......................................................................................................... 35
Bảng 1.7: Kết quả hiệu suất hấp thụ trung bình Xylene qua lần 3 đun của chất
HĐBM 2 .......................................................................................................... 35
Bảng 1.8: Kết quả hiệu suất hấp thụ trung bình Xylene qua ba lần đun của
chất HĐBM 2 .................................................................................................. 35
Bảng 1.9 : Kết quả hiệu suất hấp thụ trung bình Cyclohexen qua lần 1 đun của
chất HĐBM 1 .................................................................................................. 37
Bảng 2.0: Kết quả hiệu suất hấp thụ trung bình Cyclohexen qua lần 2 đun của
chất HĐBM 1 .................................................................................................. 37
Bảng 2.1: Kết quả hiệu suất hấp thụ trung bình Cyclohexen qua lần 2 đun của
chất HĐBM 1 .................................................................................................. 38
Bảng 2.2: Kết quả hiệu suất hấp thụ trung bình Cyclohexen qua ba lần đun
của chất HĐBM 1............................................................................................ 38
Bảng 2.3: Kết quả hiệu suất hấp thụ trung bình Cyclohexen qua lần 1 đun của
chất HĐBM 2 .................................................................................................. 39
Bảng 2.4: Kết quả hiệu suất hấp thụ trung bình Cyclohexen qua lần 2 đun của
chất HĐBM 2 .................................................................................................. 40
Bảng 2.5: Kết quả hiệu suất hấp thụ trung bình Cyclohexen qua lần 3 đun của

Bảng 5.3: Kết quả hấp thụ của Xylene (kèm ống than) của chất HĐBM 2 .... 53
Bảng 5.4: Kết quả hấp thụ của Xylene (kèm ống than) của chất HĐBM 2 .... 53
Bảng 5.5: Kết quả hiệu suất qua ba lần đun .................................................... 53
Bảng 5.6: Kết quả hấp thụ của Cyclohexen (kèm ống than) của chất HĐBM 1
......................................................................................................................... 55
Bảng 5.7: Kết quả hấp thụ của Cyclohexen (kèm ống than) của chất HĐBM 1
......................................................................................................................... 55
Bảng 5.8: Kết quả hấp thụ của Cyclohexen (kèm ống than) của chất HĐBM 2
......................................................................................................................... 55
Bảng 5.9: Kết quả hiệu suất qua ba lần đun .................................................... 55
Bảng 6.1: Kết quả hấp thụ của Cyclohexen (kèm ống than) của chất HĐBM 1


......................................................................................................................... 57
Bảng 6.2: Kết quả hấp thụ của Cyclohexen (kèm ống than) của chất HĐBM 1
......................................................................................................................... 57
Bảng 6.4: Kết quả hiệu suất qua ba lần đun .................................................... 57
Bảng 6.3: Kết quả hấp thụ của Cyclohexen (kèm ống than) của chất HĐBM 2
......................................................................................................................... 57


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Dạng phân tử của chất hoạt đợng bề mặt ..................................... 18
Hình 1.2: cấu trúc của chất HĐBM 1 ......................................................... 19
Hình 1.3: cấu trúc khơng gian của chất HĐBM ......................................... 21
Hình 1.4: Các đồng phân của xylene .......................................................... 23
Hình 1.5: Phân tử của Cyclohexen ............................................................ 25
Hình 1.6: Sơ đồ thí nghiệm ......................................................................... 29
Hình 1.7: Đồ thị thể hiện hiệu suất Xylene của chất HĐBM 1 .................. 33
Hình1.8 : Biểu đồ thể hiện hiệu suất Xylene của chất HĐBM 1 ............... 34

Hình 4.1: Biểu đồ kết quả hấp thụ qua ba lần đun của Cyclohexen ( Kèm
ống than) của chất HĐBM 2 ....................................................................... 58
Hình 4.0: Đồ thị kết quả hấp thụ qua ba lần đun của Cyclohexen ( Kèm ống
than) của chất HĐBM 2 .............................................................................. 58


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG

MỞ ĐẦU
Hiện nay nước ta đang dần phát triển, đi đầu về cơng nghệ hóa hiện đại
hóa đất nước, nhằm đạt mục tiêu chiến lược là một đất nước công nghiệp tiên
tiến vào năm 2020. Song song với các hoạt động để có thể đạt được mục tiêu
phát triển đó, mợt trong những nhiệm vụ quan trọng là bảo vệ môi trường và
phát triển nền kinhh tế bền vững .
Trong quá trình hiện đại hóa cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội, các
ngành sản xuất kinh doanh, dịch vụ các đô thị ngày càng nhiều nhà máy, khu
công nghiệp tập trung được đã và đang tiến hành đưa vào hoạt đợng nhiều
hơn tuy nhiên điều đó lại gây ảnh hưởng không nhỏ tới môi trường đặc biệt
là môi trường khơng khí đang bị ơ nhiễm khá nghiệm trọng . Trong đó là hơi
dung mơi ngày càng được thải ra ngồi mơi trường nhiều hơn do sự phát triển
mạnh của nên cơng nghiệp hóa chất mà chưa có phương pháp xử lý thật triệt
để, khí hơi dung mơi đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức
khỏe con người.
Để có thể tìm hiểu và nghiên cứu phương pháp hấp thụ dung môi nên
tôi chọn đề tài “ Nghiên cứu khả năng hấp thụ hơi dung môi hữu cơ
(Xylen, Cyclohexen) của một số chất hoạt động bề mặt.”.

SV: Phạm Thành Trung- MT

* Phân loại theo nồng độ thể tích:
- Nhũ tương lỗng: là các nhũ tương chứ khoảng 0.1% tướng phân tán.
Là nhũ tương có đợ phân tán bé chế tạo bằng cách pha loãng nhũ tương
đậm đặc. Các hạt trong nhũ tương lỗng có kích thước hạt của các nhũ
tương đặc và rất đặc. Các nhũ tương loãng là hệ phân tán cao có đường
kính hạt phân tán quanh 10-5 cm, thường được tạo nên mà không cần
thêm vào hệ các chất nhũ hóa đặc biệt.
- Nhũ tương đậm đặc: là những hệ phân tán lỏng có chứa mợt lượng lớn
tướng phân tán, đến 74% thể tích. Kích thước các hạt tương đới lớn 0.1
- 1 µm và lớn hơn. Các nhũ tương đậm đặc rất dễ sa lắng, đặc biệt là
SV: Phạm Thành Trung- MT

2


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG

khi có sự khác biệt về khới lượng riêng giữa tướng phân tán và môi
trường phân tán càng cao.
- Nhũ tương rất đậm đặc: là các hệ lỏng trong đó có đợ chưa của tướng
phân tán vượt q 74% thể tích.
* Phân loại dựa vào pha phân tán:
- Nhũ phức: dầu có thể phân tán trong nước của nhũ W/O để tạo ra phức
O/W/O (dầu/nước/dầu), tương tự có hệ phức W/O/W (nước/dầu/nước).
- Nhũ trong: phần lớn là các loại nhũ đều đục do ánh sáng bị tán xạ khi
gặp các hạt nhũ phân tán, khi đường kính của các giọt dầu giảm x́ng
khoảng 0.5 µm tác dụng của ánh sáng bị tán xạ giảm khi đó nhũ sẽ
trong śt, nhũ trong còn gọi là vi nhũ.

- Nhũ tương tớt là nhũ ít dẫn điện, vì vậy phương pháp đo độ dẫn điện là
một phương pháp đơn giản để xác định loại nhũ. Với những nhũ tương
ổn định khơng ion, tính dẫn điện có thể mợt yếu tớ trong sự ăn mịn
này.
1.1.4. Các yếu tớ ảnh hưởng đến sự hình thành và bền vững của nhũ
tương [7]
a) Sự lên bông: sự liên kết yếu giữa các giọt chất lỏng pha phân tán
nhưng vẫn ngăn cách nhau bởi mợt lớp mỏng của pha liên tục,
nhũ tương có thể trở về trạng thái phân tán đều khi lắc. Sự lên
bơng có thể khơi mào cho sự kết dính.
b) Sự nổi kem hay sự lắng cặn: các giọt của pha phân tán hay khối
kết bông bị tách ra dưới ảnh hưởng của trọng lực tạo thành một
lớp nhũ tương có nồng đợ đậm đặc ở phía trên (sự nổi kem) hoặc
phía dưới (sự lắng cặn).
c) Sự kết dính: các giọt của pha phân tán kết dính thành giọt có kích
thước lớn hơn giọt ban đầu và nếu tiếp tục sẽ dẫn đến sự tách
pha. Nếu có sự kết dính, nhũ tương bị phá vỡ hồn tồn và khơng
hồi phục được.
d) Ngồi các hiện tượng trên cịn có hiện tượng đảo pha. Nguyên
nhân của hiện tượng đảo pha thường là do sự tương tác của các
thành phần trong công thức làm phá vỡ hoặc thay đổi tính chất
của chất nhũ hóa.
e) Hệ thức Stokes dùng để tính vận tớc tách ra của các tiểu phân
phân tán, cho phép xác định một số yếu tố ảnh hưởng đến sự bền
vững của nhũ tương.

SV: Phạm Thành Trung- MT

4


kể giữa hai pha.
Giải quyết trong pha chế

- Tăng tỷ trọng của môi trường phân tán của nhũ tương D/N bằng cách
thêm vào môi trường phân tán các chất có tỷ trọng lớn hơn nước như
kết hợp với các chất có tác dụng làm ngọt, làm tăng độ nhớt. Tuy nhiên,
biện pháp này không làm tăng tỷ trọng được nhiều.
- Giảm tỷ trọng của pha phân tán của nhũ tương D/N khi pha phân tán có
tỷ trọng lớn như trường hợp của bromoform. Bromoform có tỷ trọng
2,8. Rất khó phân tán bromoform vào nước do sự chênh lệch tỷ trọng
giữa hai pha quá lớn. Do đó bromoform được hịa tan trong lượng dầu
thích hợp để làm giảm tỷ trọng của pha dầu xuống.

SV: Phạm Thành Trung- MT

5


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG

 Ảnh hưởng do kích thước tiểu phân của pha phân tán:

- Nhũ tương bền khi kích thước tiểu phân của pha phân tán nhỏ. Khi tiểu
phân có kích thước lớn, vận tốc tách lớp xảy ra nhanh hơn dẫn đến hiện
tượng lắng cặn (lắng xuống đáy) hay hiện tượng kết bơng, hai hiện
tượng trên có thể khơi mào cho sự tách pha dễ dàng hơn.
- Trong điều chế pha nội được phân tán bằng tác dụng của lực cơ học.
Lực phân tán lớn tác đợng trong thời gian thích hợp làm cho kích thước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG

S: diện tích liên bề mặt (m2).
- Sự tăng năng lượng tự do bề mặt làm tăng tính bất ổn định về mặt động
học của hệ phân tán. Để đạt được trạng thái bền hệ cần có năng lượng
tự do tới thiểu do đó cân bằng của hệ sẽ đạt được khi =0. Theo phương
trình trên điều này có thể đạt được bằng cách giảm sức căng liên bề mặt
() hoặc giảm diện tích tiếp xúc bề mặt (S). Để giảm diện tích bề mặt,
các giọt có khuynh hướng co lại thành hình cầu và khi gần nhau, các
giọt chất lỏng có khuynh hướng kết tụ lại để giảm diện tích bề mặt
trong khi sức căng bề mặt không thay đổi. Sự kết tụ sẽ tiếp tục xảy ra
cho đến khi diện tích tiếp xúc bề mặt giữa 2 pha thu lại như ban đầu,
dẫn đến sự tách pha hoàn toàn.
- Vì vậy để nhũ tương được bền vững ở mức độ phân tán đạt được, phải
làm giảm sức căng bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha bằng tác dụng của các
chất nhũ hóa.
 Ảnh hưởng do tỉ lệ của pha phân tán:
- Nhũ tương càng bền khi nồng độ của pha phân tán càng nhỏ. Ví dụ nhũ
tương điều chế với 0,2 ml dầu trong 1000 ml nước sẽ bền hơn nhũ
tương điều chế với 2 ml dầu trong 1000 ml nước.
- Trong thức tế, các nhũ tương thuốc là nhũ tương đặc, tỷ lệ pha phân tán
chiếm từ 2 – 50% nên khi điều chế phải có chất nhũ hóa thích hợp.
- Ảnh hưởng của chuyển đợng Brown: chyển động Brown là kết quả lực
đẩy của các phân tử môi trường phân tán trên những tiểu phân của pha
phân tán. Chuyển động này làm thay đổi hướng chuyển động bình
thường các tiểu phân (q trình xích lại gần nhau của các tiểu phân để
đạt tới cân bằng) làm các tiểu phân này rời xa những vị trí tự nhiên
trong cân bằng, chống lại khuynh hướng kết hợp lại, do đó giúp nhũ
tương ổn định hơn.


- Mỗi chất nhũ hóa ổn định trong mợt khoảng pH thích hợp, do đó cần
chú ý đến pH của chế phẩm hoặc thay đổi chất nhũ hóa.
- Các chất điện giải nồng đợ cao có thể làm tách lớp nhũ tương trong khi
điều chế hay trong thời gian bảo quản.
1.1.5 Điều chế nhũ tương [7]
Để điều chế một nhũ tương đạt yêu cầu, cần lưu ý:


Thiết bị và gây lực phân tán phải phù hợp với phương pháp điều chế nhũ

tương.
SV: Phạm Thành Trung- MT

8


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP



TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG

Điều chế ở nhiệt đợ thích hợp. Trong trường hợp cần đun nóng chảy pha

dầu để hịa tan các chất trong dầu thì phải đun nóng pha nước ở nhiệt đợ cao
hơn pha dầu từ 3 – 50C.
A Phối hợp các dược chất khi điều chế nhũ tương tuân theo những
nguyên tắc sau:



B Nhũ tương có thể được điều chế theo các phương pháp sau:


Thêm pha nội vào pha ngoại (phương pháp keo ướt)



Là phương pháp thích hợp nhất thường áp dụng ở quy mô công nghiệp để

điều chế nhũ tương.

SV: Phạm Thành Trung- MT

9


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP



TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG

Ngun tắc: Chất nhũ hóa được hịa tan trong lượng lớn pha ngoại, sau đó

thêm từ từ pha nợi vào, vừa phân tán đến khi hết pha nội và tiếp tục phân tán
cho đến khi nhũ tương đạt yêu cầu.


Thiết bị gây phân tán: Là máy khuấy chân vịt, máy khuấy cánh



vài phút, đun nóng đến khi gelatin hịa tan hồn tồn, sau đó nâng nhiệt đợ
hỗn hợp đến 980C và duy trì nhiệt đợ này trong khoảng 20 phút. Để nguội
đến 500C thêm chất tạo mùi, cồn và nước để điều chỉnh đến 500 ml. Thêm
dầu, phân tán thành nhũ tương đồng nhất. Điều chỉnh thể tích, có thể chuyển
qua máy đồng nhất hóa hoặc máy xay keo để xử lý cho đến khi đạt yêu cầu.


Nhũ tương này cũng có thể được điều chế bằng các thiết bị phân tán và

khuấy trộn thông thường.


Thêm pha ngoại vào pha nội (phương pháp keo khô)

SV: Phạm Thành Trung- MT

10