Top Banner
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------- HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA VẬT LIỆU BENTONITE (TAM BỐ, LÂM ĐỒNG) GẮN NANO BẠC ĐỂ ỨNG DỤNG LÀM PHỤ GIA THỨC ĂN CHĂN NUÔI TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội, 2015
22

HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

Oct 24, 2019

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

----------

HOÀNG THỊ MAI

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA

VẬT LIỆU BENTONITE (TAM BỐ, LÂM

ĐỒNG) GẮN NANO BẠC ĐỂ ỨNG DỤNG LÀM

PHỤ GIA THỨC ĂN CHĂN NUÔI

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội, 2015

Page 2: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

----------

HOÀNG THỊ MAI

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA

VẬT LIỆU BENTONITE (TAM BỐ, LÂM ĐỒNG)

GẮN NANO BẠC ĐỂ ỨNG DỤNG LÀM PHỤ GIA

THỨC ĂN CHĂN NUÔI

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Mã số: 60520320

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Giáo viên hƣớng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Hoài Châu

TS. Ngô Thị Lan Phương

Hà Nội, 2015

Page 3: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

1

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Họ và tên học viên: Hoàng Thị Mai

Giới tính: Nữ

Ngày sinh: 22/01/1985

Nơi sinh: Thanh Hóa

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Mã số: 60520320

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. Nguyễn Hoài Châu, Viện Công nghệ môi trường,

Viện Hàn lâm KHCNVN

TS. Ngô Thị Lan Phương - Trường Đại học Khoa học Tự

nhiên, Đại họcQGHN.

Tên Luận văn: “Nghiên cứu khả năng khử trùng của vật liệu

bentonite (Tam Bố, Lâm Đồng) gắn nano bạc để ứng dụng

làm phụ gia thức ăn chăn nuôi”

Page 4: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

2

MỞ ĐẦU

Bentonite là một loại khoáng sét có thành phần chính

là montmorilonite (MMT), có cấu trúc lớp xốp và khả năng

trương nở cao. Khoáng chất này có khả năng hấp phụ, trao

đổi ion, lọc phân tử, tác dụng tốt lên trạng thái sinh lý của

động vật, bình thường hóa các quá trình trao đổi chất, tăng

cường sức đề kháng của vật nuôi và khả năng tiếp thu các

chất dinh dưỡng của phụ gia thức ăn (premix), nâng cao sản

lượng nuôi, giảm thiểu bệnh và mức độ tử vong.

Bằng cách bổ sung chế phẩm Ag/MMT vào thức ăn

tổng hợp ứng dụng trong chăn nuôi gia súc, gia cầm có thể

hạn chế được khả năng nhiễm khuẩn và nấm mốc nguồn

thức ăn, góp phần nâng cao chất lượng thức ăn chăn nuôi,

giảm tỷ lệ chết, nâng cao chất lượng thịt và năng suất chăn

nuôi. Do đó, trong khuôn khổ Luận văn này em chọn nội

dung nghiên cứu là:“Nghiên cứu khả năng khử trùng của

vật liệu bentonite (Tam Bố, Lâm Đồng) gắn nano bạc để

ứng dụng làm phụ gia thức ăn chăn nuôi”.

Mục đích nghiên cứu của Luận văn: Chế tạo vật liệu

bentonite gắn nano bạc và đánh giá khả năng khử trùng

E.coli và Salmonella của vật liệu hướng tới làm phụ gia thức

ăn chăn nuôi.

Nội dung nghiên cứu chính của Luận văn gồm có:

- Nghiên cứu biến tính bentonite;

- Nghiên cứu chế tạo vật liệu bentonite gắn nano

bạc;

- Đánh giá khả năng khử trùng E.coli và Salmonella

của vật liệu bentonite biến tính và bentonite gắn

nano bạc.

Page 5: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

3

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1.Đặc điểm cơ bản của bentonite

1.1.1. Thành phần khoáng của bentonite

1.1.2. Thành phần hóa học của bentonite

1.1.3. Đặc tính trương nở và hấp phụ của bentonite

1.1.4. Mỏ bentonite Tam Bố

1.2.Các phƣơng pháp tinh chế và biến tính bentonite

1.2.1. Phương pháp tinh chế bentonite

1.2.2. Các phương pháp biến tính bentonite

1.3.Một số vi khuẩn gây bệnh ở vật nuôi

1.3.1. Vi khuẩn E.coli

1.3.2. Vi khuẩn Salmonella

1.4.Ứng dụng của vật liệu bentonite làm phụ gia thức ăn

chăn nuôi

1.4.1. Trên thế giới

1.4.2. Ở Việt Nam

Page 6: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

4

CHƢƠNG II. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1.Phƣơng pháp biến tính bentonite

2.2.Các phƣơng pháp xác định đặc tính hóa lý của

bentonite

2.2.1. Phương pháp phân tích thành phần khoáng vật

2.2.2. Phương pháp phân tích thành hóa học

2.2.3. Phương pháp xác định bề mặt riêng

2.2.4. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét

2.2.5. Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua

2.3.Phƣơng pháp đánh giá hiệu quả khử trùng của vật

liệu bentonite

2.3.1. Vật liệu

2.3.2. Phương pháp thí nghiệm

2.1. Phƣơng pháp biến tính bentonite

2.1.1. Phương pháp biến tính bentonite bằng axit H2SO4

Cân 20 g các mẫu bentonite đã tinh chế cho vào bình

nón 250 ml sau đó dùng ống đong lấy 80 ml dung dịch

H2SO4 10%, 20%, 30% cho vào bình nón, đưa hỗn hợp ra

đun nóng ở 95-970C có khuấy từ trên máy khuấy từ ra nhiệt

trong thời gian 3 giờ. Để nguội dung dịch sau đó đem lọc

hút chân không và rửa đến hết SO42–

(thử bằng dung dịch

BaCl2 1%). Đem huyền phù thu được sấy khô trong tủ sấy ở

1050C trong 7 giờ rồi nghiền nhỏ và rây tới cỡ hạt nhỏ hơn

38 μm. Các mẫu được ký hiệu lần lượt là B.H10, B.H20,

B.H30 [2].

2.1.2. Phương pháp biến tính bentonite bằng dung dịch

Na2CO3

Page 7: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

5

Bentonite tinh chế được sấy khô và nghiền mịn sau

đó tạo huyền phù 5% trong nước cất bằng cách cân 10 g

bentonite đã nghiền mịn cho vào cốc 500 ml cùng 200 ml

nước cất hỗn hợp sau đó được khuấy đều bằng máy khuấy

và để trưởng nở trong 24 giờ. Sau 24 giờ ngâm khuấy cho

bentonite trương nở hoàn toàn, cân một lượng muối cho vào

200 ml dung dịch huyền phù bentonite sao cho nồng độ

muối của dung dịch đạt 0,5M; 1M; 1,5M; 2M hoặc 2,5M.

Các cốc chứa dung dịch huyền phù bentonite có nồng độ

muối khác nhau đều được điều nhiệt ở 700C và khuấy đều

bằng máy khuấy với tốc độ 500 vòng/phút trong 24 giờ để

các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo thành

Na-MMT. Hỗn hợp sau khi đã thực hiện trao đổi ion để

lắng, gạn bỏ phần dung dịch trong phía trên, phần huyền

phù được li tâm 4000 vòng/phút và rửa đến khi hết ion Cl–

(thử với AgCl 1%). Mẫu bentonite sau khi đã được rửa sạch

sẽ được sấy 10 giờ tại nhiệt độ 1050C sau đó nghiền nhỏ và

đựng vào lọ thủy tinh sạch để tránh hơi nước trong không

khí [2].

2.1.3. Biến tính bentonite bằng LiOH

Bentonite tinh chế được sấy khô và nghiền mịn sau đó

tạo huyền phù 10% trong nước cất bằng cách cân 20 g

bentonite đã nghiền mịn cho vào cốc 500 ml cùng 180 ml

nước cất hỗn hợp sau đó được khuấy đều bằng máy khuấy

và để trưởng nở trong 24 giờ. Sau 24 giờ ngâm khuấy cho

bentonite trương nở hoàn toàn cân một lượng LiOH cho vào

200 ml dung dịch huyền phù bentonite sao cho tỷ lệ khối

lượng LiOH: MMT đạt 2; 3; 24% (24% = dung dịch LiOH

1M). Các cốc chứa dung dịch huyền phù bentonite có tỷ lệ

Page 8: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

6

LiOH/MMT khác nhau được điều nhiệt ở 600C và khuấy

đều bằng máy khuấy với tốc độ 250 vòng/phút trong 24 giờ

để các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Li+ tạo

thành MMT–Li. Hỗn hợp sau khi đã thực hiện trao đổi ion

được để lắng gạn bỏ phần dung dịch trong phía trên, phần

huyền phù li tâm và rửa tới khi dung dịch có pH = 8 – 9 (thử

bằng giấy đo pH). Mẫu B.Li sau khi rửa sạch được sấy 48

giờ ở 500C, sau đó nghiền nhỏ và đựng vào lọ thủy tinh sạch

để tránh hơi nước trong không khí [2].

2.1.4. Gắm nano bạc trên bentonite

2.1.4.1. Quá trình hình thành các hạt nano bạc trên MMT

Phương trình và sơ đồ hình thành hạt nano bạc xen vào

giữa các lớp cấu trúc và trên bề mặt của MMT.

Quá trình hình thành nano bạc trên bentonite được

biểu diễn trên hình 2.1.

Hình 2.1: Sơ đồ hình thành nano bạc gắn trên bentonite

Page 9: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

7

CHƢƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1.Thành phần hóa học

3.2.Thành phần khoáng vật học

3.3.Biến tính bentonite bằng H2SO4

3.3.1.Thành phần hóa học của bentonite biến tính axit

3.3.2.Thành phần khoáng vật của bentonite biến tính axit

3.3.3.Cấu trúc bề mặt của bentonite biến tính axit

3.3.4.Đặc điểm cấu trúc và hình thái của bentonite biến

tính H2SO4

3.4.Biến tính bentonite bằng Na2CO3

3.4.1.Thành phần hóa học của mẫu bentonite biến tính

Na2CO3

3.4.2.Thành phần khoáng vật mẫu bentonite biến tính

Na2CO3

3.4.3.Một số đặc trưng của bentonite biến tính Na2CO3

3.4.4.Đặc điểm cấu trúc và hình thái của bentonite biến

tính Na2CO3

3.5.Biến tính bentonite bằng LiOH

3.5.1.Thành phần hóa học của bentonite biến tính LiOH

3.5.2.Đặc điểm cấu trúc và hình thái của bentonite biến

tính LiOH

3.5.3.Phân bố kích thước hạt của vật liệu bentonite biến

tính

3.6.Gắn nano bạc lên bentonite

3.7.Đánh giá khả năng khử trùng của bentonite

3.7.1.Xác định khả năng khử trùng của bentonite dựa trên

vòng kháng khuẩn

3.7.2.Xác định vòng kháng khuẩn của bentonite gắn nano

bạc với hàm lượng khác nhau

3.7.3.Đánh giá khả năng khử trùng trực tiếp của bentonite

Page 10: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

8

3.3. Biến tính bentonite bằng H2SO4

3.3.1. Thành phần hóa học của bentonite biến tính axit

Phân tích thành phần hóa học của các mẫu bentonite

biến tính axit bằng phương pháp huỳnh quang tia X (XRF)

(bảng 3.3) có thể thấy rằng thành phần của các oxit đều

giảm khi tăng nồng độ axit biến tính. Khi ta nhìn vào kết

quả phân tích của 3 mẫu B.H10, B.H20, B.H30, nhận thấy

thành phần oxit sắt giảm rất nhiều khi tăng nồng độ axit biến

tính, với việc sử dụng axit 30% để biến tính đã làm giảm

hàm lượng sắt từ 8,18 % xuống còn khoảng hơn 2%, hàm

lượng sắt còn lại được cho là thành trong cấu trúc của

MMT. Riêng thành phần SiO2 không bị giảm trong quá trình

biến tính bằng axit, điều này cho thấy các ion trong tấm tứ

diện không bị hòa tan mà chỉ có một phần ion (Fe3+

, Al3+

,

Mg2+

,…) trong tấm bát diện bị hòa tan.

3.3.2. Thành phần khoáng vật của bentonite biến tính axit

Hàm lượng MMT trong mẫu biến tính bằng axit giảm

mạnh so mẫu tinh chế ban đầu, khi biến tính với axit

sunfuric nồng độ 10% hàm lượng MMT giảm từ 53% xuống

còn 30%, đặc biệt khi sử dụng axit sunfuric nồng độ 20% và

30% thì hàm lượng MMT giảm xuống dưới 10%.

3.3.3. Cấu trúc bề mặt của bentonite biến tính axit

Sau khi biến tính bentonite bằng axit sunfuric thì diện

tích bề mặt đều tăng vì việc biến tính axit đã loại bỏ dần các

oxit trong bentonite. Sử dụng axit nồng độ càng cao thì diện

tích bề mặt càng lớn do việc loại bỏ các oxit diễn ra tốt hơn

và quá trinh hòa tan lớp bát diện trong cấu trúc của MMT

tăng dần của liều lượng axit và thời gian biến tính.

Page 11: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

9

3.4. Biến tính bentonite bằng Na2CO3

3.4.1. Thành phần hóa học của mẫu bentonite biến tính

Na2CO3

Hàm lượng tương đối cao của natri oxit (Na2O) – 1,505

% trọng lượng, điều này khẳng định tính hiệu quả của việc

biến tính đất sét bằng Na2CO3. Thành phần của CaCO3

trong mẫu biến tính tăng nhẹ mà không giảm đi là do ion

Ca2+

sau khí bị đẩy ra khỏi sét đã kết tủa thành CaCO3 và

lẫn lại trong sét không đi vào dung dịch. Hàm lượng SiO2

giảm đi sau khi biến tính cho thấy một số thành phần thạch

anh trong bentionite tinh chế đã tiếp tục được loại bỏ.

3.4.2. Thành phần hóa học của mẫu bentonite biến tính

Na2CO3

Kết quả biến tính bentonite bằng Na2CO3 3% đã làm

tăng hàm lượng MMT, thành phần thạch anh bị giảm bớt.

Việc biến tính bentonite với Na2CO3 đã chuyển bentonite Di

Linh từ dạng kiềm thổ sang dạng bentonite kiềm, làm cho

khả năng trương nở cũng như khả năng tạo huyền phù lơ

lửng trong nước tốt hơn, giúp các hạt thạch anh trong

bentonite tách ra và lắng xuống dưới và được loại bỏ.

3.4.3. Một số đặc trưng của bentonite biến tính Na2CO3

Quá trình biến tính đã làm tăng nhẹ diện tích bề mặt và

kích thước lỗ xốp của bentonite, có thể quá trình biến tính

đã hòa tan một số thành phần oxit lẫn trong sét và bóc tách

được một lượng thạch anh bám lẫn trong sét làm cải thiện bề

mặt bentonite.

3.5. Biến tính bentonite bằng LiOH

3.5.1. Thành phần hóa học của bentonite biến tính LiOH

Quá trình biến tính LiOH cho thấy thành phần các oxit

magie, oxit silic và oxit nhôm có sự biến động nhẹ và không

Page 12: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

10

theo quy luật. Nhưng nhìn chung thành phần các oxit này

trong bentonite tinh chế (B.TC.TN5/2) và trong trong các

loại bentonite biến tính bằng LiOH theo tỷ lệ khác nhau và

sấy ở các nhiệt độ khác nhau là không có sự thay đổi lớn.

3.5.1. Đặc điểm cấu trúc và hình thái của bentonite biến

tính LiOH

Có thể nhận thấy rằng mẫu bentonite biến tính Li trên

ảnh SEM có sự khác biệt rất lớn so với mẫu bentonite tinh

chế, điều này chứng tỏ quá trình biến tính đã có tác động tới

bề mặt của bentonite. Khi nhìn vào ảnh SEM của mẫu tinh

chế (hình 3.4) bề mặt sét không được mịn mà xen vào đó có

thể là các oxit có trong sét. Khi được hoạt hóa với LiOH

24% và loại bỏ các cặn lắng sau khi hoạt hóa chúng ta có thể

thấy ảnh SEM bề mặt của sét B.Li.24% rất phẳng và hầu

như không có tạp chất, như vậy quá trình hoạt hóa bằng

kiềm LiOH đã giúp làm sạch được một số tạp chất và oxit

kim loại lẫn trong MMT.

3.5.3. Phân bố kích thước hạt của vật liệu bentonite biến

tính

Mẫu bentonite biến tính bằng dung dịch kiềm LiOH

24% (B.Li.24%) có thành phần phân bố cấp hạt bị thu hẹp

lại với kích thước hạt nhỏ hơn so với mẫu bentonite tinh chế

(bảng 3.10). Kích thước hạt trung bình của các mẫu biến

tính bằng các ion kiềm trong khoảng 5 – 6 μm là nhỏ hơn

kích thước hạt trung bình của mẫu bentonite tinh chế.

3.6. Gắn nano bạc lên bentonite

Kết quả hình 3.5 cho thấy mẫu bentonite tinh chế và

xử lý hóa học (lọ đầu tiên bên tay trái) có màu vàng nhạt.

Sau khi gắn bạc với các hàm lượng tăng dần (từ trái sang

phải) thì màu nâu của các lọ bentonite gắn bạc cũng đậm

Page 13: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

11

dần, với mẫu bentonite gắn 2,5% bạc thì có thể thấy gần như

bentonite đã chuyển sang màu đen.

Hình 3.5. Màu sắc của các mẫu bentonite gắn bạc với các tỷ

lệ khác nhau

3.7. Đánh giá khả năng khử trùng của bentonite

3.7.1. Xác định khả năng khử trùng của bentonite dựa

trên vòng kháng khuẩn

Khả năng khử trùng E.coli và Salmonella của

bentonite tinh chế gắn nano bạc lớn hơn bentonite đã được

tinh chế và biến tính bằng Na2CO3, H2SO4 và LiOH gắn

nano bạc. Kết quả cũng chỉ ra rằng nano bạc được gắn vào

bentonite đã cải thiện đáng kể khả năng khử trùng vi khuẩn

đối với Salmonella và E.coli. Kích thước vòng kháng khuẩn

của vật liệu trên hình 3.10 c lớn hơn kích thước vòng kháng

khuẩn của vật liệu tương ứng trên hình 3.10 d chứng tỏ rằng

các loại vật liệu được gắn bạc khử trùng sự phát triển E.coli

mạnh hơn khử trùng sự phát triển của Salmonella.

3.7.2. Xác định vòng kháng khuẩn của bentonite gắn nano

bạc với hàm lượng khác nhau

Các mẫu bentonite gắn 2% bạc trở lên có vòng kháng

khuẩn là tốt nhất khi kích thước vòng kháng khuẩn của các

mẫu này là từ 3 – 4 mm. Các mẫu có hàm lượng bạc 1 và

1,5% cũng cho thấy hiệu quả kháng khuẩn, nhưng kích

thước vòng kháng khuẩn còn rất nhỏ, chỉ từ 1 – 1,5 mm.

Page 14: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

12

Biểu đồ biểu diễn khả năng ức chế của Bentonit với khuẩn Salmonella và

E. coli

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

B.T/c B.Na2CO3 B.H B.Li.1M ĐC

Các loại bentonit

Mật

độ

Salm

on

ella (

E.c

oli)

số

ng

t tí

nh

th

eo

hàm

lo

gari

t (%

)

Salmonella

E. coli

Mẫu bentonite tinh chế không gắn bạc không có hiệu quả

kháng khuẩn, đối với mẫu bentonite có chứa 0,5% bạc cũng

cho thấy hiệu quả, xong hiệu quả kháng khuẩn rất thấp.

3.7.3. Đánh giá khả năng khử trùng trực tiếp của

bentonite

Biểu đồ biểu diễn khả năng khử trùng Salmonella và

E.coli của các loại vật liệu bentonite như sau:

Hình 3.12. Biểu đồ biểu diễn khả năng khử trùng

Salmonella và E.coli của các loại vật liệu bentonite

Ghi chú: B.T/c, mẫu bentonite tinh chế; B.Na2CO3, mẫu

bentonite được tinh chế và biến tính bằng Na2CO3; B.H,

mẫu bentonite được tinh chế và biến tính bằng H2SO4; B.Li

1M, mẫu bentonite được tinh chế và biến tính bằng Liti

24%; Đc, mẫu đối chứng.

Dễ nhận thấy các loại vật liệu bentonite tinh chế, biến

tính khử trùng E.coli tốt hơn Salmonella. Ở nồng độ ban

đầu106 cfu/ml, mật độ E.coli và Salmonella sống sót còn lại

theo hàm logarit lần lượt là 55 – 65 % và 75 – 80%. Rõ ràng

mật độ vi khuẩn sống sót tướng đối cao. Vì vậy, các vật liệu

này khó tránh khỏi sự tấn công của các loại vi khuẩn gây

Page 15: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

13

bệnh nếu không được hỗ trợ bởi các tác nhân chống nhiễm

khuẩn khác.

3.7.4. Nồng độ khử trùng tối thiểu của bentonite gắn bạc

Bentonite tinh chế gắn nano bạc có khả năng khử

trùng E.coli mạnh hơn bentonite tinh chế, biến tính bằng

Na2CO3, H2SO4 hoặc LiOH gắn nano bạc. Cụ thể, ở nồng độ

106 cfu/ml, 0,1 % (w/w) của bentonite tinh chế có thể tiêu

diệt hoàn toàn. Tuy nhiên, với bentonite được tinh chế và

biến tính bằng Na2CO3, H2SO4và LiOH để tiêu diệt hoàn

toàn 106 cfu/ml thì lượng bentonite cần thiết cần sử dụng lần

lượt là: 0,18%; 0,22% và 0,24% (w/w).

Cũng giống như E.coli, khả năng khử trùng

Salmonella của các vật liệu tương ứng như sau: B.Tc.Ag >

B.Na.Ag > B.H.Ag ~ B.Li.Ag. Để khử trùng hoàn toàn

Salmonella ở nồng độ 106 cfu/ml lượng B.TC.Ag cần thiết

là 0,2% (w/w). B.Na.Ag cần 0,4 % (w/w). Đối với B.H.Ag

và B.Li.Ag là 0.73 % (w/w).

Page 16: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

14

KẾT LUẬN

Luận văn đã thực hiện đầy đủ các nội dung và mục tiêu

nghiên cứu đã đặt ra. Một số kết quả chính thu được như

sau:

- Bentonite đã được biến tính bằng H2SO4 (20%) sản

phẩm thu được có hàm lượng MMT < 10%, kích thước

< 10 µm, diện tích bề mặt tăng gần 3 lần, thể tích lỗ xốp

tăng gấp đôi. Đối với bentonite đã được biến tính bằng

Na2CO3 (3%) sản phẩm thu được có hàm lượng MMT

tăng 3%,diện tích bề mặt tăng 4,7 %, thể tích lỗ xốp

tăng 8,8%.

- Đã chế tạo thành công bentonite gắn nano bạc với hàm

lượng 0; 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5% (w/w), kích thước hạt nano

bạc thu được từ 30-60 nm.

- Kết quả đánh giá khả năng kháng khuẩn của vật liệu

bentonite gắn nano bạc cho thấy với hàm lượng nano

bạc ≥ 2% thì khả năng kháng khuẩn của vật liệu là tốt

nhất, vòng kháng khuẩn từ 3 – 3,5 mm.

- Kết quả đánh giá khả năng kháng khuẩn trực tiếp cho

thấy với hàm lượng vật liệu 2% trong môi trường thì 20

- 45% vi khuẩn bị tiêu diệt (nồng độ 106

cfu/ml).

- Nồng độ ức chế tối thiểu vi khuẩn (nồng độ 106

cfu/ml)

của vật liệu bentonite gắn 2% nano bạc thể hiện:

Đối với E.coli nồng độ ức chế tối thiểu thể hiện theo

thứ tự tăng dần:B.Li.Ag (0,24%) < B.H.Ag (0,22%)

< B.Na.Ag (0,18%) < B.TC.Ag (0,1%).

Đối với Salmonella nồng độ ức chế tối thiểu thể hiện

theo thứ tự tăng dần:B.Li.Ag (0,73%) = B.H.Ag

(0,73%) < B.Na.Ag (0,4%) < B.TC.Ag (0,2%).

Page 17: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

15

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng việt

1. Vũ Xuân Bách, Nguyễn Tiến Bào, Hoàng Viết Hạnh,

Nguyễn Trọng Hùng, Trần Thị Ngà (2004), “Đánh giá

tiềm năng và giá trị sử dụng một số khoáng chất công

nghiệp (diatomit, bentonite, kaolin, zeolit) ở Nam Trung

Bộ và Tây Nguyên phục vụ công-nông nghiệp và xử lý

môi trường”, Viện Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản,

trang 161 – 168.

2. Nguyễn Hoài Châu và cộng sự (2015), “Báo cáo tổng

hợp kết quả khoa học công nghệ đề tài “Nghiên cứu

đánh giá khả năng nâng cao giá trị sử dụng và xây dựng

công nghệ chế biến bentonite Lâm Đồng làm phụ gia

thức ăn cho gia cầm”, mã số TN3/C08 thuộc chương

trình KH&CN trọng điểm cấp Nhà nước KHCN-

TN3/11-15 “Khoa học và công nghệ phục vụ phát triển

kinh tế xã hội vùng Tây Nguyên”.

3. Lê Công Hải (1979), “Đặc điểm thành phần vật chất sét

bentonite vùng Di Linh” Báo cáo địa chất, Viện Nghiên

cứu Địa chất và Khoáng sản.

4. Đoàn Sinh Huy (1982), “Báo cáo tìm kiếm tỷ mỉ sét

bentonite vùng Tam Bố – Di Linh – Lâm Đồng”, Viện

Nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản.

5. Nguyễn Văn Hải (2014), “Nghiên cứu sử dụng khoáng

tự nhiên (bentonite) và phụ phẩm mía đường trong chế

biến thức ăn cho bò thịt, ảnh hưởng của chúng đến quá

trình simnh trưởng và phát triển”. Báo cáo khoa học

Page 18: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

16

chăn nuôi thú y, phần dinh dưỡng và thức ăn vật nuôi.

NXB Nông nghiệp Hà Nội, trang 202-210.

6. P.C. Hiếu, H.L. Sơn, Trần Văn Hiển (2014), “Nghiên

cứu ảnh hưởng của khoáng tự nhiên (bentonite) đến quá

trình sinh trưởng và chất lượng thịt (tồn dư kim loại

nặng: As, Cd, Pb, Hg) của gà nuôi hướng thịt”. Báo cáo

khoa học chăn nuôi thú y, phần dinh dưỡng và thức ăn

vật nuôi. NXB Nông nghiệp Hà Nội, trang 190-201.

7. Ngô Sĩ Lương (2005), Khảo sát phương pháp xử lý tăng

khả năng hấp phụ các ion kim loại nặng trong nước của

khoáng bentonite Việt Nam, Đề tài NCKH, QT,

03.13/Ngô Sĩ Lương,–H: ĐHKHTN, 34 trang.

8. Kiều Quý Nam (1992), Các loại hình khoáng sản sét

Tây nguyên, điều kiện thành tạo, tiềm năng và khả năng

sử dụng, Luận ánP TS Địa chất – Thư viện Quốc gia

Việt Nam.

9. Kiều Quý Nam (2004), “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc

và khả năng sử dụng bentonite Lâm Đồng trong xử lý

các nguồn nước ô nhiễm”, Tạp chí Các Khoa học về trái

đất, tập 26 (4), trang 486-492.

10. Kiều Quý Nam và Nguyễn Hữu Toàn Phan (2005), “Sử

dụng bentonite và diatomit trong xử lý rác thải sinh hoạt

và chăn nuôi”, Tạp chí Các Khoa học về trái đất, tập 27

(4), trang 351-355.

11. L.H. Sơn và T.V. Hiển (2008), “Tỷ lệ bổ sung thích hợp

và ảnh hưởng của khoáng bentonite đến khả năng sinh

sản của vịt đẻ hướng trứng”, Viện Chăn nuôi, Tạp chí

KH-CN Chăn nuôi, N14, 1-6

Tiếng Anh

Page 19: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

17

12. B. A. Bolto, L. Pawlowski, E. & F.N Spon (1987),

“Wastewater treatment by ion exchange”, Science of

The Total Environment, 280 pp.

13. C. Costa, A. Conte, G.G. Buonocore, M. Lavorgna,

M.A. Del Nobile (2012), “Calcium-alginate coating

loaded with silver-montmorillonite nanoparticles to

prolong the shelf-life of fresh-cut carrots”, Food

Research International, vol 48, Issue 1, pages 164-169.

14. C. Fernandes, C. Catrinescu, P. Castilho, P.A. Russo,

M.R. Carrott, C. Breen(2007), “Catalytic conversion of

limonene over acid activated Serra de Dentro (SD)

bentonite”, Applied Catalysis A General, vol. 318, pages

108-120.

15. E. Eren, B.Afsin (2009), “Removal of basic dye using

raw and acid activated bentonite samples”, Journal of

Hazardous Materials, vol. 166, pp. 830-835.

16. Ewa Sawosz, Marian Binek, Marta Grodzik, Marlena

Zielińska, Pawel Sysa, Maciej Szmidt, Tomasz

Niemiec, André Chwalibog (2007), “Influence of

hydrocolloidal silver nanoparticles on gastrointestinal

microflora and morphology of enterocytes of quails”,

Archivies of Animal Nutrition, vol. 61, issue 6, pages

444-451.

17. F. Helfferich (1962), Ion exchange, McGraw-Hill series

in advanced chemistry, First English Edition.

18. G.E. Christidis, P.W. Scott, A.C. Dunham (1997), “Acid

activation and bleaching capacity of bentonites from

the islands of Milos and Chios, Aegean, Greece”,

Applied Clay Science, vol. 12, pp. 329-347.

Page 20: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

18

19. H. Babaki, A. Salem, A. Jafarizad (2008), “Kinetic

model for the isothermal activation of bentonite by

sulfuric acid”, Materials Chemistry and Physics, vol

108, issue 1-3, pages 263–268.

20. Huang Yan-fang et al. (2010), “Sodium-modification of

Ca-based bentonite via semidry process”, Journal of

Central South University of Technology, vol 17issue 6,

pp 1201-1206.

21. Jörn Dau and Gerhard Lagaly (1998), “Surface

Modification of Bentonites. II. Modification of

montmorillonite with Cationic Poly(ethylene oxides)”,

Croatica Chemica Acta 71 (4), 983– 1004.

22. Kamyar Shameli et al. (2010), “Green synthesis of

silver/montmorillonite/ chitosan bionanocomposites

using the UV irradiation method and evaluation of

antibacterial activity”, International Journal of

Nanomedicine, vol 5, pages 875-887.

23. Kamyar Shameliet al. (2011), “Synthesis of silver

nanoparticles in MMT and their antibacterial behavior”,

International Journal of Nanomedicine, vol. 6, pp. 581–

590.

24. L. Blomberg, A. Henriksson, & P. L. Conway (1993),

“Inhibition of adhesion of Escherichia coli K88 to piglet

ileal mucus by Lactobacillus spp”, Applied and

Environmental Microbiology, 59 (1), pp. 34–39.

25. Mansor Bin Ahmad, Jenn Jye Lim, Kamyar Shameli,

Nor Azowa Ibrahim and Mei Yen Tay (2011),

“Synthesis of Silver Nanoparticles in Chitosan, Gelatin

and Chitosan/Gelatin Bionanocomposites by a Chemical

Page 21: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

19

Reducing Agent and Their Characterization”.

Molecules, vol. 16, issue 9, pages 7237-7248.

26. M. Fondevila, R. Herrer, M.C. Casallas, L. Abecia, J.J.

Ducha (2009), “Silver nanoparticles as a potential

antimicrobial additive for weaned pigs”, Animal Feed

Science and Technology, volume 150, issues 3–4, pages

259–269.

27. M.F. Santo, C.M. Oleira, C.T. Tachinski, M.P.

Fernandes, C.T. Peakh, E. Angioletto, H.G. Riella,

M.A. Fiori (2011), “Bactericidal properties of bentonite

treated with Ag+ and acid”, International Journal of

Mineral Processing 100, 51–53.

28. Petr Praus et al (2010), “Characterization of silver

nanoparticles deposited on montmorillonite”, Applied

Clay Science, vol. 49, issue 3, pages 341–345.

29. R. Calvet, R. Prost (1971), “Cation migration into empty

octahedral sites and surface properties of clays”, Clays

and Clay Minerals, vol. 19, 175–186.

30. S.M. Magana et al. (2008), “Antibacterial activity of

montmorillonites modified with silver”, Journal of

Molecular Catalysis A Chemical 281 (1), 192–199.

31. Stephen Stackhouse and Peter V. Coveney (2002),

“Study of Thermally Treated Lithium Montmorillonite

by Ab Initio Methods”, The Journal of Physical

Chemistry B, vol.106 (48), 12470-12477.

32. Ulrich Hofmann and Richard Klemen (1950), “Verlust

der Austauschfahigkeit yon Lithiumionen an bentonite

durch Erhitzung”, Zeitschrift fur anorganische Chemie,

vol. 226, issue 1-5, pp. 95-99.

Page 22: HOÀNG THỊ MAI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ TRÙNG CỦA TM … (258).p… · 1.2.1. Phương pháp tinh ch ... các ion kiểm thổ trong MMT trao đổi với ion Na+ tạo

20

33. W.P. Gatesa, P. Komadel, J. Madejova, J. Bujdak, J.W.

Stucki, R.J. Kirkpatrick (2000), “Electronic and

structural properties of reduced-charge

montmorillonites”, Applied Clay Science, vol 16, issues

5-6, pages 257–271.

34. Yuanbo Zhang, Tao Jiang, Liyong Chen, Guanghui Li

(2011), “Study on sodium modification of inferior Ca-

Based bentonite by suspension method”, ISRN

Materials Science, volume 2011, Article ID 953132, 6

pages.