BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  22,032,913
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Kỹ thuật hóa học khác

Cao Lưu Ngọc Hạnh, Lương Huỳnh Vủ Thanh(1), Nguyễn Trọng Tuân, Nguyễn Thị Bích Thuyền, Ngô Trương Ngọc Mai(2), Nguyễn Thị Mỹ Huyền, Võ Duy Tân

Tổng hợp có kiểm soát kích thước các hạt lignin từ bã mía với sự hỗ trợ của thanh siêu âm

Size-controlled synthesis of lignin particles from sugarcane bagasse supported by probetype sonication

Khoa học (Đại học Cần Thơ)

2022

2

51-65

1859-2333

Bã mía, Hạt lignin kích thước nano, Liên kết ngang, Lignin, Siêu âm dạng thanh

Crosslinking, Lignin, Probetype sonication, Nano-sized lignin particles, Sugarcane bagasse

Nghiên cứu tập trung tổng hợp các hạt vi cầu lignin từ lignin bã mía thông qua quá trình khâu mạng hóa học với sự hỗ trợ của thiết bị siêu âm dạng thanh. Trong quá trình tổng hợp, nghiên cứu đã dần kiểm soát được kích thước của hạt lignin bằng cách điều chỉnh các thông số như tỷ lệ thể tích giữa dung dịch khâu mạng và dung dịch lignin trong ethanol và tần số siêu âm. Cụ thể, các thông số tối ưu như tỷ lệ thể tích giữa citric acid và dung dịch lignin là 4/100 và tần số siêu âm là 15 kHz. Với các thông số này, vi hạt lignin thu được với đường kính hạt nhỏ nhất ở 187,9 ± 6,7 nm, hình thái hạt cầu hoàn thiện, có ranh giới rõ ràng giữa các hạt và sự phân bố kích thước hạt tương đối đồng đều. Kết quả từ FTIR thể hiện các đỉnh đặc trưng của hạt lignin tổng hợp và độ tinh khiết khá cao. Ngoài ra, nhiệt độ chuyển thủy tinh của hạt lignin ~109ᵒC và nhiệt độ nóng chảy được xác định ~75ᵒC thông qua DSC.

The study focused on synthesizing lignin microparticles from sugarcane bagasse lignin via chemical crosslinking with the supporting of probetype sonication. During the synthesis process, the study gradually controlled the size of lignin particles by adjusting parameters such as the volume ratio between the crosslinking solution and the lignin solution in ethanol and the sonication frequency. Specifically, the optimal parameters such as the volume ratio between citric acid and lignin solution is 4/100 and the sonication frequency is 15 kHz. With these parameters, lignin nanoparticles were obtained with the smallest particle diameter at 187.9 ± 6.7 nm, complete spherical morphology, clear grain boundaries, and relatively uniform particle size distribution. The results from the FTIR exhibit the characteristic peaks of the synthetic lignin and the purity is quite high. In addition, the glass transition temperature of the lignin partilces is ~109oC and the melting point is determined to be ~75oC through the DSC.

TTKHCNQG, CVv 403

Xem toàn văn
  • [1] Zhao, J., Ou, S., Ding, S., & Wang, Y. (2011), Effect of activated c-harcoal treatment of alkaline hydrolysates f-rom sugarcane bagasse on purification of p-coumaric acid,Chemical Engineering Research and Design, 89(10), 2176-2181. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2011.02.010
  • [2] Yearla, S. R., & Padmasree, K. (2016), Preparation and c-haracterisation of lignin nanoparticles: evaluation of their potential as antioxidants and UV protectants,Journal of Experimental Nanoscience, 11(4), 289-302. https://doi.org/10.1080/17458080.2015.1055842
  • [3] Xiao, D., Ding, W., Zhang, J., Ge, Y., Wu, Z., & Li, Z. (2019), Fabrication of a versatile lignin-based nano-trap for heavy metal ion capture and bacterial inhibition,Chemical Engineering Journal, 358, 310-320. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.10.037
  • [4] Watkins, D., Nuruddin, M., Hosur, M., TcherbiNarteh, A., & Jeelani, S. (2015), Extraction and c-haracterization of lignin f-rom different biomass resources,Journal of Materials Research and Technology, 4(1), 26-32. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2014.10.009
  • [5] Siddiqui, L., Bag, J., Mittal, D., Leekha, A., Mishra, H., Mishra, M., Verma, A. K., Mishra, P. K., Ekielski, A., & Iqbal, Z. (2020), Assessing the potential of lignin nanoparticles as drug carrier: Synthesis, cytotoxicity and genotoxicity studies,International Journal of Biological Macromolecules, 152, 786-802. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.02.311
  • [6] Richter, A. P., Bharti, B., Armstrong, H. B., Brown, J. S., Plemmons, D., Paunov, V. N., Stoyanov, S. D., & Velev, O. (2016), Synthesis and c-haracterization of biodegradable lignin nanoparticles with tunable surface properties,Langmuir, 32(25), 6468-6477. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.6b01088
  • [7] Phú, P. Q., & Phú, H. Đ. (2008), Nghiên cứu tái sử dụng lignin từ dịch đen nhà máy giấy chế tạo vật liệu composite,Hội nghị khoa học trẻ Đại học Quốc gia – HCM lần 1, Lĩnh vực: Công nghệ vật liệu, Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh
  • [8] Hoàng, P. H., & Hòa, T. D. (2009), Nghiên cứu tổng hợp lignosunfonat từ lignin thu hồi của nhà máy sản xuất bột giấy theo phương pháp kiềm,Tạp chí Hóa học, 47(2), 174-179
  • [9] Parvathy, G., Sethulekshmi, A. S., Sjayan, J., Raman, A., & Saritha, A. (2021), Lignin based nano-composites: Synthesis and applications,Process Safety and Environmental Protection, 145, 395-410. https://doi.org/10.1016/j.psep.2020.11.017
  • [10] Nypelö, T. E., Carrillo, C. A., & Rojas, O.J. (2015), Lignin supracolloids synthesized f-rom (W/O) microemulsions: use in the interfacial stabilization of Pickering systems and organic carriers for silver metal,Soft Matter, 11(10), 2046-2054. https://doi.org/10.1039/C4SM02851A
  • [11] Mousavioun, P., & Doherty, W. (2010), Chemical and thermal properties of fractionated bagasse soda lignin,Industrial Crops and Products, 31(1), 52-58. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2009.09.001
  • [12] Mishra, P. K. & Ekielski, A. (2019), A simple method to synthesize lignin nanoparticles,Colloids Interfaces, 3(2), 52. https://doi.org/10.3390/colloids3020052
  • [13] Mandal, A. & Chakrabarty, D. (2011), Isolation of nanocellulose f-rom waste sugarcane bagasse (SCB) and its c-haracterization,Carbohydrate Polymers, 86(3), 1291-1299. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.06.030
  • [14] Lawther, J. M., Sun, R. C., & Banks, W. (1996), Rapid isolation and structural c-haracterization of alkali-soluble lignins during alkaline treatment and atmospheric refining of wheat straw.,Industrial Crops and Products, 5(2), 97-105. https://doi.org/10.1016/0926-6690(96)00001-5
  • [15] Köhnke, J., Gierlinger, N., Prats-Mateu, B., Unterweger, C., Solt, P., Mahler, A., Schwaiger, E., Liebner, F., & Gindl-Altmutter, W. (2019), Comparison of four technical lignins as a resource for electrically conductive carbon particles,BioRes., 14(1), 1091-1109. https://doi.org/10.15376/biores.14.1.1091-1109
  • [16] Juikar, S. J., & Vigneshwaran, N. (2017), Extraction of nanolignin f-rom coconut fibers by controlled microbial hydrolysis,Industrial Crops and Products, 109, 420-425. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.08.067
  • [17] Heitner, C., Dimmel, D., & Schmidt, J. (2019), Lignin and lignans: Advances in Chemistry,CRC press, Taylor & Francis Group
  • [18] Gao, W. & Fatehi, P. (2019), Lignin for polymer and nanoparticle production: Current status and challenges,Canadian Society for Chemical Engineering, 97(11), 2827-2842. https://doi.org/10.1002/cjce.23620
  • [19] Ngọc, D. B. (2019), Áp lực cạnh tranh với đường Thái Lan, ngành đường còn nhiều bất cập,http://www.fpts.com.vn/FileStore2/File/2019/08/ 02/FPTSSugar_ Industry_ReportJuly2019_61f3c42c.pdf
  • [20] Chen, Y., Gong, X., Yang, G., Li, Q., & Zhou, N. (2019), Preparation and c-haracterization of a nanolignin phenol formaldehyde resin by replacing phenol partially with lignin nanoparticles,The Royal Society of Chemistry, 9(50), 29255-29262. https://doi.org/10.1039/C9RA04827H
  • [21] Nguyên, B. T. T., Trự, N. N., Hoàng, T. N. M., Dương, N. H., & Anh, N. T. M. (2021), Nghiên cứu chế tạo và đánh giá tính chất màng composite thân thiện môi trường trên cơ sở polyvinyl alcohol và lignin chiếc tách từ bã mía,TNU Journal of Science and Technology, 226(06), 3-9. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2021.109
  • [22] Boeriu, C. G., Bravo, D., Gosselink, R. J., & Dam, J. V. (2004), C-haracterisation of structuredependent functional properties of lignin with infrared spectroscopy,Industrial Crops and Products, 20(2), 205-218. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2004.04.022
  • [23] Arni, S. A. (2018), Extraction and isolation methods for lignin separation f-rom sugarcane bagasse: a review,Industrial Crops and Products, 115, 330- 339. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.02.012
  • [24] Anwar, Z., Gulfraz, M., & Irshad, M. (2014), Agroindustrial lignocellulosic biomass a key to unlock the future bio-energy: a brief review,Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 7(2) 163-173. https://doi.org/10.1016/j.jrras.2014.02.003