-MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề.................................................................................................................... 1
2. Đối tượng và mục đích nghiên cứu ............................................................................ 2
3. Mục đích nghiên cứu: .................................................................................................2
4. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................................3
5. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................ 3
6. Bố cục đề tài ................................................................................................................ 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU......................................................................... 5
1.1. Tổng quan về chitosan ............................................................................................. 5
1.1.1. Giới thiệu về chitosan ........................................................................................... 5
1.1.2. Cấu trúc hóa học của chitosan .............................................................................. 6
1.1.3. Độ deacetyl hóa..................................................................................................... 7
1.1.4. Một số phản ứng hóa học của chitosan ................................................................ 7
1.1.5. Ứng dụng của chitosan ......................................................................................... 9
1.2. Hidroxiapatit, Floapatit ..........................................................................................11
1.2.1. Hidroxiapatit .......................................................................................................11
1.2.2. Floxiapatit ...........................................................................................................13
1.3. Chitosan – hidroxiapatit, Chitosan - floapatit .......................................................15
1.3.1. Chitosan - hidroxiapatit ......................................................................................15
1.3.2. Chitosan - floapatit .............................................................................................17
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM .....................18
2.1. Điều chế chitosan ...................................................................................................18
2.1.1. Chuẩn bị nguyên liệu ..........................................................................................18
2.1.2. Điều chế chitosan ................................................................................................18
2.2. Điều chế chitosan – hidroxiapatit, chitosan - floapatit .........................................19
2.2.1. Điều chế chitosan - hidroxiapatit .......................................................................19
2.2.2. Điều chế chitosan - floapatit ...............................................................................20
2.3. Thăm dò khả năng hấp phụ chất màu hữu cơ của vật liệu chitosan – floapatit ...20
2.3.1. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ MB, MO và CR ..............................20

Nguyễn Cao Duy Ân


2.3.2. So sánh khả năng hấp phụ màu của chitosan và chitosan – floapatit ................21
2.4. Một số phương pháp xác định các đặc trưng vật lí ...............................................21
2.4.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X ...............................................................................21
2.4.2. Phương pháp phổ hồng ngoại (FT -IR) ..............................................................22
2.4.3. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét ( SEM) .................................................23
2.4.4. Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) ..............................................24
2.5. Xác định một số đặc trưng của CTS, CTS-HA,CTS- FA .....................................24
2.5.1. Phổ FT – IR .........................................................................................................24
2.5.2. Phổ XRD .............................................................................................................25
2.5.3. Hình ảnh SEM .....................................................................................................25
2.5.4. Phổ TGA .............................................................................................................25
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...............................................................26
3.1. Điều chế chitosan ...................................................................................................26
3.2. Điều chế chitosan – hidroxiapatit ..........................................................................26
3.2.1. Phổ IR ..................................................................................................................26
3.2.2. Ảnh SEM .............................................................................................................27
3.3. Điều chế chitosan – floapatit .................................................................................27
3.3.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình tổng hợp CTS – FA .......27
3.3.2. Một số đặc trưng của chitosan – floapatit ..........................................................34
3.4. So sánh chitosan, chitosan – hidroxiapatit, chitosan - floapatit ...........................36
3.4.1. Tính chất cảm quan của CTS, CTS – HA, CTS - FA ........................................36
3.5. Khảo sát khả năng năng hấp phụ màu của vật liệu tổng hợp CTS - FA ..............39
3.5.1. Thăm dò khả năng hấp phụ chất màu hữu cơ ....................................................39
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN ............................................................................................46
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................47

Nguyễn Cao Duy Ân



DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

CTS

Chitosan

CTS – HA

Chitosan - hidroxiapatit

CTS – FA

Chitosan - floapatit

DA

Độ acetyl hóa

DDA

Độ deacetyl hóa

FA

Floapatit

FT – IR


Phổ hồng ngoại ( Fourier Transform-Infrared Radiation )

HA

Hidroxiapatit

TGA

Phổ phân tích nhiệt khối lượng ( Thermal gravimetric analysis )

XRD

Nhiễu xạ tia X (X –Ray Diffraction )

SEM

Kính hiển vi điện tử quét ( Scanning Electron Microscope )

DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. So sánh giữa CTS, CTS – HA, CTS - FA ...................................................36
Bảng 3.2. Độ hấp thụ quang của dung dịch MB với các nồng độ khác nhau .............39
Bảng 3.3. Độ hấp thụ quang của dung dịch MO với các nồng độ khác nhau .............40
Bảng 3.4. Độ hấp thụ quang của dung dịch CR với các nồng độ khác nhau ..............41
Bảng 3.5. Khả năng hấp phụ MB của CTS và CTS – FA............................................42
Bảng 3.6. Khả năng hấp phụ MO của CTS và CTS – FA ...........................................43
Bảng 3.7. Khả năng hấp phụ CR của CTS và CTS – FA ............................................44
Bảng 3.8. Dung lượng hấp phụ, hiệu suất hấp phụ CR của CTS-FA theo thời gian.....44

Nguyễn Cao Duy Ân



DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của CTS dạng lí thuyết ...................................................... 6
Hình 1.2. Sự chuyển hóa chitin thành CTS ....................................................................6
Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của CTS ở thực tế............................................................... 6
Hình 1.4. Chito-oligome .................................................................................................8
Hình 1.5. Phản ứng tạo phức giữa CTS và Ni2+ ............................................................. 8
Hình 1.6. Phản ứng N – axyl hóa của CTS ....................................................................9
Hình 1.7. Công thức cấu tạo của HA ............................................................................12
Hình 1.8. Công thức cấu tạo CTS-HA..........................................................................15
Hình 2.1. Quy trình điều chế CTS từ vỏ cua ................................................................18
Hình 2.2. Một số sản phẩm trong quá trình điều chế CTS ..........................................19
Hình 2.3. Quy trình điều chế CTS – HA, CTS – FA ...................................................19
Hình 3.1. Phổ IR của vật liệu CTS –HA .....................................................................26
Hình 3.2. Ảnh SEM (a) bề mặt và (b) mặt cắt CTS – HA ..........................................27
Hình 3.3. Sản phẩm CTS – FA ở các thời gian khác nhau ..........................................27
Hình 3.4. Phổ IR của các mẫu CTS-FA ở các thời gian khác nhau ............................28
Hình 3.5. Giản đồ XRD của các mẫu CTS – FA ở các thời gian khác nhau .............29
Hình 3.6. Ảnh SEM của các mẫu CTS – FA ở các thời gian khác nhau .....................29
Hình 3.7. Sản phẩm CTS – FA ở các nhiệt độ khác nhau ...........................................30
Hình 3.8. Phổ IR của các mẫu CTS – FA ở các nhiệt độ khác nhau ...........................30
Hình 3.9. Giãn đồ XRD của các mẫu CTS – FA ở các nhiệt độ khác nhau ................31
Hình 3.10. Ảnh SEM bề mặt của của các mẫu CTS – FA ở các nhiệt độ khác nhau .31
Hình 3.11. Sản phẩm CTS – FA ở các nồng độ NaF khác nhau .................................32
Hình 3.12 . Phổ IR của các mẫu CTS – FA ở các nồng độ NaF khác nhau ................32
Hình 3.13. Giãn đồ XRD của các mẫu CTS-FA ở các nồng độ NaF khác nhau ........33
Hình 3.14. Ảnh SEM bề mặt của các mẫu CTS – FA ở các nồng độ NaF khác nhau 34
Hình 3.15. Phổ IR của CTS-FA ....................................................................................34
Hình 3.16. Giãn đồ XRD của CTS – FA ......................................................................35
Hình 3.17. Ảnh SEM bề mặt và mặt cắt CTS – FA dưới kính hiển vi điện tử quét ..35

Hình 3.18. Phổ IR của CTS, CTS-FA,CTS-HA...........................................................36

Nguyễn Cao Duy Ân


Hình 3.19. Hệ phổ XRD của CTS, CTS-HA, CTS-FA, HA, FA ................................37
Hình 3.20. Ảnh SEM bề mặt và mặt cắt của CTS, CTS-HA, CTS-FA .......................37
Hình 3.21. Giãn đồ TGA của CTS, CTS-HA, CTS-FA...............................................38
Hình 3.22. Đường chuẩn xác định nồng độ MB ..........................................................40
Hình 3.23. Đường chuẩn xác định nồng độ MO ..........................................................40
Hình 3.24. Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ CR .................................................41
Hình 3.25. Khả năng hấp phụ MB của CTS, CTS-FA................................................... 41
Hình 3.26. Khả năng hấp phụ MO của CTS, CTS-FA ................................................42
Hình 3.27. Khả năng hấp phụ CR của CTS, CTS-FA .................................................43
Hình 3.28. Khả năng hấp phụ CR của CTS-FA tại các thời gian khác nhau ..............45
Hình 3.29. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ CR của CTS-FA theo
thời gian .........................................................................................................................45

Nguyễn Cao Duy Ân


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Ngày nay, thế giới ngày càng phát triển. Con người được sống đầy đủ, tiện
nghi hơn. Nhưng song song với việc phát triển đó, vấn đề ô nhiễm môi trường
nguồn nước đã và đang trở thành vấn nạn của các nước trên thế giới nói chung và
nước ta nói riêng. Ở nước ta, quá trình phát triển các khu công nghiệp, các khu chế
xuất đã góp phần tăng trưởng kinh tế, thúc đẩy đầu tư và sản xuất công nghiệp,
hình thành các khu đô thị mới. Tuy nhiên, bên cạnh sự chuyển biến tích cực về này,
đã xuất hiện những vấn đề tiêu cực liên quan đến môi trường sinh thái do các khu

công nghiệp gây ra. Rất nhiều nhà máy đã thải trực tiếp các nước thải có chứa các
ion kim loại nặng, các phẩm nhuộm hữu cơ… ra môi trường để lại hậu quả là môi
trường nước nhiều khu vực trở nên ô nhiễm nghiêm trọng.
Vì vậy, bên cạnh việc nâng cao ý thức của người dân, và chặt chẽ hóa công
tác quản lí môi trường thì việc tìm ra phương pháp loại bỏ các chất thải này ra khỏi
môi trường nước mang một ý nghĩa to lớn. Thuốc nhuộm được sử dụng rộng rãi
trong các ngành công nghiệp dệt, may, cao su… Do có tính tan cao, thuốc nhuộm là
tác nhân gây ô nhiễm và để lại hậu quả rất lớn đến các sinh vật sống. Hơn nữa,
thuốc nhuộm rất khó loại bỏ vì chúng ổn định với ánh sáng, nhiệt và tác nhân oxy
hóa. Trong nhiều phương pháp được nghiên cứu để loại bỏ các chất màu trong môi
trường nước, phương pháp được sử dụng hiệu quả hiện nay là phương pháp hấp
phụ với những ưu điểm là rẻ tiền, quy trình đơn giản, không đưa thêm vào môi
trường các tác nhân độc hại. Có rất nhiều chất hấp phụ rẻ tiền, dễ tìm kiếm được sử
dụng để loại bỏ các tác nhân độc hại trong môi trường nước. Đặc biệt ở nước ta, với
nguồn thủy hải sản phong phú, dồi dào.
Hằng năm, một lượng lớn tôm, cua được tiêu thụ vì thế vỏ tôm, vỏ cua có số
lượng rất lớn. Trong vỏ tôm, cua có rất nhiều chitin – có cấu trúc gồm các đơn vị
N-acetyl-D-glucosamine liên kết với nhau thông qua liên kết β-1,4-glicozit giúp
cho chitin có khả năng tương hợp sinh học, không độc hại. Ngoài ra, sản phẩm
deacetyl hóa của chitin là chitosan – một vật liệu có chứa nhóm hidroxyl, amin…
có rất nhiều hoạt tính mới mà các polisaccarit khác không có như: khả năng tạo

Nguyễn Cao Duy Ân

1


màng, hấp thụ ion kim loại, khả năng phân hủy sinh học, không độc hại. Vì vậy,
chitosan được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực: bảo quản thực phẩm, y học, bảo
vệ môi trường.

Flo là nguyên tố thiết yếu liên quan đến một số phản ứng trong cơ thể mặc
dù chỉ tồn tại với hàm lượng vết trong chất khoáng của xương, răng, mầm răng. Nó
được xem là một trong những nguyên tố đóng vai trò quyết định trong việc dự
phòng và điều trị các bệnh về răng miệng. Do có các tính chất lý-hóa đặc trưng, ion
florua thường được sử dụng làm chất cộng hợp trong hidroxiapatit , một trong
những loại bioceramic được ứng dụng rộng rãi nhất, cũng như tham gia vào thành
phần của các loại bioglasses khác. Các ion florua có thể thay thế một phần hoặc
hoàn toàn các ion hidroxit của hidroxiapatit tạo thành sản phẩm là flohidroxiapatit
hoặc floapatit tương ứng. Sự kết hợp giữa hidroxiapatit, flohidroxiapatit và floapatit
với chitosan để tạo thành vật liệu bioceramic ứng dụng trong y học đã được một số
nhà khoa học nghiên cứu điều chế.
Sự kết hợp giữa hidroxiapatit, floapatit với chitosan để tạo thành vật liệu
bioceramic, tiềm năng và mang những ưu điểm của cả hai loại vật liệu trên trên,
ngoài ra còn cải thiện tính chất cơ học của chitosan. Tuy nhiên hiện nay chưa có
nhiều công trình nghiên cứu về chitosan-floapatit. Với những lý do trên, chúng tôi
chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng vật liệu chitosan-apatit và thăm dò
khả năng hấp phụ chất màu hữu cơ ”.
Những kết quả thu được của đề tài sẽ là cơ sở khoa học phục vụ việc điều
chế và nghiên cứu chitosan – floapatit trong tương lai.
2. Đối tượng và mục đích nghiên cứu
- Chitosan – hidroxiapatit
- Chitosan – floapatit
- Một số chất màu hữu cơ
3. Mục đích nghiên cứu:
- Nghiên cứu tổng hợp chitosan – hidroxiapatit, chitosan – floapatit.
- Thăm dò khả năng hấp phụ một số chất màu hữu cơ của vật liệu chitosan –
floapatit.

Nguyễn Cao Duy Ân


2


4. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng hợp chitosan – hidroxiapatit từ chitosan.
- Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp vật
liệu chitosan – floapatit từ chitosan – hidroxiapatit:
+ ảnh hưởng của nhiệt độ
+ ảnh hưởng của thời gian
+ ảnh hưởng của nồng độ ion F- Xác định một số đặc trưng của chitosan – apatit như cấu trúc hóa học, cấu trúc vật
liệu ( bề mặt và mặt cắt), độ bền nhiệt, cấu trúc tinh thể,…
- Thăm dò khả năng hấp phụ một số chất màu hữu cơ của vật liệu chitosan –
floapatit như xanh metylen, metyl da cam, congo đỏ,…
5. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết.
- Tổng quan tài liệu về chitosan, chitosan – apatit, chitosan - floapatit như cấu tạo,
tính chất, điều chế, ứng dụng.
- Tổng quan tài liệu về một số chất màu hữu cơ.
Nghiên cứu thực nghiệm.
- Điều chế chitosan từ vỏ cua qua 3 giai đoan: khử protein, khử khoáng và deacetyl
hóa.
- Tổng hợp chitosan-hidroxiapatit
- Tổng hợp chitosan- floapatit
- Phương pháp đặc trưng vật liệu: XRD, SEM, IR, DTA – TGA
- Khảo sát khả năng hấp phụ một số chất màu hữu cơ bằng phương pháp trắc quang
(UV- vis)
6. Bố cục đề tài
Luận văn gồm 50 trang (không kể phụ lục và mục lục), trong đó có 8 bảng
và 40 hình.
Phần mở đầu gồm 4 trang, phần nội dung 43 trang, tài liệu tham khảo gồm 4 trang.


Nguyễn Cao Duy Ân

3


Nội dung luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan tài liệu (gồm có 13 trang)
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm (gồm có 8 trang)
Chương 3: Kết quả và thảo luận (gồm có 20 trang)
Chương 4: Kết luận và kiến nghị (gồm 1 trang)

Nguyễn Cao Duy Ân

4


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về chitosan
1.1.1. Giới thiệu về chitosan
Chitin là một polisaccarit tồn tại trong tự nhiên với sản lượng rất lớn (đứng
thứ hai sau xenlulozơ). Trong tự nhiên, chitin tồn tại ở cả động vật, thực vật. Ở
động vật, chitin là thành phần quan trọng của vỏ một số động vật không xương
sống như: nhuyễn thể, giáp xác và giun tròn. Trong thực vật, chitin có ở thành tế
bào họ nấm zygenmyctes, các sinh khối nấm mốc, một số loại tảo. Trong các loài
thủy hải sản, đặc biệt là trong vỏ tôm, cua, ghẹ hàm lượng chitin chiếm khá cao,
dao động từ 14 - 35% so với trọng lượng khô, vì vậy vỏ tôm, cua, ghẹ là nguyên
liệu chính để sản xuất chitin [7].
Chitosan (CTS ) là sản phẩm deacetyl hóa của chitin. CTS mang đầy đủ đặc
trưng ưu việt của chititn như: có tính tương thích sinh học và không độc hại, có khả

năng phân hủy sinh học, có tính hấp phụ cao [7].
Trước đây, người ta đã thử chiết tách chitin từ thực vật biển nhưng nguồn
nguyên liệu không đủ đáp ứng nhu cầu sản xuất, trữ lượng chitin phần lớn có nguồn
gốc từ vỏ tôm, vỏ cua. Trong một thời gian, các chất phế thải này không được thu
hồi mà thải ra ngoài gây ô nhiễm môi trường. Năm 1977, Viện kỹ thuật
Masachusetts (Mỹ), khi tiến hành xác định giá trị của chitin và protein trong vỏ
tôm, cua đã cho thấy việc thu hồi các chất này có lợi nếu sử dụng trong công
nghiệp. Phần protein thu được sẽ dùng để chế biến thức ăn gia súc, còn phần chitin
sẽ được dùng như một nguyên liệu để điều chế các dẫn xuất có nhiều ứng dụng [4].
Việc nghiên cứu sản xuất chitin, CTS và các ứng dụng của chúng trong sản
xuất phục vụ đời sống đã được bắt đầu từ những năm 1980. Gần đây trước yêu cầu
xử lý phế liệu thủy sản đông lạnh đang ngày càng cấp bách, trước những thông tin
kỹ thuật mới về chitin, CTS cũng như tiềm năng thị trường của chúng đã thúc đẩy
các nhà khoa học của chúng ta bắt tay vào nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất
ở bước cao hơn, đồng thời nghiên cứu các ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực
sản xuất công nghiệp [4].

Nguyễn Cao Duy Ân

5


1.1.2. Cấu trúc hóa học của chitosan
CTS là dẫn xuất deacetyl hóa của chitin, trong đó nhóm amin (-NH2) thay
thế nhóm -NHCOCH3 ở vị trí C2 [7].
CTS được cấu tạo từ các mắt xích D-glucosamin liên kết với nhau bởi các
liên kết  -1,4-glicozit (hình 1.1) [7].

Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của CTS dạng lí thuyết
Chế phẩm này còn có tên là: poli-β-(1,4)-D-glucosamin,

hay còn gọi là poli-β-(1,4)-2-amino-2-deoxi-D- glucozơ.
Quá trình chuyển hóa chitin thành CTS có thể thông qua phản ứng deacetyl
với dung dịch NaOH đặc ở nhiệt độ từ 80 – 120oC.

Hình 1.2. Sự chuyển hóa chitin thành CTS
Tuy nhiên, trên thực tế thường có mắt xích chitin đan xen trong mạch phân
tử CTS. Vì vậy công thức thực tế của CTS được thể hiện như sau:

Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của CTS ở thực tế
Trong đó tỷ lệ m/n phụ thuộc vào mức độ đề deacetyl hóa. Nếu m > 50% thì
sản phẩm thu được là CTS, ngược lại được gọi là chitin [19]. Cấu trúc của phân tử

Nguyễn Cao Duy Ân

6


CTS trong không gian có hình xoắn ốc, mỗi đơn vị cơ bản 2 mắt xích D –
glucosamin. Chiều dài mỗi đơn vị cơ bản là 10,34 A0 [7].
1.1.3. Độ deacetyl hóa
Độ deacetyl hóa (DDA) hoặc độ acetyl hóa (DA), DA = 100 – DDA là một
thông số rất quan trọng của CTS. Về mặt định lượng thì DDA là tỉ số giữa số nhóm
-NH2 so với tổng số nhóm -NH2 và nhóm -NHCOCH3 trong phân tử CTS. DDA là
thông số cơ bản dùng để phân biệt chitin với CTS. CTS thường có DDA > 50%,
nghĩa là số nhóm NH2 > số nhóm -NHCOCH3.
CTS có DDA khác nhau dẫn tới sự khác nhau về khối lượng phân tử
(KLPT), độ nhớt, khả năng hòa tan trong axit... Có rất nhiều phương pháp để xác
định DDA của CTS như phương pháp phổ hồng ngoại (FT - IR), phương pháp phản
ứng với ninhiđrin, phương pháp chưng cất với axit photphoric, trong đó phương
pháp đơn giản và phổ biến nhất là phương pháp phổ IR [17]. Brugnerotto và cộng

sự đã đề nghị cách tính DDA của chitin/CTS bằng phương pháp IR sử dụng peak
đặc trưng của sự acetyl hóa (1320 cm-1) và peak so sánh (1420 cm-1) [1].
DDA = 100 – [31,92 x (A1320/A1420) – 12,2] (*)
Trong đó: A1320 và A1420 lần lượt là độ hấp thụ tương ứng tại số sóng 1320 và
1420 cm-1.
1.1.4. Một số phản ứng hóa học của chitosan
Cấu trúc của CTS cho thấy CTS có hai nhóm chức hoạt động là – OH và –
NH2, do đó CTS dễ dàng tham gia phản ứng hóa học hơn chitin. Phản ứng hóa học
có thể xảy ra ở vị trí nhóm chức tạo ra dẫn xuất thế O-, dẫn xuất thế N- hoặc dẫn
xuất thế O –, N – [6].
Mặt khác, CTS là polime mà các monome được nối với nhau bởi các liên kết
β-1,4-glicozit, các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các chất hóa học như: axit, bazơ,
tác nhân oxi hóa và các enzim thủy phân. Trong thực tế các mạch chitin – CTS đan
xen nhau, vì vậy chúng tạo ra nhiều sản phẩm đồng thời và việc tách và phân tích
chúng rất phức tạp [4].
Một số các phản ứng hóa học quan trọng của CTS:

Nguyễn Cao Duy Ân

7


1.1.4.1. Thủy phân trong môi trường axit
Trong môi trường axit, CTS bị thủy phân và mức độ thủy phân phụ thuộc
vào loại axit, nồng độ axit, nhiệt độ và thời gian phản ứng. Sản phẩm của phản ứng
thủy phân được gọi là chito-oligome, được tạo thành từ 2 – 6 mắt xích Dglucosamin. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng chito-oligome có tiềm năng ứng dụng
trong lĩnh vực y học và thực phẩm do hoạt tính sinh học tốt như kháng khuẩn,
kháng nấm, kháng ung thư, kháng khuẩn, miễn dịch [1].

Hình 1.4. Chito-oligome

1.1.4.2. Phản ứng tạo phức với ion kim loại
CTS có khả năng tạo phức với ion kim loại chuyển tiếp nên được ứng dụng
trong xử lý môi trường.
Phân tử CTS và một số dẫn xuất của nó chứa các nhóm chức OH, NH2 mà
trong đó nguyên tử oxi và nitơ của nhóm chức còn cặp electron chưa sử dụng, do
đó chúng có khả năng tạo liên kết phối trí với hầu hết các kim loại nặng và các kim
loại chuyển tiếp như: Hg2+, Cd2+, Zn2+, Ni2+, Co2+, …Tùy nhóm chức trên mạch
polime mà thành phần và cấu trúc của phức khác nhau. Ví dụ, phức Ni(II) với
chitin có cấu trúc bát diện với số phối trí bằng 6, còn phức Ni(II) với CTS có cấu
trúc tứ diện với số phối trí bằng 4 [29].

Hình 1.5. Phản ứng tạo phức giữa CTS và Ni2+

Nguyễn Cao Duy Ân

8


1.1.4.3. Phản ứng N-axyl hóa
CTS ức chế sự tăng trưởng của một số vi khuẩn như: E. coli ,S. ureus,… Để
phân tích hoạt tính kháng khuẩn của CTS ở pH > 6,5, người ta thường nghiêng cứu
các dẫn xuất của CTS như N-axyl chitosan [21].

Hình 1.6. Phản ứng N – axyl hóa của CTS
N-carboxybutyl chitosan tan trong nước có hoạt tính kháng khuẩn, hoạt tính
kháng khuẩn chống lại nhiều loại vi khuẩn Gram (+ ) và vi khuẩn Gram (-).
1.1.5. Ứng dụng của chitosan
1.1.5.1. Trong công nghệ thực phẩm
- Công nghiệp sản xuất nước hoa quả
Trong sản xuất nước hoa quả, việc làm trong nước là yêu cầu bắt buộc. Hiện

nay các chất làm trong đang sử dụng là: gelatin, bentonit, tannin, polivinyl. CTS là
tác nhân tốt loại bỏ đi đục, giúp điều chỉnh axit trong nước quả. Nghiên cứu đã chỉ
ra rằng CTS có ái lực lớn đối với hợp chất poliphenol chẳng hạn: catechin, axit
xinamic, dẫn xuất của chúng, những chất mà có thể làm đổi màu nước quả bằng
phản ứng oxi hóa [3].
- Sử dụng trong thực phẩm chức năng
CTS có khả năng làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu. Nếu sử dụng
thực phẩm chức năng có bổ sung 4% CTS thì lượng cholesterol trong máu giảm đi
đáng kể chỉ sau 2 tuần, Ngoài ra CTS còn được xem là chất chống đông tụ máu,
Nguyên nhân việc giảm cholesterol trong máu và chống đông tụ máu được cho là
không có sự tạo thành các mixen. Điều đáng chú ý là ở pH = 6 – 6,5 CTS bắt đầu bị
kết tủa, toàn bộ polisaccarit bị kết lắng và giữ lại toàn bộ lượng mixen trong đó [6].
- Ứng dụng làm màng (bảo quản thực phẩm)
CTS và các dẫn xuất của chúng đều có tính kháng khuẩn, ức chế hoạt động
của một số loại vi khuẩn. Màng bao, giấy gói thực phẩm CTS giúp bảo quản thực

Nguyễn Cao Duy Ân

9


phẩm, hoa quả, rau tươi, nước giải khát,… Khi dùng màng CTS, dễ dàng điều
chỉnh độ ẩm, độ thoáng không khí cho thực phẩm. Ngoài ra, màng CTS khá dai,
khó xé rách, có độ bền tương đương với một số chất dẻo vẫn được dùng làm bao
gói [6].
1.1.5.2. Trong y học
- Ứng dụng trong trị bỏng, băng vết thương
CTS có khả năng cầm máu, kích thích tái tạo mô và biểu bì mô, làm vết
thương chóng liền. Một số nghiên cứu ghi nhận màng đắp vết thương hoặc vết
bỏng có sự kết hợp của CTS và nano bạc thể hiện tác dụng rất tốt trong quá trình

kiểm soát tốc độ trao đổi hơi nước, oxi và khả năng hút nước. CTS cũng thúc đẩy
sự di chuyển của bạch cầu trung tính vào ổ viêm, làm tăng hoạt động của đại thực
bào dẫn đến việc giải phóng ra chất trung gian hóa học trong cơ chế của việc làm
lành vết thương. Do đó, CTS là vật liệu rất tốt trong việc bảo vệ và điều trị vết
thương [28].
- Làm thuốc hỗ trợ trị viêm loét dạ dày tá tràng
CTS tạo màng gel trong môi trường axit dạ dày, màng này sẽ giúp bảo vệ
niêm mạc dưới tác dụng của tác nhân gây loét dạ dày. Bên cạnh đó, CTS còn có tác
dụng kháng nấm, kháng khuẩn vì vậy CTS ức chế sự phát triển của một số chủng vi
khuẩn, trong đó có chủng Helicobacter pylori được xem là một trong những tác
nhân chủ yếu gây loét dạ dày tá tràng [28].
- Tác dụng giảm đau
Tác dụng giảm đau của CTS được giải thích là do khả năng hấp thu của các
ion mang điện dương được giải phóng nhờ nhóm amin tự do, vì vậy làm giảm pH ở
khu vực bị viêm và giúp giảm đau [28].
- Từ CTS vỏ cua, vỏ tôm có thể sản xuất glucosamin, một dược chất quý
dùng để chữa bệnh khớp. Ngoài ra, vật liệu nano CTS có tính ổn định tương đối
cao, vẫn duy trì được một số tính chất của CTS ban đầu, đặc biệt do có kích thước
nhỏ, bề mặt riêng lớn nên có khả năng hấp phụ cao. Dựa vào tính chất này, nano
CTS được sử dụng như một chất mang thuốc và gen vào cơ thể, đặc biệt là làm chất
mang cho các loại thuốc [10].

Nguyễn Cao Duy Ân

10


1.1.5.3. Trong nông nghiệp
CTS được sử dụng để bảo quản rau quả, hạt giống mang lại hiệu quả cao.
Ngoài ra, CTS được dùng như một thành phần chính trong thuốc trừ nấm bệnh (đạo

ôn, khô vằn,...) [10].
CTS được cấu tạo từ các mắt xích glucosamin, một chất có ảnh hưởng đến
chuyển hóa và sinh học phân tử của tế bào thực vật. CTS sẽ tác động lên màng tế
bào, nhiễm sắc thể, DNA,... Do đó, CTS còn được dùng làm chất kích thích sinh
trưởng, tăng năng suất cây trồng [36].
1.1.5.4. Xử lí nước thải
CTS có rất nhiều ứng dụng trong xử lý môi trường như: loại bỏ kim loại
nặng, chất ô nhiễm hữu cơ bằng cách tạo keo tụ hoặc tạo phức không tan với
chúng, giữ lại và thu hồi các kim loại quý, chất thải phóng xạ (uranium, cadimium).
Đó là các ứng dụng phổ biến và có giá trị kinh tế nhất của CTS [9].
Weltroswki và cộng sự đã sử dụng các dẫn xuất CTS N-benzyl sunphonat
như chất hấp thụ để loại bỏ các ion kim loại trong môi trường axit. CTS có thể cạnh
tranh hiệu quả với nhựa tổng hợp trong việc loại bỏ các kim loại nặng. Năm 1999,
Bhavani và Dutta đã loại bỏ màu sắc từ nước thải nhuộm bằng cách sử dụng CTS
làm chất hấp phụ. CTS kết tụ phần lớn chất thải anion trong dung dịch tạo thành kết
tủa và huyền phù.
1.1.5.5. Công nghiệp giấy
CTS tham gia vào quá trình sản xuất giấy do các phân tử CTS có cấu trúc rất
giống với chuỗi phân tử của xenlulozơ. Nó cũng tiết kiệm phụ gia hóa học và tăng
sản lượng. Giấy được sản xuất từ CTS có bề mặt mượt mà hơn và có khả năng
chống ẩm cao hơn [31].
1.2. Hidroxiapatit, Floapatit
1.2.1. Hidroxiapatit
Hidroxiapatit (HA) có công thức hóa học là Ca10(PO4)6(OH)2, là thành phần
của xương, răng người và động vật, chiếm đến 65-70% khối lượng xương, 70-80%
trong răng. HA được sử dụng trong y sinh, nha khoa, thuốc và thực phẩm chức
năng để điều trị và phòng ngừa thiếu hụt canxi và loãng xương [15].

Nguyễn Cao Duy Ân


11


HA có có màu trắng, trắng ngà, vàng nhạt hoặc xanh lơ, tùy theo điều kiện
hình thành, kích thước hạt và trạng thái tập hợp. HA nóng chảy ở nhiệt độ 1760oC;
sôi ở 2850oC; độ tan trong nước: 0,7 g/l; khối lượng riêng: 3,156 g/cm3; độ
cứng theo thang Mohs: 5.

Hình 1.7. Công thức cấu tạo của HA
Công thức cấu tạo của HA được thể hiện trên hình 1.7. Phân tử HA có cấu
trúc mạch thẳng, các liên kết Ca - O là liên kết cộng hóa trị. Hai nhóm OH được
gắn với nguyên tử P ở hai đầu mạch.
HA không phản ứng với kiềm nhưng phản ứng với axit tạo thành các muối
canxi và nước:
Ca10(PO4)6(OH)2 + 2HCl → 3Ca3(PO4)2 + CaCl2 + 2H2O
HA tương đối bền nhiệt, bị phân hủy chậm trong khoảng nhiệt độ từ 800 đến
1200oC tạo thành oxy - hidroxiapatit theo phản ứng:
Ca10(PO4)6(OH)2 → Ca10(PO4)6(OH)2-2xOx + xH2O (0 ≤ x ≤ 1)
HA có thể được tổng hợp bằng phương pháp kết tủa, phương pháp sol-gel,
siêu âm hóa học, phương pháp phun sấy, phương pháp điện hóa, phương pháp thủy
nhiệt, phương pháp composit hay phương pháp phản ứng pha rắn. Yagai và Aoki
điều chế tinh thể nano HA bằng phản ứng kết tủa hóa học ướt được biểu diễn bằng
phương trình phản ứng dưới đây [15]:
10 Ca(OH)2 + 6 H3PO4 → Ca10(PO4)6(OH)2 + 18 H2O
Ngoài ra, cũng có thể tổng hợp được theo phương pháp kết tủa tuân theo các
phản ứng hóa học sau [16] :
Ca2+ + HPO42- + 2H2O → CaHPO4.2H2O
CaHPO4.2H2O + OH- → Ca2+ + PO43- + 3H2O
10Ca2+ + 6 PO43- + 2OH- → Ca10(PO4)6(OH)2


Nguyễn Cao Duy Ân

12


Tùy theo phương pháp tổng hợp cũng như các điều kiện tổng hợp khác nhau
(như nhiệt độ phản ứng, nồng độ, thời gian già hóa sản phẩm…) mà các tinh thể
HA tạo thành có hình dạng khác nhau. Các tinh thể HA thường tồn tại ở dạng hình
que, hình kim, hình vảy, hình cầu,… và có thể nhận biết các dạng tồn tại của tinh
thể HA nhờ sử dụng phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) hoặc hiển vi điện tử
truyền qua (TEM). Do có cùng bản chất và thành phần hóa học, HA tự nhiên và
HA nhân tạo đều là những vật liệu có tính tương thích sinh học cao.
Ở dạng bột mịn kích thước nano, HA có tên gọi là Nano Canxi Hidroxiapatit
(NCHA), là dạng canxi photphat dễ được cơ thể hấp thụ nhất với tỷ lệ Ca/P trong
phân tử đúng như tỷ lệ trong xương và răng. NCHA có kích thước nhỏ hơn 1000
lần so với kích thước của Microcrystalline hidroxiapatit (MCHA). Ở kích thước
này, NCHA có thể được hấp thu trực tiếp nhanh qua niêm mạc lưỡi, thực
quản và ruột non, do vậy nó ít chịu ảnh hưởng của dung dịch axit có trong dạ dày.
Với những đặc tính này, NCHA được dùng làm thuốc bổ sung canxi với hiệu quả
cao.
Nhờ kích thước siêu nhỏ nên NCHA có tính hòa tan tốt, thẩm thấu nhanh
qua màng ruột, do đó hấp thụ với lượng tối đa từ ruột vào máu. Đặc biệt, canxi đã
thẩm thấu hết, không còn lượng dư thừa trong ruột nên không gây sỏi thận, táo bón
[15].
1.2.2. Floapatit
Floapatit (FA) là một khoáng chất photphat, có công thức phân tử là
Ca5(PO4)3F hoặc Ca10(PO4)6F2. Tinh thể FA có màu xanh lá cây, nâu, xanh dương,
hoặc vàng tím,… tùy theo điều kiện hình thành, kích thước hạt và trạng thái tập
hợp. FA có trọng lượng riêng 3,1-3,25g/cm3, độ cứng theo thang Mohs: 5. Cùng
với HA , FA là một trong các thành phần của men răng.

FA được tìm thấy trong răng cá mập và các loài cá khác. FA cũng có mặt
trong răng người đã được tiếp xúc với các ion florua, thông qua nước flo hoặc bằng
cách sử dụng kem đánh răng có chứa ion florua . Sự có mặt của FA giúp ngăn ngừa
sâu răng. FA có độ tan kém hơn so với HA và có pH là 4,5, do đó nó làm cho răng
có khả năng chống lại quá trình sâu răng. Ngoài ra, FA còn có tính chất kháng

Nguyễn Cao Duy Ân

13


khuẩn nhẹ, giúp giảm sự gia tăng của vi khuẩn Streptococcus mutans – tác nhân
chính của bệnh sâu răng [35].
FA có thể được tổng hợp ở nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp. Ở nhiệt độ cao, FA
được điều chế bằng phương pháp rắn khí, phương pháp nhiệt phân, phương pháp
tăng trưởng tinh thể. Ở nhiệt độ thấp hơn, FA được điều chế bằng phương pháp
thủy phân, phương pháp kết tủa, phương pháp sol – gel, phương pháp tăng trưởng
tinh thể, phương pháp trao đổi hoặc hòa tan và kết tủa lại.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng phương pháp phản ứng trao đổi,
phản ứng hòa tan và kết tủa lại. Phản ứng này xảy ra trong dung dịch nước và được
sử dụng để thay đổi một phần hoặc toàn bộ thành phần bề mặt của vật liệu hoặc
dùng để phủ lên bề mặt vật liệu [30].
Ca10(PO4)6(OH)2 + 2F- → Ca10(PO4)6F2 + 2OHTốc độ phản ứng phụ thuộc nhiều vào kích thước và thành phần các chất
trong các tinh thể. Ở nhiệt độ thấp, quá trình florua hóa HA có thể xảy ra do sự trao
đổi ion ở trên bề mặt hoặc bằng cách kết tủa FA hoặc flohidroxiapatit (FHA). Nếu
nồng độ ion F- quá cao, kết tủa CaF2 sẽ tạo ra nhiều hơn và điều này sẽ thay đổi
thành phần của các chất trong dung dịch cũng như pH của dung dịch. Sự có mặt
của ion photphat cũng hạn chế sự hòa tan và phân ly của HA trong dung dịch, ngăn
cản sự hình thành kết tủa CaF2 và tạo điều kiện cho FA kết tủa. Quá trình đó được
miêu tả thông qua các phương trình sau:

Quá trình phân ly của HA:
Ca10(PO4)6(OH)2 → 10 Ca2+ + 6 PO43- + 2 OHKết tủa lại FA:
10Ca2+ + 6PO43- + 2F- → Ca10(PO4)6F2
Hoặc kết tủa FHA:
10Ca2+ + 6PO43- + aF- + (2-a)OH- → Ca10(PO4)6Fa(OH)2-a

Nguyễn Cao Duy Ân

14


1.3. Chitosan – hidroxiapatit, Chitosan - floapatit
1.3.1. Chitosan - hidroxiapatit
Chitosan – hidroxiapatit (CTS – HA) là vật liệu tổng hợp kết hợp giữa hai
vật liệu CTS và HA. HA phủ lên về mặt CTS nhờ liên kết hidro giữa các nhóm OH-,
NH2 của CTS với các nhóm OH- của Ca10(PO4)6(OH)2 [22].

Hình 1.8. Công thức cấu tạo CTS-HA
Gần đây, các nghiên cứu về vật liệu CTS-HA đã được các nhà khoa học
quan tâm.

Brun và các cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp vật liệu CTS HA ứng dụng
trong kỹ thuật mô xương. Kết quả cho thấy vật liệu có đặc tính xốp, ưa nước, có
khả năng phân hủy sinh học. Các nghiên cứu in vivo đã cho thấy sự có mặt vật liệu
giúp tế bào sinh trưởng và phát triển nhanh hơn [11].
Correlo và các cộng sự đã nghiên cứu độ hấp thụ nước và khả năng phân hủy
của vật liệu tổng hợp CTS và HA [12].
Kong và các cộng sự đã nghiên cứu vật liệu HA/CTS/CMC dùng trong kỹ
thuật mô xương. Kết quả cho thấy vật liệu tổng hợp được có khả năng tương thích
sinh học tốt, không độc hại, là vật liệu tiềm năng để làm nguyên liệu trong kỹ thuật

nuôi cấy mô xương [19].
Liverani và các cộng sự đã nghiên cứu phân tách các hạt nano HA – CTS
cho các ứng dụng kỹ thuật mô. Kết quả thu được mẫu nano đồng nhất, vẫn lưu giữ
được cấu trúc HA trong màng tế bào và cải thiện hoạt tính sinh học của vật liệu HA
CTS [20].
Maachoua và các cộng sự đã nghiên cứu đặc tính và khả năng sinh học của
màng vật liệu tổng hợp CTS, HA bằng phương pháp đông khô. Kết quả cho thấy
vật liệu tổng hợp CTS – HA dễ dàng kiểm soát được nồng độ HA trên nền CTS, có

Nguyễn Cao Duy Ân

15


khả năng ứng dụng vật liệu tổng hợp CTS – HA trong quá trình tái tạo xương [24].
Madhumathi và các cộng sự nghiên cứu vật liệu CTS-HA cho các ứng dụng
kỹ thuật mô. Liuyun và các cộng sự nghiên cứu vật liệu tổng hợp CTS, nano HA
dùng cho kỹ thuật mô xương. HA được lắng đọng trên bề mặt màng gel CTS bằng
phương pháp tổng hợp hóa ướt (wet chemical synthesis) bằng cách ngâm màng
trong dung dịch CaCl2 và Na2HPO4 trong các khoảng thời gian khác nhau. Kết quả
cho thấy vật liệu rất hữu ích cho ứng dụng trong kỹ thuật mô [18],[24].
Mohamed và các cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano - HA / CTS –
gelatin cho các ứng dụng sinh học. Kết quả cho thấy có đã sự lắng đọng ion canxi
và photpho lên bề mặt hỗn hợp và hứa hẹn vật liệu tổng hợp có các đặc tính phù
hợp cho các ứng dụng sinh học như kỹ thuật mô xương trong tương lai [25].
Nikpour và các cộng sự đã nghiên cứu dùng vật liệu cho các ứng dụng y tế.
Kết quả cho thấy nhờ có đặc tính phân hủy sinh học tốt mà vật liệu HA – CTS sẽ
được sử dụng rộng rãi trong y học [26].
Pighinelli và các cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp CTS – HA kết quả cho
thấy tính khả thi và lí tưởng để điều trị các rối loạn cơ xương trong tái tạo mô [22].

Shahnavazi và các cộng sự đã nghiên cứu vật liệu CTS – HA dùng trong kỹ
thuật nha khoa. Vật liệu được tổng hợp bằng hai phương pháp khác nhau để nghiên
cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến vật liệu tổng hợp. Kết quả cho thấy vật liệu tổng
hợp HA – CTS có đặc tính tốt, thể hiện tính linh hoạt hơn và dễ kiểm soát hơn so
với CTS [31].
Yudyanto và các cộng sự đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của nồng độ CTS lên
vật liệu tổng hợp với HA trên tinh thể và bề mặt. Cho thấy sự tăng cường nồng độ
CTS làm giảm độ kết tinh của vật liệu HA – CTS và vật liệu HA - CTS là vật liệu
tiềm năng trong việc tái tạo mô [33].
Escobar – Sierra và các cộng sự đã nghiên cứu vật liệu dựa trên bột HA
thương mại và HA tự điều chế để phủ lên nền CTS, dựa trên hình thái và sự phát
triển của tế bào được cấy ghép vật liệu kết quả cho thấy hai vật liệu đều có ứng
dụng tốt trong kỹ thuật mô. [14].
Zhang và các cộng sự đã nghiên cứu vật liệu tổng hợp CTS và HA cho kỹ

Nguyễn Cao Duy Ân

16


thuật mô xương chứng tỏ khả năng tương thích sinh học của vật liệu tổng hợp CTS
– HA tốt hơn so với vật liệu CTS thuần túy [34].
1.3.2. Chitosan - floapatit
Chúng tôi vẫn chưa tìm thấy công bố nào ở trong nước nghiên cứu tổng hợp
CTS – FA.
Trên thế giới, chúng tôi tìm thấy một nghiên cứu của Dhanalakshmi và các
cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng của vật liệu FHA – CTS dựa trên tỉ lệ
phần trăm khối lượng khác nhau. Các sản phẩm được đặc trưng bởi phương pháp
XRD, FTIR, 31P - NMR, TGA, DTA, chụp ảnh FE-SEM và ứng dụng sinh học của
vật liệu trong việc xét nghiệm kháng khuẩn và kháng viêm để đánh giá khả năng sử

dụng của chúng trong các ứng dụng y học. Kết quả xác nhận có sự xuất hiện các
tinh thể nano FHA ở CTS và chứng minh vật liệu CTS – FHA là một vật liệu tiềm
năng trong các ứng dụng y sinh do có hoạt tính kháng nấm và kháng khuẩn [13].

Nguyễn Cao Duy Ân

17


CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
2.1. Điều chế chitosan
2.1.1. Chuẩn bị nguyên liệu
Vỏ cua được rửa, làm sạch, loại bỏ hết phần thịt và vết bẩn, phơi khô 2 – 3
ngày hoặc sấy ở 400C trong 24h.
2.1.2. Điều chế chitosan
Vỏ cua

1. Khử protein
2. Khử khoáng

Deacetyl hóa

Chitin

CTS

Hình 2.1. Quy trình điều chế CTS từ vỏ cua
Thuyết minh quy trình:
Bước 1: Loại protein.
Cho khoảng 50 gam vỏ cua đã làm sạch ở trên vào bese 1000 mL. Cho dung

dịch NaOH 5% vào ngập mẫu và tiến hành ngâm ở 800C trong 6h. Sau đó rửa sạch
bằng nước cất đến pH = 7, tiếp tục lặp lại quá trình trên 2 lần nữa. Kết thúc quá
trình trên, rửa sạch vỏ cua bằng nước cất và tiến hành ngâm nước qua đêm.
Bước 2: Loại bỏ muối khoáng
Cho vỏ cua sau khi đã loại bỏ protein vào 1000 mL dung dịch HCl 5% và
khuấy đều cho đến khi hết sủi bọt khí thì thu được vỏ cua có màu nhạt và mềm hơn.
Rửa sạch bằng nước cất, tiếp tục ngâm vỏ cua bằng HCl 1% trong 2 – 3 giờ, tiến
hành lặp lại như vậy 2 – 3 lần. Sau đó, rửa sạch vỏ cua và ngâm bằng dung dịch
HCl 0,2M qua đêm.
Bước 3: Loại bỏ hoàn toàn protein
Ngâm sản phẩm bằng dung dịch NaOH 5% trong 8h ở nhiệt độ 800C, sau đó
rửa sạch bằng nước cất đến pH = 7.
Sấy sản phẩm thu được ở 30 – 400C thu được chitin màu trắng có hình dạng
giống vỏ cua ban đầu.

Nguyễn Cao Duy Ân

18


Bước 4: Deacetyl hóa.
Chitin được cho vào bese, đổ dung dịch NaOH 50% đến ngập mẫu. Tiến
hành deacetyl hóa trong 8h ở nhiệt độ 800C. Rửa sạch sản phẩm thu được đến môi
trường trung tính, sau đó đem sấy ở 30 – 400C thu được CTS có màu trắng, lấp lánh
như cầu vồng.

(b)

(a)


(c)

(e)

(d)

Hình 2.2. Một số sản phẩm trong quá trình điều chế CTS
(a) cua lửa sau khi nấu chín, (b) vỏ cua khi được làm sạch
(c) loại khoáng, (d) sản phẩm sau khi loại khoáng, protein
(e) CTS sau khi được sau quá trình deacetyl hóa
2.2. Điều chế chitosan – hidroxiapatit, chitosan - floapatit
CTS – HA được điều chế dựa trên quy trình của Guo và các cộng sự [16] và
có thay đổi một số thông số cho phù hợp.

dd CaCl 1M
2

CTS

dd (NH4)2 HPO4 0,6 M
CTS - apatit
500C

dd NaF CM
thời gian x(h)
toC

NaOH 0,6M
24h


CTS - HA

CTS- FA

Hình 2.3. Quy trình điều chế CTS – HA, CTS – FA
2.2.1. Điều chế chitosan - hidroxiapatit
Cho 10 mL dung dịch CaCl2 1,0M và 10 mL dung dịch (NH4)2HPO4 0,6M
vào bình teflon. Cho tiếp vào bình m1(g) CTS rồi tiến hành phản ứng ở 50oC trong
48h. Sau đó, lấy màng CTS ra rửa sạch nhiều lần với nước cất rồi ngâm vào 20 mL
dung dịch NaOH 0,6M trong 24h ở nhiệt độ phòng. Tiến hành rửa sạch nhiều lần
bằng nước cất và sấy khô ở 40oC trong 24h thu được m2(g) CTS-HA.

Nguyễn Cao Duy Ân

19


2.2.2. Điều chế chitosan - floapatit
Chúng tôi đã tiến hành điều chế CTS – FA từ CTS – HA bằng phản ứng trao
đổi ion OH- trong HA bằng ion F-. Cách tiến hành như sau :
Ngâm CTS – HA trong 20 mL dung dịch NaF nồng độ CM, ở nhiệt độ toC
trong thời gian x (giờ). Sau đó sản phẩm được rửa sạch bằng nước cất và sấy khô
trong không khí ở 30oC trong 24h.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điều chế CTS – FA được khảo sát là :
thời gian phản ứng, nhiệt độ phản ứng và nồng độ dung dịch NaF.
 Ảnh hưởng của thời gian
Tiến hành ngâm mẫu CTS – HA vào 20 mL dung dịch NaF ở 0,6 M ở 80oC
trong các khoảng thời gian 6 giờ, 7 giờ, 8 giờ , 9 giờ.
Các mẫu được ký hiệu lần lượt là CTS – FA6h, CTS – FA7h, CTS – FA 8h,
CTS – FA 9h.

 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Tiến hành ngâm mẫu CTS – HA vào 20 mL dung dịch NaF 0,6 M trong 8h ở
các nhiệt độ 60oC, 70oC, 80oC, 90oC.
Các mẫu được ký hiệu lần lượt là CTS – FA6h, CTS – FA60, CTS – FA70,
CTS – FA80, CTS – FA90.
 Ảnh hưởng nồng độ
Tiến hành ngâm mẫu CTS – HA vào 20 mL dung dịch NaF ở 80oC trong 8h.
Các nồng độ dung dịch NaF được khảo sát là 0,4 M; 0,6 M; 0,8 M và 1,0 M.
Các mẫu được ký hiệu lần lượt là CTS – FA0,4M, CTS – FA0,6M, CTS –
FA0,8M, CTS – FA1,0M.
2.3. Thăm dò khả năng hấp phụ chất màu hữu cơ của vật liệu chitosan –
floapatit
2.3.1. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ MB, MO và CR
Các chất màu hữu cơ được lựa chọn để đánh giá khả năng hấp phụ của vật
liệu CTS – FA là xanh metylen (MB), metyl da cam (MO), congo đỏ (CR).
Để lập đường chuẩn ta tiến hành các bước sau:
- Pha 6 mẫu dung dịch ở 6 nồng độ khác nhau

Nguyễn Cao Duy Ân

20