Tìm kiếm theo cụm từ
Chi tiết đề tài

Thông tin chung

Tên đề tài (*) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano oxit kẽm và định hướng ứng dụng xử lý một số kim loại nặng và hợp chất hữu cơ trong môi trường nước
Cơ quan chủ trì Đại học Thái Nguyên
Cơ quan thực hiện Đại học sư phạm
Loại đề tài Đề tài cấp đại học
Lĩnh vực nghiên cứu Hóa - Công nghệ thực phẩm
Chủ nhiệm(*) Nguyễn Thị Tố Loan
Ngày bắt đầu 01/2013
Ngày kết thúc 12/2014

Tổng quan

1. Ngoài nước 

Trong sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo và ứng dụng các vật liệu nano, nhiều oxit nano của kim loại chuyển tiếp với những tính chất đặc biệt đã được nghiên cứu tổng hợp và sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Phương pháp tổng hợp có ảnh hưởng quan trọng đến kích thước, hình dạng, phân bố và diện tích bề mặt riêng của sản phẩm tạo thành cũng như ứng dụng của nó. Nhiều phương pháp tổng hợp được phát triển nhằm mục đích đạt được những đặc tính mong muốn của sản phẩm. Một số phương pháp tổng hợp thường được sử dụng như phương pháp kết tủa, thủy nhiệt, sol-gel, tổng hợp đốt cháy… Khi sử dụng tác nhân kết tủa là NH4HCO3, các tác giả [1,2] đã tổng hợp thành công oxit g-Al2O3 và ZnO có kích thước < 10 nm. Oxit nano CdO và CeO2 cũng được tổng hợp nhờ chất kết tủa là NH3[3,4] . Phương pháp thủy nhiệt đã được nhiều tác giả lựa chọn để tổng hợp oxit nano có diện tích bề mặt riêng lớn như NiO, ZnO, CeO2, TiO2…[5-7]. Trong phương pháp này thường sử dụng một số chất hữu cơ làm chất hoạt động bề mặt như cetyl trimetyl amoni bromua (CTAB), natri dodecyl sunfat (SDS), poli etylen glicol (PEG), etylen diamin (EDA).

Các tác giả [8-10] đã lựa chọn phương pháp sol –gel để tổng hợp một số oxit kim loại với tiền chất là etilen glicol. Bằng phương pháp đốt cháy, các tác giả [11-17] đã sử dụng một số tác nhân làm nhiên liệu như ure, glixin, alanin,…để tổng hợp thành công ZnO, MgAl2O4, LaMnO3, LaAlO3…có kích thước nano và diện tích bề mặt riêng lớn. 

      2. Trong nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài ở Việt Nam, liệt kê danh mục các công trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài được trích dẫn khi đánh giá tổng quan)

        Ở Việt Nam cũng có một số tác giả nghiên cứu tổng hợp nano oxit kim loại [18-24]. Kết quả công bố của tác giả [18,19] cho biết đã tổng hợp thành công NiFe2O4 và CoFe2O4 bằng phương pháp kết tủa trong dung môi etanol-nước và nung ở 7000C. Oxit hỗn hợp CuO- CeO2 được tác giả [20] tổng hợp bằng phương pháp sol-gel với tiền chất là axit xitric và nung ở 4500C. Oxit ZnAl2O4 có kích thước 4-5 nm và diện tích bề mặt riêng là 75m2/g được tác giả [21] tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt. Bằng phương pháp đốt cháy gel, nhóm tác giả [22-24 ] đã tổng hợp thành công nhiều oxit nano như CeO2, TiO2, LaFeO3, LaNiO3…ở nhiệt độ thấp.

 

Tính cấp thiết

Trong những năm gần đây một số phương pháp hiện đại đã được ứng dụng để tổng hợp vật liệu nano.. Trong số các phương pháp tổng hợp, tổng hợp đốt  cháy có nhiều ưu điểm như  tạo ra oxit nano ở nhiệt độ thấp  trong một thời gian ngắn và có thể đạt ngay sản phẩm cuối cùng mà không cần phải xử lí nhiệt thêm nên có thể hạn chế được sự tạo pha trung gian và tiết kiệm được năng lượng. Những đặc tính này làm cho tổng hợp đốt cháy trở thành một phương pháp hấp dẫn để sản xuất các vật liệu với chi phí thấp hơn so với một số phương pháp khác.

        Một trong các oxit kim loại chuyển tiếp được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học là oxit kẽm  vì những ứng dụng phong phú của nó. ZnO được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như công nghệ thực phẩm, sản xuất sơn, cao su, y học…Trong hóa học, ZnO là chất bán dẫn có khả năng xúc tác quang hóa để xử lí môi trường. Ngoài ra, do tính chất kháng tia UV và kháng khuẩn nên oxit nano kẽm được ứng dụng trong sản xuất các trang phục y tế và quần áo để bảo vệ tia nắng mặt trời.

       Trên cơ sở nghiên cứu, chúng tôi lựa chọn phương pháp đốt cháy để tổng hợp oxit kẽm kích thước nanomet và bước đầu thăm dò ứng dụng của vật liệu trong lĩnh vực xúc tác và hấp phụ.

Mục tiêu

  - Tổng hợp thành công oxit nano ZnO  và ZnO có biến tính bởi một số kim loại như Mn, Fe, Al, Ce...

 - Nghiên cứu cấu trúc, hình thái học, diện tích bề mặt riêng của vật liệu bằng các phương pháp vật lý hiện đại như X-ray, BET, SEM, TEM…

 - Khảo sát khả năng xử lý một số hợp chất hữu cơ và ion kim loại nặng trong nước của các vật liệu điều chế được.  

Nội dung

- Nghiên cứu các điều kiện tối ưu để tổng hợp vật liệu nano oxit kẽm tinh khiết và oxit kẽm có biến tính bởi Mn, Fe, Al, Ce...

- Nghiên cứu các đặc trưng cấu trúc, hình thái học, kích thước hạt, diện tích bề mặt riêng...của vật liệu chế tạo được

- Nghiên cứu ứng dụng của các vật liệu chế tạo được để xử lí một số hợp chất hữu cơ và một số ion kim loại nặng trong nước

Tải file Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano oxit kẽm và định hướng ứng dụng xử lý một số kim loại nặng và hợp chất hữu cơ trong môi trường nước tại đây

PP nghiên cứu

        - Phương pháp đốt cháy gel để tổng hợp các vật liệu.

        - Các phương pháp phân tích, đánh giá vật liệu: Phương pháp phân tích nhiệt (DTA, TGA), phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (X-ray), phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM), phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM), phương pháp phổ hấp thụ và giải hấp thụ đẳng nhiệt nitơ (BET).

       - Phương pháp phân tích nồng độ của các chất hữu cơ và ion kim loại: phương pháp UV-VIS, phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử.

Hiệu quả KTXH

    - Qui trình chế tạo vật liệu đơn giản, các vật liệu tổng hợp được có độ tinh khiết cao, diện tích bề mặt riêng lớn.   

- Các hóa chất sử dụng để tổng hợp vật liệu đều thông dụng, dễ kiếm.

   - Góp phần đào tạo cử nhân, thạc sĩ cho trường ĐHSP- ĐH Thái Nguyên

ĐV sử dụng

STT Tên đơn vị Người đại diện
1 Khoa Hóa học – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội PGS.TS. Lê Thanh Sơn
2 Đại học Sư phạm PGS.TS. Phạm Hồng Quang
STT Tên người tham gia
1 Nguyễn Thị Tố Loan
2 Vũ Thị Hậu
3 Nghiêm Thị Hương

  BÌNH LUẬN BẠN ĐỌC(0)

  GỬI BÌNH LUẬN

Họ tên*
Email
Tiêu đề(*)
Nội dung*