Nghiên cứu và chế tạo vật liệu trên cơ sở graphene và ứng dụng làm sạch dầu trong máy biến áp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu chế tạo vật liệu sở Graphene ứng dụng làm dầu máy biến áp VŨ THU GIANG Giang.VT202910M@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật hóa học Giảng viên hướng dẫn: Viện: TS Vũ Thị Tần Kỹ thuật Hóa Học HÀ NỘI, 09/2022 Chữ ký GVHD LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu, em hoàn thành luận văn nghiên cứu với đề tài “Nghiên cứu chế tạo vật liệu sở Graphene ứng dụng làm dầu máy biến áp” Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo TS Vũ Thị Tần Thầy, Cơ giáo Viện Kỹ Thuật Hóa Học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình bảo, giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho em suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Nội dung luận văn kết em nghiên cứu được, kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót, kính mong Thầy, Cơ đọc góp ý giúp em để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Tóm tắt nội dung luận văn Ngày nay, môi trường ngày ô nhiễm: đất, nước, khơng khí nhiễm vấn đề nhức nhối thời gian gần Lượng dầu thải q trình sử dụng động máy móc lượng dầu thải trình làm mát máy biến ngày gia tăng mức độ gây ô nhiễm dầu vô nghiêm trọng Vì cần có biện pháp để giảm thiểu lượng dầu thải tái sử dụng biện pháp tối ưu hấp phụ biện pháp hiệu tái sinh dầu máy biến áp Trong luận văn chủ yếu tập trung vào nghiên cứu chế tạo vật liệu graphene, reduce graphene oxide, hệ composite reduce graphene oxide + bentonite + polyurethane, hệ composite reduce graphene oxide + bentonite, với cấu trúc mao quản, diện tích bề mặt riêng lớn làm vật liệu hấp phụ trình tinh lọc dầu thải máy biến áp Bằng cách khử Graphene Oxide thành vật liệu Reduce Graphene Oxide dùng chất khử Vitamin C q trình khử có thêm đất sét bentonite để tạo hệ composite Vì đất sét bentonite có khả hấp phụ dầu tự nhiên với reduce graphene oxide có khả hấp phụ vừa có tính kỵ nước Hệ composite kết hợp thêm với PU, PU có cấu trúc xốp, lỗ mao quản lớn giúp hệ có khả hấp phụ dầu chọn lọc tốt Luận văn có sử dụng thêm phương pháp đặc trưng vật liệu Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM), phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR) … để có góc nhìn rõ cấu trúc vật liệu chế tạo Kết luận văn phù hợp với vấn đề đặt cho thấy khả tái sinh dầu thải máy biến áp Chính kết hướng cho công nghệ tái chế dầu thải có ý nghĩa với vấn đề bảo vệ mơi trường Và đề tài nghiên cứu thêm để khắc phục sai sót hồn tồn ứng dụng thực tế phát triển rộng rãi HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10 1.1 Tổng quan dầu máy biến áp 10 1.1.1 Giới thiệu dầu máy biến áp 10 1.1.2 Một số tính chất dầu máy biến áp 10 1.1.3 Các yếu tố nguyên nhân ảnh hưởng tới chất lượng dầu cách điện 11 1.1.4 Các phương pháp làm dầu máy biến áp 14 1.1.5 Lý thuyết chung trình hấp phụ 16 1.1.6 Quy trình chung tái sinh dầu thải hấp phụ 17 1.2 Tổng quan Graphene 18 1.2.1 Cấu trúc vật liệu Graphene 18 1.2.2 Ứng dụng vật liệu Graphene 19 1.3 Tổng quan dẫn xuất Graphene 20 1.3.1 Expanded Graphite (EG) 20 1.3.2 Graphene Oxide (GO) 22 1.3.3 Reduced Graphene Oxide (rGO) 24 1.4 Tình hình nghiên cứu vật liệu Graphene vật liệu dựa sở Graphene Thế giới Việt Nam 26 1.4.1 Tình hình Thế giới 26 1.4.2 Tình hình Việt Nam 26 1.5 Tổng quan vật liệu chế tạo hệ composite lọc dầu 27 1.5.1 Tổng quan PU 27 1.5.2 Tổng quan đất sét Bentonite 27 1.6 Một số phương pháp nghiên cứu tính chất đặc trưng vật liệu 31 1.6.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction: XRD) 31 1.6.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM (Scanning Electron Microscope, viết tắt SEM) 32 1.6.3 Phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR) 33 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 34 2.1 Hóa chất Thiết bị dụng cụ 34 2.1.1 Hóa chất 34 2.1.2 Thiết bị dụng cụ 34 2.2 Làm Graphite 35 2.3 Chế tạo EG sử dụng (NH4)2S2O8 37 2.4 Chế tạo GO từ EG 39 2.5 Chế tạo Reduced Graphene Oxide (rGO) 42 2.6 Chế tạo hệ Composite rGO-đất sét 45 2.7 Chế tạo hệ PU – RGO – đất sét 46 2.7.1 Rửa PU 46 2.7.2 Chế tạo hệ composite PU-RGO-đất sét 46 2.8 Chế tạo hệ lọc dầu 50 2.9 Lọc dầu qua sử dụng 51 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53 3.1 Kết phân tích mẫu 53 3.1.1 Ảnh chụp SEM sản phẩm GO RGO: 53 3.1.2 Ảnh chụp EDX sản phẩm GO RGO: 53 3.1.3 Phổ chụp XRD sản phẩm GO RGO: 54 3.1.4 Phổ Raman sản phẩm GO RGO: 55 3.1.5 Phân tích SEM hệ PU-Đất sét-RGO 56 3.1.6 Phân tích XRD hệ PU-Đất sét-GO 57 3.1.7 Phân tích BET hệ PU-Đất sét-GO 57 3.2 Kết lọc dầu 59 3.2.1 Kết hệ rGO-đất sét 59 3.2.2 Kết hệ rGO-đất sét+ PU 60 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 72 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Các dạng thù hình Graphite [10] 18 Hình 1.2 Nguyên lý tổng hợp EG từ graphite vảy [16] 22 Hình 1.3 Cơ chế khử nhóm epoxy hydrazin [27] 24 Hình 1.4 Cơ chế cho phản ứng khử nhóm epoxy hydroxyl HI/CH3COOH [28] 25 Hình 1.5 Các giai đoạn tạo Graphene từ Graphite 25 Hình 1.6 Đơn vị tinh thể montmorillonite 29 Hình 1.7 Cấu trúc 2:1 khoáng chất montmorillonite 29 Hình 1.8 Mơ tả hình học định luật Bragg 31 Hình 2.1 Chén nung chứa mẫu sau nung 36 Hình 2.2 Chén nung chứa mẫu sau nung 36 Hình 2.3 Sơ đồ chế tạo EG 37 Hình 2.4 Hỗn hợp amoni persunfat axit sunfuric 98% 37 Hình 2.5 Hỗn hợp sau cho Graphite vào 38 Hình 2.6 Sản phẩm EG thu sau sấy 38 Hình 2.7 Sơ đồ chế tạo GO 39 Hình 2.8: Hỗn hợp EG H2SO4 đặc 40 Hình 2.9: Hỗn hợp sau khuấy 40 Hình 2.10: Mẫu sau thêm H2O2 HCl 41 Hình 2.11: Hỗn hợp sau lọc rửa 41 Hình 2.12: Hỗn hợp đem xay siêu âm 42 Hình 2.13 Sơ đồ chế tạo rGO 43 Hình 2.14: Hỗn hợp GO + Vitamin C 43 Hình 2.15: Quá trình khử GO thành rGO 44 Hình 2.16: rGO sau khử 44 Hình 2.17: Lọc rửa rGO 44 Hình 2.18 Mẫu sau lọc máy lọc chân không 45 Hình 2.19 rGO khơ 45 Hình 2.20 PU làm sấy 46 Hình 2.21 Nhúng PU vào dung dịch GO-đất sét 47 Hình 2.22 Mặt cắt ngang PU ngâm nồng độ GO khác 48 Hình 2.23 PU trước sau nhúng GO+đất sét 49 Hình 2.24 Khử hệ PU – GO+ đất sét tác nhân axit ascorbic 49 Hình 2.25 Hệ PU - RGO - đất sét 50 Hình 2.26 Hệ lọc dầu 50 Hình 2.27 Vải sau thấm sấy khô 51 Hình 2.28 Hệ hấp phụ hoàn chỉnh 51 Hình 3.1(a) Ảnh SEM GO; (b)(c)(d) Ảnh SEM RGO 53 Hình 3.2 Kết đo EDX GO 54 Hình 3.3 Kết đo EDX RGO 54 Hình 3.4 Ảnh chụp XRD Graphite (màu xanh), GO (màu đen) RGO (màu đỏ) 55 Hình 3.5 Ảnh phân tích Raman GO 56 Hình 3.6 Ảnh phân tích Raman rGO 56 Hình 3.7 Ảnh phân tích SEM hệ PU-Đất sét-RGO 56 Hình 3.8 Ảnh phân tích XRD hệ PU-Đất sét-RGO 57 Hình 3.9 Kết BET hệ PU-Đất sét-GO 57 Hình 3.10 Kết quang phổ FTIR vật liệu tổng hợp PU-rGO-ĐS 58 Hình 3.11 Dầu sau lọc (hệ thay đổi khối lượng đất sét) 59 Hình 3.12 Dầu sau lọc (hệ thay đổi khối lượng rGO) 59 Hình 3.13 So sánh dầu ban đầu dầu qua lọc hệ PU + đất sét 61 Hình 3.14 So sánh dầu ban đầu với dầu lọc qua hệ màng PU 61 Hình 3.15 Dầu lọc qua hệ composite khác khối lượng đất sét 63 Hình 3.16 Dầu lọc qua hệ composite khác khối lượng rGO 64 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 kết trình kiểm tra tạp chất Graphite rửa cách nung 1000oC 35 Bảng 2.2 Kết trình kiểm tra tạp chất Graphite rửa cách nung 1000oC 36 Bảng 2.3 Kết thu sau chế tạo EG 38 Bảng 2.4 Khảo sát thời gian nhúng PU GO-đất sét 47 Bảng 2.5 Khảo sát nồng độ GO 47 Bảng 2.6 Khảo sát tác nhân khuấy 48 Bảng 2.7 Khảo sát số lần nhúng 48 Bảng 3.1 Kết lọc dầu hệ rGO+ đất sét 59 Bảng 3.2 Kết lọc dầu hệ rGO+ đất sét với tỷ lệ khác 60 Bảng 3.3 Kết lọc dầu hệ PU + đất sét 61 Bảng 3.4 Kết lọc dầu hệ PU 62 Bảng 3.5 Khảo sát nồng độ đất sét 62 Bảng 3.6 Kết lọc dầu hệ rGO: ĐS với tỷ lệ khác 63 Bảng 3.7 Khảo sát khối lượng RGO 64 Bảng 3.8 Kết lọc dầu hệ rGO: ĐS 64 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT rGO Reduced Graphene Oxide EG Expanded Graphene (Graphite xốp) PU Polyurethane GO Graphite Oxide GrO Graphene Oxide MMT Montmorillonite XRD X-Ray Diffraction SEM Scanning Electron Microscope TEM Transmission Electron Microscope EDX Energy-dispersive X-ray spectroscopy FTIR Fourier-transform infrared spectroscopy Hình 3.9 cho thấy kích thước lỗ trung bình vật liệu thu 2.3 nm Theo kết quả, suy vật liệu tổng hợp vật liệu có BET cao cấu trúc lỗ xốp nhỏ Hơn nữa, nhiều nghiên cứu đường kính lỗ trung bình nhỏ nm sử dụng để lọc dầu Wavenumber cm-1 3900 3400 2900 2400 1900 1400 900 400 1098 1520 559 Transmitance 3410 PU-rGO-ĐS GO 1430 1201 457 Hình 3.10 Kết quang phổ FTIR vật liệu tổng hợp PU-rGO-ĐS Hình 3.10 minh họa quang phổ FTIR vật liệu tổng hợp PU-rGO-ĐS mẫu GO chuẩn bị, ghi từ 400 đến 4000 cm-1 Các dải hấp thụ đặc trưng 455 cm-1, 795 cm-1, 1100 cm-1 1220 cm-1 tương ứng với liên kết T-O (T = Si Al), đặc trưng cho hiệu ứng kéo giãn đối xứng bên ngồi, hiệu ứng kéo dài khơng đối xứng bên hiệu ứng kéo dài khơng đối xứng bên ngồi Các dải hấp thụ phù hợp với vật liệu silic Tín hiệu 1430 cm-1 mẫu GO tương ứng với dao động kéo dài nhóm C-O cacboxyl Tuy nhiên, đỉnh nhóm C-O cacboxyl biến mẫu vật liệu tổng hợp PU-rGO-ĐS Sự hình thành rGO từ GO giải thích thay đổi quan sát phổ FTIR vật liệu tổng hợp Trong trình khử, chất khử mở vịng nhóm epoxi cấu trúc GO, dẫn đến tạo nhóm chức C – OH este Kết là, tín hiệu 1550 cm-1 có liên quan đến dao động kéo giãn khơng đối xứng nhóm COOH cacboxylat, thấy hệ composite Đỉnh 3400 cm-1 liên quan đến tần số kéo dài liên kết O-H vật liệu đất sét rGO Theo kết quả, GO khử hoàn tồn liên kết với nhóm chức đất sét mà khơng có chất kết dính bổ sung để tạo thành hệ composite 58 3.2 Kết lọc dầu 3.2.1 Kết hệ rGO-đất sét Hình 3.11 Dầu sau lọc (hệ thay đổi khối lượng đất sét) Kết lọc dầu hệ rGO+ đất sét bảng sau: Bảng 3.1 Kết lọc dầu hệ rGO+ đất sét Các số Dầu chưa Dầu qua rGO/ĐS rGO/ĐS rGO/ĐS qua sử dụng sử dụng 1:15 1:10 1:5 mg KOH/g 0.15 0.380 0.362 0.305 0.246 Đơn vị TAN Điện áp kV đánh thủng Độ nhớt cSt 40oC ASTM D1 Độ màu 500 Hàm lượng ppm nước 75.0 33.1 66.2 54.6 67.6 6.55 8.57 7.13 7.24 7.01 0.50 3.12 2.81 2.72 2.09 29 18 16 14 Từ bảng 3.1 cho ta thấy khả lọc dầu hệ rGO/ĐS 1:5 tốt nhất, mẫu nhiều rGO, khả tinh lọc dầu tốt Hình 3.12 Dầu sau lọc (hệ thay đổi khối lượng rGO) Kết lọc dầu hệ rGO+ đất sét với tỷ lệ khác bảng sau: 59 Bảng 3.2 Kết lọc dầu hệ rGO+ đất sét với tỷ lệ khác Dầu chưa Các số Đơn vị qua sử dụng TAN mg KOH/g 0.15 Điện áp kV 75.0 đánh thủng Độ nhớt cSt 40oC 6.55 ASTM D1 Độ màu 0.50 500 Hàm lượng ppm nước Dầu qua sử dụng 0.380 rGO/ĐS 1:5 rGO/ĐS 2:5 rGO/ĐS 3:5 0.282 0.25 0.23 33.1 55.2 57.6 60.6 8.57 6.99 6.83 6.71 3.12 2.01 1.56 1.02 29 12 10 Sau thời gian nghiên cứu khảo sát tỉ lệ tạo mẫu rGO + đất sét, em thấy với tỉ lệ khảo sát tỉ lệ 3:5 cho hiệu lọc dầu tốt Qua em nhận thấy đất sét bentonite đóng vai trò chất độn hệ composite rGO+ đất sét Tuy nhiên, khả lọc dầu hệ rGO + đất sét chưa tốt, đồ án tiếp tục nghiên cứu thêm hướng đưa hệ rGO + đất sét hệ xốp Polyurethane (PU) 3.2.2 Kết hệ rGO-đất sét+ PU Để đánh giá hiệu lọc dầu hệ rGO-đất sét+ PU vai trò rGO đất sét Đồ án tiến hành khảo sát yếu tố sau: - Khảo sát hệ lọc dầu có PU+ đất sét - Khảo sát hệ lọc dầu có rGO-đất sét+ PU - Khảo sát hệ lọc dầu chứa PU ❖ Khảo sát lọc dầu với hệ PU+ Đất sét Hệ lọc bao gồm 12 miếng PU đất sét với nồng độ 5g/200ml MPU = 4.2 (g) MPU + đất sét = 7.02 (g) Mđất sét = 2.82 (g) Dùng 40ml dầu lọc qua hệ 60 Hình 3.13 So sánh dầu ban đầu dầu qua lọc hệ PU + đất sét Bảng 3.3 Kết lọc dầu hệ PU + đất sét Các số Dầu chưa Dầu qua PU + qua sử dụng sử dụng đất sét mg KOH/g 0.15 0.287 0.26 Đơn vị TAN Điện áp kV 75.0 37.1 50.4 đánh thủng Độ nhớt cSt 40oC 6.55 8.07 7.63 ASTM D1 Độ màu 0.50 2.92 2.32 500 Hàm lượng ppm 25 18 nước Nhận xét: Dầu sau lọc màu sáng bị vẩn đục Các kết đo số TAN, điện áp đánh thủng, độ nhớt, độ màu, hàm lượng nước dầu sau qua hệ PU+ đất sét không cải thiện nhiều so với dầu qua sử dụng ❖ Khảo sát lọc dầu với hệ chứa PU Hệ lọc bao gồm màng PU, MPU = 10 (g) Dùng 40 ml dầu lọc qua hệ lọc qua ống tiêm Hình 3.14 So sánh dầu ban đầu với dầu lọc qua hệ màng PU 61 Bảng 3.4 Kết lọc dầu hệ PU Các số Dầu chưa Dầu qua PU qua sử dụng sử dụng mg KOH/g 0.15 0.287 0.28 Đơn vị TAN Điện áp kV đánh thủng Độ nhớt cSt 40oC ASTM D1 Độ màu 500 Hàm lượng ppm nước 75.0 37.1 67.4 6.55 8.07 7.89 0.50 2.92 2.72 25 25 Dầu lọc qua màng PU có tính chất gần giống với dầu qua sử dụng Do vậy, vật liệu PU khơng có khả loại bỏ tạp chất dầu qua sử dụng ❖ Khảo sát lọc dầu với hệ PU + rGO + đất sét Dùng 40 ml dầu bẩn ban đầu lọc qua 12 PU có tỉ lệ rGO đất sét khác lọc ống tiêm Kết khảo sát mục cho thấy PU khơng có khả lọc dầu Do vậy, luận văn khảo sát thay đổi rGO đất sét hệ PU + rGO + đất sét a) Khảo sát thay đổi đất sét hệ PU + rGO + đất sét Dùng 12 PU, giữ khối lượng RGO không thay đổi nhiều, MrGO = 0.98 ± 0.1 (g) Hệ PU + RGO nhúng đất sét có nồng độ thay đổi từ 4g/200ml, 5g/200ml, 10g/200ml Bảng 3.5 Khảo sát nồng độ đất sét Đất sét g/ 200ml Đất sét 10 g/ 200ml mPU (g) Đất sét g/ 200ml 5.37 5.68 5.94 mPU + rGO (g) 6.29 6.66 6.89 mPU + rGO + đất sét (g) 7.35 9.02 11.38 mrGO (g) 0.92 0.98 0.95 mđất sét (g) 1.06 2.36 4.49 Tỷ lệ rGO: Đất sét 1:1 1:2.5 1:5 62 Hình 3.15 Dầu lọc qua hệ composite khác khối lượng đất sét Bảng 3.6 Kết lọc dầu hệ rGO: ĐS với tỷ lệ khác Các số Dầu chưa Dầu qua rGO/ĐS rGO/ĐS rGO/ĐS qua sử dụng sử dụng 1:1 1:2.5 1:5 mg KOH/g 0.15 0.287 0.22 0.18 0.163 Đơn vị TAN Điện áp kV đánh thủng Độ nhớt cSt 40oC ASTM D1 Độ màu 500 Hàm lượng ppm nước 75.0 37.1 51.4 41.6 39.1 6.55 8.07 7.45 6.94 6.79 0.50 2.92 2.32 0.93 0.73 25 18 Từ bảng 3.6 Cho ta thấy tỷ lệ giữ rGO: ĐS 1:5 cho kết lọc dầu tốt Dầu qua lọc có tính chất gần giống với dầu chưa qua sử dụng Để tạo hệ RGO: ĐS= 1:5 lượng đất sét tiêu tốn ban đầu 10g/l => lượng đất sét bỏ nhiều Chọn lượng đất sét 2.5g b) Khảo sát thay đổi rGO hệ PU + rGO + đất sét Dùng 12 PU, giữ khối lượng đất sét thay đổi không nhiều Mđất sét = 2.2 ± 0.2 (g) Hệ PU nhúng vào dung dịch GO có nồng độ khác để GO vào PU có khối lượng khác sau nhúng hệ PU + GO vào dung dịch đất sét 5g/200ml 63 Bảng 3.7 Khảo sát khối lượng RGO mPU (g) GO g/ l 6.28 GO g/ l 6.01 GO g/ l 5.68 mPU + rGO (g) 6.36 6.32 6.66 mPU + rGO + đất sét (g) 8.545 8.63 9.02 mđất sét (g) 2.185 2.31 2.36 mrGO (g) 0.08 0.31 0.98 Tỷ lệ rGO: Đất sét 0.1:2.5 0.3:2.5 1:2.5 Hình 3.16 Dầu lọc qua hệ composite khác khối lượng rGO Bảng 3.8 Kết lọc dầu hệ rGO: ĐS Các số Dầu chưa Dầu qua rGO/ĐS rGO/ĐS rGO/ĐS qua sử dụng sử dụng 0.1:2.5 0.3:2.5 1:2.5 mg KOH/g 0.15 0.287 0.25 0.21 0.168 Đơn vị TAN Điện áp kV đánh thủng Độ nhớt cSt 40oC ASTM D1 Độ màu 500 Hàm lượng ppm nước 75.0 37.1 41.4 51.6 68.1 6.55 8.07 7.35 6.94 6.73 0.50 2.92 2.42 1.63 0.78 25 17 11 Ta thấy, thay đổi khối lượng rGO chất lượng dầu sau lọc thay đổi rõ rệt Khối lượng rGO tăng dầu sau lọc có chất lượng tốt nhiều Tính 64 chất dầu lọc qua hệ rGO:ĐS 1:2.5 có chất ượng gần giống với dầu ban đầu chưa qua sử dụng Như ta thấy rGO: ĐS 1:2.5 tỷ lệ tối ưu để lọc dầu Hơn nữa, việc phân tán hệ bề mặt xốp PU giúp cho khả lọc dầu hệ tốt Khả tinh chế hỗn hợp rGO-đất sét tổng hợp cao so với môi trường tinh chế khác Điều chủ yếu khả hấp phụ bề mặt hấp phụ liên hợp ᴨ – ᴨ rGO, có khả hấp phụ cao hơn, dẫn đến khả làm lớn Các hạt đất sét ngăn chặn thành công kết hợp nano rGO Kết thử nghiệm BET cho thấy cách xếp lớp vật liệu composite với nhiều lớp trung bì dạng khe, màng composite có diện tích bề mặt riêng cao, cho phép hấp thụ giữ lại hạt dầu lâu năm, làm giảm khả truyền khuếch tán dầu Để thuận lợi cho bước nghiên cứu tiếp theo, em muốn so sánh khả lọc dầu hệ rGO-PU-Đất sét với vật liệu lọc dầu nghiên cứu tài liệu tham khảo, than hoạt tính, zeolite, hạt nano oxit kim loại Tuy nhiên việc so sánh gặp số khó khăn, dầu lọc ban đầu tài liệu tham khảo dầu lấy từ nhà máy phân đạm Hà Bắc khác 65 KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu chế tạo vật liệu dựa sở Graphene ứng dụng làm dầu máy biến áp đây, rút số kết luận chính: Chế tạo thành cơng vật liệu Expanded Graphite cho thể tích lớn gấp nhiều lớn lần Graphite thông thường (gấp 11.25 lần) giúp tăng hiệu chế tạo GO RGO Từ EG chế tạo GO có khả kỵ nước RGO ứng dụng hệ composite với đất sét PU để làm dầu thải máy biến áp Vật liệu rGO chế tạo theo phương pháp mới, nhiệt độ thường, tiết kiệm thời gian, hoá chất, tiết kiệm lượng nhiều so với phương pháp chế tạo rGO thông thường Khảo sát khả làm dầu hệ RGO+đất sét RGO+ đất sét + PU cho thấy Hệ RGO + đất sét cho hiệu tương đối làm dầu, đạt tối ưu tỷ lệ 3:5, nhiên thao tác hệ RGO + đất sét bị kết khối gặp dầu làm giảm hiệu lọc dầu Và việc tái chế sử dụng mút xốp PU qua sử dụng bước đột phá việc tái chế sử dụng chất thải, khơng có khả tái chế sử dụng lại PU hệ composite RGO + đất sét + PU đóng vai trị chất mang giúp cho RGO đất sét phân tán lên lỗ xốp PU, làm cho tăng diện tích bề mặt tăng hiệu lọc dầu Hệ lọc có tỷ lệ rGO: đất sét 1:5 cho kết tốt để tạo hệ tiêu tốn ngun liệu gấp lần so với hệ 1: 2.5 so sánh độ nhớt dầu sau lọc qua hệ không khác biệt nhiều nên hệ lọc tối ưu hệ RGO: đất sét = 1: 2.5 Với thực nghiệm trên, cho thấy kết hợp vật liệu RGO đất sét mạng lại nhiều hiệu làm dầu thải, mở rộng cho loại dầu thải khác Và việc táo sinh hệ lọc cần tiếp tục nghiên cứu 66 ❖ Hướng phát triển đề tài: Ngày với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật đất nước ta chuyển sang sản xuất cơng nghiệp Do đó, luận văn bước đầu trình nghiên cứu em, số vấn đề cịn nghiên cứu hoàn thiện mặt lý thuyết thực nghiệm Trong tương lai, để đáp ứng nhu cầu thực tế cần phải nghiên cứu thêm trình chế tạo vật liệu giảm chi phí thân thiện với mơi trường; nghiên cứu tái sinh hệ làm dầu thải chí mở rộng quy mơ áp dụng cho loại dầu thải phổ biến dầu động xe máy, ô tô, Cuối cùng, mục tiêu hướng đến đưa sản phẩm thị trường, ứng dụng vào thực tế sống 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] "Graphene vật liệu làm biến đổi giới," 2017 [Online] Available: http://khoahoc.tv/graphene-vat-lieu-moi-co-the-lam-bien-doithe-gioi [2] Hussain, A.M.P and A Kumar, "Electrochemical synthesis and characterization of chloride doped polyaniline," Bullentin of Materials Science, pp 329-334, 2003 [3] Lê Minh Đức, “http://vnniosh.vn,” 22 09 2020 [Trực tuyến] Available: http://vnniosh.vn/Details/id/31435/Tong-hop-va-dac-trung-tinh-chat-cuaGraphene-dang-khu-rGO-ung-dung-lam-chat-hap-phu-dung-moi-huu-cotrong-moi-truong-lam-viec [4] Phan Tử Bằng, Công nghệ chế biến dầu khí, Hà Nội: NXB Xây Dựng, 2002 [5] Nguyễn Thanh Hải, "Chuẩn đoán cố máy biến áp có chứa dầu phương pháp phân tích dầu cách điện," Luận văn thạc sỹ, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội, 2013 [6] D Martin, Evaluation of the Dielectric Capability of Ester Based Oils for Power Transformers, The University of Queensland: PhD Electrical and Electronic Engineering, 2008 [7] Công ty cổ phần thiết bị điện MBT, "mbt.com.vn," 2020 [Online] Available: https://mbt.com.vn/tin-tuc/dau-may-bien-ap-cong-dung-va-tieuchuan-dau-bien-the [8] dauthuyluc.com, "https://dauthuyluc.com/vi-sao-phai-thay-dau-nhotnguyen-nhan-lam-cho-dau-nhot-mat-do-nhot," 2017 [Online] Available: https://dauthuyluc.com/vi-sao-phai-thay-dau-nhot-nguyen-nhan-lam-chodau-nhot-mat-do-nhot [9] Nguyễn Văn Anh, Nguyễn Thu Hà, Cao Hồng Hà, Hấp phụ - Hóa keo, Hà Nội: Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, 2021 [10] A K Geim & K S Novoselov, "The rise of graphene," Nature Materials, pp 6,183-191, 2007 [11] Sumit Goenka, Vinayak Sant, Shilpa Sant, Graphene-based nanomaterials for drug delivery and tissue engineering Journal of Controlled Release, no 173, p 75–88, 2014 [12] Trương Văn Tân, "erct.com," [Online] Available: http://www.erct.com/2ThoVan/TruongVTan/Graphene.htm [13] Physics World, "20 things you can with graphene," Nanotechnology, p 11, 2012 68 [14] N García, P Esquinazi, J Barzola-Quiquia and S Dusari, "Evidence for semiconducting behavior with a narrow band gap of Bernal graphite," New Journal of Physics, vol 14, p 14, 2012 [15] A V Yakovlev, A I Finaenov, S L Zabud’kov & E V Yakovleva, "Thermally Expanded Graphite: Synthesis, Properties,and Prospects for Use," Russian Journal of Applied Chemistry, pp 1741-1751, 2006 [16] A Hérold, "Synthesis of graphite intercalation compounds," in Chemical Physics of Intercalation, pp 3-45 [17] Ngoc Bich Hoang, Thi Thuong Nguyen, Tien Sy Nguyen, Thi Phuong Quynh Bui and Long Giang Bach, "The application of expanded graphite fabricated," Cogent Engineering, vol 6, p 1584939, 2019 [18] Phan Ngọc Minh, Vật liệu Cacbon cấu trúc nano ứng dụng tiềm năng, Hà Nội: NXB Khoa học tự nhiên công nghệ, 2014 [19] B.C.Brodie, " Sur le poids atomique du graphite " Annales de Chimie et de Physique, pp 59(466), pp 472, 1860 [20] L.Staidenmaier, "Verfahere zur darstellung der graphitsaure," Berichte der deutschen chemischen Geselllschaf, pp 31(2), pp.1481-1487, 1898 [21] William S Hummers Jr and Richard E Offeman, "Preparation of graphitic oxide," Journal of American Chemical Society, pp 80(6), pp 1339-1339, 1958 [22] Daniela C Marcano, Dmitry V Kosynkin, Jacob M Berlin, Alexander Sinitskii, Zhengzong Sun, Alexander Slesarev, Lawrence B Alemany, Wei Lu and James M Tour, "Improved synthesis of Graphene Oxide," ACS Nano, pp pp 4806-4814, 2010 [23] Phan Thị Thúy Hằng, Nguyễn Đình Lâm "Tổng hợp graphen chức hóa từ graphit tự nhiên nhằm cải thiện tính phân tán mơi trường phân cực," Tạp chí khoa học công nghệ đại học Đà Nẵng, pp 35-40, 2017 [24] Bùi Thị Thanh Loan, "Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất vật liệu graphen oxit phương pháp điện hóa," Luận văn thạc sĩ hóa học, Viện hàn lâm khoa học Việt Nam, Hà Nội, 2019 [25] John Desmond Bernal, "The structure of graphite," Proceedings of the Royal Society of London, p 749, 1924 [26] Hongbin Feng, Rui Cheng, Xin Zhao, Xiangfeng Duan & Jinghong Li, "A Low-temperature method to produce highly reduced graphene oxide," Nature Communications, p 1539, 2013 [27] Daniel R Dreyer, Sungjin Park, Christopher W Bielawski, Rodney S Ruoff, " The chemistry of graphene oxide," Chemical Society Reviews , pp 228-240, 2010 69 [28] Chun Kiang Chua and Martin Pumera, "Chemical reduction of graphene oxide: a synthetic chemistry viewpoint," Chemical Society Reviews, pp 291312, 2014 [29] SumanThakur, NiranjanKarak, "Review article Alternative methods and nature-based reagents for the reduction of graphene oxide: A review," Carbon, pp 224-242, 2015 [30] Tapas K Ghosh, Shirshendu Gope, Dipak Rana, Indranil Roy, Gunjan Sarkar, Sourav Sadhukhan, Amartya Bhattacharya, Krishnendu Pramanik, Sanatan Chattopadhyay, Mukut Chakraborty & Dipankar Chattopadhyay, "Physical and electrical characterization of reduced graphene oxide synthesized adopting green route," Indian Academy of Sciences, pp 543-550, 2016 [31] La The Vinh, Tran Ngoc Khiem, Huynh Dang Chinh, Pham Van Tuan and Vu T Tan, "Adsorption capacities of reduced graphene oxide: effect of reductants," Materials Research Express, p 7, 2019 [32] Vu Thi Tan, "A method for the manufacture of reduced graphene oxide from kish graphene," Patent Classification, 2018 [33] Vu Thi Tan, "A method for the manufacture of graphene oxide from kish graphite," Patent Classification, 2019 [34] Mai Văn Tiến, "Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu," Bộ Cơng Thương Viện Hóa Học Cơng nghiệp Việt Nam, Hà Nội, 2011 [35] https://www.americanchemistry.com, https://www.americanchemistry.com/industry-groups/center-for-thepolyurethanes-industry-cpi/applications-benefits/sustainability [36] Nguyễn Văn Bình, "Hoạt tính xúc tác bentonit Thuận Hải biến tính phản ứng chuyển hóa số chất hữu cơ," Luận văn Tiến sĩ - Bộ môn Hóa hữu - Đại học Khoa học Tự Nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội, 1999 [37] Hoàng Thị Mai, "Nghiên cứu khả khử trùng vật liệu bentonite (Tam Bố, Lâm Đồng) gắn nano bạc để ứng dụng làm phụ gia thức ăn chăn nuôi," Luận văn thạc sỹ, Đại học Quốc gia Hà Nội, Việt Nam, Hà Nội, 2015 [38] Vũ Thị Hoài Hoa, "Nghiên cứu ảnh hưởng sét hữu đến số tính chất epoxy," Báo cáo tốt nghiệp, Hà Nội, 2010 [39] Nguyễn Đức Châu, "Sử dụng sét montmorinonit làm chất xúc tác cho tổng hợp hữu cơ," Hội thảo công nghiệp tổng hợp hữu ứng dụng nông nghiệp, công nghiệp đời sống, VHHCN, 1995 [40] Nguyễn Lê Mỹ Linh, Nghiên cứu biến tính bentonit Cổ Định ứng dụng xúc tác – hấp phụ, Luận án tiến sĩ hóa học, Huế, 2016 70 [41] Bùi Văn Thắng, "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu bentonit biến tính, ứng dụng hấp phụ phốt nước," Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ, 2011 [42] Nguyễn Năng Định, Các phương pháp phân tích vật liệu, Hà Nội: Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, 2018 71 PHỤ LỤC Các cơng trình khoa học cơng bố: T Tan Vu, The Vinh La, Van Tuan Pham, Thu Giang Vu, The highly efficient purification capacity of rGOzeolite composites for aged oil in transformer machines, Arabian Journal of Chemistry (2022) 15, 103683; DOI: 10.1016/j.arabjc.2021.103683 72 ... thải máy biến áp vật liệu dựa sở Graphene cần thiết nên em thực đề tài ? ?Nghiên cứu chế tạo vật liệu sở Graphene ứng dụng làm dầu máy biến áp? ?? CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan dầu máy biến áp 1.1.1...LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu, em hoàn thành luận văn nghiên cứu với đề tài ? ?Nghiên cứu chế tạo vật liệu sở Graphene ứng dụng làm dầu máy biến áp? ?? Em xin gửi lời cảm ơn chân thành... lọc dầu máy biến áp cần thiết Để xử lý làm dầu cách điện, cần phải có quy trình lọc dầu máy biến áp Lọc dầu cách điện trình loại bỏ cặn bẩn ẩm từ dầu máy biến áp Lợi ích việc lọc dầu máy biến áp