Nghiên cứu chế tạo tấm lọc trên cơ sở nanographenes (GNPs). Ứng dụng trong lọc bụi và VOCs. Ngày nay với sự phát triển của nền kinh tế thế giới đi cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, rất nhiều máy móc đã được tạo ra nhằm phục vụ nhu cầu sử dụng của con người thì đi kèm với đó là sự ô nhiễm môi trường cũng đang diễn ra với quy mô toàn thế giới đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Có thể nói sự phát triển nền kinh tế được đánh đổi bởi yếu tố môi trường.Vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng trở lên bức thiết bởi hậu quả của việc ô nhiễm môi trường gây ra ngày càng ảnh hưởng lớn đến không chỉ ảnh hưởng đến môi trường, động vật, thực vật, vi sinh vật mà đặc biệt là cuộc sống của con người như: các cơn bão với sức gió đạt siêu bão ngày càng diễn ra thường xuyên hơn gây ra những thiệt hại rất lớn về người và của,các cánh đồng băng vĩnh cửu đang dần tan ra, số lượng các loại động vật tự nhiên ngày càng giảm, thời tiết diễn biến thất thường lúc quá nóng lúc quá lạnh, nơi này ngập lụt nơi khác khô hạn,…Và hiện nay nước ta là nước thuộc nhóm nước đang phát triển ngoài những vấn đề ô nhiễm nước, đất,… rác thải tràn nan không được xử lý thì Việt Nam trong những năm gần đây được đánh giá là một trong những nước có sự ô nhiễm không khí nhất trên toàn thế giới đặc biệt là các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh,...bởi bụi mịn và VOCs để hiểu rõ hơn về vấn đề này và để hạn chế các tác động của không khí ô nhiễm đến sức khỏe con người em xin tìm hiểu đề tài: “Nghiên cứu chế tạo tấm lọc trên cơ sở nanographenes (GNPs). Ứng dụng trong lọc bụi và VOCs”.Phần tìm hiểu của em gồm có 4 phần: 1. Tổng quan2. Phương pháp nghiên cứu và đánh giá kết quả 3. Kết quả và thảo luận4. Kết luận
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu chế tạo lọc sở nanographenes (GNPs) Ứng dụng lọc bụi VOCs Ngành Kỹ thuật Hóa học Chun ngành Cơng nghệ hợp chất vô Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Hồng Phượng Bộ môn: Công nghệ chất Vô Viện: Kỹ thuật Hóa Học Hà Nội,7/2021 _ Chữ ký GVHD TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CÁC CHẤT VÔ CƠ - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO TẤM LỌC TRÊN CƠ SỞ NANOGRAPHENES (GNPs) ỨNG DỤNG TRONG LỌC BỤI VÀ VOCs SVTH: MSSV: Lớp: KTHH-02 K61 GVHD: TS Nguyễn Thị Hồng Phượng Hà Nội, 07/2021 TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Viện Kỹ thuật Hóa học Độc lập – Tự – Hạnh phúc o0o - - NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU TỐT NGHIỆP Thông tin sinh viên Họ tên sinh viên: Điện thoại liên lạc: Email: Lớp: KTHH02 – K61 Hệ đào tạo: Đại học quy Đồ án tốt nghiệp thực tại: Phịng thí nghiệm Bộ mơn Cơng nghệ chất Vơ cơ, Viện Kỹ thuật Hóa Học, Đại học Bách Khoa Hà Nội Mục đích nội dung ĐATN: - Chế tạo lọc sở nanographenes (GNPs) - Ứng dụng lọc bụi VOCs Các nhiệm vụ cụ thể ĐATN: - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng: Nồng độ GNPs, số lần nhúng vải, lượng phần cứng thêm vào pha chất kết dính đến hiệu lọc bụi - Đo hiệu lọc VOCs lọc chưa phủ phủ GNPs Lời cam đoan sinh viên: Tôi – Lê Thị Hậu – cam kết ĐTN cơng trình nghiên cứu thân hướng dẫn TS Nguyễn Thị Hồng Phượng Các kết nêu ĐATN trung thực, khơng phải chép tồn văn cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả ĐATN Thời gian làm ĐTN: Từ tháng 3/2021 đến tháng 7/2021 Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Trưởng môn Giáo viên hướng dẫn PGS.TS La Thế Vinh TS Nguyễn Thị Hồng Phượng Đồ án tốt nghiệp lục Mục MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH VẼ iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC ĐỒ THỊ vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii LỜI CẢM ƠN viii MỞ ĐẦU ix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .1 1.1 Tình trạng bụi khơng khí 1.1.1 Tình hình ô nhiễm khí giới 1.1.2 Tình hình nhiễm khơng khí Việt Nam 1.2 Thành phần khơng khí 1.3 Graphene 12 1.4 Tấm lọc_vải không dệt Polyproplen (PP) .15 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 18 2.1 Nguyên vật liệu, hóa chất thiết bị 18 2.2 Cách chế tạo nano graphen (GNPs) 20 2.3 Phương pháp nhúng vải PP 21 2.4 Quy trình đo hiệu lọc bụi VOCs 24 2.4.1 Quy trình đo hiệu lọc bụi 24 2.4.2 Quy trình đo VOCs 26 2.5 Phương pháp đánh giá cấu trúc tính chất, vật liệu 26 i Đồ án tốt nghiệp lục Mục CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Khảo sát đặc tính graphene nanoplateletes .30 3.2 Khảo sát khả lọc bụi loại vải sử dụng làm trang thị trường 31 3.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ GNPs đến trình lọc bụi vải PP 33 3.4 Khảo sát ảnh hưởng số lần nhúng đến trình lọc bụi vải PP 35 3.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ GNPs đến trình lọc bụi vải PP 40 3.6 Một số kết khác thu việc phủ GNPs lên PP 42 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN .45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 ii Đồ án tốt nghiệp lục Mục DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Hình ảnh tình trạng chất lượng khơng khí giới .4 Hình 1.2 Ảnh chụp góc không Hà Nội Hình 1.3 Ảnh ứng dụng phần mềm IQAir AirVisual ngày 30/09/2019 Hình 1.4 Thành phần khơng khí Hình 1.5 Tác hại bụi mịn 11 Hình 1.6 Một vài lớp graphen 12 Hình 1.7 Sơ đồ biểu diễn phương pháp LPE .13 Hình 1.8 Bóc tách graphene sử dụng băng dính 14 Hình 1.9 Chế tạo graphene theo phương pháp epitaxy 15 Hình 1.10 Ảnh vải không dệt 16 Hình 1.11 Một số sản phẩm ứng dụng vải không dệt y tế 17 Hình 2.1 Ảnh siêu trang Bonbouton 19 Hình 2.2 Máy đo chất lượng khơng khí Smartmi PM2.5 19 Hình 2.3 Thiết bị đo VOCs VFM2000 20 Hình 2.4 Mơ hình thiết bị tạo theo dõi thay đổi nồng độ bụi 20 Hình 2.5 Sơ đồ quy trình chế tạo GNPs 21 Hình 2.6 Sơ đồ quy trình pha chất kết dính .22 Hình 2.7 Sơ đồ quy trình pha chất kết dính .22 Hình 2.8 Sơ đồ quy trình phủ GNPs lên vải PP 23 Hình 2.9 Sơ đồ quy trình nhúng chất kết dính 24 Hình 2.10 Thiết bị theo dõi thay đổi nồng độ bụi 25 Hình 2.11 Sơ quy trình đo hiệu lọc bụi 25 Hình 2.12 Thiết bị đo SEM .27 iii Đồ án tốt nghiệp lục Mục Hình 2.13 Hình ảnh nguyên lý phương pháp XRD .28 Hình 2.14 Mơ hình kính hiển vi điện tử qt TEM 29 Hình 3.1 Graphene thành phẩm (a) graphite (b) 30 Hình 3.2 Hình ảnh SEM graphite tự nhiên (a), SEM độ phân giải thấp (b) độ phân giải cao (c) GNPs 31 Hình 3.3 Ảnh TEM kết XRD so sánh graphite GNPs .31 Hình 3.4 Mẫu đo bụi-khẩu trang y tế 32 Hình 3.5 Mẫu đo bụi-khẩu trang vải 32 Hình 3.6 Mẫu đo bụi_PAN mỏng phủ 0.06%GNPs/Et nhúng lần 35 Hình 3.7 Mẫu đo bụi_PP vừa phủ 0.06%GNPs/Et nhúng lần 37 Hình 3.8 Mẫu đo bụi_vải PAN dày phủ 0.1%GNPs/Et nhúng lần 38 Hình 3.9 Ảnh SEM GNPs 42 Hình 3.10 Ảnh SEM vải PP vừa 42 Hình 3.11 Ảnh SEM phủ GNPs lên mặt vải chưa nhúng CKD 43 Hình 3.12 Ảnh SEM phủ GNPs lên mặt vải sau nhúng CKD .43 iv Đồ án tốt nghiệp lục Mục DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thang đo số chất lượng không khí theo tiêu chuẩn US-EPA 2016 (bao gồm màu sắc) Bảng 2.1 Các loại vải sử dụng làm thí nghiệm 18 Bảng 3.1 Kết khảo sát khả lọc bụi loại vải 32 Bảng 3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ GNPs đến hiệu lọc bụi vải PP vừa 33 Bảng 3.3 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ GNPs đến hiệu lọc bụi vải PP dày 34 Bảng 3.4 Kết khảo sát ảnh hưởng số lần nhúng đến hiệu lọc bụi vải PP mỏng 36 Bảng 3.5 Kết khảo sát ảnh hưởng số lần nhúng đến hiệu lọc bụi vải PP vừa 37 Bảng 3.6 Kết khảo sát ảnh hưởng số lần nhúng đến hiệu lọc bụi vải PP dày 39 Bảng 3.7 Kết khảo sát ảnh hưởng CKD đến hiệu lọc bụi vải PP vừa 40 Bảng 3.8 Kết khảo sát ảnh hưởng CKD đến hiệu lọc bụi vải PP dày 41 Bảng 3.9 Kết đo VOC 44 v Đồ án tốt nghiệp lục Mục DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 3.1 Biểu đồ kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ GNPs đến hiệu lọc bụi vải PP vừa .33 Đồ thị 3.2 Biểu đồ kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ GNPs đến hiệu lọc bụi vải PP dày .35 Đồ thị 3.3 Biểu đồ kết khảo sát ảnh hưởng số lần nhúng đến hiệu lọc bụi vải PP mỏng 36 Đồ thị 3.4 Biểu đồ kết khảo sát ảnh hưởng số lần nhúng đến hiệu lọc bụi vải PP vừa .38 Đồ thị 3.5 Biểu đồ kết khảo sát ảnh hưởng số lần nhúng đến hiệu lọc bụi vải PP dày .39 Đồ thị 3.6 Biểu đồ kết khảo sát ảnh hưởng CKD đến hiệu lọc bụi vải PP vừa 40 Đồ thị 3.7 Biểu đồ kết khảo sát ảnh hưởng CKD đến hiệu lọc bụi vải PP dày 41 vi