Đề tài Tổng hợp, nghiên cứu tính chất và ứng dụng vật liệu ống nano đơn tường, đa tường thuộc công trình nghiên cứu khoa học cấp bộ
BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM-CỘNG HÒA PHÁP BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU ỐNG CÁC BON NANO ĐƠN TƯỜNG, ĐA TƯỜNG Mã số đề tài: Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Vật liệu Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Phan Ngọc Minh 8397 Hà Nội - 2010 BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM-CỘNG HÒA PHÁP BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU ỐNG CÁC BON NANO ĐƠN TƯỜNG, ĐA TƯỜNG Mã số đề tài: Chủ nhiệm đề tài: Cơ quan chủ trì đề tài: PGS.TS. Phan Ngọc Minh PGS.TS.Nguyễn Quang Liêm Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ Hà N ộ i - 2010 VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU __________________ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Hà Nội, ngày tháng năm 2010 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I. THÔNG TIN CHUNG 1. Tên đề tài/dự án: Tổng hợp, nghiên cứu tính chất và ứng dụng vật liệu ống các bon nano đơn tường, đa tường Mã số đề tài: Thuộc chương trình: nhiệm vụ hợp tác quốc tế về khoa học và công nghệ theo Nghị định thư Việt Nam-CH Pháp 2. Chủ nhiệm đề tài/dự án: Họ và tên: Phan Ngọc Minh Ngày, tháng, năm sinh: 1/9/1969 Giới tính: Nam Học hàm, học vị: PGS.TS. Vật lý và Công nghệ Chức danh khoa h ọc: Nghiên cứu viên chính Chức vụ: Phó trưởng ban kế hoạch tài chính, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Điện thoại cơ quan: 37916482 Điện thoại nhà riêng: 2516366 Điện thoại di động: 0904177339 E-mail: minhpn@ims.vast.ac.vn Tên tổ chức đang công tác: Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Địa chỉ tổ chức: 18 đường Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội Địa chỉ nhà riêng: Phòng 077, nhà I9, Thanh Xuân Bắc, Thanh Xuân, Hà Nội 3. Tổ chức chủ trì đề tài/d ự án: Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Điện thoại: 37563783 Fax: 8360705 E-mail: office@ims.vast.ac.vn Website: http://www.ims.vast.ac.vn Địa chỉ: 18-Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Nguyễn Quang Liêm Số tài khoản: 301.01.037 Kho Bạc Nhà nước Ba Đình Hà Nội Tên cơ quan chủ quản đề tài: Viện Khoa học Vật liệu II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN 1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án: - Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 04 năm 2008 đến tháng 04 năm 2010 - Thực tế thực hiện: từ tháng tháng 04 năm 2008 đến tháng 04 năm 2010 2. Kinh phí và sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 1250 tr.đ trong đó: + Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 1250 tr.đ. b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH: Theo kế hoạch Thực tế đạt được Số TT Thời gian (Tháng, năm) Kinh phí (Tr.đ) Thời gian (Tháng, năm) Kinh phí (Tr.đ) Ghi chú (Số đề nghị quyết toán) 1 Năm 2008 750 Năm 2008 481.769.835 481.769.835 2 Năm 2009 500 Năm 2009 768.230.165 768.230.165 c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi: Đối với đề tài: Đơn vị tính: Triệu đồng Theo kế hoạch Thực tế đạt được Số TT Nội dung các khoản chi Tổng SNKH Nguồn khác Tổng SNKH Nguồn khác 1 Trả công lao động (khoa học, phổ thông) 306,5 306,5 306,1 5784 6 306,15 7846 2 Nguyên, vật liệu, năng lượng 479 479 478,5 9635 478,49 635 3 Thiết bị, máy móc 261 260,9 95 260,99 5 4 Xây dựng, sửa chữa nhỏ 5 Chi khác 203,5 203,5 203,8 8366 203,88 366 Tổng cộng 1250 1250 1250 1250 - Lý do thay đổi (nếu có): 3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án: Số TT Số, thời gian ban hành văn bản Tên văn bản Ghi chú 1 3298/BKHCN- XHTN, 31/12/2008 Thay đổi nội dung kinh phí của nhiệm vụ Giảm kinh phí Đoàn ra bổ sung cho mục mua Thiết bị 2 3297/BKHCN- XHTN, 25/12/2009 Điều chỉnh nội dung kinh phí của nhiệm vụ Điều chỉnh số kinh phí không thực hiện hết của mục Đoàn ra bổ sung cho mục Thuê khoán chuyên môn và mua Vật tư hoá chất 4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án: Số TT Tên tổ chức đăng ký theo Thuyết minh Tên tổ chức đã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chủ yếu Sản phẩm chủ yếu đạt được Ghi chú* 1 Phòng Thí nghiệm Vật lý và Công nghệ Linh kiện điện tử, Viện Khoa học Vật liệu Phòng Thí nghiệm Vật lý và Công nghệ Linh kiện điện tử, Viện Khoa học Vật liệu Tham gia hợp tác nghiên cứu và đào tạo trực tiếp với phía Pháp - Các công trình công bố khoa học trong nước và quốc tế - Góp phần đào tạ o 02 nghiên cứu sinh; 04 thạc sỹ và 05 sinh viên 2 Phòng Thí nghiệm Trọng điểm về Vật liệu và Linh kiện điện tử, Viện Khoa học Vật liệu Phòng Thí nghiệm Trọng điểm về Vật liệu và Linh kiện điện tử, Viện Khoa học Vật liệu Đóng góp cơ sở hạ tầng, các thiết bị đo, một số thiết bị công ngh ệ - Chế tạo các mẫu sản phẩm - Phân tích các kết quả đo 3 Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội Phối hợp đào tạo sinh viên, thạc sĩ Góp phần đào tạo 03 thạc sĩ, 05 cử nhân 01 cao học đã bảo vệ thành công 5/2009 và 02 cao học sẽ bảo vệ tháng 12/2010 4 Phòng thí nghiệm của GS. Jean- Louis Sauvajol, Đại học Montpelier 2, CH Pháp Phòng thí nghiệm của GS. Jean-Louis Sauvajol, Đại học Montpelier 2, CH Pháp Tham gia hợp tác nghiên cứu và đào tạo chính với phía Việt Nam - Đã có 03 công trình khoa học công bố chung - Góp phần đào tạo 02 nghiên cứu sinh, 04 cao học Trong đó có 01 bài đã được chấp nhận đăng trên tạp chí quốc tế, 02 bài báo cáo ở Hội nghị quốc tế và trong nước 5 Phòng thí nghiệm của GS. Soonil Lee, Đại học Ajou Hàn Quốc Phòng thí nghiệm của GS. Soonil Lee, Đại học Ajou Hàn Quốc Tham gia phối hợp nghiên cứu liên quan đến một số phép đo đặc trưng liên quan đến vật liệu CNTs - Cung cấp các tài liệu liên quan đến việc chế tạo, đo đạc tính chất vật liệu SWCNT. - Đo các đặc trưng phát xạ điện tử của vật liệu CNTs mọc trên đầu típ W 5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án: ố TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân đã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chính Sản phẩm chủ yếu đạt được Ghi chú* 1 PGS.TS. Phan PGS.TS. Phan Chủ trì phía Các báo cáo Ngọc Minh Ngọc Minh Việt Nam và công trình công bố khoa học; Tập hợp các kết quả viết báo cáo giữa kỳ và nghiệm thu 2 TS. Ngô Thị Thanh Tâm TS. Ngô Thị Thanh Tâm Thư ký đề tài, nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu xúc tác, chế tạo vật liệu SWCNT Qui trình công nghệ chế tạo vật liệu SWCNT; các công trình công bố khoa học 3 GS.TS. Phan Hồng Khôi GS.TS. Phan Hồng Khôi Cố vấn khoa học Bài báo cáo tại các hội thảo khoa học 4 NCS. Nguyễn Văn Chúc NCS. Nguyễn Văn Chúc Nghiên cứu chế tạo vật liệu SWCNT, MWCNTs Qui trình công nghệ tổng hợp vật liệu SWCNT, MWCNTs và các công trình công bố khoa học 5 NCS. Thân Xuân Tình NCS. Thân Xuân Tình Nghiên cứu chế tạo vật liệu xúc tác; qui trình công nghệ tổng hợp vật liệu SWCNT; công nghệ biến tính và gia cường vật liệu CNTs Qui trình chế tạo vật liệu xúc tác; qui trình công nghệ tổng hợp vật liệu SWCNT; qui trình biến tính và gia cường trong lớp mạ Cr vật liệu CNTs trong công nghệ mạ Cr; các công trình công bố khoa học 6 CN. Bùi Hùng Thắng CN. Bùi Hùng Thắng Nghiên cứu ứng dụng vật liệu CNTs (chế tạo CNTs trên đầu típ W, Ứng dụng vật liệu tổ hợp có chứa CNTs trong sơn bảo vệ; Một số kết quả và công trình công bố về chế tạo CNTs trên đầu típ W, Ứng dụng vật liệu tổ hợp có chứa CNTs trong sơn bảo v ệ; 7 GS. Jean Louis Sauvajol GS. Jean Louis Sauvajol Chủ trì phía CH Pháp Các công trình công bố chung 8 TS. Jean Louis Bantignies TS. Jean Louis Bantignies Tham gia Các công trình công bố chung 9 TS. Vincent Jourdain TS. Vincent Jourdain Tham gia Các công trình công bố chung 10 TS. Laurent Alvarez TS. Laurent Alvarez Tham gia Các công trình công bố chung 6. Tình hình hợp tác quốc tế: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Thực tế đạt được (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Ghi chú* 1 9/2008-12/2008 đã cử 01 nghiên cứu sinh sang Pháp thuộc học bổng Evaris 9/2008-12/2008 đã cử 01 nghiên cứu sinh sang Pháp thuộc học bổng Evaris Galois Galois của Pháp để thực hiện thí nghiệm và học hỏi công nghệ chế tạo vật liệu xúc tác và chế tạo ống nanô các bon đơn tường siêu dài trên cơ sở kỹ thuật lắng đọng hóa học. của Pháp để thực hiện thí nghiệm và học hỏi công nghệ chế tạo vật liệu xúc tác và chế tạo ống nanô các bon đơn tường siêu dài trên cơ sở kỹ thuật l ắng đọng hóa học. 2 09/2009-02/2010 đã cử 01 nghiên cứu sinh sang Pháp để tổng hợp lượng lớn vật liệu CNTs, nghiên cứu tính chất, viết bài và tham gia hội nghị 09/2009-02/2010 đã cử 01 nghiên cứu sinh sang Pháp để tổng hợp lượng lớn vật liệu CNTs, nghiên cứu tính chất, viết bài và tham gia hội nghị 3 3/2011-9/2011 sẽ cử 01 nghiên cứu sinh sang Pháp trực tiếp nghiên cứu đặc tính của vật liệu composite CNTs và PANi; viết bài và luận án 3/2011-9/2011 sẽ cử 01 nghiên cứu sinh sang Pháp trực tiếp nghiên cứu đặc tính của vật liệu composite CNTs và PANi; viết bài và luận án 4 - Đón nhận 03 cán bộ tại đại học tổng hợp Montpellier (Pháp) sang làm việc tại Phòng thí nghiệm Vật liệu và linh kiện điện tử, Viện Khoa học Vật liệu từ ngày 05/12/2008 đến 25/12/2008. Kinh phí: Phía Pháp chi trả tiền vé máy bay đi và về; đề tài Nghị định thư do PGS.TS. Phan Ngọc Minh chủ nhiệm chi trả tiền ăn, ở, đi lại tại Việt Nam. - Đã đón nhận 01 cán bộ tại đại học tổng hợp Montpellier (Pháp) sang làm việc tại Phòng thí nghiệm Vật liệu và linh kiện điện tử, Viện Khoa học Vật liệu từ ngày 05/12/2008 đến 25/12/2008. Kinh phí: Phía Pháp chi trả tiền vé máy bay đi và về; đề tài Nghị định thư do PGS.TS. Phan Ngọc Minh chủ nhiệm chi trả tiền ăn, ở, đi lại tại Việt Nam. [...]... biến tính bề mặt vật liêu CNTs Để có thể đưa vật liệu CNTs vào các ứng dụng cụ thể thì việc biến tính vật liệu CNTs là bước không thể thiếu Chúng tôi đã tập trung nghiên cứu biến tính vật liệu CNTs bằng việc gắn các nhóm chức như -COOH, - C6H4NH2 lên bề mặt của vật liệu CNTs - Vật liệu CNTs biến tính đã được nghiên cứu ứng dụng thử nghiệm trong công nghệ mạ Cr và nghiên cứu ứng dụng trong nền vật liệu. .. biến tính bề mặt vật liệu CNTs Khảo sát tính chất và đặc điểm phân tán vật liệu trong các nền vật liệu khác nhau Ứng dụng vật liệu CNTs biến tính trong công nghệ mạ điện Cr và Ni 1/200812/2008 Viện Khoa học Vật liệu 6/20086/2009 Viện Khoa học Vật liệu và Đại học Montpellier 1/200912/2009 Viện Khoa học Vật liệu và Đại học Montpellier Viện Khoa học Vật liệu và Đại học Montpellier Viện Khoa học Vật liệu. .. được kính vài nm 200 g vật SWCNT, liệu đường kính 1-3 nm - Đa tường kg 2 - Đã chế tạo được 2 kính 30-50 (MWCNTs) - Đường kg vật liệu nm, độ sạch MWCNTs, đường trên 90% kính từ 10-100 nm, độ sạch 94% 4 Vật liệu được biến tính - Đơn tường g 50 50 g vật - 50 g vật liệu liệu SWCNT biến tính SWCNT biến tính - Đa tường Kg 0,5 0,5 kg vật - 0,5 kg vật liệu liệu MWCNTs biến tính MWCNTs biến tính 5 Độ cứng 10 mẫu... làm vật liệu xúc tác Tên sản phẩm tổng hợp vật liệu SWCNT 2 Công nghệ chế tạo vật 01 Quy trình Đã hoàn thiện 01 liệu ống các bon nano công nghệ chế quy trình tổng hợp đơn tường tạo vật liệu vật liệu SWCNT, Ghi chú SWCNT đường kính Công nghệ biến tính vật hướng với đường vài nm 3 SWCNT định kính vài nm 01 quy trình 01 quy trình công liệu ống các bon nanô nghệ biến tính vật gốc -OH, -COOH, -NH2 liệu ống. .. nghệ biến tính 55 2.2 Xây dựng hệ thiết bị phản ứng 59 2.3 Qui trình biến tính CNTs 60 2.4 Kết quả biến tính 63 CHƯƠNG 3 MỘT SỐ KẾT QUẢ BAN ĐẦU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU 73 CNTs 3.1 Ứng dụng vật liệu CNTs trong công nghệ mạ Cr/Ni 63 3.2 Ứng dụng CNTs làm đầu dò hiển vi điện tử và đầu phát điện tử 92 3.3 Ứng dụng vật liệu tổ hợp có chứa CNTs trong sơn bảo vệ 108 3.4 Ứng dụng trong pin Lithium 124 3.5 Ứng dụng trong... (Họ tên, chữ ký và đóng dấu) MỤC LỤC Trang phụ bìa Trang Báo cáo thống kê Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các bảng biểu Danh mục các hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 KẾT QUẢ XÂY DỰNG THIẾT BỊ VÀ QUY TRÌNH 6 CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP VẬT LIỆU ỐNG CÁC BON NANO ĐƠN TƯỜNG, ĐA TƯỜNG 1.1 Kết quả xây dựng thiết bị và quy trình công nghệ tổng hợp vật liệu 6 ống các bon nano đơn tường 1.1.1 Xây dựng và lắp đặt hệ... chế tạo vật liệu SWCNT sử dụng các hạt xúc tác 12 1.1.3.2 Kết quả chế tạo vật liệu SWCNT sử dụng xúc tác bột 29 1.2 Kết quả xây dựng hệ thiết bị mở rộng 04 ống lò hoạt động liên hoàn 45 chế tạo vật liệu ống các bon nano đa tường 1.2.1 Cấu tạo hệ thiết bị CVD 04 ống lò 48 1.2.2 Qui trình công nghệ chế tạo CNTs 49 1.2.3 Qui mô sản xuất MWCNTs 54 CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ BIẾN TÍNH VẬT LIỆU ỐNG CÁC BON 50 NANO. .. Viện Khoa học Vật liệu 5 Ứng dụng vật liệu CNTs biến 1/200 9tính trong các vật liệu tổ hợp 12/2009 nền polymer, epoxy, cao su 6 Chế tạo đầu dò hiển vi xuyên hầm trên cơ sở ứng dụng vật liệu ống nano các bon đa tường 1/200912/2009 III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN 1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra: a) Sản phẩm Dạng I: Số TT 1 Tên sản phẩm và chỉ tiêu chất lượng chủ yếu Thiết bị chế tạo Đơn Số Theo kế Thực tế... cường vật liệu đôi tăng lên gấp 2 lần so Mẫu đế thép Mẫu 05 cường CNTs MWCNTs biến với lớp mạ Cr/Ni tính thông thường 6 Vật liệu CNTs Mẫu 05 Giảm được Đã chế tạo thành biến tính trong trên 50 % công 05 mẫu vật liệu các vật liệu tổ hàm lượng cao su có gia cường hợp nền CNTs, đảm vật liệu CNTs Kết polymer, epoxy, bảo cơ tính quả thực nghiệm cho cao su với hàm của vật thấy nồng độ 10% lượng CNTs suy liệu, ... thiết bị và công nghệ chế tạo vật ống nanô các bon đơn tường trên cơ sở (Các mốc đánh giá chủ yếu) Thời gian (Bắt đầu, kết thúc - tháng … năm) Theo kế hoạch 1/200812/2008 Thực tế đạt được Người, cơ quan thực hiện Viện Khoa học Vật liệu 2 3 4 kỹ thuật lắng đọng hóa học pha hơi Xây dựng thiết bị và công nghệ lắng đọng hóa học pha hơi thích hợp cho việc tổng hợp vật liệu ống nanô các bon đa tường số lượng . BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I. THÔNG TIN CHUNG 1. Tên đề tài/dự án: Tổng hợp, nghiên cứu tính chất và ứng dụng vật liệu ống các bon nano đơn tường, đa tường Mã số đề. ĐỀ TÀI TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU ỐNG CÁC BON NANO ĐƠN TƯỜNG, ĐA TƯỜNG Mã số đề tài: Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Vật liệu Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS mặt của vật liệu CNTs. - Vật liệu CNTs biến tính đã được nghiên cứu ứng dụng thử nghiệm trong công nghệ mạ Cr và nghiên cứu ứng dụng trong nền vật liệu tổ hợp khác như sơn bảo vệ chống ăn mòn.