Nghiên cứu xử lý ô nhiễm không khí bằng vật liệu sơn nano Tio2 Apatie, Fio2 Al2o3 và Tio2 bông thạch anh

Nội dung tham gia chủ yếu Sản phẩm chủ yếu đạt được Ghi chú* 1 Viện Công nghệ môi trường Viện Công nghệ môi trường Nghiên cứu chế tạo vật liệu TiO2/Al2O3, Đánh giá hiệu quả xử lý của c

“Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên” Mã số KC08/06-10

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

“NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ BẰNG VẬT LIỆU SƠN NANO TiO 2 /APATIT, TiO 2 /Al 2 O 3 VÀ TiO 2 /BÔNG THẠCH ANH”

Mã số KC.08.26/06-10

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Công nghệ môi trường

Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thị Huệ

8646

Hà Nội - 2010

“Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên” Mã số KC08/06-10

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

“NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ BẰNG VẬT LIỆU SƠN NANO TiO 2 /APATIT, TiO 2 /Al 2 O 3 VÀ TiO 2 /BÔNG THẠCH ANH”

Mã số KC.08.26/06-10

Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài

Ban chủ nhiệm Chương trình KC08 Văn phòng các Chương trình

Hà Nội – 2010

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên đề tài: Nghiên cứu xử lý ô nhiễm không khí bằng vật liệu sơn Nano

TiO 2 /Apatit, TiO 2 /Al 2 O 3 và TiO 2 /Bông thạch anh

Họ và tên: Nguyễn Thị Huệ

Ngày, tháng, năm sinh: 13/12/1964 Nam/ Nữ: Nữ

Học hàm, học vị: Tiến Sỹ

Chức danh khoa học: Phó chủ tịch hội đồng khoa học Viện Công nghệ môi trường, thành viên ban tiêu chuẩn đánh giá chất lượng đất, nước (Tổng cục tiêu chuân đo lường chất lượng, Bộ Khoa học và Công nghệ) Chức vụ: Phó Viện trưởng

Điện thoại: Tổ chức: 84- 4 37569136 Nhà riêng: 84-4-38370657 Mobile: 0912381354

Địa chỉ tổ chức: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: 133, Mai Dịch, Cầu Giấy, Hà Nội

3 Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:

Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Công nghệ môi trường

Điện thoại: 84-4 37569136 Fax: 84-4 37911203

E-mail: iet@iet.ac.vn

Website: http://iet.ac.vn/

Địa chỉ: 18, Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Nguyễn Hoài Châu

Số tài khoản: 931-01-035 tại Kho bạc Nhà nước Cầu Giấy, Hà Nội

0021000539911 tại Ngân hàng Ngoại thương Việt Nam, Chi nhánh Thăng Long, 98 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội Ngân hàng: Ngân hàng Ngoại thương Việt Nam

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện đề tài/dự án:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ 01 tháng 01 năm 2009 đến 31 tháng 12 năm

2010

- Thực tế thực hiện: : từ 01 tháng 01 năm 2009 đến 31 tháng 12 năm 2010

- Được gia hạn (nếu có): Không

2 Kinh phí và sử dụng kinh phí:

Thời gian (Tháng, năm)

Kinh phí (đồng)

Ghi chú

(Số đề nghị quyết toán)

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

Đối với đề tài:

chỉnh theo thực tế thực hiện đề tài

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

4 Số Số 112/VPCT-TCKT ngày 31/3/2009 của Văn

vệ môi trường và sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên” Mã số KC08/06-10

Gói 1:175,5 tr đ Gói 2:402,795 tr đ

và KC08.30/06-10 thuộc chương trình KC08/06-10

Đi Nhật Bản: 6 người, 7 ngày tổng kinh phí 199,2 Tr VNĐ

bổ sung thiết bị phục vụ nghiên cứu của đề tài KC08.26/06-10

Chuyển 8,81 triệu đồng dôi dư từ việc thực hiện mua sắm thiết bị

toán năm 2009 là 560.660.000 đ

Không mua máy vắt ly tâm, giảm máy lấy mẫu không khí từ 04 cái xuống 02 cái Cắt giảm kinh phí đoàn vào năm

2009 (5,6tr) và kinh phí hội thảo năm 2009 (12,7 Tr) để bổ sung vào gói thầu TB

mua sắm vật tư, hoá chất của đề tài “Nghiên cứu xử lý ô nhiễm không khí bằng vật liệu sơn Nano TiO 2 /Apatit, TiO 2 /Al 2 O 3 và TiO 2 /Bông thạch anh” Mã số KC08.26/06-10

Giá trị gói thầu 342.660.000 đ

14 CV số CV số 229/VCNMT ngày 24/8/2009 về việc

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

1 Viện Công

nghệ môi

trường

Viện Công nghệ môi trường

Nghiên cứu chế tạo vật liệu

TiO2/Al2O3, Đánh giá hiệu quả xử lý của các vật liệu

đã chế tạo

-Qui trình công nghệ chế tạo vật liệu TiO2/Al2O3- Màng lọc quang xúc tác trên cơ sở TiO2/Al2O3

- Báo cáo chuyên đề

học composite

TiO2/Apatit và vật liệu

TiO2/bông thạch anh

Thiết kế và chế tạo một

số bộ lọc chủ động quang xúc tác sử dụng vật liệu TiO2 với các chất mang khác nhau

TiO2/Bông thạch anh

- Màng lọc quang xúc tác trên cơ sở TiO2/Bông thạch anh

- 03 Thiết bị lọc khí

- Báo cáo chuyên đề

Đánh giá tính năng diệt khuẩn, nấm mốc của vật liệu TiO2 trên các vật liệu mang khác nhau

- Báo cáo thử nghiệm vật liệu

năng xử lý các khí NO, CO

và benzen của

đề tài

- Lý do thay đổi (nếu có):

5 Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

1

TS Nguyễn

Thị Huệ

TS Nguyễn Thị Huệ

Nghiên cứu chế tạo vật liệu TiO2/Al2O3

Phân tích đánh giá hiệu quả xử lý của các vật liệu đã chế tạo

Báo cáo tổng kết, Các báo cáo chuyên

Điều chế dung dịch sol-gel phủ trên vật liệu Al2O3

Khảo sát các điều kiện tối ưu cho quá trình tạo màng TiO2/Al2O3

Các báo cáo chuyên

Tổng hợp các điều kiện đã thực hiện được trong đề tài

Viết các chuyên đề

Các báo cáo chuyên

đề

Hải Long Hải Long trong các mẫu thí

nghiệm

Buồng thử nghiệm Testbox

5

Ths Âu Duy

Tuấn

ThS Âu Duy Tuấn

Thiết kế, chế tạo các

bộ thử nghiệm bộ lọc chủ động, thiết bị lọc khí

Các báo cáo chuyên

đề, Thiết bị làm sạch không khí

6

TS Trần Thị

Đức

TS Trần Thị Đức

Nghiên cứu chế tạo vật liệu

TiO2/Apatit,TiO2/bôn

g thạch anh

Đánh giá hoạt tính quang xúc tác

Các báo cáo chuyên

Thiết kế chế tạo mô hình thử nghiệm xử

lý không khí độc hại

Các báo cáo chuyên

Chế tạo vật liệu và nghiên cứu tính chất, cấu trúc

Các báo cáo chuyên

Thử nghiệm kết quả nghiên cứu trong khử trùng, mùi, diệt khuẩn, nấm mốc

Các báo cáo chuyên

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

1 Đoàn ra: 01 đoàn đi Nhật Bản

trao đổi khoa học về lĩnh vực

nghiên cứu sự hình thành hạt

nano và vật liệu nano TiO2 với

các ứng dụng trong môi trường

(7 ngày, 6 người, kinh phí

199,2 tr đ )

Đoàn ra: 01 đoàn đi Nhật Bản trao đổi khoa học về lĩnh vực nghiên cứu sự hình thành hạt nano và vật liệu nano TiO2 với các ứng dụng trong môi trường theo thư mời của Đại học OSAKA (7 ngày, 5 người, kinh phí 189.545.300 đ)

2 Đoàn vào: 02 đoàn vào đổi

tr đ

- Lý do thay đổi (nếu có): Tình hình thế giới biến động, tỷ giá đô la và Yên thay đổi, dự toán kinh phí không đủ để 6 người tham gia đoàn ra Kinh phí đoàn vào năm 2009 được chuyển sang kinh phí mua thiết bị

TT

địa điểm ) kinh phí, địa điểm )

1 Hội thảo “ Công nghệ nano

Composite TiO2 trong khử

khuẩn, khử mùi và trong khí

thải giao thông” ngày 2009 tại

Hà Nội (Kinh phí 29,3 tr đ)

Hội thảo “ Công nghệ nano Composite TiO2 trong khử khuẩn, khử mùi

và trong khí thải giao thông” ngày 11/12/2009 tại Hà Nội (Kinh phí 16,590 tr đ)

Chuyển 12.713 tr đ kinh phí hội thảo năm

2009 sang kinh phí mua thiết bị theo

CV số 594/VPCTTĐ-THKH ngày 28/12/2009

2 Hội thảo kiểm tra tiến độ và

3 Hội thảo “Sự phát triển của

công nghệ nano TiO2 trong xử

lý ô nhiễm không khí” năm

2010 tại Đà Nẵng (Kinh phí

42.620.000 đ)

Hội thảo “Sự phát triển của công nghệ nano TiO2 trong xử lý ô nhiễm không khí” ngày 02/7/2010 tại KS FAIFO,

Đà Nẵng (Kinh phí 42.598.100 đ)

4 Hội thảo kiểm tra tiến độ và

sản phẩm của các nhánh thuộc

Hội thảo kiểm tra tiến độ

và sản phẩm của các

- Lý do thay đổi (nếu có): Thanh toán theo thực tế

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

hoạch

Thực tế đạt được

Người,

cơ quan thực hiện

1 ND1:Thu thập số liệu và phân

tích hiện trạng ô nhiễm môi

trường không khí do vi khuẩn,

nấm mốc và hoạt động giao

thông Đánh giá phương pháp xử

lý, công nghệ chế tạo vật liệu liên

quan đến đề tài

3/09

1/09-2/2009 Nguyễn Thị

Huệ, Viện Công nghệ

môi trường

1.1 -Hiện trạng ô nhiễm không khí từ

các nguồn thiên nhiên (vi khuẩn,

nấm mốc), các hoạt động sản xuất,

phương tiện giao thông

-Các công nghệ chế tạo vật liệu

TiO2 trên các loại đế mang khác

nhau: thủy tinh, bông thạch anh,

silicagel, nanocomposite

TiO2/Apatit,…

1-2/09 2/2009 Nguyễn Thị

Huệ, Nguyễn Tuyết Vân, Viện Công nghệ môi trường

1.2 Các số liệu liên quan đến phương

pháp xử lý ô nhiễm không khí từ

1-2//09 2/2009 Phùng Đắc

Cam-Viện Vệ

2 ND2: Nghiên cứu thực nghiệm

xác định các thông số kỹ thuật

của môi trường không khí ô

nhiễm trong (1)bệnh viện (khuẩn

gram dương, gram âm); (2)văn

phòng (nấm candida, mùi hôi,

aldehit); (3) giao thông (NO, CO,

benzen) tại trạm đăng kiểm

xe/gara sửa chữa ô tô xe máy để

nghiên cứu và áp dụng thử

nghiệm

1/09- 12/09

2009 Phùng Đắc Cam,

Hoàng Thị Thu Hà-Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương

Nguyễn Thị Huệ, Phạm Hải Long,

Vũ Văn Tú Viện Công nghệ môi trường

-và các cộng sự 2.1 Xác định khuẩn gam dương, gam

âm trong môi trường bệnh viện ở

diện tích 24m2

Khảo sát các thông số môi trường

nuôi cấy khuẩn

6/09

1/09-5/2009 Phùng Đắc Cam,

Hoàng Thị Thu Hà-Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương

2.2 Đánh giá các thông số kỹ thuật của

môi trường không khí ô nhiễm

trong văn phòng (nấm candida,

mùi, nồng độ aldehit sinh ra từ các

dụng cụ văn phòng)

6/09

1/09-5/2009 Phùng Đắc Cam,

Hoàng Thị Thu Hà-Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương

2.3 Đánh giá các thông số ô nhiễm

chính từ nguồn hoạt động giao

thông: NO, CO, benzen tại trạm

đăng kiểm xe/ gara sửa chữa ô tô

1-12/09 10/2009 Phạm Hải Long,

Vũ Văn Tú – Viện Công nghệ môi trường

tại vị trí đã khảo sát Phạm Hải Long

– Viện Công nghệ môi trường

3 ND3: Nghiên cứu thực nghiệm

xây dựng công nghệ chế tạo vật

liệuTiO 2 /Apatit dạng sơn

1/09- 6/10

Trần Thị Đức, Nguyễn Mai Hương-Viện Vật

lý ứng dụng và thiết bị khoa học 3.1 Nghiên cứu quy trình công nghệ

chế tạo dung dịch phức gốc Apatit

cấu trúc nano

01/09 06/-09

-5/2009 Nguyễn Thị Mai

Hương -Viện Vật lý ứng dụng và thiết bị khoa học

3.2 Nghiên cứu khảo sát tính chất của

dung dịch dạng phúc gốc Appatite

(Bao gồm các phép khảo sát: nồng

độ ion, độ pH, độ nhớt )

06/09

03/09-5/2009 Nguyễn Thị Mai

Hương -Viện Vật lý ứng dụng

và thiết bị khoa học

3.3 Nghiên cứu công nghệ tẩm phủ

dung dịch phức gốc Apatit lên hạt

nano TiO2 (Nội dung gồm nghiên

cứu thử nghiệm với số lượng nhỏ)

07/09 10/09

-8/2009 Nguyễn Thị Mai

Hương-Viện Vật

lý ứng dụng và thiết bị khoa học 3.4 Nghiên cứu phương án tối ưu, ổn

định cho quy trình công nghệ cấy

nano Appatite lên hạt nano TiO2

trên quy mô khối lượng lớn

10/09 12/09

-10/2009 Nguyễn Thị Mai

Hương-Viện Vật

lý ứng dụng và thiết bị khoa học

liệu Nanocomposite TiO2/Apatit -Viện Vật lý ứng

-10/2009 Trần Thị Đức,

Nguyễn Thị Mai Hương-Viện Vật

lý ứng dụng và

thiết bị khoa học

3.7 Nghiên cứu tính chất liên kết

composite giữa TiO2 và Apatit và

ảnh hưởng đến tính chất quang xúc

tác

10/09 12/09

-10/2009 Trần Thị Đức,

Nguyễn Thị Mai Hương, -Viện Vật lý ứng dụng

và thiết bị khoa học

3.8 Nghiên cứu tính chất quang xúc tác

của nanocomposite TiO2/Apatit

10/09 12/09

10/2009 Nguyễn Thị Mai

Hương-Viện Vật

lý ứng dụng và thiết bị khoa học 3.9 Nghiên cứu công nghệ chế tạo

dung dịch huyền phù (dung dịch

dạng sơn) từ bột nanocomposite

TiO2/ Apatit với dung môi thích

hợp

01/10 06/10

-5/2010 Trần Thị Đức

Nguyễn Thị Mai Hương-Viện Vật

lý ứng dụng và thiết bị khoa học 3.10 Khảo sát và nghiên cứu cơ lý và

tính chất quang xúc tác của sơn

nanocomposite TiO2/Apatit khi phủ

03/10 06/10

-5/2010 Trần Thị Đức,

Nguyễn Thị Mai Hương-Viện Vật

mẫu và triển khai thử nghiệm 06/10 Nguyễn Thị Mai

Hương-Viện Vật

lý ứng dụng và

thiết bị khoa học

4 ND4: Nghiên cứu thực nghiệm

xây dựng công nghệ chế tạo và

khảo sát đánh giá tính chất vật

liệu nano TiO 2 /bông thạch anh

01/09 06/10

Trần Thị Đức,

Âu Duy Tuấn Viện Vật lý ứng dụng và thiết bị khoa học

-4.1 Nghiên cứu chế tạo dung dịch sol

nano TiO2 phù hợp cho mục đích

tẩm phủ lên bông thạch anh

01/09 04/09

-4/2009 Trần Thị Đức,

Nguyễn Mai Hương-Viện Vật

lý ứng dụng và thiết bị khoa học 4.2 Nghiên cứu công nghệ tẩm phủ sol

nano TiO2 lên bông thạch anh

04/09 08/09

-7/2009 Trần Thị Đức,

Nguyễn Mai Hương-Viện Vật

lý ứng dụng và thiết bị khoa học 4.3 Khảo sát đánh giá tính chất cơ lý,

hóa của vật liệu nano TiO2/bông

thạch anh

08/09 01/10

-12/2009 Trần Thị Đức,

Ng Mai Hương, Nguyễn Trọng Tĩnh-Viện Vật

lý ứng dụng và thiết bị khoa học 4.4 Khảo sát đánh giá tính chất quang 01/10 2/2010 Trần Thị Đức

khoa học 4.5 Chế tạo Sol TiO2 và tẩm phủ lên

bông thạch anh với lượng lớn

04/10 06/10

5/2010 Trần Thị Đức,

Âu Duy Viện Vật lý ứng dụng và thiết bị khoa học

Tuấn-5 NDTuấn-5: Nghiên cứu thực nghiệm

xây dựng công nghệ chế tạo vật

liệu TiO 2 /oxit nhôm

3/10

Nguyễn Thị Huệ, Vũ văn Tú, Phạm Hải Long – Viện Công nghệ môi trường 5.1 Nghiên cứu chế tạo dung dịch sol-

gel: tỉ lệ pha trộn giữa isopropoxit

titan, ethanolamine, ethanol theo

thể tích

4/09

1/09-3/2009 Ng Thị Huệ, Vũ

Văn Tú– Viện Công nghệ môi trường

4/09-5/2009 Nguyễn Thị

Huệ, Vũ Văn Tú– Viện Công nghệ môi trường

5.3 Nghiên cứu kỹ thuật tẩm phủ TiO2

lên oxit nhôm: thời gian nhúng phủ,

ngâm ủ, làm khô

10/09

6/09-9/2009 Nguyễn Thị

Huệ, Vũ Văn Tú– Viện Công nghệ môi trường

5.4 Nghiên cứu các điều kiện tối ưu 6/09- 9/2009 Nguyễn Thị

10/09-12/2009 Nguyễn Thị Huệ ,

Vũ văn Tú– Viện Công nghệ môi trường

5.6 Đề xuất quy trình chế tạo dung dịch

sol-gel để tẩm phủ vật liệu

1/10 1/2010 Nguyễn Thị Huệ và

cộng sự 5.7 Hoàn thiện quy trình công nghệ chế

tạo vật liệu TiO2/oxit nhôm để chế

tạo được bộ filter chủ động quang

xúc tác

3/10

2/10-3/2010 Nguyễn Thị Huệ

và các cộng sự – Viện Công nghệ môi trường

5.8 Chế tạo vật liệu TiO2/Al2O3 để làm

tấm lọc cho thiết bị lọc khí và các

bộ lọc chủ động

3/10

2/10-3/2010 Nguyễn Thị Huệ

– Viện Công nghệ môi trường

Âu Duy Tuấn, Trần Thị Đức-Viện Vật lý ứng dụng và thiết bị khoa học

6.1 Khảo sát nghiên cứu, đánh giá ưu

nhược điểm của các bộ lọc chủ

động quang xúc tác và thiết bị lọc

khí, khử mùi hiện có trên thế giới

Lựa chọn và dự kiến phương án

01/09 06/09

-5/2009 Âu Duy

Tuấn-Viện Vật lý ứng dụng và thiết bị khoa học

động quang xúc tác 09/09 Viện Vật lý ứng

dụng và thiết bị khoa học

6.3 Chế tạo bộ phận giá đỡ để giữ vật

liệu bông thạch anh hoặc sợi oxide

nhôm có tẩm phủ nano TiO2

9/09 12/09

12/2009 Âu Duy

Tuấn-Viện Vật lý ứng dụng và thiết bị khoa học

6.4 Nghiờn cứu thực nghiệm chế tạo vỏ

và các bộ phận cơ khí cho 30-50

bộ lọc (filter)

9/09 - 12/09

12/2009 Nguyễn Trọng

Tĩnh , Âu Duy Tuấn-Viện Vật

lý ứng dụng và thiết bị khoa học 6.5 Thiết kế chế tạo 30-50 bộ mạch

điện tử điều khiển cho 30-50 bộ lọc

khí

09/09 12/09

12/2009 Nguyễn Trọng

Tĩnh , Âu Duy Tuấn-Viện Vật

lý ứng dụng và thiết bị khoa học 6.6 Lắp ráp, đo kiểm tra các thông số

kỹ thuật, viết tài liệu kỹ thuật

09/09 12/09

12/2009 Nguyễn Trọng

Tĩnh , Âu Duy Tuấn-Viện Vật

lý ứng dụng và thiết bị khoa học 6.7 -Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mẫu

thử thiết bị lọc không khí hoạt động

trên nguyên tắc quang xúc tác

(Bản thiết kế một số mẫu phù hợp

01/10 06/10

-5/2010 Nguyễn Trọng

Tĩnh , Âu Duy Tuấn-Viện Vật

lý ứng dụng và

điện tử thông minh

-Vận hành và thử nghiệm hiệu quả

trong điều kiện phòng thí nghiệm)

7 ND7: Nghiên cứu xây dựng

buồng thử nghiệm để khảo sát

các thông số ô nhiễm không khí

và đánh giá hiệu quả của vật liệu

quang xúc tác xử lý ô nhiễm của

không khí

5/10

Phạm Hải Viện Công nghệ môi trường

Long-7.1 Khảo sát khoảng nồng độ của NO,

CO, benzen, aldehit để thực hiện

các phép đo tương ứng với nồng độ

các khí trong thực tế ở quy mô

phòng thí nghiệm

1-2/10 2/2010 Phạm Hải Long,

Vũ Văn Tú-Viện Công nghệ môi trường Nguyễn Ngọc Châm - Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn

đo lường chất lượng 1

7.2 Tìm điều kiện tối ưu trong quá

trình thực hiện các phép xác định

NO, CO trên thiết bị đo UV-VIs và

aldehit, benzen trên sắc kí khí

2-3/10 3/2010 Phạm Hải Long,

Vũ Văn Tú-Viện Công nghệ môi trường Nguyễn Ngọc Châm - Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn

đo lường chất

thước 1mx1mx1m thử nghiệm cho

3 vật liệu TiO2/Apatit, TiO2/bông

thạch anh, TiO2/oxit nhôm theo các

thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn môi

trường Buồng thử nghiệm có hệ

thống van khí vào ra,hệ thống đèn

UV, môtơ hút gió, hệ thống điện,…

-Viện Công nghệ môi trường

7.4 Đánh giá khả năng phân hủy NO,

CO, benzen và aldehit theo nồng

độ, cường độ ánh sáng UV, thời

gian chiếu sáng và độ bền của vật

liệu TiO2/Apatit

5/10- 6/10

6/2010 Ng Thị Huệ, Vũ

Văn Tú, Phạm Hải Long -Viện Công nghệ môi trường

7.5 Đánh giá khả năng phân hủy

aldehit theo nồng độ, cường độ

ánh sáng, thời gian chiếu sáng của

vật liệu TiO2/bông thạch anh

7/10- 8/10

8/2010 Ng Thị Huệ, Vũ

Văn Tú, Phạm Hải Long và các cộng sự

7.6 Đánh giá khả năng phân hủy NO,

CO, benzen theo nồng độ, cường

độ ánh sáng UV, thời gian chiếu

sáng của vật liệu TiO2/oxit nhôm

10/10

9/10-10/2010 Ng Thị Huệ, Vũ

Văn Tú, Phạm Hải Long -Viện Công nghệ môi trường

8 ND8: Nghiên cứu triển khai thử

nghiệm sơn TiO 2 /Apatit trong xử

lý khí và diệt khuẩn ở quy mô

thực tế

6/10- 11/10

Phạm Hải Long, -Viện Công nghệ môi trường

8.1 Triển khai thử nghiệm sơn nano 6/10- 10/2010 Phùng Đắc Cam,

ương

8.2 Triển khai thử nghiệm sơn nano

TiO2/Apatit trong khử mùi hôi,

nấm (candida) trong phòng thử

nghiệm diện tích 24m2

6/10- 10/10

10/2010 Phùng Đắc Cam,

Hoàng Thị Thu Hà-Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương

8.3 Triển khai thử nghiệm sơn nano

TiO2/Apatit để xử lý NO, CO,

benzen tại trạm đăng kiểm xe/gara

sửa chữa ô tô, xe máy

7/10- 10/10

10/2010 Phạm Hải

Long,-Viện Công nghệ môi trường

9 ND9: Nghiên cứu triển khai thử

nghiệm các dạng thiết bị quang

xúc tác ở quy mô thực tế

7/10- 11/10

Nguyễn Thị Huệ, Vũ văn Tú -Viện Công nghệ môi trường 9.1 Triển khai thử nghiệm thiết bị có

phin lọc chế tạo bằng vật liệu

TiO2/bông thạch anh trong xử lý

mùi hôi, aldehit tại văn phòng ở

diện tích 24 m2

7/10- 9/10

9/2010 Nguyễn Thị

Huệ, Phạm Hải Long, Vũ văn

Tú -Viện Công nghệ môi trường 9.2 Triển khai thử nghiệm thiết bị có

phin lọc chủ động chế tạo bằng vật

liệu TiO2/oxit nhôm trong xử lý

NO, CO, benzen tại trạm đăng

kiểm xe/gara sửa chữa ô tô, xe máy

9/10- 11/10

11/2010 Nguyễn Thị

Huệ, Phạm Hải Long, Vũ Văn

Tú -Viện Công nghệ môi trường

- Lý do thay đổi (nếu có):

Thực tế đạt được

Yêu cầu khoa học cần đạt

Số

hoạch

Thực tế đạt được

Ghi chú

1.1 Quy trình công nghệ chế tạo bột

nanocomposite Apatit /TiO2

trong đó gồm:

- Công nghệ chế tạo dung dịch

phức gốc Apatit cấu trúc nano

- Công nghệ cấy nano Apatit lên

nano TiO2 để chế tạo bột

nano-composite Apatit/TiO2

1 Quy trình công nghệ

1 Quy trình công nghệ

1.2 Quy trình công nghệ chế tạo dung

dịch dạng sơn nano composite

Apatit/ TiO2

1 Quy trình công nghệ

1 Quy trình công nghệ 1.3 Quy trình công nghệ tẩm phủ nano

TiO2 lên bề mặt Al2O3 Bao gồm:

-Công nghệ chế tạo sol nano TiO2

để tẩm phủ Al2O3

-Công nghệ tẩm phủ nano TiO2 lên

Al2O3

1 Quy trình công nghệ

1 Quy trình công nghệ

1.4 Quy trình công nghệ tẩm phủ nano

TiO2 lên bề mặt bông thạch anh

Bao gồm :

- Công nghệ chế tạo sol nano TiO2

1 Quy trình công nghệ

1 Quy trình công nghệ

- Công nghệ phủ nano TiO2 lên bề

Số lượng, nơi công

Nam (1975 - 2010)

Study to fabricate nano

TiO2/Al2O3 to treat NO and

Study to fabricate nano

TiO2/Al2O3 to treat NO and

CO created by traffic

activities

Tạp chí Phân tích Hoá, Lý và Sinh học, T15, số 3 (2010), 310-314

trường

(2010), 239-243

2.3

Nghiên cứu chế tạo Nano

TiO2 trên bông thạch anh

cho phin lọc để phân huỷ

các chất độc hại trong môi

trường

Tạp chí Phân tích Hoá, Lý và Sinh học, T15, số 4 (2010), 46-50

2.4

Fabrication and application

of nano TiO2 to decompose

toxic compounds created by

traffic in Vietnam

Experimental Nanoscience Editorial Office

- Lý do thay đổi (nếu có):

d) Kết quả đào tạo:

Số lượng

Số

TT

Cấp đào tạo, Chuyên

hoạch

Thực tế đạt được

Ghi chú

(Thời gian kết thúc)

Chưa bảo vệ

- Lý do thay đổi (nếu có):

Ghi chú

(Thời gian kết thúc)

2011

- Lý do thay đổi (nếu có):

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế

Số

TT

Tên kết quả

đã được ứng dụng Thời gian

Địa điểm Kết quả

sơ bộ

1 Sơn Apatit/TiO2 2010 Viện vệ sinh dịch tễ

trung ương, Số 1 Yersin, Hà Nội

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

Đề tài đã tạo điều kiện để nâng cao năng lực nghiên cứu của tập thể khoa học nhất là các cán bộ trẻ trong lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng vật liệu mới vào vấn đề xử lý và bảo vệ môi trường Đề tài đã đưa ra một số qui trình công nghệ, các qui trình công nghệ hoàn toàn thích ứng với điều kiện hiện nay của

- Công nghệ chế tạo dung dịch phức gốc Apatit cấu trúc nano

- Công nghệ cấy nano Apatit lên nano TiO2 để chế tạo bột nano-composit Apatit/TiO2

Quy trình công nghệ chế tạo dung dịch dạng sơn nano composite Apatit/ TiO2

Quy trình công nghệ tẩm phủ nano TiO2 lên bề mặt Al2O3:

-Công nghệ chế tạo sol nano TiO2 để tẩm phủ Al2O3

-Công nghệ tẩm phủ nano TiO2 lên Al2O3

Quy trình công nghệ tẩm phủ nano TiO2 lên bề mặt bông thạch anh:

- Công nghệ chế tạo sol nano TiO2 phù hợp cho mục đích tẩm phủ lên bông thạch anh

- Công nghệ phủ nano TiO2 lên bề mặt bông thạch anh

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

Lần đầu tiên phương pháp quang xúc tác tiên tiến sử dụng vật liệu nanocomposite được nghiên cứu để ứng dụng vào giám sát và xử lý ô nhiễm không khí ở Việt Nam Sử dụng công nghệ này sẽ giảm thiểu tác hại của các khí độc hại có trong môi trường không khí mà không có hậu quả để lại Đây

là công nghệ mới rất phù hợp với Chiến lược Bảo vệ Môi trường Quốc gia đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020 và chương trình "Ứng dụng công nghệ xúc tác khí thải và lọc bụi khói giảm thiểu khí thải xe cơ giới nhằm cải thiện chất lượng môi trường không khí" của Cục Đăng kiểm Việt Nam

Công nghệ vật liệu mới nano dễ áp dụng, dễ phổ cập và có giá thành hạ so với các công nghệ hóa - lí khác mà một số nước tiên tiến đang áp dụng Phục hồi môi trường không khí bị ô nhiễm tại các thành phố lớn có mật độ dân cư cao

sẽ góp phần quan trọng vào việc phát triển Kinh tế - Xã hội và bảo vệ sức

xử lý ô nhiễm không khí bằng vật liệu quang xúc tác

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:

Số

TT Nội dung

Thời gian thực hiện

Ghi chú

I Báo cáo định kỳ

Lần 1 04/8/2009 Đề tài đã thực hiện tốt một số nội dung trong

6 tháng đầu năm 2009 Đoàn kiểm tra đề nghị đề tài cần nhanh chóng làm thủ tục mua vật tư, hoá chất Trưởng đoàn kiểm tra: GS.TS Trần Đình Hợi

II Kiểm tra định kỳ

các công việc còn lại để hoàn tất việc nghiệm thu Trưởng đoàn kiểm tra : GS.TS Trần Đình Hợi

Chủ nhiệm đề tài

TS Nguyễn Thị Huệ

Thủ trưởng tổ chức chủ trì

(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)

ACAC Acetylacetone

BA Môi trường thạch máu Blood agar

BET Phương pháp đo diện tích bề

mặt riêng BET

Brunauer - Emmett - Teller

BTA Bông thạch anh

ED-HRTEM Nhiễu xạ điện tử - hiển vi

điện tử truyền qua phân giải cao

Electron diffration - High resolution Transmission Electron Microscopy EDS Phổ tán sắc năng lượng tia X Energy - dispersive X - ray

GC-MS Sắc kí khí - khối phổ Gas chromatography - Mass

Spectrometry

HEPA Màng lọc khí hiệu năng cao High efficiency particulate

air HR-TEM Hiển vi điện tử truyền qua

phân giải cao

High - resolution Transmission Electron Microscopy

KCN Khu công nghiệp

PBS Giả dung dịch người Pseudo Body Solution

PCO Oxi hoá quang xúc tác Photo Catalytic Oxidation

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

SEM Kính hiển vi điện tử quét Scanning electron

microscope

TCCP Tiêu chuẩn cho phép

TEM Kính hiển vi điện tử truyền

qua

Transmision Electronic Microscopy

WHO Tổ chức Y tế Thế giới World Health Organization

XRD Phổ nhiễu xạ tia X X - ray diffraction

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH 8 1.1 Các loại hình ô nhiễm môi trường không khí 8

1.1.1 Ô nhiễm môi trường không khí do hoạt động sản xuất công nghiệp 8 1.1.2 Ô nhiễm môi trường không khí do hoạt động giao thông vận tải 11 1.1.3 Ô nhiễm môi trường không khí do vi khuẩn, nấm mốc 13 1.1.3.1 Ô nhiễm môi trường không khí trong nhà, văn phòng 13 1.1.3.2 Ô nhiễm môi trường không khí trong phòng thí nghiệm y sinh học, phòng mổ 15 1.1.4 Tác hại của ô nhiễm môi trường không khí 18

1.2 Tính chất hoá học và độc tính của một số tác nhân gây ô nhiễm môi

trường không khí 19 1.2.1 CO và độc tính của CO 19 1.2.2 NO và độc tính của NO 20 1.2.3 Benzen và một số tính chất của benzen 21 1.2.4 Aldehyt và độc tính của aldehit 22 1.2.5 Một số loại vi khuẩn, nấm và tác hại đến môi trường không khí 24 1.2.5.1 Một số loại vi khuẩn và tác hại đến môi trường không khí 24 1.2.5.2 Nấm mốc và tác hại đến môi trường không khí 26 1.2.5.3 Một số yếu tố môi trường liên quan đến vi khuẩn 27

1.3 Một số phương pháp xử lý ô nhiễm không khí 29

1.3.1 Phương pháp lọc khí bằng màng lọc 29 1.3.2 Phương pháp lọc khí sử dụng than hoạt tính 31

1.3.3 Phương pháp lọc khí sử dụng quá trình ion hóa 32 1.3.4 Phương pháp lọc khí bằng nguồn Ozone 33 1.3.5 Phương pháp khử trùng không khí bằng tia cực tím 34 1.3.6 Phương pháp xúc tác quang hoá 35 1.3.6.1 Khái quát về Oxy hóa quang xúc tác (PhotoCatalytic Oxidation - PCO) trong quá trình làm sạch không khí 35 1.3.6.2 Ứng dụng PCO trong mục đích xử lý ô nhiễm 36 1.3.6.3 Ưu nhược điểm của thiết bị quang xúc tác làm sạch không khí 38

1.4 Vật liệu TiO 2 và ứng dụng 40

1.4.1 Cấu trúc của vật liệu TiO2 40 1.4.2 Cơ chế xúc tác quang hóa của TiO2 44 1.4.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình quang xúc tác 47 1.4.2.2 Các tham số ảnh hưởng đến động học phản ứng quang hóa 48 1.4.3 Ứng dụng của TiO2 trong xử lí môi trường 49 1.4.3.1 Ứng dụng của TiO2 trong xử lí môi trường trên thế giới 49 1.4.3.2 Ứng dụng của TiO2 trong xử lí môi trường tại Việt Nam 55

1.5 Phương pháp chế tạo vật liệu quang xúc tác TiO 2 56

1.5.1 Phương pháp phun phủ Plasma 56 1.5.2 Phương pháp lắng đọng pha hơi 57 1.5.3 Phương pháp ướt (wet-process) sử dụng dung dịch PBS (Pseudo Body Solution) 58 1.5.4 Công nghệ sol – gel 60 1.5.4.1 Phân loại các quá trình sol-gel 60 1.5.4.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thuỷ phân và ngưng tụ 64

1.6 Công nghệ chế tạo vật liệu tổ hợp nanocomposite TiO 2 và Apatite 71

1.6.1 Apatite và ứng dụng 71 1.6.2 Vật liệu tổ hợp nanocomposite TiO2 và Apatite 73

1.6.2.2 Các tính chất của dung dịch phức gốc ảnh hưởng đến quá trình hình thành apatite trong phương pháp (PBS) 78

1.7 Một số phương pháp đánh giá vật liệu 79

1.7.1 Phương pháp quét hiển vi điện tử (SEM) 79 1.7.2 Phương pháp nhiễu xạ Rơn-ghen (XRD) 82 1.7.3 Phương pháp vi điện tử truyền qua (TEM) 83 1.7.4 Phương pháp phổ tán xạ Raman 84 1.7.5 Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng (BET) 85 1.7.6 Phương pháp phổ hồng ngoại (FT- IR) 87 1.7.7 Phương pháp trắc quang (UV-VIS) 87 1.7.8 Phương pháp cảm ứng cao tần ghép nối khối phổ (ICP-MS) 89

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 92 2.1 Đối tượng nghiên cứu 92 2.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị phục vụ chế tạo mẫu 92

2.2.1 Hóa chất 92 2.2.2 Dụng cụ thí nghiệm 93 2.2.3 Thiết bị phục vụ chế tạo mẫu 93

2.3 Thiết bị nghiên cứu cấu trúc, thành phần mẫu - Phương pháp chuẩn

bị mẫu 94

2.3.1 Thiết bị nghiên cứu cấu trúc, thành phần mẫu 94 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu chế tạo vật liệu 95 2.3.2.1 Nghiên cứu chế tạo lớp TiO2 phủ trên sợi oxit nhôm 95 2.3.2.2 Nghiên cứu chế tạo lớp phủ TiO2 trên bông thạch anh 100

2.4 Thiết kế, chế tạo buồng thử nghiệm (testbox) phục vụ nghiên cứu 102

2.4.1 Thiết kế hệ thống điện 103 2.4.2 Thiết kế hệ thống đèn, van điều chỉnh lưu lượng khí 104 2.4.3 Thiết kế hệ phản ứng 105

2.5 Phương pháp tạo khí chuẩn để đánh giá vật liệu 106

2.5.1 Phương pháp tạo khí CO 106 2.5.2 Phương pháp tạo khí NO 106 2.5.3 Phương pháp tạo khí benzen, aldehyde 107 2.5.3.1 Phương pháp tạo khí aldehyde 107 2.5.3.2 Phương pháp xác định nồng độ benzen 107

2.6 Phương pháp đánh giá hiệu quả khử khuẩn và nấm 109

2.6.1 Phương pháp đánh giá môi trường không khí tại văn phòng/phòng mổ

do khuẩn và nấm 109 2.6.2 Tiêu chuẩn đánh giá 113

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 113 3.1 Khảo sát điều kiện tối ưu tạo tinh thể titandioxit có hoạt tính xúc tác cao 113 3.2 Kết quả xác định cấu trúc lớp phủ 117

3.2.1 Khảo sát tính chất lớp phủ TiO2/Al2O3 đối với thành phần sol A 117 3.2.2 Khảo sát tính chất lớp phủ TiO2/Al2O3 đối với thành phần sol B 125 3.2.3 Khảo sát tính chất lớp phủ TiO2/SiO2 đối với thành phần sol C 132 3.2.4 Khảo sát chiều dày lớp phủ TiO2 trên các loại vật liệu 136 3.2.4.1 Xác định chiều dày lớp phủ TiO2 trên sợi oxit nhôm 136 3.2.4.2 Xác định chiều dày lớp phủ TiO2 trên sợi bông thạch anh 139

3.3 Nghiên cứu, đánh giá khả năng khử các chất độc hại trong môi trường không khí bằng vật liệu TiO 2 /Al 2 O 3 và TiO 2 /SiO 2 140

3.3.1 Đánh giá khả năng khử NO, CO của các vật liệu TiO2 phủ trên sợi oxit nhôm kim loại 140 3.3.1.1 Vật liệu TiO2/Al2O3 tẩm phủ bởi dung dịch sol A 140 3.3.1.2 Vật liệu TiO2/Al2O3 tẩm phủ bởi dung dịch sol B 143 3.3.1.3 Vật liệu bông thạch anh được tẩm phủ bởi TiO2 (TiO2/SiO2) 145

liệu đã chế tạo 146

CHƯƠNG 4: APATITE - CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO APATITE/TiO2 DẠNG SƠN VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG QUANG XÚC TÁC 149 4.1 Phương pháp chế tạo dung dịch phức gốc apatite 149 4.2 Nghiên cứu chế tạo apatite/TiO 2 dạng sơn 150

4.2.1 Nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo apatite/TiO2 150 4.2.1.1 Phương pháp chế tạo apatite/TiO2 dạng bột ở quy mô nhỏ 150 4.2.1.2 Khảo sát cấu trúc, tính hấp phụ và khả năng quang xúc tác của sản phẩm apatite/ TiO2 đã chế tạo được 152 4.2.2 Nghiên cứu công nghệ chế tạo apatite/TiO2 thử nghiệm ở quy mô lớn 157 4.2.2.1 Phương pháp chế tạo apatite/TiO2 dạng bột ở quy mô lớn 157 4.2.2.2 Khảo sát cấu trúc, tính hấp phụ và khả năng quang xúc tác của sản phẩm apatite/ TiO2 đã chế tạo được ở quy mô lớn 159 4.2.3 Công nghệ chế tạo dung dịch dạng huyền phù apatite/TiO2 (dung dịch dạng sơn) - Đánh giá công nghệ chế tạo 168 4.2.3.1 Công nghệ chế tạo dung dịch dạng huyền phù từ bột apatite /TiO2

trong dung môi chuyên dụng 168 4.2.3.2 Đánh giá tính chất quang xúc tác, tính cơ lý của dung dịch apatite /TiO2 dạng sơn 169

4.3 Nghiên cứu, đánh giá khả năng khử trùng, diệt vi khuẩn, nấm của vật liệu sơn apatite /TiO 2 173

4.3.1 Nghiên cứu khả năng khử trùng của apatite/TiO2 dạng sơn 173 4.3.1.1 Chuẩn bị mẫu gạch phủ apatite/TiO2 dạng sơn 173 4.3.1.2 Nghiên cứu, đánh giá khả năng khử trùng của sơn apatite/TiO2: 173 4.3.2 Đánh giá khả năng diệt khuẩn của vật liệu đã chế tạo 179 4.3.3 Đánh giá khả năng diệt nấm của vật liệu đã chế tạo 182

4.4 Nghiên cứu, đánh giá khả năng khử các chất độc hại trong môi trường không khí bằng apatite/TiO 2 dạng sơn (sơn nano TiO 2 ) 184 CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO BỘ LỌC KHÍ VÀ THIẾT BỊ LỌC KHÍ SỬ DỤNG MÀNG LỌC TiO 2 /Al 2 O 3 , TiO 2 /SiO 2 VÀ ỨNG DỤNG 187 5.1 Nguyên lý hoạt động của màng lọc quang xúc tác TiO 2 187 5.2.Thiết kế, chế tạo bộ lọc khí chủ động quang xúc tác 191 5.3 Thiết kế, chế tạo thiết bị lọc khí trên cơ sở màng lọc chủ động quang xúc tác 193

5.3.1 Thiết bị lọc không khí loại 1 196 5.3.2 Nghiên cứu, đánh giá thử nghiệm thiết bị lọc khí quang xúc tác 199 5.3.2.1 Nghiên cứu, đánh giả thử nghiệm thiết bị số 1 199 5.3.2.2.Nghiên cứu, đánh giả thử nghiệm thiết bị số 2 và số 3 201

CHƯƠNG 6: CÁC QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 204 6.1 Các quy trình công nghệ chế tạo vật liệu apatite/TiO 2 dạng sơn nano 204

6.1.1 Quy trình công nghệ chế tạo bột nanocomposite apatite/TiO2 204 6.1.1.1 Công nghệ chế tạo dung dịch phức gốc apatite cấu trúc nano 204 6.1.1.2 Công nghệ cấy nano apatite lên nano TiO2 để chế tạo bột nano-composite apatite/TiO2 206 6.1.2 Quy trình công nghệ chế tạo dung dịch dạng sơn nano composite apatite/TiO2 208

6.2 Quy trình công nghệ tẩm phủ nano TiO 2 lên bề mặt Al 2 O 3 208

6.2.1 Công nghệ chế tạo sol nano TiO2 để tẩm phủ lên Al2O3 bằng phương pháp sol-gel 209 6.2.1.1 Pha dung dịch sol A1 và dung dịch sol A2 209 6.2.1.2.Pha dung dịch sol B1 và dung dịch sol B2 209