Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 344 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
344
Dung lượng
11,27 MB
Nội dung
BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC02/06-10 NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VẬTLIỆU BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI NGHIÊNCỨUCHẾTẠOCẢMBIẾNTRÊNCƠSỞVẬTLIỆU MICRO- NANOVÀTHIẾTBỊKÈMTHEOĐỂKIỂMTRAMỘTSỐTHÔNGSỐQUANTRỌNGCỦAMÔITRƯỜNGKHÍVÀNƯỚC KC02.05/06-10 Cơquan chủ trì đề tài : Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Chủ nhiệm đề tài/dự án: GS.TS. Nguyễn Đức Chiến Hà Nội – 2009 BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRƯỞNG ĐẠI HỌC BACH KHOA HÀ NỘI CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC02/06-10 BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI NGHIÊNCỨUCHẾTẠOCẢMBIẾNTRÊNCƠSỞVẬTLIỆU MICRO-NANO VÀTHIẾTBỊKÈMTHEOĐỂKIỂMTRAMỘTSỐTHÔNGSỐQUANTRỌNGCỦAMÔITRƯỜNGKHÍVÀNƯỚC KC 02.05/06-10 Chủ nhiệm đề tài/dự án: Cơquan chủ trì đề tài/dự án: (ký tên) (ký tên và đóng dấu) GS. TS. Nguyễn Đức Chiến Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ (ký tên) (ký tên và đóng dấu khi gửi lưu trữ) GS.TSKH. Thân Đức Hiền Hà Nội - 2009 PHẦN I: BÁO CÁO THỐNG KÊ 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN __________________ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2009 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI/DỰ ÁN SXTN I. THÔNG TIN CHUNG 1. Tên đề tài: Nghiêncứuchếtạocảmbiếntrêncơsởvậtliệu micro-nano vàthiếtbịkèmtheođểkiểmtramộtsốthôngsốquantrọngcủamôitrườngkhívànước Mã sốđề tài: KC02.05/06-10 Thuộc: Chương trình: KC02.05/06-10 2. Chủ nhiệm đề tài/dự án: Họ và tên: Nguyễn Đức Chiến Ngày, tháng, năm sinh: 25- 05 – 1951 Nam/ Nữ: Nam Học hàm, học vị: Giáo sư, Tiến sỹ Chức danh khoa học: Giảng viên cao cấp; chức vụ: Viện trưởng Điện thoại: CQ: 04 8680787; NR: 04 369 22 24; DĐ: 0913 393 960 Fax: 04 38692963; E-mail: ndchien-iep@mail.hut.edu.vn Tên tổ chức đang công tác: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Địa chỉ tổ chức: Số 1 Đại Cồ Việt, Hai Ba Trưng, Hà Nội Địa chỉ nhà riêng: Số 68, Ngõ 39, Tạ Quang Bửu 3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án: Tên tổ chức chủ trì đề tài: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Điện thoại: 04 38684878 ; Fax: 04 3 8692033 E-mail: qlkh@mail.hut.edu.vn Website: www.hut.edu.vn Địa chỉ: Số 1 Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội 2 Họ và tên thủ trưởng tổ chức: GS.TS. Nguyễn Trọng Giảng Số tài khoản: 931.01.062, Kho Bạc Nhà Nước Chi nhánh Quận Hai Bà Trưng Ngân hàng: Tên cơquan chủ quảnđề tài: Bộ Giáo dục và Đào tạo II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN 1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án: - Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 04 năm 2007 đến tháng 04 năm 2009 - Thực tế thực hiện: từ tháng 04 năm 2007 đến tháng 04 năm 2009 - Được gia hạn (nếu có): 06 tháng - Lần 1: từ tháng 04 năm 2009 đến tháng 10 năm 2009 2. Kinh phí và sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 2000 000 000 tr.đ, trong đó: + Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 2000 0000 000 tr.đ. + Kinh phí từ các nguồn khác: tr.đ. + Tỷ l ệ và kinh phí thu hồi đối với dự án (nếu có): 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 22/09/2007 910 000 000 22/09/2007 910 000 000 574 098 000 2 23/09/2008 763 000 000 23/09/2008 763 000 000 957 661 825 3 03/11/2009 327 000 000 03/11/2009 327 000 000 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) 703 703 731 731 3 2 Nguyên, vật liệu, năng lượng 745 745 775 775 3 Thiết bị, máy móc 388 388 347 347 4 Xây dựng, sửa chữa nhỏ 5 Chi khác 164 164 102 102 6 Kinh phí trả lại Nhà nước 0 18 7 Kinh phí trích quỹ theo báo cáo chênh lệch thu chi 0 37 Tổng cộng 2000 2000 1955 2000 Lý do thay đổi (nếu có): • Trả công lao động: chuyển 10 triệu từ công tác trongnướcvà 18 triệu từ tiền mua thiết bị. • Nguyên vật liệu: chuyển 23 triệu từ tiền mua thiết bị. 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 1163/QĐ-BKCN, 19/05/2006 Phê duyệt các tổ chức cá nhân trúng tuyển chủ trì thực hiện đề tài thuộc Chương trình khoa học công nghệ trọng điểm cấp nhà nước giai đoạn 2006-2010, “Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng Công nghệ Vật liệu, KC02.05 2 2090/QĐ-BKCN, 22/09/2006 Phê duyệt nội dung và kinh phí các đề tài đã trúng tuyển thuộc Chương trình trình khoa học công nghệ trọng điểm cấp nhà nước giai đoạn 2006-2010, “Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng Công nghệ Vật liệu, KC02.05 3 2833/QĐ-BKCN, 22/09/2006 Quyết định phê duyệt kế hoạch đấu thầu mua sắm tài sản của các đề tài thuộc Chương trình trình khoa học công nghệ trọng điểm cấp nhà nước giai đoạn 2006-2010, “Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng Công nghệ Vật liệu, KC02.05 4 HĐ số 05/2006/HĐ- ĐTCT-KC 02/06- 10, 24/04/2007 Hợp đồng Nghiêncứu Khoa học và Phát triển Công nghệ 5 383/QĐ-BKCN, 20/03/2009 Quyết định về việc điều chỉnh thời gian thực hiện đề tài trọng điểm cấp Nhà nước giai đoạn 2006-2010, “Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng 4 Công nghệ Vật liệu, KC02.05 6 158/VPCT-HCTH, 06/05/2009 Công văn cho phép điểu chỉnh kinh phí củađề tài KC.02.05/06-10. 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 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Linh kiện cảmbiến màng mỏng, cảmbiến sinh học, thiếtbị đo cảmkhíbiến màng mỏng, thiếtbị đo cảmbiến sinh học - Cảmbiến đo khí ethanol và LPG dạng màng mỏng. - Thiếtbị cảnh báo cháy nổ và đo khí LPG và hơi cồn. - Cảm biế n sinh học vàthiếtbị đo cảmbiến sinh học. 2 Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Cảmbiến màng dầy ABO 3 vàthiếtbị đo cảmbiếnkhí màng dày - Cảmbiến đo khí ethanol và LPG dạng màng dầy. - Thiếtbị cảnh báo cháy nổ và đo khí LPG và hơi cồn 3 Viện Hóa học, Viên Khoa học và Công nghệ Việt Nam Viện Hóa học, Viên Khoa học và Công nghệ Việt Nam Cảmbiến điện hóa vàthiếtbị đo cảmbiến điện hóa - Cảmbiến điện hóa. - Các thiếtbị đo điện hóa. 5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án: Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Tên cá nhân đã tham gia Nội dung tham gia chính Sản phẩm chủ yếu đạt được Ghi chú 5 Thuyết minh thực hiện 1 GS.TS. Nguyễn Đức Chiến GS.TS. Nguyễn Đức Chiến Quản lý chung, định hướng nghiêncứu 2 PGS.TS. Nguyễn Văn Hiếu PGS.TS. Nguyễn Văn Hiếu - Thư ký, - Ổn đình quy trình công nghệ chếtạovậtliệu nano. - Nghiêncứuchếtạocảmbiến màng mỏng - Quy trình cho phép chếtạovậtliệunano SnO 2 và TiO 2 pha tạp và không pha tạp. - Cảmbiếnkhí màng mỏng đo được khí LPG và hơi cồn. 3 TS. Đặng Đức Vượng TS. Đăng Đức Vượng - Nghiêncứuchếtạo các loại thiếtbị đo cảmbiến màng mỏng - Các thiếtbị cho phép báo ngưỡng và hiển thị nồng độ khí LPG và hơi cồn. 4 TS. Mai Anh Tuấn TS. Mai Anh Tuấn - Nghiêncứucảmbiến sinh học vàthiếtbị đo cảmbiến sinh học. - Các cảmbiến sinh học cho phép xác định được dư lượng thuốc trừ sâu và kim loại nặng trong nước. 5 Dương Ngọc Huyền TS. Phương Đình Tâm Khảo sát tinh chất cảmbiến sinh học Các tính chất cơ bản củacảmbiến sinh học. 6 PGS. TS. Nguyễn Ngọc Toàn PGS. TS. Nguyễn Ngọc Toàn Nghiêncứucảmbiến màng dầy vàthiếtbị đo cảmbiến màng dầy. Cảmbiến màng dầy các loại, đo khí LPG và hơi cồn. 8 TS. Hoàng Cao Dũng TS. Hoàng Cao Dũng Thiết kế mạch điện tử, viết phần mềm giao diện cho thiết bị. Phân mềm, và giao diện kết nối máy tính. 6 9 GS.TS. Lê Quốc Hùng GS.TS. Lê Quốc Hùng Nghiêncứuchếtạo các loại thiếtbị đo điện hóa Thiếtbị đo tính năng các sensor điều chế được và sử dụng cho phân tích các kim loại nặng trongmôitrườngnước sử dụng các cảmbiến điện hóa. TS. Vũ Thị Thu Hà TS. Vũ Thị Thu Hà Nghiêncứuchếtạo các loại sensor điện hóa trêncơsởvậtliệu kích thước micromet. Khảo sát tính chất và khả năng sử dụng trong phân tích của các sensor chếtạo được. Chuẩn bị báo cáo đề tài nhánh Các sensor điện hóa và ứng dụng chúng cho phân tích các kim loại nặng trongmôitrường nước. Bản báo cáo đề tài nhánh 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 02 Đoàn ra (đi Trung Quốc) 02 Đoàn ra (đi Trung Quốc) 2 01 Đoàn vào 01 Đoàn vào 7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) Thực tế đạt được (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) Ghi chú* 1 Tổ chức 01 hội nghị Tổ chức 01 hội nghị, kinh phí 17.000.000 (mười bảy triệu đồng) Viện ITIMS, ĐHBKHN 7 8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu: Thời gian (Bắt đầu, kết thúc - tháng … năm) Số TT Các nội dung, công việc chủ yếu (Các mốc đánh giá chủ yếu) Theo kế hoạch Thực tế đạt được Người, cơquan thực hiện 1 Hoàn thiện và ổn định quy trình chếtạovật liệu: 5/07-4/08 5/07-4/08 - Vậtnano cho cảmbiến màng mỏng N.V. Hiếu - Vậtliệunano perovskite 5/07-10/07 5/07-10/07 N.N. Toàn - Vậtliệucảmbiến sinh học sử dụng Ezym họ cholinesterase M.A. Tuấn - Vậtliệucảmbiến điện hóa L.Q. Hùng 2 Đặt mua thiếtbịvà xây dựng hệ đo các đặc trưng củacảmbiến 04/07-12/08 04/07-11/08 - 01 hệ ở ĐHBKHN N.V. Hiếu - 01 hệ ở VKHVL N.N. Toàn 3 Hoàn thiện và ổn định quy trình chếtạo các loại cảm biến. 12/07-12/08 - Cảmbiếnkhí dạng màng mỏng đo hơi cồn vàkhí ga 12/07-03/09 N.V. Hiếu - Cảmbiếnkhí dạng màng dầy và khối đo hơi cồn vàkhí ga 5/07-10/08 5/07-10/08 N.N. Toàn - Cảmbiến sinh học xác định dư lượng thuốc trừ sâu 9/07-12/08 9/07-1/2010 M.A. Tuấn - Cảmbiến điện hoá xác định hàm lượng ion nặng 6/07-12/08 7/07-12/08 L.Q. Hùng 4 Nghiêncứuthiết kế vàchếtạo các loại thiếtbịcảm biến. - Thiếtbị đo khí ga và hơi cồn sử dụng cảmbiến dạng màng mỏng. 5/07-10/08 9/07-7/09 Đ.Đ Vượng - Thiếtbị đo khí ga và hơi cồn sử dụng cảmbiến dạng màng dầy và khối . 5/07-10/08 5/07-10/08 N.N Toàn - Thiếtbị xác định dư lượng thuốc trừ sâu sử dụng cảmbiến sinh học 7/07-11/08 8/08-12/08 M.A. Tuấn - Thiếtbị xác định hàm lượng ion nặng sử dụng cảmbiến điện hoá 8/07-12/08 8/07-12/08 L.Q. Hùng [...]... học và công nghệ: - Góp phần vào việc tạo ra công nghệ chếtạovậtliệu nhạy khícó cấu trúc nano, vậtliệu micro- nano cho cảmbiến sinh học vàcảmbiến điện hóa - Góp phần vào việc phát triển các công nghệ chếtạocảmbiến hiệu quả phục vụ quan trắc môi trường, đây là một linh vực còn yếu ở Việt Nam - Góp phấn vào việc phát triển các thiếtbịquan trắc môitrường sử dụng các cảmbiếnchếtạotrong nước, ... Tổng hợp vậtliệuvà tính chất nhạy khícủavậtliệu TiO2 195 3.1.2 Kết quả nghiênchếtạovậtliệucảmbiếnkhí họ ABO3 202 3.1.2.1 1 Quy trình chếtạovậtliệu nhạy khí kích thước nano mét .202 3.1.2.2 Nghiên cứu cấu trúc củavậtliệu .206 3.2 KẾT QUẢ CHẾTẠO CÁC LOẠI CẢMBIẾN 213 3.2.1 Kết Quả ChếTạoCảmBiếnKhí Dạng Màng Mỏng .213 3.2.1.1 Kết quả chếtạocảmbiến ... cực chếtạo hoàn chỉnh: 239 3.2.4 Kết Quả ChếTạoCảmBiến Sinh Học 241 3.2.4.1 Kết quả thiết kế, chếtạovà khảo sát cảmbiến sinh học 241 3.2.4.2 Hàn và đóng gói cảmbiến 249 3.3 KẾT QUẢ CHẾTẠOTHIẾTBỊ ĐO CẢMBIẾN 252 3.3.1 Các loại thiếtbị đo khí sử dụng cảmbiếnkhí màng mỏng 252 3.3.1.1 Thiếtbị cảnh báo .252 3.3.2 ChếTạoThiếtbị Sử Dụng Cảm Biến. .. bị được chếtạotrongnước còn được điều chỉnh để phù hợp hơn với những điều kiện của Việt nam 1.1.1.2 Cơsở khoa học 1.1.1.2.1 Nguyên lý hoạt động cảmbiến bán dẫn Hình 1.1 Cơchế nhạy khí: (a) mô hình cơchế nhạy khícủavậtliệu SnO2; (b) mô hình nhạy khícủavậtliệu SnO2 khi đặt trongmôitrườngkhí khử Các loại cảmbiếnkhí bán dẫn thường được chếtạo bằng các loại vậtliệu oxít bán dẫn, thông. .. đo 164 2.3.4 ChếTạoThiếtBị Đo CảmBiến Sinh Học .168 2.4 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………… 180 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .182 3.1 QUY TRÌNH CHẾTẠOVẬTLIỆU .182 3.1.1 Kết quả nghiêncứuchếtạovậtliệucảmbiếnkhínano SnO2 và TiO2 182 3.1.1.1 Tổng hợp vậtliệuvà tính chất nhạy khícủavậtliệu SnO2 .182 3.1.1.2 Kết quả chếtạo màng SnO2 pha tạp... VLKT2006-2008, Nghiêncứuchếtạovậtliệu thanh nano SnO2 bằng phương pháp thủy nhiệt ứng dụng trongcảmbiến khí; Người hướng dẫn KH: GS.TS Nguyễn Đức Chiến Trần Quang Đạt, Lớp ITIMS2007-ĐHBKHN, Chếtạocảmbiếnkhí loại một mặt bằng công nghệ vi điện tử trêncơsởvậtliệunano SnO2, Người HDKH: GS.TS Nguyễn Đức Chiến Nguyễn Thị Anh Minh, Lớp CH Viện Vật lý 2005-2007, ChếtạovàNghiêncứumộtsố tính chất của. .. này trên quy mô toàn quốc Hiện nay trongnướccó rất ít cơsở sản xuất có khả năng cung cấp các thiếtbị thí nghiệm và quang trắc môitrường phục vụ nhu cầu giáo dục bảo vệ môitrườngTrongkhi nhu cầu về những thiếtbị thí nghiệm này trong các trường học trên toàn quốc của chúng ta là rất lớn Mặc dù, đã cómộtsố nghiên cứuchếtạo 2 và triển khai quy mô nhỏ các thiếtbịcảmbiến tại các cơsở nghiên. .. Thiếtbị báo ngưỡng hơi cồn vàkhí LPG 70 1.3.1.2 Thiếtbị đo hơi cồn vàkhí LPG 72 1.4 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 82 2.1 CHẾTẠOVẬTLIỆU 82 2.1.1 ChếTạoVậtLiệu Nhạy KhíNano SnO2 và TiO2 .82 2.1.1.1 Chếtạovậtliệunano SnO2 82 2.1.1.2 Chếtạovậtliệunano TiO2 87 2.1.1.3 Chếtạo màng SnO2 pha tạp Pt bằng... các vậtliệu TiO2 và SnO2 ứng dụng cho cảmbiếnkhí từ lâu đã và đang được nghiêncứu rộng rãi Những nghiên cứuchếtạo các cấu trúc nanocó hình dạng và kích thước khác nhau của TiO2 và SnO2 đã được tiến hành và thu được những thành công đáng kể trong việc tạo ra các hạt, sợi, ống, thanh… có kích thước từ vài đến vài chục nanomet Đây cũng là những ấn đề mà nhóm nghiêncứuvà chế tạocảmbiến khí thuộc... cực sợi vàng 127 2.2.4 Chế TạoCảmBiến Sinh Học 128 2.2.4.1 Thiết kế mặt nạ (MASK) cho vi cảmbiến 128 2.2.4.2 Thiết kế bản mạch cho vi cảmbiến 133 2.2.4.3 Chế tạocảmbiến sinh học 133 2.2.4.4 Hàn dây và đóng gói cảmbiến 142 2.2.4.5 Đóng gói và chức năng hóa cảmbiến miễn dịch 145 2.3 CHẾTẠOTHIẾTBỊ SỬ DỤNG CẢMBIẾN .148 2.3.1 Chếtạo các . I. THÔNG TIN CHUNG 1. Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo cảm biến trên cơ sở vật liệu micro-nano và thiết bị kèm theo để kiểm tra một số thông số quan trọng của môi trường khí và nước Mã số. TÀI NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CẢM BIẾN TRÊN CƠ SỞ VẬT LIỆU MICRO- NANO VÀ THIẾT BỊ KÈM THEO ĐỂ KIỂM TRA MỘT SỐ THÔNG SỐ QUAN TRỌNG CỦA MÔI TRƯỜNG KHÍ VÀ NƯỚC KC02.05/06-10 Cơ quan. NHÀ NƯỚC KC02/06-10 BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CẢM BIẾN TRÊN CƠ SỞ VẬT LIỆU MICRO-NANO VÀ THIẾT BỊ KÈM THEO ĐỂ KIỂM TRA MỘT SỐ THÔNG SỐ QUAN