phát triển sensor và bộ lọc khí trên cơ sở vật liệu gốm điện giữa amrec, sirim bhd malaysia và viện khoa học vật liệu, viện khcn vn

Viện khoa học công nghệ việt nam Viện khoa học vật liệu Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ đề tài Phát triển sensor lọc khí sở vật liệu gốm điện amrec, sirim bhd malaysia vµ viƯn khoa häc vËt liƯu (viƯn kh&cn việt nam) Chủ nhiệm đề tài: gs.tskh đào khắc an 6431 27/7/2007 Hà Nội- 2006 VKHVL BKH&CN BKH&CN VKHVL BKH&CN VKHVL Bộ khoa học công nghệ Viện khoa häc vμ c«ng nghƯ viƯt nam ViƯn khoa häc vËt liƯu 18 Hoμng Qc ViƯt, CÇu GiÊy, Hμ Néi Báo cáo tổng kết khoa học v kỹ thuật đề ti: Tên đề ti : Phát triển sensor v lọc khí sở vật liệu gốm đIện AMREC, SIRIM Bhd Malaysia vμ ViÖn Khoa häc vËt liÖu, ViÖn KH&CNVN (Development of gas Sensor and gas filter based on Electro-ceramic Materials between AMREC, SIRIM Bhd Malaysia and IMS, VAST Vietnam) GS.TSKH Đo Khắc An H Nội 2006 Bộ khoa häc vμ c«ng nghƯ ViƯn khoa häc vμ c«ng nghÖ viÖt nam ViÖn khoa häc vËt liÖu 18 Hoμng Quốc Việt, Cầu Giấy, H Nội Báo cáo tóm tắt tổng kết khoa học v kỹ thuật đề ti: Tên đề ti : Phát triển sensor lọc khí sở vật liệu gốm đIện AMREC, SIRIM Bhd Malaysia vµ ViƯn Khoa häc vËt liƯu, ViƯn KH&CNVN (Development of gas Sensor and gas filter based on Electro-ceramic Materials between AMREC, SIRIM Bhd Malaysia and IMS, VAST Vietnam) GS.TSKH Đào Khắc An Phòng NC&PT Sensor, Viện KHVN, Viện KH&CN VN H Nội, 2006 Tài liệu đợc viết xong Viện KHVL ngày 26 tháng 12 năm 2006 Tài liệu đợc viết sở kết thực đề tài Khoa học công nghệ Hợp tác theo nghị định th Việt Nam Malaysia giai đoạn 2004 2006 GS TSKH Đào Khắc An chủ nhiệm Tài liệu đợc sử dụng để bảo vệ hội đồng nghiệm thu cấp sở cấp nhà nớc Các số liệu v kết có tính quyền thuộc nhóm tác giả v quan chủ trì l Viện KHVL Không đợc phép chép tμi liƯu ë bÊt cø d¹ng nμo 1 Danh sách ngời thực phối hợp thực đề tài TT Họ tên A Chủ nhiệm đề tài GS.TSKH Đào Khắc An Cơ quan công tác Phòng NC&PT Sensor VKHVL Phần công việc đ tham gia Toàn đề tài (từ phần 1-9) B Cán tham gia đề tài TS Phan Việt Phong Phòng NC&PT Sensor Viện KHVL Các phần 4.2.3.2.1 a); 4.2.3.2.2 a) 4.2.3.2 6) 5% 20% 5% TS Lê Hoàng Mai Chủ trì nhánh 4.2.3.2.1 a) 10% KSC Nguyễn Thị Thu Hà Phòng NC&PT Sensor Viện KHVL Phòng NC&PT Sensor ViƯn KHVL PhÇn 4.2.3.2.1 a) ∼ 10% KS Lê Hồng Hoa Phần 4.2.3.2.1 a) 15 % CN NguyÕn NghÜa Tµi KS Phan Anh TuÊn Phßng NC&PT Sensor ViƯn KHVL Phßng NC&PT Sensor ViƯn KHVL Phòng NC&PT SensorViện KHVL TS Trần Thị Đức Viện Vật lý ứng dụng thiết bị khoa học Chủ trì nhánh 4.2.3.2.1 c); 4.2.3.2.2.b) 4.2.3.2.4 b) 4.2.3.2 6) 40 % ∼ 40 % ∼ 40 % ∼5% 10 TS Lê Trọng Tĩnh Viện Vật lý ứng dụng thiÕt bÞ khoa häc 4.2.3.2.1 c); 4.2.3.2.2.b) ∼ 5% 11 Vũ Thị Mỹ Hạnh Viện Vật lý ứng dụng thiết bị khoa học 10% 12 Nguyễn Đình Dũng Viện Vật lý ứng dụng thiết bị khoa học 4.2.3.2.1 c); 4.2.3.2.2.b) 4.2.3.2.4 b) 4.2.3.2.1 c); 4.2.3.2.2.b) Chđ tr× nhánh Một phần 4.2.3.2.3.) 50% 13 TS Lê Văn Vũ & cộng (Nguyễn Xuân Chung) Địa Số thời gian cho phần công việc / đề tài 70% số thời gian cho toàn đề tài Thêi gian tham gia Khoa VËt lý, §H Khoa häc tù nhiªn 4.2.3.2.5.) 4.2.3.2 6) 4.2.3.2.3.) 4.2.3.2.5) 4.2.3.2 6) (5.1; 5.2) ∼ 60 % ∼5 ∼20% ∼ 60% 5% 30% (đo) Tóm tắt Sau Việt Nam đổi hội nhập vào khối ASEAN nhiều hoạt động hợp tác với nớc ASEAN có hoạt động hợp tác Khoa học công nghệ đà đợc hình thành phát triển Vì trình độ phát triển KHCN nớc khối ASEAN không đồng nên việc hợp tác KHCN Việt Nam nớc ASEAN không giống Từ trớc năm 2000, nhiều hoạt động đàm phán trao đổi hợp tác KHCN đà đợc tiến hành mạnh mẽ rộng rÃi Các Tiểu ban hợp tác KHCN hai nớc thông qua Bộ KHCN nớc đà đợc thành lập, nhiều đoàn cán KHCN mối bên đà có trao đổi hợp tác lĩnh vực khác ViƯn Khoa häc VËt liƯu (VKHVL), ViƯn Khoa häc C«ng nghệ Việt Nam (VKHCN VN) đà có nhiều đoàn tham quan mét sè n−íc ASEAN ®ã cã Malaysia Các hoạt động hợp tác Viện Khoa học Vật liệu, Viện KHCN VN Trung Tâm vật liệu tiên tiến thuộc Viện nghiên cứu tiêu chuẩn công nghiệp Malaysia (AMREC-SIRIM Bhd) đà đợc phát triển mạnh từ năm 2001 trở lại Từ năm 2004 số đề tài KHCN hợp tác theo đờng nghị định th đà đợc triển khai Việt Nam Malaysia có đề tài Phát triển sensor lọc khí sở vật liệu gốm điện AMREC, SIRIM Bhd Malaysia vµ ViƯn Khoa häc vËt liƯu, ViÖn KH&CNVN” (Development of gas Sensor and gas filter based on Electro-ceramic Materials between AMREC, SIRIM Bhd Malaysia and IMS, VAST Vietnam) Bản báo cáo trình bày nét kết hợp tác Khoa học công nghệ theo nghị định th AMREC, SIRIM Bhd Malaysia ViƯn Khoa häc VËt liƯu, ViƯn KH&CNVN B¶ng chó giải chữ viết tắt giải thích khái niệm • KHCN: Khoa häc c«ng nghƯ • ViƯn KHVL: ViƯn Khoa häc VËt liƯu • ViƯn KH&CN VN: ViƯn Khoa học Và Công nghệ Việt Nam ã Bộ KH&CN: Bộ Khoa học công nghệ ã Phòng NC&PT Sensor: Phòng Nghiên cứu Phát triển linh kiện cảm biến ã MXLKK: máy xử lí không khí ã AMREC-SIRIM: Advanced Material Research Center, Standard Industry Research Institute of Malaysia • B.1 B.n : kí hiệu bớc công nghệ thứ 1, bớc công nghệ thứ n quy trình công nghệ Mục lục Danh sách ngời thực v phối hợp thực Tóm tắt Bảng giải chữ viết tắt giải thích khái niệm Mục lục Phần báo cáo 4.1 Lời nói đầu 4.2 Nội dung báo cáo 4.2.1 Tình hình nghiên cứu nớc 4.2.2 Lựa chọn đối tợng nghiên cứu 4.2.3 Những nội dung đà thực 4.2.3.1 Các sản phẩm đề tài cần thực Sản phẩm dạng quy trình công nghệ: 02 quy trình công nghệ Sản phẩm dạng vật liệu màng mỏng Mẫu Sensor nhạy khí ôzôn (dạng mẫu - th prototype) Máy đo nồng độ khí «zon Bé läc (filter unit) xö lÝ kh«ng khÝ « nhiƠm ThiÕt bÞ thư nghiƯm xư lÝ kh«ng khí ô nhiễm Các sản phẩm khác ( tài liệu KHCN đào tạo ) 4.2.3.2 Báo cáo kết sản phẩm đề tài đ đạt đợc A) Các sản phẩm KHCN theo Hợp đồng số 27/2004/HĐ-NĐT 4.2.3.2.1) Sản phẩm Quy trình công nghệ chế tạo vật liệu màng mỏng In2O xốp có cấu trúc nanomét a) Quy trình công nghệ chế tạo màng In2O3 cha pha tạp chất b) Quy trình công nghệ chế tạo màng In2O3 pha tạp chất Ni phơng pháp phun tĩnh điện c) Công nghệ chế tạo màng TiO2 quang xúc tác phơng pháp sol-gel 4.2.3.2 2) Một số sản phẩm màng vật liệu In2O3, TiO2 a) Vật liệu màng In2O3 cha pha tạp pha t¹p Ni b) VËt liƯu TiO2 ë d¹ng Sol màng số vật liệu 4.2.3.2.3) Sản phẩm chế tạo Sensor nhạy khí (1 th prototype) a) Nghiên cứu chế tạo mask có điện cực lợc mặt trớc vi bếp đốt mặt sau b) Chế tạo sensor khảo sát số đặc tính c) Chế tạo thử nghiệm máy đo ôzon (không có nhiệm vụ đề tài ) 4.2.3.2.4) Sản phẩm chế tạo lọc TiO2 cho máy xử lí kh«ng khÝ « nhiƠm a) ThiÕt kÕ kÝch th−íc bé lọc b) Sản phẩm lọc 4.2.3.2.5) Nghiên cứu chế tạo máy xử lí không khí ô nhiễm loại công suất nhỏ (máy khử mùi, model: Sensor 14/VKHVL-2006) a) Cấu tạo máy xử lý không khí loại nhỏ khảo sát số tính chất b) Kết đo diƯt vi khn cđa m¸y khư mïi model : Sensor 14/VKHVL-2006 c) Đo khả KHCNVN diệt khuẩn máy Viện Công nghệ sinh học, Viện d) Đo khả xử lý vài loại khí độc Viện Khoa học Vật liệu, Viện KHCNVN e) Khả ứng dụng máy xử lý không khí ô nhiễm công suất nhỏ 4.2.3.2.6) Sản phẩm nghiên cứu chế tạo máy xử lý không khí ô nhiễm có công suất lín (Ký hiƯu: Sensor 10 DKA/VKHVL ) a) ThiÕt kÕ sơ cấu tạo máy b) Đo đánh giá khả diệt vi khuẩn nấm mốc máy XLKK loại công suất lớn c) Đo khả xử lý vài loại khí độc d) Khả ứng dụng máy xử lý không khí ô nhiễm công suất lớn e) Kiểm tra khảo sát chứng nhận khả diệt khuẩn Viện Vệ sinh dịch tễ Trung Ương, Bộ Y tế Viện Công nghệ Sinh học, Viện KHCN VN B) Danh mục kết KH&CN khác theo Hợp đồng số 27/2004/HĐ-NĐT 4.2.3.2.7) Các hoạt động trao đổi hợp tác với đối tác Malaysia a) Các hoạt động hợp tác với đối tác b) Một số hình ảnh hoạt động quốc tế với đối tác Malaysia từ năm 20042006 nh: tham quan trao đổi kinh nghiệm, thực tập chuyên môn VN, 4.2.3.2.8) Các kết đào tạo công bố báo KHCN hội nghị KHCN chuyên ngành nớc qc tÕ B¸o c¸o vỊ thu chi tμi thuộc đề ti năm 5.1 Kinh phí đợc cấp 5.2 Các mc chi tiêu năm KÕt luËn chung KiÕn nghÞ tiÕp cho giai đoạn Ti liệu tham khảo Phần phụ lục Phụ lục I: Một số văn có liên quan đến đề tài Công văn số 1117/KHCNQG-HTQT Chủ tịch Viện Khoa học công nghệ gửi Bộ Khoa học v công nghệ Tóm tắt Thuyết minh nhiệm vụ hợp tác quốc tế khoa học công nghệ v môi trờng đề ti Phát triển sensor v khí sở vật liệu gốm ®iÖn AMREC –SIRIM BHD Malaysia vμ ViÖn Khoa häc VËt liệuViện KHCN VN Các văn liên quan đến Hội đồng cấp nh nớc xét duyệt đề ti nghị ®Þnh th− Qut ®Þnh cđa Bé tr−ëng Bé Khoa học v Công nghệ việc phê duyệt nhiệm vụ hợp tác quốc tế khoa học công nghệ theo nghị định th năm 2004 Phiếu thẩm định thực nhiệm vụ hợp tác khoa học công nghệ Việt Nam Malaysia Hợp đồng thực nhiệm vụ hợp tác quốc tế khoa học công nghệ theo nghị định th Biên kiểm tra định kỳ nhiệm vụ hợp tác khoa học công nghệ Việt Nam Malaysia Phơ lơc II: Mét sè tÝnh chÊt chÝnh cđa In In2o3 số phơng pháp chế tạo vËt liƯu In2O3 P.II.1 Mét sè tÝnh chÊt cđa Indium (In) P.II.2 Những tính chất hóa học vật lý In2O3 P.II.3 Một số phơng pháp chế tạo màng oxit bán dẫn In2O3 P.II Tính chất điện nhậy khí In2O3 P.II.5 Cơ chế nhạy ôzôn mµng In2O3 Phơ lơc III: Mét sè tÝnh chÊt cđa màng TiO2 cã cÊu tróc anatase hiƯu øng quang xúc tác sử dụng xử lý môi trờng ô nhiễm P.III.1 Về vật liệu TiO2 P.III.2 Khả øng dơng thùc tÕ cđa vËt liƯu quang xóc t¸c TiO2 P.III.3 Mét sè ngn « nhiƠm kh«ng khÝ v mt s phơng pháp xử lý không khí ô nhiễm a) Một số tác nhân gây ô nhiễm không khí nguồn phát sinh b) Các hợp chất hoá học dễ bay (VOCs) c) Bụi hạt lơ lưng kh«ng khÝ (Aerosol) d) Vi sinh vËt P.III.4 Một số phơng pháp xử lý không khí ô nhiễm a) Phin lọc bụi b) Máy làm ion hay phin läc tÜnh ®iƯn c) Phin läc hÊp phơ d) Các phin lọc quang xúc tác P.III.5 Khả diệt khuẩn xử lí không khí ô nhiễm TiO2 nano P.III.6 Nguyên lí hoạt động thiết bị làm không khí sử dụng hiệu ứng quang xúc tác vật liệu TiO2 e) Hình dạng máy XLKK loại lớn đà hoàn thiện g) Khảo sát khả xử lý vi khuẩn nấm mốc máy XLKK loại lớn (Sensor 10DKA/VKHVL-2005) Hình P10 ảnh thiết bị xử lý không khí ô nhiễm có công suất lớn ảnh đo khả xử lý vi khuẩn, nấm mốc cán Viện Công nghệ sinh học Kết diệt vi khuẩn đầu vào đầu máy XLKK lớn môi trờng MRS Kết diệt nấm mốc đầu vào đầu máy XLKK lớn môi trờng CZAPECK h) Kết Viện Công nghệ Sinh học (TS.Nguyễn Thị Kim Cúc) đo khả diệt khuẩn nấm mốc máy XLKK loại lớn h) Kết khảo sát khả diệt khuẩn nấm mốc máy XLKK lớn (tiếp) i) Đánh giá khả xử lý số loại khí độc máy XLKK đà chế tạo -Hệ đo gồm: - Buồng đo thể tích 9m3 - Dung dịch tạo khí H2S ((NH4)2S), NH3 (NH4OH), - Bình Gas du lịch, - thuốc - Máy đo khí MultiLog 2000 sensor H2S, NH3, NO, CO, LEL - Máy đo nhiệt độ độ ẩm Hanna - Máy tính PC kết nối với hệ đo - (tiếp) k) Kết đo khảo sát khả xử lý khí độc máy XLKK loại lớn Sensor 10DKA/VKHVL-2005 Kết đo đánh giá khả xử lý số loại khí độc (H2S, NH3, khói thuốc lá, khí gas dễ cháy nổ ) máy XLKK đà chế tạo Các công trình khoa học đà công bố liên quan đến đề tài > 10 báo có số in đăng hội nghÞ QT cã uy tÝn Dao Khac An, Le Hoang Mai, Le Hong Hoa, Phan Viet Phong, Tran Thi Duc and Nguyen Trong Tinh; Preparation of porous nano sized thin film materials for chemical sensors and pollution treatment, In.t’l Conference PFAM XIII Singapore 5-9 Dec 2004, Singapore Dao Khac An, Aishah Isnin, Mohamad Zahid Abdul Malek, Nor Adhila Muhammad, Phan Anh Tuan, Le Van Vu; Some results of the gas sensors preparation based on porous In2O3 and SnO2 materials Presentation in Vietnam Physycs conference VI, Hà Nội 23-25/11/2005 Dao Khac An, Nguyen Xuan Chung, Phan Viet Phong and Le Van Vu; Set up a gas measurement system for investigation of ozone gas sensitivity of sensor based on in2o3 porous nano size material in the function of temperatures and ozone concentration; Presentation in Vietnam physycs conference VI, Hà Nội 23-25/11/2005 Dao Khac An, Tran Thi Duc, Phan Anh Tuan, Vu Thi Bich Hanh and Le Van Vu ; production of the anatase strcutural tio2 material, gas sensor and filter for measurement and the polluted air treatment; Hội nghị Y học quốc tế 18-11-2005 Viện Vệ sinh Lao động Bảo vệ M«i trường, Bộ Y tế Dang Xuan Dung, Dao Khac An and Le Hong Hoa; Porous In2O3 Thin Film produced by Sol-gel method and some Features, Journal of Chemistry; Vol.40, No pp 24-27, 2002 Đào Khắc An, Lê Văn Vũ, Lê Hoàng Mai, Phan Việt Phong, Lê Hồng Hoa Nguyễn Thị Thu Hà; Một số kết qủa chế tạo SENSOR nhậy khí Ơzơn sở vật liệu màng In2O3 xốp kích thư-ớc Nanô, Hội nghị VICA tháng 4/ 2005, HaNoi Mét số kết đà công bố (tiếp) Dao Khac An, Nguyen Nghia Tai, Phan Anh Tuan and Tran Thi Duc: Some characteristics of the polluted air treatment equipment using photo catalyst effect of the nano size TiO2 powder covered on the filter , Héi nghi REV th¸ng 12-2006 Đào Khắc An, Phan Việt Phong, Phan Anh Tuấn: Một số kết xây dựng hệ đo lường để xác định thông số vật liệu linh kiện cảm biến thông số môi trường, Hội nghị ki thuật đo lường toàn quốc lần thứ IV,11/11/2005 Trần Thị Đức,Đào Khắc An, Âu Duy Tuấn, Phan Anh Tuấn, Nguyễn Trọng Tinh, Phan Xuân Qui, Trần Xuân Hoài : Khả diệt khuẩn vật liệu TiO2 nano, Hội nghị Toàn quốc Ngành Trang thiết bị y tế, 12/2006 Hà nội 10 Le Hoang Mai, Le Hong Hoa, Phan Viet Phong, Nguyen Thu Ha, Le Van Vu and Dao Khac An: Some results of fabrication of ozone sensor based on porous In2O3 Hội nghị toàn quốc lần thứ Tự động hóa, 12-14/4/2005 Hanoi 11 Dao Khac An , Nguyen Xuan Chung, Phan Anh Tuan and Phan Viet Phong; Preparation and investigation of the undoped and doped nano sized In2O3 thin film by sol- gel and electrostatic methods for gas sensors , abstract to int’l conference of ChiaNANO2007, Jul, 2007 Beijing LuËn van §H & ThSy: 12 13 14 Đinh Văn Thường; Nghiên cứu chế tạo sensor nhạy khí ozone sở vật liệu In2O3 xốp kích thư−ớc nano (Học viên cao học – Viện Vật lý điện tử, GV hướng dẫn : TS Phan Việt Phong, GS TSKH Đào Khắc An Vũ Thanh Nga; Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính nhạy khí ơzơn màng mỏng In2O3 pha tạp Ni ( học viên cao học - ĐH Sư phạm Hà Nội, GV hướng dẫn: TS Phan Việt Phong, PGS TS Nguyễn Văn Hùng) Nguyễn Xuân Chung; Nghiên cứu đặc tính nhạy khí ozone sensor sở vật liệu In2O3 xốp có cấu trúc nano (Sinh viên trường Đại học KHTN- ĐHQG Hà Nội, GV hướng dẫn : GS TSKH Đào Khắc An, TS Phan Vit Phong) Các hoạt động hợp tác với đối tác Thờng xuyên trao đổi kinh nghiệm chuyên môn với đối tác qua email Phía VN có 2-3 đoàn thăm đối tác Malaysia ngợc lại Phía VN đà nhận 01 thực tập sinh từ phía Malaysia Đà đo số tính chất màng SnO2 cho Malaysia Đà cung cấp 14 chíp sensor: AuPt-Al2O3-PtAu - đà có chung báo cáo khoa học công nghệ Đà tổ chức hội thảo chung hai bên có Proceeding kết hai bên ảnh báo cáo định kỳ năm 02 báo cáo chung hai nhóm Việt Nam Malaysia Kết luận Đà hoàn thành tốt nhiệm vụ đà đăng ký Một số nhiệm vụ đà hoàn thiện nhiều (chế tạo thêm máy đo khí ozon, máy XLKK, hoạt động với phía đối tác phong phú đợc phía bạn đánh giá cao) Đà góp phần tăng cờng hiểu biết lấn hai phía lĩnh vực chuyên môn, phía đối tác đanh giá cao hoạt động hợp tác Đà đào tạo cán , SV, HVCH, trình độ cán tăng lên Dự kiến đề nghị triển khai pha hai (đa sản ứng dụng rộng rÃi, làm vật liệu gốm cho linh kiện bán dẫn) Lời cảm ơn Chúng xin trân trọng cảm ơn Bộ KHCN, Vụ HTQT, vụ KHTN&XH, Vụ KHTC, quan tâm cán trực tiếp phụ trách đề tài đà quan tâmgiups đỡ lĩnh vực để đề tài đạt kết nh Xin chân thành cám ơn lÃnh đạo Viện KHCNVN,các Ban HTQT, Ban KHTC đà quan tâm giups đỡ trình thực đề tài Xin cám ơn LÃnh đạo ViƯn Khoa häc VËt liƯu cïng c¸c bé phËn cã liên quan nh Phòng QLTH, Bộ phận tài vụ đà ủng hộ tạo điều kiện cho đề tài thực tốt Đặc biệt xin cám ơn làm việc nhiệt tình có trách nhiệm nhiều nhóm nghiên cứu Viện KHVL, trởng nhóm số cán trẻ Đây đề tài có nhiều nhiệm vụ từg nghiên cứu , phát triển quy trinhg công nghệ chế tạo linh kiện thiết bị đo đa ứng dụng , vừa qua đà có hợp tác tốt nên đạt đợc số kết ban đầu nh Chúng tôI xin chân thành cảm ơn quan nh: Viện VSDT TW, Viện Công nghệ sinh học, Khoa Vật lý Trờng ĐH KHTN, Khoa Vật lý ĐHSP HN Viện VLƯD&TBKH đà có hợp tác tốt nghiên cứu triển khai