Các dạng thù hình carbon và carbon hoạt tính

1 NỘI DUNG I Các Dạng Thù Hình Carbon Kim Cương Than Chì Graphene II Carbon Hoạt Tính I Các Dạng Thù Hình Carbon KIM CƯƠNG Cấu trúc tứ diện 54 , nm Liên cộng hoá trị Cấu trúc tinh thể kim cương KIM CƯƠNG - Tinh thể có cấu trúc lập phương nên có tính đối xứng cao chứa nguyên tử cacbon bậc bền vững cứng -Kim cương vật chất cứng tự nhiên -Kim cương có nhiều màu sắc: không màu, xanh cây, cam, đỏ, tím, hồng,…vì kim cương chứa lượng nhỏ tạp chất, KIM CƯƠNG - Kim cương tạo thành từ khoáng vật có chứa cacbon nhiệt độ cao áp suất lớn -Áp suất khoảng 5- gigaatm nhiệt độ 900oC -1300oC -Đa số kim cương kim cương nhân tạo ỨNG DỤNG CỦA KIM CƯƠNG • Kim cương tự nhiên thường dùng để làm trang sức • Kim cương nhân tạo thường dùng : CN cắt, khoan • Ngoài kim cương nhân tạo thêm Bo để tạo thành vật liệu bán dẫn ỨNG DỤNG CỦA KIM CƯƠNG THAN CHÌ 0,34nm Cấu trúc lớp 0,142nm Cấu trúc tinh thể than chì Liên kết yếu lớp THAN CHÌ Trong cấu trúc tinh thể graphit, nguyên tử cacbon chiếm obitan lai hóa sp2 Các điện tử obitan phân bố ngang qua cấu trúc lục giác nguyên tử cacbon góp phần vào tính dẫn điện graphit THAN CHÌ - Than chì khoáng vật có nhiều Trung quốc , Ấn độ , Brazil -Khi khai thác than chì có khoáng vật khác thạch anh, canxit, mica, sắt, meteorit, tourmalin -Than chì chất dẫn điện vật liệu để làm điện cực đèn hồ quang 10 GRAPHENE • Graphene vật liệu có nhiều tính chất đặc biệt dẫn nhiệt, dẫn điện tốt, độ cứng lớn, suốt • Tính chất cơ: – Graphene có cấu trúc bền vững nhiệt độ bình thường – Độ cứng graphene lớn so với vật liệu khác (Cứng kim cương gấp khoảng 200 lần so với thép) • Tính chất điện nhiệt: – Ở dạng tinh khiết, graphene dẫn điện nhanh chất khác nhiệt độ bình thường – Graphene truyền tải điện tốt đồng gấp triệu lần 15 GRAPHENE  Tổng hợp graphene • • • • • • Phương pháp cắt vi Phương pháp sử dụng băng keo Phương pháp bóc tách pha lỏng Phương pháp lắng đọng pha hóa học Phương pháp lắng đọng pha nhiệt hóa học Phương pháp lắng đọng pha hóa học tăng cường plasma • Phương pháp Epitaxy chùm phân tử 16 GRAPHENE Sơ đồ tổng hơp Graphene 17 Ứng Dụng Của Graphen 18 Ứng Dụng Của Graphen 19 II Carbon Hoạt Tính • Carbon hoạt tính chủ yếu nguyên tố carbon (85-90%) dạng vô định hình (bột), phần có dạng tinh thể vụn than chì Ngoài carbon phần lại thường tàn tro,chủ yếu kim loại kiềm vụn cát) 20 • Carbon xử lý hoạt hóa nhiệt độ nước 900 – 1000 0C môi trường yếm khí, tạo carbon có cấu trúc mao mạch lớn làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, khối lượng riêng thấp carbon hoạt tính • Than hoạt tính có diện tích bề mặt lớn 500 đến 2500m2/g nên ứng dụng chất lý tưởng để lọc hút nhiều loại hóa chất 21 Những thông số than hoạt tính  Chỉ số iot :Chỉ số than hoạt tính đặc trưng cho diện tích bề mặt lỗ xốp khả hấp phụ Chỉ số iot lớn mức độ hoạt hóa khả hấp phụ cao  Độ cứng : Là khả chống chịu mài mòn than hoạt tính  Phân bố kích thước hạt : Kích thước nhỏ khả tiếp cập dễ trình hấp thụ diễn nhanh 22 Ứng dụng: 23 Ứng dụng: • Trong y tế (Carbo medicinalis – than dược): để tẩy trùng độc tố sau bị ngộ độc thức ăn • Trong công nghiệp hóa học: làm chất xúc tác chất tải cho chất xúc tác khác • Trong kỹ thuật, than hoạt tính thành phần lọc khí (trong đầu lọc thuốc lá, miếng hoạt tính trang); khử mùi tủ lạnh máy điều hòa nhiệt độ • Trong xử lý nước (hoặc lọc nước gia đình): để tẩy chất bẩn vi lượng, diệt khuẩn khử mùi v.v.v • Tác dụng tốt phòng tránh tác hại tia đất 24 Nhu cầu Sản xuất than hoạt tính:  Nhu cầu than hoạt tính giới tăng khoảng 10% 25%/năm giai đoạn từ 2013 - 2017  Hiện tại, sản xuất than hoạt tính giới khoảng 1,2 triệu tấn/năm, mà nhu cầu than hoạt tính đạt tới 1,9 triệu năm 2016, 2,3 triệu năm 2017  Châu Âu, Mỹ, Ấn Độ Trung Quốc, có sản lượng sản xuất lớn quốc gia khác toàn cầu  Các dạng chế biến chủ yếu: Dạng mịn Dạng ống Dạng viên 25 Nhu cầu Sản xuất than hoạt tính:  Ở Việt Nam sản xuất than hoạt tính  Nguyên liệu sử dụng để sản xuất than hoạt tính Việt Nam gáo dừa, tre gáo dừa già nguyên liệu tốt  Miền Nam vùng sản xuất xuất than hoạt tính gáo dừa nhiều nước ta  Miền Bắc ưu than hoạt tính từ tre  Than hoạt tính làm từ nguyên liệu thiên nhiên ưa dùng ứng dụng nhiều sống 26 27 28 29 ...NỘI DUNG I Các Dạng Thù Hình Carbon Kim Cương Than Chì Graphene II Carbon Hoạt Tính I Các Dạng Thù Hình Carbon KIM CƯƠNG Cấu trúc tứ diện 54 , nm Liên cộng... Ứng Dụng Của Graphen 19 II Carbon Hoạt Tính • Carbon hoạt tính chủ yếu nguyên tố carbon (85-90%) dạng vô định hình (bột), phần có dạng tinh thể vụn than chì Ngoài carbon phần lại thường tàn tro,chủ... toàn cầu  Các dạng chế biến chủ yếu: Dạng mịn Dạng ống Dạng viên 25 Nhu cầu Sản xuất than hoạt tính:  Ở Việt Nam sản xuất than hoạt tính  Nguyên liệu sử dụng để sản xuất than hoạt tính Việt