TỔNG hợp hạt NANO sio2 từ TRO vỏ TRẤU

Người thực hiện: Phạm Thị Minh Hương Người hướng dẫn: PGS.TS Phạm Thành Huy BÀI GIỮA KỲ MÔN: VẬT LÝ VẬT LIỆU NANO Họ tên học viên: PHẠM THỊ MINH HƢƠNG Lớp: CAO HỌC VẬT LÝ CHẤT RẮN – K20 Đề bài: Hãy đề xuất/xây dựng phƣơng án chế tạo loại vật liệu nano trƣờng/đơn vị cơng tác BÀI LÀM TỔNG HỢP HẠT NANO SiO2 TỪ TRO VỎ TRẤU BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA Giới thiệu Hiện nay, vật liệu phế phẩm nơng nghiệp có tiềm năng, phạm vi ứng dụng rộng rãi thực tiễn nhƣ xơ dừa, rơm rạ, bã mía sử dụng làm chất đốt, phân bón, vật liệu xử lý nƣớc thải, sản xuất điện vỏ trấu đƣợc ứng dụng chế tạo làm củi trấu, trấu viên dùng cho lị cơng nghiệp thay cho than đá lị gas có cơng suất lớn khu công nghiệp Trong nƣớc, nhiều nhà sản xuất nhà nghiên cứu sử dụng vỏ trấu để làm củi trấu, gỗ, thiết bị lọc nƣớc làm điện cực cho pin Lithium-ion Ngồi ra, vỏ trấu cịn có khả ứng dụng nhiều vào lĩnh vực xây dựng công nghiệp nhƣ chế tạo gạch, bê tông siêu nhẹ (tro vỏ trấu thay khoảng 20% xi măng mang lại hiệu cao cho bê tông), vật liệu bảo ôn (cách nhiệt chống cháy) Vật liệu đốt cháy tạo khí sinh khối sản xuất điện, nhiệt để sấy nông sản Đặc biệt, silicat tro vỏ trấu dùng để chế tạo bê tơng, gạch bê tông siêu nhẹ không nung để sử dụng lĩnh vực xây dựng Gạch bê tông siêu nhẹ khơng nung, sau chế tạo có tính ƣu việt nhƣ nhẹ, cách nhiệt, cách âm tốt, tính chịu nhiệt, khả chịu chấn động tốt, dễ chế tạo, thân thiện với mơi trƣờng Do đó, vật liệu SiO2 kích thƣớc micro nano tro vỏ trấu đƣợc tổng hợp ứng dụng làm vật liệu xây dựng Lớp Cao học Vật lý chất rắn – K20 Trang Người thực hiện: Phạm Thị Minh Hương Người hướng dẫn: PGS.TS Phạm Thành Huy đối tƣợng nghiên cứu đƣợc quan tâm Sau đây, tơi trình bày phƣơng pháp kết tủa đơn giản để tổng hợp hạt nano SiO2từ tro vỏ trấu sử dụng làm vật liệu xây dựng Tổng hợp hạt nano SiO2 Vỏ trấu đƣợc rửa sạch, phơi khô, đem nung nhiệt độ từ 500oC (mẫu 1), 600oC (mẫu 2) 700oC (mẫu 3) thời gian 4h thu đƣợc tro trấu có màu trắng xám Tro trấu để nguội đem nghiền mịn cối thủy tinh cân 10g cho vào cốc thủy tinh 500 ml, tiếp tục cho vào cốc 100 ml NaOH nồng độ 3M Tiến hành đun hỗn hợp máy khuấy từ gia nhiệt thời gian 1h nhiệt độ ~200oC Trong trình đun, khuấy cho thêm nƣớc khử ion vào để giữ nguyên thể tích hỗn hợp ban đầu Sau đun xong, thêm từ từ 100 ml nƣớc khử ion vào cốc tiếp tục khuấy nhiệt độ phòng thời gian khoảng 20 phút để làm nguội hỗn hợp Tiến hành lọc dung dịch lần giấy lọc, thu đƣợc dung dịch có màu vàng nhạt Tồn dung dịch sau lọc cho vào cốc 500 mL khuấy từ, đồng thời cho dung dịch HCl 2,5M từ từ vào cốc đến dung dịch cốc có độ pH ≈ kết tủa trắng ngừng khuấy Dung dịch kết tủa trắng thu đƣợc quay li tâm với tốc độ 5500 vòng/phút, khoảng thời gian - 15 phút, để tách chiết mẫu khỏi dung dịch, sau rửa mẫu thu đƣợc nƣớc khử ion nhiều lần ethanol lần Bột ƣớt thu đƣợc sau đƣợc sấy khơ mơi trƣờng chân khơng (10-2 ÷ 10-3 Torr) khoảng 20 h, sản phẩm nhận đƣợc cuối bột khô màu trắng, mẫu bột khô thu đƣợc hạt nano SiO2 Kết luận Tơi trình bày công nghệ chế tạo đƣợc hạt nano SiO2 phƣơng pháp kết tủa từ vỏ trấu đƣợc nung nhiệt độ 500 - 700oC Các kết phân tích cho thấy hạt nano SiO2 có cấu trúc pha vơ định hình Những hạt nano SiO2 có hình thái dạng hạt kích thƣớc trung bình ~ 15 nm Những hạt nano kết tụ lại thành đám hạt có kích thƣớc lớn có dạng xốp, tính chất xốp diện tích bề mặt riêng lớn có khả ứng dụng lĩnh vực vật liệu xây dựng, đặc biệt gạch bê tông nhẹ không nung Lớp Cao học Vật lý chất rắn – K20 Trang ... pháp kết tủa đơn giản để tổng hợp hạt nano SiO 2từ tro vỏ trấu sử dụng làm vật liệu xây dựng Tổng hợp hạt nano SiO2 Vỏ trấu đƣợc rửa sạch, phơi khô, đem nung nhiệt độ từ 500oC (mẫu 1), 600oC (mẫu... thu đƣợc hạt nano SiO2 Kết luận Tơi trình bày cơng nghệ chế tạo đƣợc hạt nano SiO2 phƣơng pháp kết tủa từ vỏ trấu đƣợc nung nhiệt độ 500 - 700oC Các kết phân tích cho thấy hạt nano SiO2 có cấu... nano SiO2 có cấu trúc pha vơ định hình Những hạt nano SiO2 có hình thái dạng hạt kích thƣớc trung bình ~ 15 nm Những hạt nano kết tụ lại thành đám hạt có kích thƣớc lớn có dạng xốp, tính chất