Nghiên cứu tác dụng của sóng siêu âm chống kết tập các hạt vô cơ nhỏ trong môi trường nước

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG DẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN TÊN ĐẺ TÀI NGHIÊN CỬU TÁC DỤNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM CHÓNG KÉT TẬP CÁC HẠT VÔ CO NHO TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MÃ SỐ: Q r - - 14 CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI: GVC PHẠM QUANG NIỆM \JU MQC QuOC G'a ~ a Ỉ R U N G t ã * ' * r ^ Ớ N G Tin ĩ h u va£i \ IIÀ NỘI 2007 Ị)T / í ĩ ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN TÊN ĐẺ TÀI NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM CHÓNG KÉT TẬP CÁC HẠT VÔ CO NHỎ TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MÃ SỐ: Q T - - 14 CHU TRÌ ĐỀ TÀI: GVC PHẠM QUANG NIỆM CÁC CÁN B ộ THAM GIA: THẠC SỶ: VƯƠNG VĂN HIỆP THẠC SỸ : HOÀNG ĐỨC ANH HỌC VIÊN CAO HỌC: DƯƠNG THỊ HỒNG GÁM 1ỈÀ NỘI - 2007 PHẢN BẢO CẢO TÓM TẮT npẠ -t A , > • a Tcn đẽ tài Nghiên cứu tác dụng cùa sóne, siêu âm chốna kết tập hạt vô nhỏ môi trường nước Mã số: ỌT - 06 - 14 t> Chú trì đê tài: GVC Phạm Quang Niệm c Các cán bỏ tham gia Thạc sỹ: Vương Văn Hiộp Thạc sỹ: Hoàng Đức Anh Học viên cao học: Dương Thị Hồrm Gấm Trung tâm Khoa học Vật liệu Khoa Vật lý, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội d Mục tiêu nội dung nghiên cửu Muc tiêu: Tạo hạt C aC có kích thước nhở, lâu láng mơi trường H?0, dùng làm dun£ môi cho sô loại son kỹ thuật xây dựng Nôi dung nghiên cửu: Nehiên cứu khác biệt kích thước hạt C aC 03 hình thành q trình phan ứne hố học, có khơng có tác dụne sóne siêu âm e Các kết đat đươc - Chế tạo máy phát siêu âm tần số 40 kHz có cơng suất nguồn 20W*2 - Nhờ tác dụng cua sóns siêu âm tạo hạt C a C 3có kích thước nhị hon hàng trăm lần so với hạt C a C tạo nhờ phan ứng hố học, néu khơng có tác dụng cua sóng siêu âm f Tình hình kinh phí cua đề tài Đề tài hoàn tất phàn tốn tài với phịne tài vụ TrườnR Đại học Khoa học I ự nhiên Hà nội cùa Khoa Quản lý (Khoa Vật lý) n b t í f PGS.TS Nguyễn Thế Bình GVC Phạm Quang Niệm Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ^ Hiệu TRƯỚNO PHẦN CH ÍNH BÁO CÁO Lời mở đầu a Sư hình thành đề tài Đê tài hình thành đề nghị cùa công tv thuộc V iện khoa học Công nghệ Việt Nam Cụ thể công ty đề nghị c húng chế tạo máy phát siêu âm có tần số cơng suất hợp lý, đê tạo hạt nho C aC Ơ dùng cho loại sơn sử dụng dung môi H 2O, nhăm nâng cao chât lượng sư dụng loại sơn công nghiệp xây dựng Thông thường, họ mua vật liệu C aCƠ dạng cục nhò, nghiền máy nghiền bi nhiều Nhược điểm phương pháp cổ điển là: - Tiêu tốn nhiều điện - Các hạt C a C có kích thước lớn (hàng trăm micromet) Do đó, khả m ang màu bám dính thấp, ảnh hướng không tốt đến chất lượng cúa sơn Đe tài hy vọng tác dụng cua sóng siêu âm có tần số cơng suất họp lý, tạo hạt CaCOi có kích thước nhỏ hơn, thời gian ngắn nhiều (từ dến ] phút), cơng nghệ sơn phủ có chất lượng cao Một tính tốn sơ cho thấy, dường kính hạt C a C nhỏ 102 lần, diện tích bề mặt hạt tăng lên 104 lần, triển vọng tốt, làm cho hạt CaCO} m ang màu bám dính tốt b Cách đăt vấn đồ đồ tài Ban đầu, thuyết minh đề tài, cho ràng để giài mơt c n cs nghệ có tính thực tiền này, cần phải nghiên cứu ảnh hường C/ cùa tần số công suất sóng siêu âm phan ứng hố học, để tạo thành hạt CaCƠỊ không kết tập Trên sờ có PH Ầ N C H ÍN H BÁO CÁO Lời mở đầu a Sư hình thành đề tài Đe tài hình thành đề nghị công ty thuộc V iện khoa học Công nghệ Việt Nam Cụ thể công ty đề nghị chế tạo máy phát siêu âm có tần số cơng suất hợp lý, để tạo hạt nhò C aC Ơ dùng cho loại sơn sư dụng dung môi H 2O, nhàm nâng cao chất lượng sử dụng loại sơn công nghiệp xây dựna Thông thườna, họ mua vật liệu C aCƠ3 dạng cục nhò, nghiền bàng máy nghiền bi nhiều Nhược điểm cùa phương pháp cổ điển là: - Tiêu tốn nhiều điện - Các hạt C a C Ơ có kích thước lớn (hàng trăm micromet) Do đó, khả m ang màu bám dính thấp, ảnh hướng không tốt đến chất lượng sơn Đe tài hy vọng tác dụng cua sóng siêu âm có tân sơ cơng suất họp lý, tạo hạt C a C có kích thước nhị hơn, thời gian ngắn nhiều (từ dến 10 phút), cơng nghệ sơn phủ có chất lượng cao Một tính tốn sơ cho thấy, đường kính hạt CaCO:, nhỏ 102 lần, diện tích bề mặt cùa hạt tăng lên 104 lần, triển vọng tốt, làm cho hạt C aC Ơ m ang màu bám dính tốt b Cách đăt vấn đồ đồ tài Ban đầu, thuyết minh đề tài, cho ràng để giải cơne nghệ có tính thực tiền này, cần phải nghiên cứu ảnh hương tần số cơng suất cua sóng siêu âm phan ứng hoá học, để tạo thành hạt CaCO, khơng kết tập Trên sờ có lựa chọn thích hợp cơng suất tần số cùa sóng siêu âm, tính đơn vị dung tích bình phản ứng, tức lựa chọn có tính chất quy chuẩn cơng nghiệp Tuy nhiên, hạn chế kinh phí, chúng tơi chi có thề xem xét ánh hưởng cua sóng siêu âm tần số 40 kHZ công suất danh định máy phát 40W (công suất nguồn) N hững nơi dung Đe tài tiến hành số cơng việc đăng ký: a Chế tao mỏt máy nhát siêu ầm (Hình 1) Hình Máv phát siêu âm tân sô 40 kHz, công suât 40 w Máy phát có tần sổ 40 kHz, có cơng suất 20W x2 sử dụng hai chế độ công suất, 20W, 40W Công suất máy phát danh định công suất nguồn điện vào 220V Hệ số truyền K biến đôi điện âm vào khoang 30%, tùy thuộc vào đặc trưng vật liệu dùng làm biến tử Ờ biến tử dùng gốm áp điện PZT b Các nghiên cừu ảnh hưỏ'ng sóng siêu âm Đê tạo hạt C aC Ơ 3, dùng phàn ứng sau: Ca(OI-I)2 + C 2-> C a C Các phản ứng tiến hành bình có dung tích 01 lít, có khơng có tác dụng sóng siêu âm với tần sổ 40 kHz Kích thước hạt C aC Ơ 3, dược tạo thành sau phản ứng xác định kính hiển vi điện tứ quét SEM Trung tâm Khoa học vật liệu Khi khơng có tác dụng sóng siêu âm, hạt tạo thành sau phản ứng có kích thước trung bình cỡ 10 um (Hình 2) Các hạt lắng xuống đáy bình phán ừng chi sau khoảng 30 phút 1lình Ảnh SEM cua hạt C a C khơng có tác dụng cua sóng siêu ảm Dưới tác dụng cùa sóng siêu âm, hạt C a C tạo thành có kích thước trung bình hàng trăm lần nhị so với phản ứng khơng có tác dụng sóng siêu âm (Hình 3), chúng chi lắng xuống đáy bình phán ứng sau khoảng 24h N hư vậy, sóng siêu âm có tác dụng tổt việc tạo thành hạt C a C có kích thước nhỏ, rơi vào vùng nanomet Hình Ảnh SEM hạt CaCOs chế tạo có tác dụng cua sóng siêu âm Hy vọng nghiên cứu kỹ hơn, với tần số công suất khác nhau, tìm cơng nghệ có ý nghĩa ứng dụng, ban đầu đề tài đặt k ế t luân: a Đề tài chế tạo máy phát siêu âm, bang biên tư áp điện, tần số 40 kHz, công suất 20 Wx2 (Đăng ký 20 W) b Phương pháp dùng siêu âm để tạo thành hạt nhó CaCOj p hản ứng: C a(O H )2 + C -> C a C chứng m inh rõ ràng Có dùng phương pháp nàv để chế tạo nguyên liệu C aCƠ có chất lượng cao dùng công nghệ sơn phù, vừa tiết kiệm thời gian vừa tiết kiệm điện nãng c Đông thời, phương pháp đơn giản đê tạo hạt nano - M ột xu hướng thời thượng đ a : H O C Q U Õ C S lA HÀ N Ô I T R U N G 1A f\/ T H Ò N G TIM THU V IÊ N PHIẾU ĐĂNG KÝ KÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u KH-CN Tên đê tài (hoặc dự án): Nghiêncứutác dụng sóng siêu âm chống kết tập hạt vô nhỏ trongmôi trường nước M ã số: QT-06-14 Cơ quan chủ trì đề tài (hoặc dự án): Đại học Quốc gia Hà nội Tổng kinh phí thực chi: 20 triệu đồng ( hai mươi triệu đồng chẵn) Trong đó: - Từ ngân sách Nhà nước: 20 triệu đồng - Kinh phí trường: - Vay tín dụng: - Vốn tự cỏ: Thu hồi: Thời gian nghiên cứu: 12 tháng Thời gian bắt đầu: 4/2006 Thời gian kết thúc: 4/2007 Tên cán phối hợp nghiên cứu: Th.s Vươns Văn Hiệp Th.s Hoàng Đức Anh HVCH Dương Thị Hồng Gấm Số đăng ký đề tài Ngày: c Bao mật: Tóm tăt kêt quà nghiên cứu: - Chế tạo máy phát siêu âm tần số 40 kHz - Đưa phương pháp cơng nghệ dùng sóng siêu âm để tạo hạt có kích thước nano mét nói chung, hạt C aC 03 nói riêng nhàm nâng cao chất lượng, hạ giá thành chế phẩm sơn dùng dung môi H20 K iên nghị vê quy mô đối tựng áp dụng nghiên cứu: Kết nghiên cứu cùa đề tài áp dụng công ty sản xuất ứng dựng loại sơn, trước mắt loại sơn dùng dung m ôi H 20 chất mang mầu C a C ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN TÊN ĐẺ TÀI NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM CHÓNG KÉT TẬP CÁC HẠT VÔ CO NHỎ TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MÃ SỐ: Q T - - 14 CHU TRÌ ĐỀ TÀI: GVC PHẠM QUANG NIỆM CÁC... cua hạt C a C khơng có tác dụng cua sóng siêu ảm Dưới tác dụng cùa sóng siêu âm, hạt C a C tạo thành có kích thước trung bình hàng trăm lần nhị so với phản ứng khơng có tác dụng sóng siêu âm (Hình... npẠ -t A , > • a Tcn đẽ tài Nghiên cứu tác dụng cùa sóne, siêu âm chốna kết tập hạt vô nhỏ môi trường nước Mã số: ỌT - 06 - 14 t> Chú trì đê tài: GVC Phạm Quang Niệm c Các cán bỏ tham gia Thạc sỹ: