Tro trấu có hàm lượng silica cao và hoạt tính phản ứng mạnh nên được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: tổng hợp vật liệu vô cơ, vật liệu ceramic, thủy tinh; làm chất xúc tác, chất hấp thụ; làm màng mỏng trong các vật liệu quang, vật liệu điện, v.v. Sau đây xin giới thiệu một vài ứng dụng được nghiên cứu phổ biến.
Tổng hợp aerogel (gel khí)
Silica aerogel là silica gel mà pha lỏng trong gel ướt được thay thế bằng pha khí nhưng không làm thay đổi hình dạng và cấu trúc của pha rắn trong gel. Silica aerogel có cấu trúc từ silica vô định hình.
Silica aerogel là vật liệu vô cùng nhẹ (khối lượng riêng khoảng 0,025 g/cm3
), cách điện tốt, diện tích bề mặt lớn và độ xốp cao. Do đó, silica aerogel được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: hàng không vũ trụ, vật kiệu cách điện và cách nhiệt, kính chống đạn, chất xúc tác…
Nâng cao tính năng cho vữa và bê tông
Khi sản xuất xi măng ngoài nguồn nguyên liệu chính là đá vôi và đất sét còn cần thêm những phụ gia làm tăng tính năng của bê tông. Trong đó, phụ gia hoạt tính đóng vai trò ổn định thể tích và tăng độ bền nước của bê tông.
Nước ta chủ yếu sử dụng nguồn phụ gia hoạt tính là silicafume nhập khẩu, giá thành cao. Tuy nhiên, thời gian gần đây các nhà khoa học đã nghiên cứu thành công việc sử dụng silica tro trấu thay cho silicafume để làm phụ gia hoạt tính. Các chỉ tiêu làm phụ gia hoạt tính của tro trấu được sản xuất thử nghiệm như: độ mịn, hàm lượng silica, màu sắc, kích thước hạt… khá phù hợp cho ximăng.
Ứng dụng làm chất xúc tác
Silica tro trấu có kích thước lỗ xốp và diện tích bề mặt lớn nên được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xúc tác. Nhiều phản ứng tổng hợp hữu cơ sử dụng silica tro trấu như một chất xúc tác dị thể hay sử dụng chung với chất khác tạo thành hệ xúc tác dị thể, cho hoạt tính phản ứng cao và độ chọn lọc sản phẩm tốt.
Tổng hợp zeolit
Zeolit là một loại vật liệu xốp, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực của đời sống như: nông nghiệp, công nghiệp, đồ gia dụng…
Ưu điểm của zeolit:
- Vật liệu có giá thành thấp. - Vật liệu bền nhiệt và bề hóa.
- Tính đa dạng cao: có hơn 150 loại zeolit tổng hợp, mỗi loại được cải tiến bằng cách đưa vào các nguyên tử, phân tử hay các ion.
- Tính hấp thụ chọn lọc cao.
- Không độc hại, có thể tái chế → thân thiện với môi trường. Tính chất của zeolit:
- Tính hấp phụ. - Tính trao đổi ion. - Tính axit.
- Tính bền nhiệt và bền hóa.
Tổng hợp chất màu cho gốm sứ
Việc tổng hợp chất màu dựa trên những hệ tinh thể bền là một hướng phát triển mang nhiều hiệu quả trong thời gian gần đây. Chất màu được tổng hợp bằng cách đưa các nguyên tố gây màu vào các hệ tinh thể có sẵn cho nhiều màu đẹp, tông màu rộng, đặc biệt là độ bền màu, bền nhiệt cao. Tuy nhiên, việc tổng hợp gặp nhiều khó khăn do một số hệ tinh thể có nhiệt độ hình thành rất cao. Mặt khác, một số hệ tinh thể có thành phần là silica (được cho trong Bảng 1.2.) lại sử dụng nguồn silica từ cát và thạch anh, khó phản ứng, điều này làm hạn chế việc tổng hợp chất màu. Việc sử dụng silica vô định hình trong tro trấu mở ra một hướng nghiên cứu mới, hạ nhiệt độ thiêu kết, phát triển hệ chất màu cho gốm sứ.
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU