Silic oxit ( silica) là một nguyên liệu cơ bản được sử dụng rộng rãi trong các ngành điện tử, đồ gốm, những vật liệu cách nhiệt và những công nghiệp vật liệu polyme…
Thông thường, nguồn của silic oxit là cát. Silic oxit ở dạng này nóng chảy ở nhiệt độ cao, khó phản ứng. Nếu silic oxit ở dạng vô định hình hay kích thước nhỏ thì khả năng phản ứng dễ dàng hơn.
Các nhà khoa học đã tìm được nghiên liệu có thể dùng điều chế silic oxit vô định hình là trấu ( vỏ hạt gạo).
Trấu là một loại phế thải nông rất phong phú ở các nước sản xuất lúa gạo. Khi đốt ở điều kiện có kiểm soát sẽ cho tro màu trắng, dạng bột chiếm 20% lượng trấu, trong đó hàm lượng silica chiếm từ 80 – 90% trên tổng lượng các oxit. 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) [12]
Aerogel làm từ tro trấu của Đại học công nghệ Malaysia có tên thương mại là Maerogel, chỉ nặng gấp 3 không khí nhưng chịu được sức nén, vả lại nó trong suốt nên cũng được dùng trong các đồ điện tử; dùng làm lớp kẹp giữa các tấm kính để tạo nên kính cách nhiệt dùng làm cửa sổ hay mái nhà, và dùng làm lớp mỏng cách âm cách nhiệt trong các công trình xây dựng.
- Ảnh hưởng của tro trấu đến cường độ, tính chống thấm của bê tông thủy
công [14]
Tro trấu có cấu trúc xốp, hình dẹt, kích thước bé, có tính chất của một puzơlan với độ hoạt tính cao khi sử dụng với xi măng và sự có mặt của nó trong bê tông trong quá trình hydrat hoá các pha khoáng của clanke. Vai trò của tro trấu làm giảm đáng kể khả năng tách nước và phân tầng. Trong quá trình thuỷ hoá xi măng sinh ra pha pooclandit (CaOH)2 cũng như quá trình bay hơi nước, để lại các lỗ rỗng mao quản, các hạt tro trấu có kích thước nhỏ chèn vào lấp đầy các lỗ trống, SiO2 hoạt tính tham gia phản
25
ứng với Ca(OH)2 tạo pha kết dính CxSyHz làm tăng cường độ, độ chống thấm của bê tông.
- Tổng hợp zeolite [13]
Zeolite 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 zeolite:
- Vật liệu có giá thành thấp, bền nhiệt và bền hóa, tính hấp thụ chọn lọc cao. - Tính đa dạng cao: có hơn 150 loại zeolite tổng hợp, mỗi loại được cải tiến bằng cách đưa vào các nguyên tử, phân tử hay các ion. Mật độ lỗ trống cao, kích cỡ lỗ trống xác định.
- Không độc hại, có thể tái chế nên thân thiện với môi trường.
Tính chất của zeolite: tính hấp phụ, tính trao đổi ion, tính axit, 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.
26
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU