1.3 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ VẬT LIỆU NANOSILICA
1.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc
Ở Việt Nam – khu vực Đông Nam Á với nền nông nghiệp lúa nƣớc phát triển trên thế giới, Lê Văn Hải và cộng sự đã tận dụng tro vỏ trấu để
Tổng hợp vật liệu SiO2 kích thước micro và nano và ứng dụng làm vật liệu xây dựng[7] . Nano silica có kích thƣớc đồng đều đƣợc điều chế qua 2 giai đoạn: đầu tiên vỏ trấu đƣợc xử lý nhiệt để tạo thành tro trấu (RHA), sau đó nano silica đựợc tạo thành bằng phƣơng pháp sol – gel từ RHA. Sản phẩm thu đƣợc dƣới dạng bột silica vơ định hình có kích thƣớc trung bình khoảng 15 nm. Quy trình tổng hợp có thể ứng dụng đƣợc sản xuất silica kích thƣớc nanomet có nguồn gốc từ chất thải nơng nghiệp là vỏ trấu [7].
Đậu Trần Ánh Nguyệt và cộng sự đã Chế tạo và khảo sát tính năng hấp
phụ của hạt nano silica mao quản trung bình MCM-41 hướng đến ứng dụng trong hệ dẫn truyền Bằng sự ngƣng tụ các phân tử silica từ tiền chất tetraorthosilicate (TEOS) lên chất định hƣớng cấu trúc cetyltrimethyl- amonium bromide (CTAB) trong môi trƣờng kiềm (pH= 9-12) với dung môi là nƣớc khử ion và nung ở nhiệt độ 550o
C trong 5 giờ. Thu đƣợc các hạt silica có dạng hình cầu với kích thƣớc 80-140 nm, đƣờng kính lỗ xốp 2-5 nm, SBET = 986,683 m2/g-1. Kết quả đánh giá tính năng hấp phụ rhodamine B của vật liệu MCM-41 cho thấy giá trị dung lƣợng hấp phụ cao nhất là 299,696 mg/g, chứng tỏ tiềm năng ứng dụng của vật liệu này làm chất truyền tải và phân phối thuốc trúng đích. và phân phối thuốc trúng đích [3].
Nguyễn Trí Tuấn cộng sự tại trƣờng Đại Học Cần Thơ đã Tổng hợp hạt nano SiO2 từ tro vỏ trấu bằng phương pháp kết tủa. Những hạt nano SiO2
đƣợc tổng hợp thành công từ vỏ trấu bằng phƣơng pháp kết tủa. Kết quả, những hạt nano SiO2 chế tạo đƣợc có pha vơ định hình và kích thƣớc hạt trung bình khoảng 15 nm [155].
Nguyễn Văn Hƣng và cộng sự đã Tổng hợp vật liệu nano SiO2 cấu trúc
xốp từ tro trấu để hấp phụ xanh metylen trong nước với nguyên liệu tro trấu
lấy từ nhà máy Gạch Khối Tân Kỷ Nguyên, khu công nghiệp Thịnh Phác, huyện Bến Lức, tỉnh Long An. Tổng hợp bằng cách sử dụng dung dịch natri
hydroxit để tạo ra dung dịch natri silicat và sau đó đƣợc kết tủa bằng cách thêm dung dịch HCl cho đến khi giá trị pH khoảng 3. Với điều kiện tối ƣu Điều kiện tổng hợp tối ƣu để điều chế các hạt nano SiO2 theo tỷ lệ trọng lƣợng tƣơng ứng RSA / NaOH = 1 / 2,4 và sản phẩm đƣợc nung ở 550o
C trong 2 giờ. Trong điều kiện này, bột SiO2 thu đƣợc là hệ tinh thể đơn tà, cấu trúc trung tính và diện tích bề mặt riêng lớn (258,3 m2/g)[15]. Đồng thời, đã đánh giá đƣợc một số yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hấp phụ xanh metylen trong dung dịch nƣớc trên bột nano SiO2. Kết quả cho thấy, quá trình hấp phụ phù hợp theo cả hai mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich với các hằng số hấp phụ cân bằng tƣơng ứng là 0,604 và 8,515. Vật liệu SiO2 có ái lực hấp phụ vật lý mạnh đối với xanh metylen (qmax = 20,41 mg/g và hiệu suất hấp phụ lớn hơn 90 % ở nồng độ đầu của xanh metylen là 40 mg/l) [15].
ThS. Hoàng Thị Phƣơng và cộng sự đã nghiên cứu Tổng hợp vật liệu nanosilica phục vụ quá trình thu hồi dầu trong khai thác và vận chuyển thu gom dầu thô tại Việt Nam theo phƣơng pháp hóa ƣớt, đồng thời đánh giá ảnh
hƣởng của nồng độ chất hoạt động bề mặt cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) đến cấu trúc của vật liệu nanosilica. Quá trình nghiên cứu đã lựa chọn đƣợc mẫu nanosilica có nồng độ 5% CTAB tại pH là 9,5, thời gian phản ứng trong 1 giờ và nhiệt độ là 550o
C có khả năng hấp phụ dầu lớn (có diện tích bề mặt riêng lớn SBET = 158,862m2/g, tỷ trọng khối thấp 0,2312g/cm3). Kết quả đánh giá các thông số của quá trình hấp phụ dầu thô Bạch Hổ cho thấy tại điều kiện nhiệt độ 30oC trong 1 giờ, 1g vật liệu nanosilica có khả năng hấp phụ đƣợc 9,27g dầu thô [22].
Vũ Thị Hải Vân cũng tiến hành nghiên cứu Tổng hợp và đặc trưng nanocompozit silica/polypyrol định hướng ứng dụng trong lớp phủ hữu cơ
bảo vệ chống ăn mòn bằng phƣơng pháp in-situ, đã tổng hợp thành công nanocompozit silica/polypyrol trong dung môi nƣớc nanocompozit thu đƣợc
có dạng hình cầu, đƣờng kính từ 50-100 nm. Kết quả nghiên cứu cho thấy nanocompozit silica/polypyrol có khả năng dịch chuyển thế ăn mịn về vùng anot, có tác dụng ức chế ăn mịn cho thép cacbon [30].
Phạm Phƣớc Nhẫn và Diệp Ngọc Liên ở Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trƣờng Đại học Cần Thơ cũng Nghiên cứu ảnh hưởng của natrisilicate và calcisilicate lên tính chống chịu mặn trên lúa OM4900 trồng trong chậu. Kết quả cho thấy khi bổ sung silic cho lúa OM4900 trong điều
kiện bị nhiễm mặn có tác dụng làm gia tăng chiều cao cây lúa ở giai đoạn trƣớc 60 ngày sau khi sạ nhƣng khơng có tác dụng làm gia tăng số chồi và hàm lƣợng các sắc tố quang hợp [19].
Lê Văn Hải và cộng sự trong Synthesis of silica nanoparticles from Vietnamese rice husk by sol–gel method tiến hành tổng hợp nanosilica từ trấu bằng phương pháp sol – gel. Tro trấu (RHA) đƣợc tổng hợp bằng trấu khi xử
lý nhiệt ở điều kiện tối ƣu ở 600°C trong 4 giờ. Silica từ RHA đƣợc chiết xuất sử dụng dung dịch natri hydroxit để tạo ra dung dịch natri silicat và sau đó kết tủa bằng cách thêm axit H2SO4 ở pH = 4 sau đó rửa mẫu bằng hỗn hợp nƣớc / butanol. Và xác định điều kiện tối ƣu để sản xuất các hạt nano silica đồng nhất, các hiệu ứng độ che phủ bề mặt, nhiệt độ lão hóa và thời gian lão hóa đã đƣợc nghiên cứu. Bằng các phƣơng pháp phân tích nhiễu xạ tia X, kính hiển vi điện tử quét và điện tử, kính hiển vi điện tử truyền qua, sản phẩm silica thu đƣợc là vơ định hình và tính đồng nhất cao và ở kích thƣớc trung bình 3nm và kết quả BET cho thấy bề mặt riêng của mẫu cao nhất khoảng 340 m2 / g [7].