có thể được điều khiển bằng nồng độ chất hoạt hóa bề mặt là AOT và nhiệt độ.
Hình 3. Hệ nhũ tương nước trong dầu và dầu trong nước dầu trong nước
Hình 4. Cơ chế hoạt động của phương pháp vi nhũ tương pháp vi nhũ tương
Cơ chế cụ thể của phản ứng xảy ra trong hệ vi nhũ tương như sau: Phản ứng hóa học tạo các chất mong muốn sẽ xảy ra khi ta hòa trộn các hệ vi nhũ tương này lại với nhau. Có 2 cách để phân tử chất phản ứng gặp nhau:
Cách thứ nhất: Các phân tử chất phản ứng thấm qua lớp màng chất hoạt hóa
bề mặt ra ngồi và gặp nhau. Nhưng thực tế thì tỉ lệ sản phẩm tạo thành theo cách này là rất nhỏ, không đáng kể.
Cách thứ hai: Khi các hạt vi nhũ tương của các chất phản ứng gặp nhau, nếu
có đủ lực tác động thì hai hạt nhỏ (A,B) có thể tạo thành hạt lớn hơn (C). Các chất phản ứng trong hai hạt nhỏ sẽ hòa trộn, phản ứng xảy ra trong lòng hạt lớn và sản phẩm mong muốn được tạo thành (ở đây là các hạt magnetite Fe3O4). Các hạt
magnetite Fe3O4 sau khi tạo thành sẽ bị chất hoạt hóa bề mặt bao phủ và ngăn cản không cho phát triển thêm về kích thước.
Cũng bằng phương pháp này, người ta có thể chế tạo hạt oxit sắt bao phủ bởi một lớp vàng để tránh oxi hóa và tăng tính tương hợp sinh học.
d. Phương pháp Polyol
Polyol là phương pháp thường dùng để tạo các hạt nano kim loại như Ru. Pd, Au, Co, Ni, Fe,...Sau này nó được mở rộng để tạo các hạt nano. Các hạt nano được
hình thành trực tiếp từ dung dịch muối kim loại có chứa polyol (rượu đa chức).
Polyol có tác dụng như một dung mơi hoặc trong một số trường hợp như một chất khủ ion kim loại. Tiền chất có thể hịa tan trong polyol rồi được khuấy và nâng đến nhiệt độ sôi của polyol để khử các ion kim loại thành kim loại. Bằng cách điều
khiển động học kết tủa mà chúng ta có thể thu được các hạt kim loại với kích thước và hình dáng như mong muốn. Người ta còn thay đổi phương pháp này bằng cách
đưa những mầm kết tinh bên ngoài vào dung dịch. Như vậy quá trình tạo mầm và
phát triển hạt là hai quá trình riêng biệt làm cho hạt đồng nhất hơn.
Hạt nano oxit sắt với đường kính 100nm có thể được hình thành bằng cách
trộn tỷ lệ không cân đối hydroxide sắt với dung dịch hữu cơ, [18]. Muối Fe (II) và NaOH phản ứng với ethylene glycol (EG) hoặc polyethylene glycol (PEG) và kết tủa Fe xảy ra ở nhiệt độ từ 80-1000C. Bẳng phương pháp này cịn có thể tạo các hạt hợp kim của Fe với Ni hoặc Co.
e. Phương pháp phân ly các tiền chất hữu cơ ở nhiệt độ cao
Phương pháp phân ly các tiền chất hữu cơ ở nhiệt độ cao phân ly tiền chất
chứa sắt trong mơi trường chất hoạt hóa bề mặt ở nhiệt độ cao có thể tạo ra các hạt nano oxit sắt đồng nhất, kích thước như mong muốn và kết tinh tốt. Sun đã chế tạo thành công hạt nano magnetite đồng nhất kích thước 3-20nm bằng cách cho phản
ứng sắt (III) acetylacetonate trong phenyl ether với sự có mặt của rượu, oleic acid
và oleylamine ở nhiệt độ 2650C. Phương pháp này có thể tạo hạt nano kích thước 4nm khi khơng có mầm kết tinh nhưng để đạt kích thước 20nm thì cần phải có mầm kết tinh.
g. Phương pháp phỏng sinh học
Phương pháp phỏng sinh học bắt đầu từ phân tử protein chứa sắt là ferritin là phương pháp được nghiên cứu kĩ lưỡng nhất. Ferritin gồm một lõi Fe3+ hydrate hóa
được bao bởi nhiều lớp protein. Do lõi Fe3+ bị “giam” như vậy mà người ta có thể tạo ra hạt nano magnetie và magnetite/maghemite với kích thước 6-7nm bằng cách oxi hóa apoferritin bằng trimethylamio-N-oxide.
h. Phương pháp hóa siêu âm
Phương pháp hóa siêu âm là các phản ứng hóa học được hỗ trợ bởi sóng siêu âm cũng được dùng để tạo hạt nano ơ xít sắt. Hóa siêu âm là một chuyên ngành của hóa học, trong đó, các phản ứng hóa học xảy ra dưới tác dụng của sóng siêu âm như một dạng xúc tác. Sóng siêu âm là sóng dọc, là q trình truyền sự co lại và giãn nở của chất lỏng. Tần số thường sử dụng trong các máy siêu âm là 20 kHz cao hơn ngưỡng nhận biết của tai người (từ vài Hz đến 16 kHz). Khi sóng siêu âm đi qua
một chất lỏng, sự giãn nở do siêu âm gây ra áp suất âm trong chất lỏng kéo các phân tử chất lỏng ra xa nhau. Nếu cường độ siêu âm đủ mạnh thì sự giãn nở này sẽ tạo ra những lỗ hổng trong chất lỏng. Điều này xảy ra khi áp suất âm đó lớn hơn sức căng
địa phương của chất lỏng. Sức căng cực đại này lại phụ thuộc vào từng chất lỏng và
tạp chất ở trong đó. Thơng thường, đây là một q trình phát triển mầm; tức là, nó xuất hiện tại các điểm yếu tồn tại sẵn ở trong chất lỏng, như là những bọt khí hoặc những tiểu bọt khí tức thời có trong chất lỏng sinh ra từ những quá trình tạo lỗ hổng trước đó. Phần lớn các chất lỏng bị nhiễm bẩn bởi các hạt nhỏ mà lỗ hổng có thể
xuất phát từ đó khi có mặt của áp suất âm. Một khi được hình thành, các bọt khí nhỏ bị chiếu siêu âm sẽ hấp thụ năng lượng từ sóng siêu âm và phát triển lên. Sự phát triển của các lỗ hổng phụ thuộc vào cường độ siêu âm. Khi cường độ siêu âm cao, các lỗ hổng nhỏ có thể phát triển rất nhanh. Sự giãn nở của các lỗ hổng đủ nhanh
trong nửa đầu chu kì của một chu kì sóng siêu âm, nên đến nửa sau chu kì thì nó
khơng có đủ thời gian để co lại nữa. Khi cường độ siêu âm thấp hơn, các lỗ hổng
xuất hiện theo một quá trình chậm hơn gọi là khuyếch tán chỉnh lưu. Dưới các điều kiện này, kích thước của một lỗ hổng sẽ dao động theo các chu kì giãn nở và co lại. Trong khi dao động như thế lượng khí hoặc hơi khuyếch tán vào hoặc ra khỏi lỗ
hổng phụ thuộc vào diện tích bề mặt. Diện tích bề mặt sẽ lớn hơn trong quá trình giãn nở và nhỏ hơn trong q trình co lại. Do đó, sự phát triển của lỗ hổng trong quá trình giãn nở sẽ lớn hơn trong quá trình co lại. Sau nhiều chu kì siêu âm, lỗ hổng sẽ phát triển. Lỗ hổng có thể phát triển đến một kích thước tới hạn mà tại kích thước
đó lỗ hổng có thể hấp thụ hiệu quả năng lượng của sóng siêu âm. Kích thước này
gọi là kích thước cộng hưởng, nó phụ thuộc vào tần số của sóng âm. Ví dụ, với tần số 20 kHz, kích thước này khoảng 170 mm. Lúc này, lỗ hổng có thể phát triển rất nhanh trong một chu kì duy nhất của sóng siêu âm. Một khi lỗ hổng đã phát triển
quá mức, ngay cả trong trường hợp cường độ siêu âm thấp hay cao, nó sẽ khơng thể hấp thụ năng lượng siêu âm một cách có hiệu quả được nữa. Và khi khơng có năng lượng tiếp ứng, lỗ hổng khơng thể tồn tại lâu được. Chất lỏng ở xung quanh sẽ đổ
vào và lỗ hổng bị suy sụp. Sự suy sụp của lỗ hổng tạo ra một môi trường đặc biệt
cho các phản ứng hố học - các điểm nóng (hot spot). Hóa siêu âm được ứng dụng
để chế tạo rất nhiều loại vật liệu nano như vật liệu nano xốp, nano dạng lồng, hạt
nano, ống nano. Hạt nano ơ xít sắt và ơ xít sắt pha Co và Ni đã được chế tạo bằng phương pháp này. Tuy nhiên các hạt nano cần phải có chế độ xử lý nhiệt mới có thể
đạt được từ độ bão hòa cao ở nhiệt độ phòng.
Hạt nano từ tính dựa trên ơ xít sắt đã được chế tạo bằng hóa siêu âm, [24]. Đây là phương pháp rất đơn giản để tạo hạt nano từ tính với từ độ bão hòa rất cao.
Muối sắt (II) axetat được cho vào trong nước cất hai lần rồi cho chiếu xạ siêu âm với công suất khoảng 200 W/2 h trong mơi trường bảo vệ. Sóng siêu âm được tác dụng dưới dạng xung để tránh hiện tượng quá nhiệt do siêu âm tạo ra. Khi tác dụng siêu âm, trong dung dịch sẽ xuất hiện các chất có tính khử và tính ơxi hóa như H2, hydro peroxit (H2O2). Các sản phẩm trung gian năng lượng cao có thể là HO2 (superoxit), hydro nguyên tử, hydroxyl và điện tử. Các chất này sẽ ơxi hóa muối sắt và biến chúng thành magnetite Fe3O4. Sau khi phản ứng xảy ra ta thu được hạt nano Fe3O4 với từ độ bão hịa có thể đến 80 emu/g, cao gần bằng giá trị của Fe3O4 ở dạng khối.
k. Phương pháp điện hóa
Các nghiên cứu gần đây cho thấy các vật liệu nano chứa sắt có thể tổng hợp
bằng phương pháp điện hóa bằng cách sử dụng anote sắt và catote titan trơ để điều
chế sắt hạt nano. Dung dịch điện ly chứa 50g/l (NH4)2FeSO4, 20g/l muối trinatri axit citric, 10g/l axit citric và 40g/l axit boric. Nhiệt độ của bể phản ứng là 3030K. Dòng
điện với độ rộng xung ngắn được sử dụng để điều chỉnh kích thước hạt. Kết quả cho
thấy hạt nano chế tạo có kích thước trung bình là 19nm và độ ổn nhiệt lên tới 5500K.
l. Phương pháp khử pha lỏng
Phương pháp khử pha lỏng hay borohidrit là thêm một chất khử mạnh vào một dung dịch ion kim loại để khử nó thành các hạt kim loại có kích thước nano.
và hiệu suất của phương pháp khử pha lỏng, nó đã trở thành phương pháp được biết
đến nhiều nhất và được sử dụng rộng rãi nhất chế tạo hạt nano ứng dụng trong mơi
trường. Trong đó chất khử được sử dụng phổ biến nhất là NaBH4, dung dịch ion
kim loại là sắt (III) clorit (FeCl3.6H2O) và sắt (II) sunfat FeSO4.7H2O.
m. Phương pháp khử pha khí
Nano thương phẩm thường được biết đến với tên gọi là RNIP (FeH2) được
sản xuất từ phương pháp khử hematite hoặc geolit bằng H2 ở nhiệt độ cao (350-
6000C). Sau khi làm lạnh và chuyển hạt sắt vào nước dưới dạng khí, một lớp vỏ bị oxy hóa hình thành trên bề mặt. RNIP được biết đến là một vật liệu gồm 2 pha là
Fe3O4 và FeO. Vật liệu tổng hợp có kích thước trung bình là 50 – 300nm và diện tích bề mặt riêng là 7 – 55m2/g, hàm lượng Fe <65% (theo khối lượng).
1.2.2.3. Chế tạo nano lưỡng kim
Do sắt nano có kích thước siêu nhỏ và diện tích bề mặt riêng lớn, hạt nano sắt rất dễ bị oxi hóa khơng khí. Do đó có nhiều nghiên cứu trên thế giới đã phủ một lớp mỏng chứa oxit hoặc lớp vỏ kim loại lên bề mặt của vật liệu sắt nano để tránh sự oxi hóa.
Với tính chất từ tính của vật liệu nên nano sắt có xu hướng kết đám, hình
thành nên những sợi lớn hơn khiến chúng giảm đi hoạt tính cũng như sự vận chuyển trong mơi trường. Vì vậy, việc phân tán các hạt nano sắt là tăng hiệu quả phản ứng của các vật liệu này. Việc hình thành các oxit sắt và hyhro sắt trên bề mặt của sắt nano cũng làm giảm phản ứng của các hạt nano, [33]. Để giải quyết vấn đề này, một chất xúc tác kim loại như Ni, Cu hoặc Pd đã được kết hợp với sắt nano để tạo thành nano lưỡng kim. Trong đó, các hạt sắt đóng vai trị như electron hỗ trợ còn các chất như Ni, Cu và Pd như là các chất xúc tác nâng cao tỷ lệ dehalogen và ngăn cản q trình oxi hóa của các hạt nano khi tiếp xúc với khơng khí. Cho đến nay, nano lưỡng kim Fe-kim loại được sử dụng rộng rãi để phân hủy các hợp chất hữu cơ khác nhau.
He và Zhao đã sử dụng dung dịch tinh bột để ổn định vật liệu nano lưỡng
kim (Fe-Pd). Vật liệu nano đã được bọc tinh bột là những hạt riêng rẽ và ít bị kết
dính hơn nhiều. Kết quả của họ cũng cho thấy vật liệu nano bọc tinh bột có hoạt tính mạnh hơn.
Theo Zhanqiang Fang và nnk [33] đã điều chế thành cơng nano lưỡng kim Fe-Ni có kích thước từ 20-50nm. Cùng với đó, họ cũng tiến hành thử nghiêm để
kiểm tra sự ổn định, độ bền và sự rò rỉ Ni của các hạt nano lưỡng kim Fe-Ni khi
xử lý. Nano lưỡng kim (Fe-Ni) được chế tạo như sau: sử dụng Natri Borohydrit
(NaBH4). Pha 0.1M FeSO4.7H2O pha trong 100mL cồn/nước (tỷ lệ 30:70). Bổ sung thêm PVP (polyvinyl pyrrolidone) với hạt nano tỷ lê 1:1 vào dung dịch FeSO4.7H2O. Cho 0.3M NaBH4 vào dung dịch FeSO4.7H2O và khuấy từ trong thời gian 5 phút và dừng lại khi dung dịch chuyển màu đen. Dùng nam châm thu
được các sắt nano và rửa 3 lần với cồn 99%. Phản ứng này được mô tả bởi phương
trình sau:
2Fe2+ +2H20 + BH4− → 2Fe0 +BO2− +4H− +2H2 (1)
Định mức dung dịch này bằng cồn lên 50ml. Để phủ một lớp kim loại tạo
nano lưỡng kim, thêm một lượng muối NiCl2.6H2O trong dung dịch vừa tạo ở (1),
đem khuấy trong thời gian 30 phút. Quá trình này như sau:
Fe(s) + Ni2+ → Fe2+ +Ni(s) (2)
Tách và rửa hạt nano lưỡng kim như đối với sắt nano. Cuối cùng hạt nano
lưỡng kim được sấy khô trong môi trường chân không qua đêm ở nhiệt độ 500C trước khi sử dụng. Kết quả thu được cũng được phân tích tính chất và đặc điểm
bằng chụp X-Ray, TEM, BET (Brunnaer–Emmett–Teller). Hàm lượng kim loại Fe và Ni của các hạt nano lưỡng kim được xác định bằng máy quang phổ hấp thụ
nguyên tử (TAS-986, Pgeneral, Trung Quốc).
1.3. Tổng quan chung của khu công nghiệp Phố Nối A
1.3.1. Giới thiệu chung khu công nghiệp Phố Nối A
Các khu công nghiệp đóng vai trị quan trọng trọng q trình phát triển kinh tế - xã hội, là nhân tố chủ yếu thúc đẩy tăng trưởng công nghiệp, tăng khả năng thu hút vốn đầu tư trong và ngoài nước vào phát triển công nghiệp, đẩy mạnh xuất
khẩu, tạo công ăn việc làm và thu nhập cho người lao động tại địa phương. Khu
công nghiệp Phố Nối A thuộc địa bàn tỉnh Hưng Yên, có những điểm tương đồng
với các yếu tố phát triển của tỉnh. Hưng Yên là tỉnh thuộc đồng bằng Bắc Bộ, thuộc tam giác kinh tế trọng điểm Hà Nội – Hải Phòng- Quảng Ninh. Hưng Yên là cửa
tế Nội Bài, giáp với các tỉnh và thành phố là Hà Nội, Bắc Ninh, Hà Nam, Thái Bình và Hải Dương. Với vị trí địa lý thuận lợi đã và đang là tiền đề thúc đẩy mạnh mẽ
cho sự phát triển cho các khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh.
Hình 5. Vị trí quy hoạch khu công nghiệp Phố Nối A
Khu công nghiệp Phố Nối A thuộc địa bàn của các xã Đình Dù, Lạc Hồng,
Trưng Trắc và Minh Hải thuộc huyện Văn Lâm và xã Giai Phạm huyện Yên Mỹ, tỉnh Hưng Yên. Khu công nghiệp Phố Nối A đã và đang là một điểm hấp dẫn của
các nhà đầu tư do có vị trí thuận lợi nằm ven quốc lộ 5, gần hệ thống đường sắt, cơ sở hạ tầng nội bộ của khu công nghiệp khá tốt…
Khu công nghiệp Phố Nối A là một trong ba khu công nghiệp đã đi vào hoạt
động trong số 13 khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Hưng Yên, và tiếp nhận dự án đầu tư theo Quy hoạch tổng thể phát triển các khu công nghiệp cả nước do Thủ
tướng Chính phủ ban hành, do Công ty Quản lý khai thác Khu công nghiệp Phố Nối A làm chủ đầu tư. Với diện tích quy hoạch 594 ha, diện tích đất cơng nghiệp cho
nghiệp đã được đầu tư xây dưng hoàn thành hạ tầng kỹ thuật giai đoạn đầu với quy mô diện tích khoảng 390 ha, đi vào hoạt động từ năm 2003 bao gồm hệ thống cấp thoát nước, nhà máy xử lý nước thải tập trung, hệ thống đường giao thơng, hệ thống phịng cháy chữa cháy, hệ thống thơng tin liên lạc,….; giai đoạn mở rộng có quy mơ