Báo cáo khoa học: XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TÍNH CỦA NGUYÊN LIỆU DIATOMITE PHÚ YÊN BẰNG FT-IR, XRF, XRD KẾT HỢP VỚI PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT DFT

Trong bài báo này, các đặc tính của nguyên liệu diatomite Phú Yên đã được nghiên cứu bằng phân tích hồng ngoại, nhiễu xạ tia X, huỳnh quang tia X kết hợp với phương pháp mô phỏng lượng tử bằng phần mềm Gaussian 03. Kết quả đã cho thấy cấu trúc...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: " XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TÍNH CỦA NGUYÊN LIỆU DIATOMITE PHÚ YÊN BẰNG FT-IR, XRF, XRD KẾT HỢP VỚI PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT DFT" TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(31).2009 XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TÍNH CỦA NGUYÊN LIỆU DIATOMITE PHÚ YÊN BẰNG FT-IR, XRF, XRD KẾT HỢP VỚI PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT DFT DETERMINATION OF PHUYEN’S DIATOMITE CHARACTERISTICS BY MEANS OF FT-IR, XRF, XRD AND THE DFT THEORETICAL COMPUTATIONAL STUDY Phạm Cẩm Nam Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Trần Thanh Tuấn Nhà máy ximăng Long Thọ, Học viên cao học Đại học Khoa học Huế Lâm Đại Tú  Võ Đình Vũ Trung tâm Phân tích Phân loại Hàng hóa Xuất khẩu Nhập khẩu miền Trung TÓM TẮT Trong bài báo này, các đặc tính của nguyên liệu diatomite Phú Yên đã được nghiêncứu bằng phân tích hồng ngoại, nhiễu xạ tia X, huỳnh quang tia X kết hợp với phương pháp môphỏng lượng tử bằng phần mềm Gaussian 03. Kết quả đã cho thấy cấu trúc của diatomite gồmcác nhóm silanol (Si-OH) và siloxan (Si-O-Si) với tần số dao động lần lượt 3697.4 cm1 (hay3622.9cm1) và 1102 cm1 (hoặc 1050cm1). Kết quả phân tích XRD đã xác định thành phầnphase chủ yếu trong diatomtie Phú yên là opal vô định hình (SiO2.nH2O) đặc trưng bởi hàmlượng SiO2 trong khoảng 71%. Lượng mất khi nung 9.9 % tương thích với tổng mất trọng lượngtrên giản đồ DTA-TG là 10.57%. Từ bản chất cấu trúc của diatomite Phú Yên mở ra triển vọngứng dụng của nó vào lĩnh vực lọc nước, hấp thụ, vật liệu nhẹ cách nhiệt, phụ gia pozzolan… ABSTRACT In this paper, the characteristics of PhuYen’s diatomite have been studied using FT-IR,X-ray, XRF and computational chemistry calculations with Gaussian 03 program for a couple ofsimilar models. The results show that PhuYen’s diatomite contains both the silanol and siloxangroups whose frequencies measure 3697.4 cm-1 (or 3622.9cm-1) and 1102 cm1 (or 1050cm1),respectively. The main phase in diatomite amorphous opal (SiO2.nH2O) which was found byXRD. This conclusion is quite adaptable with the silica content of 71%. Loss on ignition ofPhuYen’s diatomite is 9.9%, corresponding to the value of mass variation on DTA-TG diagramof 10.57%. On the basis of PhuYen’s diatomite structure, this material offers some perspectiveapplications to water filtration and absorption, lightweight and insulation materials, pozzolan etc.1. Giới thiệu Diatomite còn có tên gọi là Kieselgühr là một loại đá trầm tích với thành phầngồm các khung xương tảo diatome và có nhiều ứng dụng vào công nghiệp nhờ vào tínhxốp cao và bền nhiệt và các đặc tính quí giá khác [1]. Diatomite có màu thay đổi từtrắng xám, vàng đến đỏ tùy thuộc vào thành phần các oxide chứa trong chúng. 1 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(31).2009Diatomite có tính cách nhiệt, không cháy, không hòa tan trong nước, và bền trongkhông khí. Do đó chúng được sử dụng rông rãi làm chất trợ lọc, chất mang xúc tác vàchất hấp phụ [2],[3]. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về khả năng ứng dụngdiatomite trên thế giới [4],[5]. Tại Việt Nam, nguồn diatomite có trữ lượng 165 triệu tấn [6], trong đó có khu vựcmỏ tại huyện Tuy An, Phú Yên với trữ lượng dự báo khoảng 60 triệu tấn. Các ứng dụngcủa diatomite Phú Yên đã được nghiên cứu và áp dụng thử nghiệm làm bột trợ lọc trongcông nghiệp rượu bia, nước giải khát [6]. Một số công trình khác đã nghiên cứu sử dụngđể sản xuất vật liệu nhẹ, vật liệu chịu nhiệt [12]. Bên cạnh đó, diatomite còn đượcnghiên cứu sử dụng làm các chất hấp thụ, chất mang, phụ gia cho công nghiệp xi măng[7], hay làm nguyên liệu để xử lý hồ tôm.2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu a) Nguyên liệu Nguyên liệu diatomite được mua tại mỏ Tuy An, Phú Yên với khối lượng1000kg. Đất diatomite ở dạng cục tảng nhỏ được vận chuyển về sấy, nghiền, sau đóđồng nhất tại phòng thí nghiệm bộ môn silicat Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng.Trên nguồn nguyên liệu đã gia công trên chúng tôi tiến đánh giá các tính chất liên quan. b) Phương pháp nghiên cứu Sử dụng máy huỳnh quang tia X xác định định lượng thành phần hóa học củadiatomite. Để đánh giá các đặc tính, tính chất của nguyên liệu đất diatomite Phú Yênchúng tôi sử dụng phương pháp phổ hồng ngoại (FT-IR) trên máy Nicolet 6700,Thermo, USA. Phân tích XRD tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốcgia Hà Nội. Phân tích nhiệt vi sai (Diffrential Thermal Analysis-DTA) thực hiện trênmáy CETARAM. Thêm vào đó để định danh cho dao động các nhóm chức trongdiatomite nguyên liệu chúng ...