Nghiên cứu quá trình tạo SiO2 từ vỏ trấu

Vỏ trấu là một nguyên liệu lý tưởng để tạo ra vật liệu silica (SiO2), mỗi một phương pháp sẽ tạo ra loại SiO2 phù hợp với mục đích sử dụng. Bài viết Nghiên cứu quá trình tạo SiO2 từ vỏ trấu tập trung nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo Na2SiO3 của RHA trong dung dịch NaOH.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu quá trình tạo SiO2 từ vỏ trấu NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TẠO SiO2 TỪ VỎ TRẤU TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THE PROCEDURE OF PRODUCING SiO2 FROM RICE HUSK Hoàng Thị Vân An Phòng Quản lý đào tạo, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì Tóm tắt: Vỏ trấu là một nguyên liệu lý tưởng để tạo ra vật liệu silica (SiO2), mỗi một phương pháp sẽ tạo ra loại SiO2 phù hợp với mục đích sử dụng. Phương pháp tạo dung dịch Na2SiO3 trước khi tạo kết tủa SiO2 trong môi trường axit được xây dựng trong phòng thí nghiệm, các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tạo silica như nồng độ dung dịch NaOH, tỷ lệ RHA so với dung dịch NaOH, nhiệt độ và thời gian phản ứng được nghiên cứu để xác định điều kiện thích hợp. Ngoài ra, một số đặc tính của SiO2 cũng được nghiên cứu bằng phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM), nhiễu xạ tia X (XRD) và xác định thành phần nguyên tố (EDX). Từ khóa: Vỏ trấu, tro trấu, silica (SiO2), đặc trưng lí hóa. Abstract: Keywords: Rice husk, husk ash , silica (SiO2), physical and chemical properties. 1. GIỚI THIỆU Nước ta là một nước nông nghiệp với những đặc tính khác nhau để phù hợp với các ngành nghề truyền thống là chuyên canh cây yêu cầu ứng dụng khác nhau. lúa nước. Sản lượng lúa của nước ta đứng thứ Tổng hợp SiO2 từ vỏ trấu có thể có nhiều năm trên thế giới và xuất khẩu gạo đứng thứ cách như đốt cháy trực tiếp ở nhiệt độ cao hai thế giới (đứng sau Thái Lan). Trong thành [3,4], đốt cháy sau tiền xử lý với một số loại phần của hạt lúa, vỏ trấu chiếm khoảng 20% hóa chất (HCl, H2SO4, HNO3 [1,5], NaOH, khối lượng. Vì vậy, hằng năm ngành nông NH4OH [5]), phương pháp thủy nhiệt, RHA nghiệp nước ta thải ra hàng triệu tấn vỏ trấu. phản ứng với Na2CO3 và phản ứng với NaOH Lượng vỏ trấu thải vào môi trường này chưa để tạo ra natri slicat trước khi tổng hợp SiO2 được sử dụng một cách có hiệu quả nên đang [1,6]. gây ra ô nhiễm môi trường rất nặng. Trấu Trong phản ứng với NaOH, đầu tiên RHA (RH) sau khi được đốt cháy tạo thành tro được đưa vào dung dịch NaOH để sản xuất (RHA), một trong những nguyên liệu giàu dung dịch Na2SiO3. Sau đó, Na2SiO3 tiếp tục SiO2 (khoảng trên 90% về khối lượng) nên sẽ phản ứng với NH4HCO3, (NH4)2SO4, hoặc là nguyên liệu thô có hiệu quả kinh tế để tổng H2SO4, HCl để tạo ra SiO2 [1,7]. Chìa khóa hợp vật liệu silica gel và bột [1]. của phương pháp này là phản ứng của RHA Bởi vì RH tự nhiên có hàm lượng silica và NaOH. Các nồng độ thích hợp của NaOH Email: hoangan.vui@mail.com cao và silica dễ dàng tham gia các phản ứng, và thời gian phản ứng trộn cũng rất quan vì vậy, đầu những năm 1980, tổng hợp silica trọng [7]. Nếu natri silicat phản ứng với dung tinh khiết từ RH đã được nghiên cứu kỹ dịch HCl 1N, silica gel có thể bị kết tủa khi lưỡng [1,2]. Các silica được sản xuất sẽ có pH nhỏ hơn 10. ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 2 NĂM 2021 49 Rice husk is an ideal material for making silica (SiO2) materials, each method will produce the type of SiO2 which is suitable for various purposes. The method of creating Na2SiO3 solution before creating SiO2 precipitate in an acidic environment has been developed in the laboratory, the factors affecting the silica production process such as the concentration of NaOH solution, the ratio of RHA compared with the NaOH solution, temperature and reaction time were studied to determine appropriate conditions. In addition, some properties of SiO2 were also studied by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and elemental composition determination (EDX) methods. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NaOH + SiO2 → Na2O.SiO2 + H2O * Nguyên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng: tiến hành phản ứng lần lượt ở 30 ºC, 50 Na2O.SiO2 + HCl → SiO2 + NaCl + H2O °C, 100 °C và 150 °C. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá Hiệu suất thu hồi sản phẩm trình tạo Na2SiO3 của RHA trong dung dịch NaOH. 2. THỰC NGHIỆM Trong đó: m1: khối lượng RHA khô trước khi phản ứng. 2.1. Nguyên liệu m2: khối lượng SiO2 thu được sau Vỏ trấu được thu nhận từ một cơ sở xay khi phản ứng. sát gạo ở Hưng Yên. Natri hydroxit (NaOH) khan, axit clohydric (HCl) và dung môi 2.2.2. Xác định một số đặc trưng của SiO2 ethanol đều là hóa chất tinh khiết (Trung tạo thành từ vỏ trấu Quốc), khi sử dụng không phải qua tinh chế. * Xác định thành phần bằng phương pháp 2.2. Phương pháp tiến hành phân tích EDX. Vỏ trấu (RH) sau khi được rửa sạch, sấy * Hình thái học bề mặt được quan sát dưới khô và đốt sẽ thu được trấu cacbon (RHC). kính hiển vi điện tử quét (SEM) FM-6510LV Tiến hành nghiền mịn, nung RHC ở 700°C (JEOL). để tạo t ...