Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột TIO2 để ứng dụng làm chất xúc tác quang hóa

Mục đích nghiên cứu của Luận án này nhằm xây dựng mô hình phản ứng tạo TiO2 nano từ TiCl4 bằng phương pháp thủy phân trong pha hơi bằng cách viết phương trình bảo toàn dòng cho hệ phản ứng nhiều pha, nhiều cấu tử trong thiết bị phản ứng dạng đẩy (hình ống). Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột TIO2 để ứng dụng làm chất xúc tác quang hóa ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HOÀNG MINH NAM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT TIO2 ĐỂ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT XÚC TÁC QUANG HÓAChuyên ngành: Quá trình và Thiết bị Công nghệ hoá họcMã số chuyên ngành: 62527701 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH NĂM 2015Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCMNgười hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Phan Đình TuấnNgười hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Ngô Mạnh ThắngPhản biện độc lập 1: GS.TS. Phạm Văn ThiêmPhản biện độc lập 2: PGS.TS. Nguyễn Đình ThànhPhản biện 1: GS.TSKH. Nguyễn Minh TuyểnPhản biện 2: PGS.TSKH. Thái Bá CầuPhản biện 3: PGS.TS. Lê Thị Kim PhụngLuận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại..............................................................................................................................................................................................................................................................vào lúc giờ ngày tháng nămCó thể tìm hiểu luận án tại thư viện: - Thư viện Khoa học Tổng hợp Tp. HCM - Thư viện Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ1. Phan Đình Tuấn, Hoàng Minh Nam, Hà Vi Huynh, Ngô Mạnh Thắng, Môhình hoá toán học quá trình sản xuất TiO2 từ TiCl4 trong thiết bị phản ứng liêntục, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Tập 51, Số 5C, 2013, Tr. 184-199.2. Phan Đình Tuấn, Hoàng Minh Nam, Ngô Mạnh Thắng, Nghiên cứu ứngdụng TiO2 nano làm chất xúc tác quang xử lý các hợp chất dễ bay hơi, Tạp chíKhoa học và Công nghệ, Tập 51, Số 5C, 2013, Tr. 358-363.3. H. Hoang, T.P. Mai, M.N. Hoang, D.T. Phan, F. Couenne, Y. Le Gorrec,Stabilization of non insothermal chemical reactors using two thermodynamicLyapurvov functions, J. Science and Technology, Vietnam Academy ofScience and Technology (VAST), Vol. 49, No.2, 2011, PP. 45-61.4. Phan Đình Tuấn, Lê Xuân Mẫn, Hoàng Minh Nam, Chế tạo nano dioxit titanTiO2 anatase bằng phương pháp thủy phân trong pha hơi, Bộ KH&CN-Chương trình nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ vật liệu: NXBBách Khoa Hà Nội, (KC.02/06-10), Mã số 47-2010/CXB/01-01/BKHN, 2009,Tr. 231-238. GIỚI THIỆU1.1 Tính cấp thiết của đề tàiTiO2 nano từ lâu đã được sản xuất với nhiều phương pháp khác nhau. Trong đó,phổ biến nhất là phương pháp clo hóa. Hầu như TiO2 nano được sản xuất trênthế giới bằng phương pháp này, thông qua việc thủy phân TiCl 4. Tùy theo yêucầu sử dụng, TiO2 có thể được ưu tiên chế tạo ở dạng thù hình rutil (chopigment) hoặc anatase (cho chất xúc tác quang hóa).Việc tính toán và điều khiển quá trình để tạo ra được sản phẩm có dạng thùhình mong muốn, có phổ phân bố hạt cũng như các tính chất vật lý đặc trưngcủa hạt phù hợp là một trong các yêu cầu công nghệ cơ bản của nền côngnghiệp sản xuất TiO2.1.2 Mục tiêu nghiên cứuNghiên cứu xây dựng mô hình phản ứng tạo TiO2 nano từ TiCl4 bằng phươngpháp thủy phân trong pha hơi bằng cách viết phương trình bảo toàn dòng cho hệphản ứng nhiều pha, nhiều cấu tử trong thiết bị phản ứng dạng đẩy (hình ống).Giải mô hình bằng phương pháp Runghe-Kutta-Fehlsberg sử dụng Matlab làmcơ sở.Trên cơ sở giải mô hình, khảo sát ảnh hưởng của các thông số công nghệ nhưnồng độ, nhiệt độ, thời gian lưu đến phân bố hạt theo kích thước, từ đó xác địnhchế dộ công nghệ phù hợp để sản xuất TiO2 nano làm chất xúc tác quang hóa.Thực nghiệm trên thiết bị phản ứng hình ống tạo TiO2 nano, đo đạc và đánh giácác tính chất của vật liệu này, so sánh với lý thuyết khi chạy mô hình. Từ đó, cónhững hiệu chỉnh mô hình thích hợp.Nghiên cứu ứng dụng TiO2 nano sản xuất được làm chất xúc tác quang hoá, xửlý các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi như benzen, xylen, toluene.1.3 Nội dung nghiên cứua. Nghiên cứu lý thuyết phản ứng sản xuất TiO2 bằng mô hình hoá toán họcb. Nghiên cứu phản ứng tạo hạt TiO2 bằng phần mềm mô phỏng 1c. Nghiên cứu thực nghiệm phản ứng sản xuất TiO2 nano để kiểm chứng và cải tiến mô hình toán họcd. Nghiên cứu ứng dụng bột TiO2 nano làm chất xúc tác quang hóa1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn1.4.1 Ý nghĩa khoa họcLuận án đã nghiên cứu xây dựng phần mềm mô phỏng quá trình phản ứng sảnxuất TiO2 từ TiCl4 là phản ứng trong hệ nhiều pha, nhiều cấu tử, làm công cụ đểkhảo sát quá trình vốn rất phực tạp này.Quá trình mô hình hoá toán học đã giúp xây dựng nên một công cụ mạnh đểnghiên cứu phản ứng, thiết lập chế độ phản ứng tối ưu để tạo ra hạt TiO2 cókích thước nano ứng dụng làm chất xúc tác quang hoá.Luận án cũng góp phần xây dựng nên công cụ mạnh là mô hình toán học trêncơ sở hệ phương trình bảo toàn dòng Damkoehler để khảo sát các quá trìnhkhác nhau trong thực tế. Đây là phương pháp nghiên cứu công nghệ hoá học,vật liệu hiện đại.1.4.2 Ý nghĩa thực tiễnLuận án đã chế tạo thành công vật liệu quang xúc tác TiO2 nano từ TiCl4. Vậtliệu này đã được kiểm chứng bằng cách xem xét hoạt tính khi sử dụng để khửcác hợp chất hữu cơ dễ bay hơi như benzen, toluen, xylen.Việc chế tạo thành công TiO2 nano làm vật liệu xúc tác từ TiCl4 đã mở ra triểnvọng cho nền công nghiệp khai thác và chế biến sa khoáng ven biển Việt Nam.1.5 Bố cục của luận ánLuận án bao gồm phần mở đầu và phần nội dung có bốn chương: tổng quan,phương pháp nghiên cứu, kết quả và thảo luận, kết luận, và phần tài liệu thamkhảo, các phụ lục. Nội dung của luận án được trình bày trong 100 trang, trongđó có 50 hình, 14 bảng biểu và 114 tài liệu tham khảo. Phần phụ lục gồm 50trang. Phần lớn kết quả luận án được công bố trong 4 bài báo được đăng trêntạp chí của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt nam. ...