Tóm tắt luận án Tiến sĩ Vật liệu cao phân tử và tổ hợp: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ tính trên nền Graphit Việt Nam ứng dụng trong xử lý môi trường ô nhiễm màu hữu cơ (Congo Red)

Luận án nghiên cứu và phát triển công nghệ chế tạo vật liệu graphit mang từ tính từ nguồn graphit dạng vảy của Việt Nam làm vật liệu ứng dụng trong xử lý môi trường bị ô nhiễm chất màu hữu cơ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Vật liệu cao phân tử và tổ hợp: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ tính trên nền Graphit Việt Nam ứng dụng trong xử lý môi trường ô nhiễm màu hữu cơ (Congo Red) BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ……..….***………… PHẠM VĂN THỊNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU TỪ TÍNH TRÊN NỀN GRAPHIT VIỆT NAM ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Ô NHIỄM MÀU HỮU CƠ (CONGO RED) Chuyên ngành: Vật Liệu Cao Phân Tử Và Tổ Hợp Mã số: 62440125 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LIỆU CAO PHÂN TỬ VÀ TỔ HỢP Hà Nội – 2019 Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Bạch Long Giang Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Lê Thị Hồng Nhan Phản biện 1: … Phản biện 2: … Phản biện 3: …. Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi … giờ ..’, ngày … tháng … năm 201…. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ - Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường như ô nhiễm chất màu dệt, nhuộm đang trở thành vấn đề cấp thiết ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Nó gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống, sức khỏe và sinh hoạt của người dân. Các phương pháp xử lý ô nhiễm chất màu rất đa dạng. Tuy nhiên, chúng còn tồn tại những mặt hạn chế nhất định như hiệu quả thấp, vận hành phức tạp, tạo ra các sản phẩm phụ không thân thiện với môi trường đã hạn chế tiềm năng của chúng. Nhờ vào các đặc tính rất tốt của vật liệu từ tính, luận án có định hướng sử dụng loại vật liệu lai này cho các quá trình xử lý môi trường nhiễm chất màu hữu cơ độc hại. Nghiên cứu tập trung tổng hợp vật liệu từ tính (EG@MFe2O4) của các kim loại Ni, Co và Mn để tăng cường khả năng hấp phụ với Graphite tróc nở. Vật liệu EG@MFe2O4 được sử dụng để hấp phụ ô nhiễm thuốc nhuộm (CR). Trong đó, kết quả nghiên cứu tập trung đánh giá và phân tích tối ưu các thông số hấp phụ, động học, nhiệt động học, đẳng nhiệt hấp phụ, cơ chế hấp phụ và khả năng tái chế vật liệu. 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án Nghiên cứu và phát triển công nghệ chế tạo vật liệu graphit mang từ tính từ nguồn graphit dạng vảy của Việt Nam làm vật liệu ứng dụng trong xử lý môi trường bị ô nhiễm chất màu hữu cơ. 3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án - Nghiên cứu và tổng hợp được vật liệu graphit tróc nở (EG) từ nguồn graphit khu vực tỉnh Yên Bái, Việt Nam bằng phương pháp hóa học dưới sự hỗ trợ vi sóng. - Nghiên cứu được quy trình tổng hợp mang từ tính EG-MFe2O4 (M=Co, Ni, Mn) từ nguồn vật liệu graphit bằng phương pháp tự bắt cháy sol-gel. - Phân tích và xác định được một số tính chất đặc trưng, cấu trúc, hình thái và tính từ tính của vật liệu EG và EG- MFe2O4 bằng các phương pháp phân tích công cụ hiện đại như: phổ nhiễu xạ tia X (XRD), phổ tán xạ năng 1 lượng tia X (EDS), kính hiển vi điện tử quét (SEM), phân tích phổ hồng ngoại (FTIR), phân tích từ kế mẫu rung (VSM), đường cong hấp phụ/giải hấp N2 (BET, pore), XPS. - Nghiên cứu và đánh giá khả năng hấp phụ màu congo red của các vật liệu EG- MFe2O4; nghiên cứu động học, nhiệt học, đẳng nhiệt hấp phụ, cơ chế hấp phụ và ứng dụng phương pháp đáp ứng bề mặt RSM để tối ưu hóa điều kiện hấp phụ màu của vật liệu. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1. Nguồn nguyên vật liệu Graphit Graphit hay còn gọi là than chì, một trong ba dạng thù hình của cacbon, tồn tại trong thiên nhiên (kim cương, than vô định hình và graphit). Graphit là chất kết tinh trong hệ lục phương. Trong mạng tinh thể, một nguyên tử cacbon (C) liên kết với 4 nguyên tử C phụ cận khoảng cách với 3 nguyên tử C khác bằng nhau (khoảng 1,42 Å), và khoảng cách với nguyên tử thứ 4 là 3,35 Å. Hiện nay, trữ lượng quặng graphit trên toàn thế giới chưa được thống kê một cách cụ thể, tuy nhiên ước tính khoảng 390 ngàn tấn. Tại Việt Nam, theo các báo cáo thăm dò địa chất, graphit có ở Lào Cai, Yên Bái và Quảng Ngãi với tổng tài nguyên và trữ lượng đạt 29 ngàn tấn. 1.2.4. Tổng quan về phương pháp chế tạo vật liệu graphit tróc nở (EG) Chế tạo vật liệu EG thường được thực hiện bằng cách gia nhiệt nhanh hợp chất xen chèn được thể tiến hành bằng các hệ thống gia nhiệt khác nhau gồm có plasma kết nối cảm ứng, chiếu xạ laser và gia nhiệt lửa. Năm 1983, Inagaki và Muranmatsu đã đưa ra phương pháp chế tạo EG không sử dụng các axit mà sử dụng và phân hủy các hợp chất bậc ba kali- graphit-tetrahydrofuran và đã khảo sát một số ứng dụng dựa trên vật liệu mới này. Năm 1985, tác giả S.A. Alfer và các cộng sự đã khảo sát tính chất hóa lý ở nhiệt độ cao của sản phẩm oxy hóa anot graphit trong H2SO4 đặc để làm nguyên liệu sản xuất một dạng graphit mới – graphit tróc nở nhiệt (TEG) và những sản phẩm chế tạo từ TEG đã được sử dụng rộng rãi. 2 Năm 1991, Y.Kuga và các đồng nghiệp đã nghiên cứu một phương pháp nghiền các hợp chất graphit xen chèn kali K-GIC và graphit tróc nở K-EG trong chân không. Năm 1991, Yoshida và các cộng sự cũng đã nghiên cứu thành công trong việc chế tạo các hợp chất xen chèn khác nhau như xen chèn với H2SO4, FeCl3, Na-tetrhydrofuran (THF), K-THF và Co- THF. Sau đó, các hợp chất xen chèn được gia nhiệt nhanh đến 10000C để tróc nở graphit. Tóm lại, qua những phân tích kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trước luận án sẽ chọn phương pháp tổng hợp vật liệu EG bằng phương pháp hóa học với tác nhân xen chèn là H2SO4 và H2O2 dưới sự hỗ trợ của lò vi sóng dân dụng nhằm phối hợp được các tiêu chí tốt như phương pháp đơn ...