Đề tài : Nghiên cứu chế tạo bột tio2 kích thước nanomet và ứng dụng

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM


CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC 02/06-10







BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI


NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘT TiO
2
KÍCH
THƯỚC NANOMET VÀ ỨNG DỤNG
MÃ SỐ: KC 02.27 / 06-10


Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Đại học Bách Khoa-ĐHQG TP.HCM
Chủ nhiệm Đề tài: PGS.TS. Phan Đình Tuấn

TP.HCM – 2010



BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM


CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC 02/06-10



BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘT TiO2 KÍCH
THƯỚC NANOMET VÀ ỨNG DỤNG
MÃ SỐ: KC 02.27 / 06-10



Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài

PGS.TS. Phan Đình Tuấn


Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ









TP.HCM – 2010




ĐHQG TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc


Hà Nội ngày 10 tháng 01 năm 2011

BÁO CÁO THỐNG KÊ
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI


I. THÔNG TIN CHUNG
1. Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo bột TiO

2
kích thước nanomet và ứng dung.
Mã số đề tài: KC 02.27/06-10
Thuộc Chương trình khoa học và công nghệ KC 02/06-10
2. Chủ nhiệm đề tài:
Họ và tên: Phan Đình Tuấn
Ngày tháng năm sinh: 05-10-1959 Nam
Học hàm, học vị: Phó Giáo sư, Tiến sĩ kỹ thuật,
Chức danh khoa học: Phó Chủ tịch Hội Đồng Khoa Học, Trường Đại học Bách Khoa
Thành Phố Hồ Chí Minh Chức vụ: Phó Hiệu Trưởng,
Điện thoại: 083-8647256Ext.5101(CQ); 083-8497343(NR); 0908013673
(Mobile); Fax: 083-8656295, E-mail:
Tên tổ chức công tác: Trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh;
Địa chỉ tổ chức: 268 Lý Thường Kiệt, Quận 10, TP.Hồ Chí Minh.
Địa chỉ nhà riêng: 58/4 Trần Văn Dư, Phường 13, Quận Tân Bình, TP.Hồ Chí Minh
3. Tổ chức chủ trì đề tài
Tên tổ chức chủ trì đề tài: Trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh
Điện thoại: 083-8647256 Ext. 5395; Fax: 083-8656295
E-mail:
Website: www.hcmut.edu.vn
Địa chỉ: 268 Lý Thường Kiệt, Quận 10, TP.Hồ Chí Minh.
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Vũ Đình Thành
Số tài khoản: 934.01.10.00015
Ngân hàng: Kho bạc Nhà nước Quận 10 – TP.HCM
Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Khoa Học và Công Nghệ
II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện đề tài:
- Theo hợp đồng đã ký kết: từ tháng 1 năm 2008 đến tháng 12 năm 2010
- Thực tế thực hiện: từ tháng 1 năm 2008 đến tháng 12 năm 2010

2. Kinh phí và sử dụng kinh phí
a) Tổng số kinh phí thực hiện: 2.550 triệu đồng, trong đó
+ Kinh phí hỗ trợ từ SNKH: 2.550 triệu đồng
+ Kinh phí từ các nguồn khác: 0 triệu đồng
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH
Số TT Theo kế hoạch Thực tế đạt được Ghi chú
(số đề nghị
quyết toán)
Thời gian
(tháng, năm)
Kinh phí (triệu
đồng)
Thời gian
(tháng, năm)
Kinh phí (triệu
đồng)

1

01/2009

1050

03/2010

998

04/2010

1050

09/2010

1.080



3

10/2010

450

12/2010

422



c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

T
T
Nội dung các
khoản chi
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Tổng SNKH

Tổng SNKH
1 Trả công lao
động (khoa học,
phổ thông)
828 828 1 Trả công lao
động (khoa học,
phổ thông)
828 828
2 Nguyên vật liệu
,
năng lượng
700 700 2 Nguyên vật liệu
,
năng lượng
696 696
3 Thiết bị, máy
móc
690 690 3 Thiết bị, máy
móc
690 690
4 Xây dựng, sửa
chữa nhỏ
0 0 4 Xây dựng, sửa
chữa nhỏ
0 0
5 Chi khác 332 332 5 Chi khác 229 229

Tổng cộng 2550 2550

Tổng cộng 2500 2500
Lý do thay đổi: Kinh phí đoàn ra sử dụng chưa hết còn 49.772.000 đ và tiền nước
4.500.000đ

3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài:
Số
TT
Số, thời gian ban hành
văn bản
Tên văn bản Ghi
chú
1 93 2006/TTLT /BTC-
BKHCN
Thông tư liên tịch Hướng dẫn chế độ khoán kinh
phí của đề tài, dự án khoa học và công nghệ sử
dụng ngân sách nhà nước

2 44/2007/TTLT-BTC-
BKHCN ngày 07/5/2007
Hướng dẫn định mức xây dựng và phân bổ dự
toán kinh phí đối với các đề tài, dự án khoa học
và công nghệ có sử dụng ngân sách nhà nước.

3 12/2009/TT-BKHCN;
ngày 08/5/2009
Thông tư hướng dẫn đánh giá nghiệm thu đề tài
khoa học và công nghệ, dự án sản xuất thử
nghiệm cấp nhà nước.

4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài:
Số
TT
Tên tổ chức
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên tổ chức đã
tham gia thực
hiện
Nội dung
tham gia chủ
yếu
Sản phẩm chủ yếu
đạt được
Ghi chú
1 Viện Khoa học
Vật liệu Viện
Khoa học và
Công nghệ
Việt nam
Viện Khoa học
Vật liệu Viện
Khoa học và
Công nghệ
Việt nam
Nghiên cứu
công nghệ phủ
TiO
2
nano trên

bề mặt thủy
tinh
Đã góp phần nghiên
cứu thành công
công nghệ phủ TiO
2

nano trên bề mặt
thủy tinh

2 Trung tâm
Giáo dục &
Phát triển Sắc
ký- Trường Đại
Học Bách
Khoa Hà nội
Trung tâm
Giáo dục &
Phát triển Sắc
ký- Trường Đại
Học Bách
Khoa Hà nội
Nghiên cứu
công nghệ
thủy phân
trong pha hơi
Đã góp phần nghiên
cứu thành công
công nghệ thủy
phân trong pha hơi

3 Công ty TNHH
Thủy tinh
Malaya Việt
Nam
Phòng Thí
Nghiệm Trọng
Điểm Quốc
Gia về Vật
Liệu Polymer
và Composit -
Đại học Quốc
Gia TP.HCM
Phân tích đặc
trưng sản
phẩm TiO
2
nano riêng rẽ
và phủ trên bề
mặt vật rắn

Đã góp phần phân
tích aặc trưng sản
phẩm TiO
2
nano
riêng rẽ và phủ trên
bề mặt vật rắn

4 Viện Môi
Trường và Tài
Nguyên -
ĐHQG
Viện Môi
Trường và Tài
Nguyên -
ĐHQG
Phân tích,
đánh giá khả
năng ứng dụng
TiO
2
nano
Đã góp phần phân
tích, đánh giá khả
năng ứng dụng TiO
2

nano trong xử lý

TP.HCM TP.HCM trong xử lý
môi trường

môi trường
5 Phòng Thí
Nghiệm Công
nghệ Nano -
Đại học Quốc
Gia TP.HCM

Phòng Thí
Nghiệm Công
nghệ Nano -
Đại học Quốc
Gia TP.HCM
Phân tích một
số đặc trưng
cấu trúc của
sản phẩm
Đã góp phần phân
tích một số đặc
trưng cấu trúc của
sản phẩm

6 Phòng Thí
Nghiệm Trọng
Điểm Quốc
Gia về Vật
Liệu Polymer
và Composit -
Đại học Quốc
Gia TP.HCM
Phòng Thí
Nghiệm Trọng
Điểm Quốc
Gia về Vật
Liệu Polymer
và Composit -
Đại học Quốc
Gia TP.HCM

Phân tích đặc
trưng sản
phẩm TiO
2
nano riêng rẽ
và phủ trên bề
mặt vật rắn
Đã góp phần phân
tích đặc trưng sản
phẩm TiO
2
nano
riêng rẽ và phủ trên
bề mặt vật rắn


5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài

Số
TT
Tên cá nhân đăng
ký theo Thuyết minh
Tên cá nhân đã
tham gia thực
hiện
Nội dung
tham gia chủ
yếu
Sản phẩm chủ yếu đạt
được

Ghi chú
1 PGS.TS. Phan Đình
Tuấn
PGS.TS. Phan
Đình Tuấn
Chủ nhiệm đề
tài, phụ trách
chung
Đã lành đạo các nghiên
cứu chung của đề tài

2 TS. Mai Thanh
Phong
TS. Mai Thanh
Phong
Thư ký đề tài Đã tổng hợp, theo dõi
việc thực hiện đề tài

3 PGS.TS. Phạm Thu
Nga
PGS.TS. Phạm
Thu Nga
Nghiên cứu
ứng dụng và
chế tạo quy
mô nhỏ các
màng mỏng
nano composit
tự làm sạch,
Nghiên cứu ứng dụng

và chế tạo quy mô nhỏ
các màng mỏng nano
composit tự làm sạch,

4 GS.TS. Phạm Văn
Thiêm
GS.TS. Phạm
Văn Thiêm
Nghiên cứu,
xây dựng hệ
thống thiết bị
tổng hợp bột
TiO
2
nano
Đã nghiên cứu, xây
dựng thành công hệ
thống thiết bị tổng hợp
bột TiO
2
nano

5 ThS. Cao Xuân
Thắng
ThS. Cao Xuân
Thắng
Lắp đặt, vận
hành hệ thống
thiết bị tổng
hợp bột nano

TiO
2
.
Đã lắp đặt, vận hành
thành công hệ thống
thiết bị tổng hợp bột
nano TiO
2
.

6
KS. Ngô Văn C
ờ

KS. Lâm Dương
Bích Ngọc
Nghiên cứu
công nghệ tinh
chế TiCl
4
, sản
xuất bột TiO
2

nano

anatase và
nghiên cứu ứng
dụng chúng
làm chất xúc

tác quang
Đã nghiên cứu công
nghệ sản xuất bột TiO
2

nano

anatase và nghiên
cứu ứng dụng chúng làm
chất xúc tác quang

7 PGS.TS. Đỗ Quang
Minh
KS. Nguyễn Thị
Đào
Nghiên cứu
công nghệ sản
xuất TiO
2
nano
và ứng dụng
trọng kỹ thuật
sứ, thủy tinh vệ
sinh
Đã nghiên cứu công
nghệ sản xuất TiO
2
nano
và ứng dụng trọng kỹ
thuật sứ, thủy tinh vệ

sinh

8
ThS. Lê T
h
ị Loan Ch
i
KS. Lý t
h
ục Huệ
Nghiên cứu kết
hợp TiO
2
nano
và các nano
kim loại để ứng
dụng trong
công nghiệp
Đã nghiên cứu kết hợp
TiO
2
nano và nano Ag
kim loại để ứng dụng
trong công nghiệp

9 ThS. Hoàng Kiến
Ngọc Thụy
ThS. Hoàng Kiến
Ngọc Thụy
Nghiên cứu

công nghệ và
thiết bị sản xuất
TiO
2
nano rutil
và anatase ,
phân tích các
đặc trưng của
sản phẩm
Đã nghiên cứu công
nghệ và thiết bị sản xuất
TiO
2
nano rutil và
anatase , phân tích các
đặc trưng của sản phẩm

10 PGS.TS. Nguyễn
Phước Dân
ThS. Lê Xuân
Mẫn
Nghiên cứu
ứng dụng TiO
2

nano trong
công nghệ xử
lý môi trường
nuôi trồng thủy
sản

Đã nghiên cứu ứng dụng
TiO
2
nano trong công
nghệ xử lý môi trường
nuôi trồng thủy sản

11 ThS. Ngô Đình Minh
Hiệp
KS. Nguyễn Thị
Nguyên
Nghiên cứu
phát triển công
nghệ và thiết bị
sản xuất TiO
2

nano và ứng
dụng trong
công nghiệp
Đã góp phần nghiên cứu
phát triển công nghệ và
thiết bị sản xuất TiO
2

nano và ứng dụng trong
công nghiệp


Lý do thay đổi: Một số cán bộ quá bận với công tác giảng dạy và tham gia nhiều đề tài

khác, phải sử dụng người thay thế.
6. Tình hình hợp tác quốc tế
Số TT Theo kế hoạch Thực tế đạt
được
Ghi chú
6.1
Viện Khoa học Công nghiệp, Trường Đại
học Tokyo, Nhật Bản:
Hợp tác giúp đỡ đo đạc một số tính chất của
TiO
2
nano, tư vấn nghiên cứu và phát triển
công nghệ, đo và đánh giá khả năng kháng
khuẩn.

Hợp tác với các
Cơ sở nghiên
cứu và sản xuất
TiO
2
và các sản
phẩm trên cơ
sở Titan: Tập
đoàn sản xuất
cơ khí hóa chất
Kunming
(Trung Quốc)
Vẫn hợp tác
với các Trường
đại học của

Nhật nhưng
không sử dụng
hết kinh phí đề
tài vì được sự
hỗ trợ từ Dự án
JICA của
Trường ĐHBK
TP.HCM
6.2
Khoa Khoa học Vật Liệu, Trường Đại học
Kỹ thuật Toyohashi, Nhật Bản:
Dự kiến hợp tác trong việc giúp đánh giá các
chỉ tiêu tự làm sạch và kháng khuẩn của vật
liệu trong khử trùng không khí và xử lý môi
trường lỏng.

7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị
Số
TT
Theo kế hoạch Thực tế đạt được Ghi chú
1 03 01

8. Tóm tắt các nội dung công việc chủ yếu
Số
TT

Các nội dung, công việc chủ
yếu
Thời gian
Người,

cơ
quan
thực
hiện
Theo k
ế
hoạc
h

Thực tế đạt
được
1
Nội dung 1:
Nghiên cứu công nghệ và thiết bị sản
xuất TiO
2
nano ở quy mô phòng thí
nghiệm, tối ưu hóa quá trình công
nghệ bằng các nghiên cứu ảnh
hưởng của tác nhân phản ứng, tỷ lệ
các dòng tác nhân tham gia phản
- Công nghệ ổn định, sản
phẩm đạt 20nm (anatase)
và 80nm (rutil)

1/2009-12/2009 PGS.TS.
Phan
Đình
Tuấn,
Trường

ĐHBK –
ứng, nhiệt độ, thời gian
l
ưu,
k
ết
cấu/cấu trúc dòng trong thiết bị đến
kích thước hạt TiO
2
nano, hình dạng
hạt phổ phân bố kích thước hạt,
dạng thù hình và các tính chất hóa lý
của sản phẩm, Nghiên cứu xác định
vật liệu chế tạo thiết bị thủy phân
quy mô pilot có khả năng chịu ăn
mòn clo trong môi trường nhiệt độ
cao, bền cơ học, chịu sốc nhiệt,
không ảnh hưởng đến độ sạch và
tính chất sản phẩm
ĐHQG
TP.HCM
2 - Công v
i
ệc 1: N/c ảnh
h
ưởng của bản
chất, loại và tỷ lệ chất phản ứng
C
h
ọn đ

ư
ợc chất phản ứn
g
thích hợp
1/200
9
-12/200
9
3 - Công v
i
ệc 2: N/c ảnh
h
ưởng của thời
gian lưu, nồng độ và nhiệt độ phản
ứng
Xác định đ
ư
ợc chế độ phản
ứng
1/200
9
-12/200
9
4 -Công v
i
ệc 3: Ngh
i
ên
c
ứu thiết kế để

chế tạo thiết bị phản ứng thí nghiệm
Xác định đ
ư
ợc chế độ p
h
ản
ứng
1/200
9
-12/200
9
5
Nội dung 2:
Xây dựng và hoàn thiện hệ thống
thiết bị pilot và công nghệ chế tạo
bột TiO
2
nano ở quy mô pilot.
Chế tạo được bột TiO
2
nano với
kích thước nano mét với khối
lượng lớn, năng suất đạt 0,2kg/giờ
(pha anatase có kích thước
<20nm, pha rutile có kích thước
<80nm, chỉ số trắng sáng R>90)


Hệ thống làm việc ổn định,
năng suất và chất lượng đạt

và vượt yêu cầu đặt ra

7/2009-12/2009 GS.TS.
Phạm
Văn
Thiêm ,
Trường
ĐHBK
Hà Nội
6 -Công v
i
ệc 1. Nghiên cứu thiết kế
nhằm chế tạo xây dựng hệ thống
thiết bị tổng hợp bột nano TiO
2

Bản vẽ lắp thiết bị 7/200
9
-12/200
9
7 -Công v
i
ệc 2. Nghiên cứu cơ chế
động học của quá trình thuỷ phân
trong pha hơi
Mô tả động học hình
thức và động học trong
dòng
7/200
9

-12/200
9
8 -Công v
i
ệc 3. Nghiên cứu ảnh hưởng
các thông số của thiết bị đến chất
lượng sản phẩm

Thông số công nghệ
thích hợp
7/200
9
-12/200
9
9 -Công v
i
ệc
4
. Nghiên cứu ảnh hưởng
của tỷ lệ cấu tử tham gia phản ứng
đến chất lượng sản phẩm tạo thành
Tối ưu hóa quá trình
phản ứng trên thiết bị
pilot
7/200
9
-12/200
9
10 -Công v
i

ệc
5
. Nghiên cứu, xác định
các thông số tối ưu của quá trình
phản ứng, xây dựng quy hoạch thực
C
h
ế độ phản ứng tối ư
u
7/200
9
-12/200
9
nghiệm
11 -Công v
i
ệc 6. Xây dựng quy t
r
ình
v
ận
hành hệ thống tổng hợp bột nano
TiO
2

Có quy trình hoàn c
h
ỉn
h
7/200

9
-12/200
9
12
Nội dung 3:
Nghiên cứu ứng dụng và quy
trình chế tạo các màng mỏng
nano composit tự làm sạch, dùng
cho vật liệu sứ, thuỷ tinh vệ sinh,
trên cơ sở các vật liệu TiO
2
kích
thước nanomét do tập thể cán bộ
tham gia đề tài nghiên cứu sản
xuất.
Đưa ra quy trình cho phép
tạo sản phẩm ổn định, thử
nghiệm đạt trên sứ và thủy
tinh

7/2009-6/2010 PGS.TS.
Phạm
Thu
Nga,
Viện
Khoa
học Vật
Liệu,
Viện
KH&CN

Việt
Nam
13 -Công v
i
ệc 1. Nghiên cứu cơ chế tạo
các hạt sol nano TiO
2
ứng dụng
trong quá trình nhúng phủ
Đề xuất đ
ư
ợc p
h
ương pháp
tạo sol

7/200
9
-6/201
0

14 -Công v
i
ệc 2 Nghiên cứu ảnh
hưởng tỷ lệ cấu tử đến phản ứng tạo
các hạt sol nano TiO
2

C
h

ế độ công nghệ tối ư
u
7/200
9
-6/201
0

15 -Công v
i
ệc 3. Nghiên cứu, xâ
y
dựng
mô hình nhúng phủ lên vật liệu thuỷ
tinh, gốm sứ và vải
Phương pháp công ng
h
ệ
phủ vật liệu TiO
2
nano lên
bề mặt rắn
7/200
9
-6/201
0

16 -Công v
i
ệc 4. Nghiên cứu ảnh
hưởng của quy trình gia công đến

tính chất cơ lý của màng phủ
Phương pháp gia công, c
h
ế
tạo vật liệu trên cơ sở lớp
phủ chứa TiO
2
7/200
9
-6/201
0

17 -Công v
i
ệc
5
. Nghiên cứu tính năng
tự rửa và khử khuẩn của màng
trong kỹ thuật sứ thủy tinh vệ sinh
Đánh giá đ
ư
ợc khả năng
ứng dụng của công nghệ đề
xuất

7/200
9
-6/201
0

18
Nội dung 4:
Nghiên cứu công nghệ và chế tạo
thử nghiệm lớp phủ TiO
2
nano
không /hoặc có kết hợp với nano
kim loại trên vật liệu rắn ứng
dụng trong hệ thống điều hóa
không khí
Tạo được lớp phủ anatase
có khả năng khử trùng
không khí, làm việc ổn
định

9/2009 -8/2010 PGS.TS.
Phan
Đình
Tuấn,
Trường
ĐHBK –
ĐHQG
TP.HCM
19 -Công v
i
ệc 1: N/c công nghệ biến tính
bề mặt vật liệu
Xác định đ
ư
ợc p

h
ương
pháp và các thông số
công nghệ biến tính bề
mặt chất hấp phụ
9/2009 -2/201
0
20 -Công v
i
ệc 2: N/c công nghệ phủ Ti
O
2
lên vật liệu xốp
Xác lập đ
ư
ợc p
h
ương
pháp phủ TiO
2
nano lên
3/2010 -8/201
0
v
ật liệu rắn xốp
21 -Công v
i
ệc 3. N/c h
o
àn th

i
ện công
nghệ điều chế nano kẽm oxit và điều
chế, ổn định nano kim loại/ bạc
Tạo đ
ư
ợc mẫu nano oxit
kẽm, kim loại bạc
9/2009 -2/201
0
-Cô
n
g
v
i
ệc 4. N/c công nghệ phối hợp
TiO
2
nano và nano oxit/ kim loại/ bạc
Xác định khả năng tạo
màng composit giữa TiO
2

nano và nano kim
loại/nano oxit kim loại
nâng cao khả năng ứng
dụng
3/2010 -8/201
0
-Công v

i
ệc 5: N/c ảnh
h
ưởng của thời
gian lưu đến khả năng khử trùng
không khí
Xác định đ
ư
ợc khả năng
sử dung ánh sáng thường
và đèn halogen cường độ
thấp
9/2009 -8/201
0
-Công v
i
ệc 6. N/c ảnh
h
ưởng của
cường độ chiếu sáng đến mức độ khử
khuẩn
Xác lập đ
ư
ợc chế độ
công nghệ thích hợp
9/2009 -8/201
0
-Công v
i
ệc 7. N/c ảnh

h
ưởng của
chủng loại vi khuẩn đến khả năng làm
việc của thiết bị
Xác lập đ
ư
ợc chế độ
công nghệ thích hợp
9/2009 -8/201
0

Nội dung 5:
Nghiên cứu công nghệ sử dụng
TiO
2
nano chế tạo lớp vật liệu
dạng màng mỏng trên vật liệu
polymer ứng dụng khử trùng môi
trường nuôi trồng thủy sản.
Vật liệu bền trong môi
trường nước, có tác dụng
phân hủy chất hữu cơ và
diệt khuẩn

9/2009 – 12/2010 ThS. Lê
Xuân
Mẫn,
Trường
Đại học
Bách

Khoa-
ĐHQG
TP.HCM
-Công v
i
ệc 1. Chế tạo vật liệu khử
trùng trong môi trường nước
Xác định đ
ư
ợc quy trình
công nghệ và chế tạo được
mẫu vật liệu sử dụng cho
môi trường ao nuôi thủy
sản
9/2009
–
12/201
0
-Công v
i
ệc 2. Ngh
i
ên
c
ứu ảnh
h
ưởng
của điều kiện chiếu sáng , dải bước
sóng và cường độ bức xạ
K

h
ẳng định đ
ư
ợc khả năng
sử dụng trong điều kiện
chiếu sáng tự nhiên
9/2009
–
12/201
0
-Công v
i
ệc 3. Ngh
i
ên
c
ứu ảnh
h
ưởng
của độ nhúng sâu đến khả năng khử
trùng môi trường ao nuôi thủy sản
K
h
ẳng định đ
ư
ợc khả năng
sử dụng trong điều kiện
chiếu sáng tự nhiên hoặc/và
sự cần thiết, cường độ
chiếu tia UV

9/2009
–
12/201
0
Xác
l
ập
tỷ trọng
của vật
liệu và
khả năng
làm sạch
môi
trường
ao nuôi
-Công v
i
ệc 4. Ngh
i
ên
c
ứu ảnh
h
ưởng C
h
ế độ thao tác trong điều 9/2009
–
12/201
0
c

ủa thời gian
l
ư
u
kiện ao nuôi tự nh
i
ê
n
-Công v
i
ệc
5
. Nghiên
c
ứu ảnh
h
ưởng
của điều kiện vận hành đến độ bền và
sự suy giảm hoạt tính kháng khuẩn của
vật liệu chế tạo được
K
h
ả năng ứng dụng, đánh
giá tuổi thọ vật liệu, thiết bị
9/2009
–
12/201
0
-Công v
i

ệc 6. Ngh
i
ên
c
ứu khả năng
thu hồi vật liệu sau sử dụng để làm
sạch môi trường
Đánh giá k
h
ả năng tái sử
dụng loại vật liệu trong môi
trường ao nuôi
9/2009
–
12/201
0

III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI
1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:
a) Sản phẩm Dạng I:
Số
TT
Tên sản phẩm và chỉ tiêu
chất lượng chủ yếu
Đơn vị đo Số lượng Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
1.1. Dây chuyền công nghệ và thiết
bị pilot sản xuất TiO

2
nano từ
TiCl
4

Bộ
1 bộ, năng
suất 0,2
kg/h, có
hệ thống
xử lý môi
trường
1 bộ, năng
suất 0,2
kg/h, có hệ
thống xử lý
môi trường
Đạt
1.2. Vật liệu TiO
2
nano, với các chỉ
tiêu sản phẩm như sau:
+ Màu sắc: trắng sáng (R >
90%),
+ Kích thước < 20 nm (với
dạng thù hình anatase) và <80
nm (với dạng thù hình rutil),
+ Bề mặt riêng > 120 m
2
/g

(anatase), > 30 m
2
/g (rutil);
K
g
50 k
g
50 k
g

Đạt
1.3 Mẫu vật liệu thủy tinh có phủ
TiO
2
nano
m
2
≥ 20
m
2
20
m
2

Đạt
1.4 Mẫu vật liệu sứ có phủ TiO
2

nano
m

2
≥ 20
m
2
20
m
2

Đạt
1.5 Dụng cụ khử trùng không khí
trên cơ sở vật liệu phủ TiO
2

nano
Bộ ≥ 1
b
ộ 1
b
ộ
Đạt
1.6 Dụng cụ khử trùng môi trường
ao nuôi thủy sản trên cơ sở vật
liệu phủ TiO
2
nano
Bộ ≥ 1
b
ộ 1
b
ộ

Đạt


b) Sản phẩm dạng II:
TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học cần đạt Ghi chú
2.1
Quy trình công nghệ sản xuất
TiO
2
nano từ TiCl
4,
tạo màng
TiO
2
nano trên bề mặt sứ, thủy
tinh, chế tạo thiết bị khử trùng
không khí, chế tạo thiết bị khử
trùng môi trường nước ao nuôi
thủy sản
Quy trình chi tiết , có hướng dẫn vận hành
và các thông số công nghệ kèm theo

Đạt
2.2
Thiết kế chi tiết thiết bị phản
ứng sản xuất TiO
2
nano, thiết
bị khử trùng không khí, thiết
bị/dụng cụ xử lý môi trường ao

nuôi thủy sản
Bản vẽ lắp
Đạt
c) Sản phẩm dạng III:
Số
TT
Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học cần đạt Số lượng, nơi
công bố
Theo kế hoạch Thực tế đạt
được
3.1 Bài báo khoa học về công nghệ
sản xuất TiO
2
nano, về công nghệ
tạo màng TiO
2
nano

Công bố trong
tạp chí khoa học
và Hội nghị
Khoa học quốc
gia, quốc tế
Đã công bố
trong Hội nghị
Khoa học quốc
gia
01
3.2 - Nghiên cứu mô hình và tối ưu
quá trình hóa tổng hợp bột Nano

TiO
2
bằng phương pháp thủy
phân trong pha hơi.
- Nghiên cứu, xây dựng mô hình
hệ thống thiết bị tổng hợp bộ
nano TiO
2
trong pha hơi
Công bố trong
tạp chí khoa học
và Hội nghị
Khoa học quốc
gia
Tạp chí Hóa
học
02

d) Kết quả đào tạo:
Số
TT
Cấp đào tạo Số lượng Chuyên ngành đào tạo
Thực tế
đạt được
Ghi chú
4.1
Thạc sỹ ≥ 1 Công nghệ Hóa học, Công
nghệ Vật liệu, Quá trình
và Thiết bị CNHH, Công
nghệ Môi Trường

2
1 ThS sắp bảo
vệ, 1 NCS
đang thực hiện
Luận án



Đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp, quyền đối với giống cây trồng:
Số
TT
Tên sản phẩm đăng ký Kết quả Ghi chú
Theo kế hoạch Thực tế đạt
được
1 Cơ cấu kéo vật rắn với tốc
độ ổn định, không rung từ
khối chất lỏng nhằm đảm
bảo độ dày màng lỏng đồng
đều trên bề mặt vật rắn
1 bằng độc
quyền giải pháp
hữu ích về tạo
màng TiO
2
nano
tự làm sạch / về
thiết bị khử
trùng không khí
/ về thiết bị xử
lý môi trường

ao nuôi thủy sản

2 Đang chờ thẩm
định

2 Chế tạo hạt nano TiO
2
bằng
phương pháp thủy phân
trong pha hơi ở nhiệt độ thấp

c) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế
Số
TT
Tên kết quả
đã được ứng dụng
Thời gian Địa điểm Kết quả
sơ bộ
1 Dây chuyền công nghệ và
thiết bị pilot sản xuất TiO
2

nano từ TiCl
4

2010 PTN Trung tâm
NC Công nghệ
LHD- Trường
ĐHBK
TP.HCM

Hệ thống làm
việc ổn định
2
Vật liệu TiO
2
nano
2010 PTN Trung tâm
NC Công nghệ
LHD- Trường
ĐHBK
TP.HCM
TiO
2
có thể sử
dụng làm chất
xúc tác quang
thay cho sản
phẩm nhập
ngoại
3 Mẫu vật liệu thủy tinh có
phủ TiO
2
nano
2010 PTN Trung tâm
NC Công nghệ
LHD- Trường
ĐHBK
TP.HCM
Mẫu vật liệu có
khả năng thấm

ướt, có khả
năng kháng
khuẩn, bền theo
thời gian trên 6
tháng
4 Mẫu vật liệu sứ có phủ TiO
2

nano
2010 PTN Trung tâm
NC Công nghệ
LHD- Trường
ĐHBK
TP.HCM
Mẫu vật liệu có
khả năng thấm
ướt, có khả
năng kháng
khuẩn, bền theo
thời gian trên 6
tháng
5 Dụng cụ khử trùng không
khí trên cơ sở vật liệu phủ
TiO
2
nano
2010 PTN Trung tâm
NC Công nghệ
LHD- Trường
ĐHBK

TP.HCM
Vật liệu có khả
năng phân hủy
VOC, nấm mốc
6 Dụng cụ khử trùng môi
trường ao nuôi thủy sản trên
cơ sở vật liệu phủ TiO
2
nano
2010 PTN Trung tâm
NC Công nghệ
LHD- Trường
ĐHBK
TP.HCM
Vật liệu có khả
năng phân hủy
các chất hữu cơ,
vi khuẩn E. Coli

2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài mang lại
a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
- Hiện nay, hầu hết quặng titan đang được xuất thô. Chính phủ đã có chỉ thị cấm xuất khẩu quặng
thô từ 2008. Những nghiên cứu này đóng góp vào các nghiên cứu công nghệ chế biến quặng titan
trong sa khoáng ven biển Việt Nam để thực hiện chủ trương của chính phủ nhằm sử dụng tổng
hợp tài nguyên.
- Những nghiên cứu này cũng góp phần vào những nghiên cứu của cộng đồng cán bộ nghiên cứu
khoa học Việt Nam trong một lĩnh vực mới là công nghệ nano.

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:
- Với kinh tế - xã hội, sự ra đời của các sản phẩm TiO2 nano trên cơ sở các kết quả nghiên cứu

của đề tài sẽ giúp thay thế dần sản phẩm TiO2 xúc tác nhập khẩu, giá thành hạ, góp phẩn khai
thác và sử dụng tài nguyên khoáng sản Việt Nam có hiệu quả hơn.
- Với sự ra đời của các sản phẩm mới, những ngành sản xuất mới sẽ ra đời, tạo thêm công ăn việc
làm và thu nhập cho người lao động.
- Ứng dụng các sản phẩm của đề tài trong nuôi trồng thủy sản sẽ giúp làm giảm nguy cơ thực
phẩm có chứa dư lượng thuốc kháng sinh cao, đáp ứng yêu cầu ngành chế biến thủy sản xuất
khẩu và phục vụ tốt hơn người dân.
- Sản phẩm của đề tài nhằm mục đích tăng cường khả năng diệt khuẩn trong xử lý khí thải, nước
thải, sẽ góp phần bảo vệ môi trường xanh






3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài

Số TT Nội dung Thời gian
thực hiện
Ghi chú
1 Báo cáo định kỳ lần 1 20/03/2010
2 Kiểm tra định kỳ lần 1 16/04/2010 Đính kèm biên bản họp Hội đồng
kiểm tra
3 Báo cáo định kỳ lần 2 28/10/2010
4 Kiểm tra định kỳ lần 2 28/10/2010 Đính kèm biên bản họp Hội đồng
kiểm tra



Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài

PGS.TS. Phan Đình Tuấn








Mục lục
LỜI MỞ ĐẦU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 1
PHẦN MỘT: ĐỊNH HƯỚNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT TiO
2
NANO
VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG 5
A.Các phương pháp chế tạo TiO
2
dạng hạt 5
I.Khoáng vật và nhu cầu sử dụng Titan trên thế giới 5
I.1 Tài nguyên Titan trên thế giới 5
I.2 Tình hình khai thác và sử dụng Titan trên thế giới 7
I.3 Tài nguyên khoáng sản Titan-Tình hình khai thác và sử dụng ở
Việt Nam 9
1.4. Nano TiO
2

, các tính chất và ứng dụng 12
I.5. Các phương pháp chế tạo TiO
2
nano 21
I.5.1. Phương pháp sol-gel 21
I.5.2. Phương pháp Micelle và Micelle ngược 25
I.5.3. Phương pháp Sol 26
I.5.4. Phương pháp thủy nhiệt 27
I.5.5. Phương pháp Solvothermal 28
I.5.6. Phương pháp Oxi hóa trực tiếp 28
I.5.7. Lắng đọng hơi hóa học (CVD) 29
I.5.8. Lắng đọng hơi vật lý (PVD) 29
I.5.9. Sự kết tủa nhiệt 29
I.5.10. Phương pháp Sonochemical 29
I.5.11. Phương pháp vi sóng 30
I.5.12. Phương pháp sulphat 31
I.5.13. Phương pháp Clo ( Phương pháp hơi) 31
I.5.14 Phương pháp Alkoxit 32
I.5.15. Các quy trình cụ thể 32
I.5.16. Hoạt hóa xúc tác quang TiO
2
38
B. Phủ màng TiO
2
nano trên bề mặt vật rắn và các ứng dụng 42
I.6. Vật liệu phủ lớp màng mỏng TiO
2


42

I.7 Chế tạo màng mỏng TiO
2
xúc tác quang 45
a.Phương pháp sol-gel 45
b.Phương pháp khác 47
c.Đặc tính của màng mỏng TiO
2
xúc tác quang được chế tạo từ
hạt TiO
2
HyCOM 48
C. Khả năng phân hủy các chất hữu cơ và diệt khuẩn của vật liệu trên
cơ sở TiO
2
và triển vọng ứng dụng để xử lý khí thải, nước thải 50
I. 8 Khả năng phân hủy các chất hữu cơ 50
I.9 Khả năng kháng khuẩn của vật liệu trên cơ sở TiO
2
53

PHẦN HAI: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 57
II.1. Phương pháp tạo hạt TiO
2
và xác định tính chất sản phẩm 57
II.1.1 Phương pháp tạo hạt TiO
2
57
II.1.2 Phương pháp thu sản phẩm 57
II.1.3 Xác định tính chất của hạt 57
II.2 Phương pháp tạo màng TiO

2
nano trên bề mặt thủy tinh, gốm sứ 64
II.2.1 Tạo màng TiO
2
nano trên bề mặt vật rắn là gốm sứ thủy tinh 64
II.2.2 Xác định khả năng thấm ướt của màng 68
II.2.3 Xác định độ bền cơ học của màng 68
II.3 Phương pháp tạo vật liệu đệm chứa TiO
2
nano 71
II.3.1 Phủ TiO
2
nano trên bề mặt chất dẻo nóng chảy 71
II.3.2 Tạo vật liệu SiO
2
– TiO
2
nano và phủ trên bề mặt chất dẻo 71
II.3.3 Hệ thống xử lý khí thải 72
II.3.4 Đánh giá khả năng xử lý nấm mốc để khử trùng không khí 75
II.3.5 Đánh giá khả năng kháng khuẩn của vật liệu phủ TiO
2
nano 76
II.3.6 Đánh giá khả năng xử lý COD trong xử lý nước thải ao
nuôi thủy sản 77
PHẦN BA: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 79
A. NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CHẾ TẠO HẠT
TiO
2
KÍCH THƯỚC NANO VÀ CÓ DẠNG THÙ HÌNH

ANATASE HOẶC RUTIL 79
III.1 Quy trình chế tạo hạt TiO
2
nano Anatase 79
III.1.1 Khảo sát chế độ công nghệ 79
a. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến tính chất sản phẩm79
b. Ảnh hưởng của nồng độ hơi TiCl
4
79
c. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol H
2
O/TiCl
4
80
d. Thời gian lưu và sự kết tụ 80
e. Phương pháp đánh gia kết quả 81
f. Cấu tạo các bộ phận của hệ thống 81
III.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ 82
III.1.3 Quy trình chế tạo 84
III.2 Kết quả 95
III.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ chuẩn bị phản ứng 96
III.2.2 Tỉ lệ mol H
2
O/TiCl
4
100
III.2.3 Nồng độ TiCl
4
101
III.2.4 Thời gian lưu và sự kết tụ (agglomeration /aggregation) 101

III.3 Chế tạo rutil bằng phương pháp oxy hóa: 102
III.3.1 Sơ đồ hệ thống phản ứng 102
III.3.2 Cách thức tiến hành 104
III.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng lên tính chất sản phẩm và khả năng
khảo sát các yếu tố đó 104
a. Các yếu tố ảnh hưởng lên tính chất rutil 104
b. Khả năng khảo sát 105
III.3.4 Kết quả và thảo luận 107
a.Thiết bị phản ứng và sự lựa chọn các yếu tố cho
thiết bị phản ứng 107
b. Ảnh hưởng của nhiệt độ 110
c. Ảnh hưởng của tỷ lệ TiCl
4
/Oxy (khi nhiệt độ đầu
dò khoảng 800
o
C). 112
d. Nhận xét chung về kết quả 113
e. kết luận 113
B. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH PHỦ TiO
2
LÊN BỀ MẶT GỐM SỨ VÀ KHẢ
NĂNG ỨNG DỤNG 114
III.4 THỰC NGHIỆM 114
III.4.1Tổng hợp TiO
2
nano và cố định lên bề mặt gốm sứ 114
III.4.2 Tạo Màng Bằng Phương Pháp Nhúng 115
III.4.3. Đánh giá độ bám dính của lớp màng 117
III.4.4 Kiểm tra khả năng diệt khuẩn 117

III.4.5 Đánh giá khả năng phân hủy Metyl da cam 117
III.5 Kết quả và Thảo luận 120
III.5.1 Lựa chọn Vật liệu 120
III.5.2 Kết quả xử lý Vi sinh 122
a. Ảnh hưởng của nhiệt độ 122
b. Ảnh hưởng của thời gian 124
c. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol 125
III.5.3 Khảo sát khả năng quang hóa của màng TiO
2
127
a. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình tổng hợp đến hoạt tính 127
b. Nhiệt độ nung 128
c. Thời gian nung 128
d. Ảnh hưởng của Tỉ lệ mol 129
III.5.4 Ảnh hưởng của điều kiện ứng dụng đến hiệu suất 130
III.5.5 Kết luận 132
C. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH PHỦ TiO
2
LÊN BỀ MẶT THỦY
TINH VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG 133
III.6 Các nghiên cứu thực nghiệm 133
III.6.1 Khảo sát độ bám dính 133
III.6.2 Khảo sát hoạt tính quang hóa của màng TiO
2
thông qua
sự làm mất màu metyl orange (MO). 133
III. 7 Kết quả và thảo luận 134
III.7.1 Khảo sát độ bám dính của màng: Màng được chế tạo theo quy
trình III.1 134
III.7.2 Ứng dụng để diệt khuẩn 136

III.7.3 Kết quả phân hủy Metyl Orange ( MO) 140
III.7.4 Kết quả đo nhiễu xạ tia X 141
III.7.5 Đánh giá độ trong suốt 150
III.7.6. Đánh giá tính siêu thấm ướt 150
III.8 KẾT LUẬN 153
D. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG TiO
2
ĐỂ XỬ LÝ KHÍ THẢI
III.9 thực nghiệm 154
III.9.1 Xử lý các chất hữu cơ dễ bay hơi 154
III.9.2 Kết quả và thảo luận 156
a. Xử lý khí 156
b. Xử lý nấm mốc 164
III.9.3 Khảo sát khả năng giữ hoạt tính của TiO
2
theo thời gian 168
III.9.4 Kết luận 169
E. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG TiO
2
ĐỂ XỬ LÝ N ƯỚC THẢI
NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
III.10 Hệ xúc tác quang TiO
2
/SiO
2
170
III.10.1 Ưu điểm của hệ xác tác TiO
2
/SiO
2

170
III.10.2. Các phương pháp tẩm TiO
2
lên SiO
2
171
III.10.3 Kết quả và thảo luận 173
III.11 Kết luận 178
PHẦN BỐN: KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 180
IV.1 Kết luận chung 180
IV.2 Kiến nghị 181
LỜI CẢM ƠN 182
TÀI LIỆU THAM KHẢO 183







1
LỜI MỞ ĐẦU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

Vật liệu nano TiO
2
đã được giới khoa học nghiên cứu từ khoảng vài chục
năm trở lại đây ở Việt Nam. Tất cả các nghiên cứu đề được tiến hành ở quy
mô phòng thí nghiệm, khối lượng sản phẩm cũng chỉ đạt vài gam. Trước tình
hình thực tế trên, đề tài này mang tính đột phá mới về công nghệ và quy mô.
Việc chế tạo bột nano TiO

2
với khối lượng lớn không những có ý nghĩa về
mặt thực tế mà nó còn có ý nghĩa về mặt khoa học.
Đề tài cần xây dựng được hệ thống thiết bị quy mô pilot có khả năng sản
xuất lượng lớn TiO
2
nano phục vụ cho các nghiên cứu ứng dụng. Với các ứng
dụng khác nhau, chất lượng TiO
2
nano (thể hiện bằng các chỉ tiêu kích thước
hạt, hình dạng hạt, phân bố hạt, dạng thù hình và các tính chất hóa lý của hạt)
sẽ khác nhau. Do đó, công nghệ sản xuất phải đáp ứng được yêu cầu ứng
dụng của các loại sản phẩm TiO
2
khác nhau cả về số lượng và chất lượng.
Một hệ thống thiết bị với quy trình sản xuất ổn định vừa phục vụ các nghiên
cứu tiếp theo, vừa là tiền đề cho việc xây dựng xưởng sản xuất quy mô lớn
sau này.
Trong thực tế, bề mặt của các vật liệu sứ, kính thủy tinh vệ sinh hay cửa
kính, trong quá trình sử dụng thì để làm sạch chúng, ta cần một lượ
ng lớn hóa
chất tẩy rửa và đôi khi gặp nhiều khó khăn. Tiêu tốn hóa chất tẩy rửa, làm hại
cho môi trường sống do tính độc hại của chúng. Để giải quyết vấn đề này, cần
tạo ra một bề mặt kị nước hay có tính xúc tác quang hóa cho vật liệu cần làm
sạch.
Những kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trong nước về việc chế
tạo sơn/màng nano trên cơ s
ở TiO
2
là rất quan trọng. Những nghiên cứu này

cần hoàn thiện về mặt khoa học và phát triển thành các ứng dụng cụ thể, có
khả năng áp dụng trong thực tế đời sống và trong công nghiệp. Đề tài này,


2
ngoài việc thực hiện những nghiên cứu cơ bản về việc chế tạo các màng mỏng
bền cơ, bền nhiệt, bền hóa học, có khả năng chịu tác động của các yếu tố thời
tiết, khí hậu, còn phải thực hiện những nghiên cứu về phương pháp xử lý bề
mặt và phương pháp tạo màng trên bề mặt vật liệu trong quá trình sản xuất
hoặc trên bề
mặt vật liệu của các công trình đã hoàn thiện. Những nghiên cứu
này nếu thành công sẽ mở ra một hướng ứng dụng rộng rãi vật liệu TiO
2
nano
trong đời sống và trong công nghiệp.
Nhứng nghiên cứu về sử dụng tính chất xúc tác quang của TiO
2
cũng đã
được nhận được sự quan tâm thực hiện của nhiều nhà khoa học. Tuy nhiên
những nghiên cứu này hầu hết chỉ mới dừng lại ở những nghiên cứu lý thuyết,
chưa có những ứng dụng thực tế có hiệu quả. Vì vậy, việc sử dụng tính chất
đó của TiO
2
trong thực tế còn nhiều hạn chế. Đề tài này đặt ra mục tiêu chế
tạo màng mỏng trên cơ sở TiO
2
nano đưa lên vật liệu rắn dạng sứ, thủy tinh,
polymer, vật liệu hấp phụ để ứng dụng chế tạo dụng cụ/thiết bị khử trùng
không khí, khử trùng môi trường lỏng trong điều kiện ánh sáng thường, không
độc hại đối với con người và ít tiêu tốn năng lượng.

Nhiều môi trường làm việc hiện nay được điều hòa nhiệt độ và thông gió,
đặc biệt trong các công sở, bệ
nh viện. Yêu cầu khử trùng với điều kiện ánh
sáng thường, không độc hại và ít năng lượng đòi hỏi phải sử dụng các vật liệu
xúc tác quang trong vùng ánh sáng tử ngoại và cả vùng ánh sáng khả kiến.
Đồng thời, cơ cấu thiết bị phải gọn nhẹ, phù hợp với các kết cấu thiết bị đã có.
Nghiên cứu này nhằm ứng dụng TiO
2
nano trong việc chế tạo màng
mỏng lên các vật liệu rắn có khả năng kết hợp với điều hòa không khí hoặc hệ
thống thông gió nhằm mục đích khử khuẩn cho môi trường với chi phí vận
hành thấp.
Việc ứng dụng TiO
2
trong xử lý nước và nước thải cũng đã được quan
tâm nghiên cứu. Các kết quả đạt được đã khẳng định cơ chế và hiệu quả của


3
TiO
2
cho mục đích này. Tuy nhiên, khi đưa các vật liệu chứa TiO
2
vào môi
trường, sau thời gian dài sử dụng, bản thân các vật liệu này có thể trở thành
chất thải, gây ô nhiễm. Những nội dung nghiên cứu trong phạm vi đề tài này
nhằm hướng đến việc chế tạo những dụng cụ, vật liệu có khả năng ứng dụng
khử trùng môi trường nước nhưng có thể tách ra dễ dàng sau khi sử dụng,
không cần cung cấp năng lượng, sẽ góp phần giúp người nông dân tiế
p cận

được với các tiến bộ khoa học công nghệ và dễ dàng ứng dụng vào thực tế sản
xuất.
Với yêu cầu của thị trường về vật liệu nano ngày càng lớn mạnh, nhiều
nghiên cứu đã được tiến hành nhằm xây dựng hoàn chỉnh hệ thống tổng hợp
bột nano TiO
2
bằng cách thủy phân TiCl
4
trong pha hơi. Bước đầu đã cho
những thành công nhất định: sản phẩm bột tạo ra có kích thước nano mét,
điều chỉnh và xác định được các điều kiện tối ưu của quá trình phản ứng. Đây
chính là cở sở đầy tính thuyết phục đi đến xây dựng hệ thống tổng hợp bột
nano TiO
2
với số lượng lớn ứng dụng trong công nghiệp đầu tiên ở Việt Nam.
Trên tinh thần đó, đề tài có nhiệm vụ thực hiện những nội dung chính sau đây:
Nội dung 1: Nghiên cứu công nghệ và thiết bị sản xuất TiO
2
nano ở quy mô
phòng thí nghiệm, tối ưu hóa quá trình công nghệ bằng các nghiên cứu ảnh hưởng
của tác nhân phản ứng, tỷ lệ các dòng tác nhân tham gia phản ứng, nhiệt độ, thời
gian lưu, kết cấu/cấu trúc dòng trong thiết bị đến kích thước hạt TiO
2
nano, hình
dạng hạt phổ phân bố kích thước hạt, dạng thù hình và các tính chất hóa lý của sản
phẩm; Nghiên cứu xác định vật liệu chế tạo thiết bị thủy phân quy mô pilot có khả
năng chịu ăn mòn clo trong môi trường nhiệt độ cao, bền cơ học, chịu sốc nhiệt,
không ảnh hưởng đến độ sạch và tính chất sản phẩm.
Nội dung 2: Xây dựng và hoàn thiện hệ thống thiết b
ị pilot và công nghệ

chế tạo bột TiO
2
nano ở quy mô pilot. Chế tạo được bột TiO
2
nano với kích