1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

nghiên cứu công nghệ chế tạo tấm lọc xử lý hơi độc bằng carbon nano ứng dụng trong mặt nạ phòng hóa

146 8 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 146
Dung lượng 3,48 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI (29)
  • 3. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI (29)
  • 4. SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI (31)
  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CARBON (34)
    • 1.1. NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU CNT (34)
      • 1.1.1. Các phương pháp tổng hợp CNT (34)
      • 1.1.2. Tổng hợp CNT bằng phương pháp CVD (37)
    • 1.2. NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU CARBON AEROGEL (42)
      • 1.2.2. Quá trình khuấy trộn tạo sol (43)
      • 1.2.3. Gel hóa và già hóa (44)
      • 1.2.4. Trao đổi dung môi (46)
      • 1.2.5. Giai đoạn sấy (47)
      • 1.2.6. Giai đoạn nhiệt phân (carbon hóa) (51)
      • 1.2.7. Hoạt hóa (51)
    • 1.3. NGHIÊN CỨU NGUYÊN LIỆU CARBON NANO PHÙ HỢP DÙNG (52)
      • 1.3.1. Tổng quan công nghệ và vật liệu carbon lọc khí ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng (52)
      • 1.3.3. Nghiên cứu phân tích và lựa chọn công nghệ chế tạo tấm lọc khí độc chứa carbon nano kết hợp vải không dệt (71)
    • 1.4. CẤU TẠO MẶT NẠ PHÒNG HÓA MV5 (82)
  • CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (84)
    • 2.1. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU (84)
      • 2.1.1. Phương pháp chế tạo CNT (84)
      • 2.1.2. Phương pháp chế tạo carbon aerogel (85)
    • 2.2. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM CARBON (87)
  • NANO 62 2.2.1. Xác định độ sụt giảm khối lượng, độ sụt giảm thể tích của (0)
    • 2.2.2. Xác định khối lượng riêng của mẫu (88)
    • 2.2.3. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM (88)
    • 2.2.4. Phân tích cấu trúc bề mặt vật liệu XRD (89)
    • 2.2.5. Phương pháp đo diện tích bề mặt BET (89)
    • 2.2.6. Phương pháp đo nhiệt trọng lượng TGA/DSC (90)
    • 2.2.7. Đo hấp phụ sử dụng máy sắc ký khí (90)
    • 2.3. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TẤM LỌC KHÍ ĐỘC (91)
      • 2.3.1. Phương pháp chế tạo tấm lọc khí độc (91)
      • 2.3.2. Đánh giá độ thông khí của các loại vật liệu (94)
      • 2.3.3. Đánh giá độ hấp phụ của tấm lọc khí độc (96)
    • 2.4. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU (96)
      • 2.4.1. Vật liệu chế tạo CNT (96)
      • 2.4.2. Vật liệu chế tạo carbon aerogel (96)
      • 2.4.3. Vật liệu chế tạo tấm lọc (97)
      • 2.4.4. Vật liệu nghiên cứu hấp phụ khí (97)
    • 2.5. THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU (97)
      • 2.5.1. Hệ thiết bị MPCVD-70 và các thiết bị phụ trợ (97)
      • 2.5.2. Thiết bị lò nung ống quay sử dụng chế tạo vật liệu carbon nano (98)
      • 2.5.3. Thiết bị kính hiển vi điện tử quét SEM (98)
      • 2.5.4. Thiết bị đo diện tích bề mặt BET (99)
      • 2.5.5. Thiết bị chụp XRD (100)
      • 2.5.6. Máy phân tích nhiệt trọng lượng TGA/DSC3 + LF (101)
      • 2.5.7. Hệ thống đo chênh áp (102)
      • 2.5.8. Hệ thống sắc ký khí đo khả năng hấp phụ của vật liệu (102)
  • CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN (104)
    • 3.1. KẾT QUẢ CHẾ TẠO VẬT LIỆU (104)
      • 3.1.1. Chế tạo CNT (104)
      • 3.1.2. Chế tạo carbon aerogel (108)
    • 3.2. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐỘ THÔNG KHÍ CỦA VẢI KHÔNG DỆT 98 1. Trở lực của các loại vải không dệt (123)
      • 3.2.2. Đo trở lực tấm lọc CNT (126)
      • 3.2.3. Đo trở lực tấm lọc carbon aerogel (128)
    • 3.3. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ KHÍ CỦA CARBON NANO 104 KẾT LUẬN (129)
    • 1. KẾT LUẬN VỀ CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC (138)
    • 2. KIẾN NGHỊ (139)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (140)

Nội dung

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KH-CN QUÂN SỰ VIỆN NHIỆT ĐỚI MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP THÀNH PHỐ BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Nghiên cứu làm chủ được công nghệ chế tạo tấm lọc khí độc bằng carbon nano dùng cho thiết bị hấp phụ khí độc và mặt nạ phòng hóa phù hợp điều kiện của Việt Nam

- Nghiên cứu, đánh giá và lựa chọn được loại vật liệu lọc khí độc phù hợp từ carbon aerogel và CNT

- Nghiên cứu công nghệ chế tạo tấm lọc khí độc bằng carbon nano trong điều kiện công nghệ của Việt Nam.

NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

Nội dung 1: Nghiên cứu xác định loại nguyên liệu Carbon nano phù hợp dùng cho mặt nạ phòng hóa

- Công việc 1: Nghiên cứu tổng quan công nghệ và vật liệu carbon lọc khí ứng dụng trong dân dụng và công nghiệp

- Công việc 2: Nghiên cứu tổng quan ứng dụng hấp phụ khí độc của CNT và carbon aerogel, đánh giá khả năng ứng dụng hấp phụ hơi khí độc dùng cho mặt nạ phòng hóa

- Công việc 3: Nghiên cứu phân tích và lựa chọn công nghệ chế tạo tấm lọc khí độc chứa carbon nano kết hợp vải không dệt

Nội dung 2: Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm tấm lọc khí độc bằng CNT

- Công việc 1: Chế tạo vật liệu CNT và nghiên cứu tính toán xác định lực ép tối thiểu và tối đa vật liệu CNT trên nền vải không dệt

- Công việc 2: Nghiên cứu tính toán độ thông khí, độ hấp phụ trên khối lượng vật liệu chế tạo

- Công việc 3: Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ, xác định thông số công nghệ của quá trình chế tạo tấm lọc sử dụng CNT

- Công việc 4: Nghiên cứu đánh giá độ thông khí của tấm lọc chế tạo được theo lực hít thở của người bình thường

- Công việc 5: Nghiên cứu thử nghiệm khả năng khử khí độc của tấm lọc chế tạo được theo TCVN/QS 1223:2010

Nội dung 3: Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm tấm lọc khí độc bằng carbon aerogel

- Công việc 1: Chế tạo vật liệu carbon aerogel dùng thử nghiệm

- Công việc 2: Nghiên cứu đánh giá thông số công nghệ, độ thông khí, độ hấp phụ trên khối lượng vật liệu chế tạo

- Công việc 3: Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ, xác định thông số công nghệ của quá trình chế tạo tấm lọc sử dụng carbon aerogel

- Công việc 4: Nghiên cứu đánh giá độ thông khí của tấm lọc chế tạo được theo lực hít thở của người bình thường với carbon aerogel

- Công việc 5: Nghiên cứu thử nghiệm khả năng khử khí độc của tấm lọc chế tạo được theo TCVN/QS 1223:2010

Nội dung 4: Nghiên cứu thử nghiệm kết hợp 2 loại vật liệu chế tạo tấm lọc khí

- Công việc 1: Nghiên cứu xác định tỉ lệ phối trộn giữa 2 loại carbon nano

- Công việc 2: Nghiên cứu thử nghiệm khả năng khử khí độc của tấm lọc với hỗn hợp 2 loại vật liệu carbon nano chế tạo được

- Công việc 3: Nghiên cứu thử nghiệm khả năng khử khí độc của tấm lọc chế tạo được theo TCVN/QS 1223:2010

Nội dung 5: Nghiên cứu tối ưu hóa quy trình công nghệ chế tạo tấm lọc khí

- Công việc 1: Nghiên cứu tối ưu hóa kích thước tấm lọc khí độc phù hợp các sản phẩm lọc khí hiện có như: hộp lọc của mặt nạ phòng hóa, thiết bị lọc khí trong dân dụng và công nghiệp

- Công việc 2: Nghiên cứu xây dựng bài toán tối ưu giữa giá thành, nguyên liệu sử dụng và khả năng hấp phụ khí độc

- Công việc 3: Nghiên cứu thử nghiệm và đánh giá sản phẩm tấm lọc chế tạo trên hộp lọc mặt nạ phòng hóa

Nội dung 6: Tổ chức Hội thảo chuyên ngành và Công bố kết quả nghiên cứu trên tạp chí Quốc tế Scopus/ISI

Nội dung 7: Viết báo cáo tổng hợp và nghiệm thu các cấp.

SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI

Tên sản phẩm và chỉ tiêu chất lượng chủ yếu Đơn vị đo

-Thời gian kháng độc (ở điều kiện phòng thí nghiệm): lưu lượng dòng khí 30 L/phút

Với HCN 4,5 mg/L, không nhỏ hơn

Với C6H6 5 mg/L, không nhỏ hơn

Với CCl3NO2 5 mg/l, không nhỏ hơn 35 phút

- Khả năng phòng độc đáp ứng:

- Kích thước: 10x10x0,5cm m 2 Đủ số lượng để nghiên cứu và 30 tấm lọc để nghiệm thu; và 1m 2 / mỗi loại CN (carbon aerogel;

CNTs); Đủ số lượng để nghiên cứu và 30 tấm lọc để nghiệm thu; và 1m 2 / mỗi loại CN (carbon aerogel; CNTs);

TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học cần đạt Thực tế đạt được

1 Báo cáo đánh giá hiệu quả thử nghiệm

- Số liệu thử nghiệm tin cậy, chính xác

2 Quy trình công nghệ chế tạo tấm lọc sử dụng CNT

- Quy trình công nghệ rõ ràng, đầy đủ thông số kỹ thuật

Số lượng 01 bộ quy trình

Số lượng 01 bộ quy trình

3 Quy trình công nghệ chế tạo tấm lọc sử dụng carbon aerogel

- Quy trình công nghệ rõ ràng, đầy đủ thông số kỹ thuật

Số lượng 01 bộ quy trình

Số lượng 01 bộ quy trình

4 Báo cáo tổng kết đề tài Đúng mẫu, đầy đủ nội dung và bảo đảm hàm lượng khoa học

Tên sản phẩm Đăng ký Thực tế đạt được

02 bài báo Đăng Tạp chí Khoa học và Công nghệ trong nước

Bài báo Scopus hoặc ISI

- Bài báo “Carbon Aerogel - Application as Toxic Vapor Adsorbent in Respirator”, Tạp chí Chemical Engineering Transactions, Chemical Engineering Transactions, Vol

- Bài báo “Synthesis of Cellulose Aerogel from Coir Fibers via a NaOH/Urea Method for Methylene-blue Adsorption”, Chemical Engineering Transactions, Vol 89, pp 565-

Kết quả tham gia đào tạo trên đại học

Tham gia đào tạo thạc sĩ

- Học viên: Trần Đình Lâm

- Luận văn: Nghiên cứu, chế tạo carbon cellulose aerogel từ hỗn hợp xơ lá dứa và xơ cotton ứng dụng trong hấp phụ

- GVHD: PGS TS Lê Anh Kiên (chủ nhiệm đề tài)

Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp:

Tên sản phẩm đăng ký

1 - 01 Quy trình sản xuất tấm lọc phủ hỗn hợp nano carbon để phòng khí độc

01 Quy trình sản xuất tấm lọc phủ hỗn hợp nano carbon để phòng khí độc

- Đã nộp tờ khai đăng ký sáng chế ngày 14/5/2021

- Đã đăng công báo sở hữu công nghiệp số

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CARBON

NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU CNT

1.1.1 Các phương pháp tổng hợp CNT

Các kỹ thuật chế tạo ở nhiệt độ cao như phóng điện hồ quang (arc discharge) hoặc cắt bằng laser (laser ablation) là những kỹ thuật đầu tiên được sử dụng để sản xuất CNT Nhưng các phương pháp này đã được thay thế bằng kỹ thuật lắng đọng hơi hóa học ở nhiệt độ thấp (CVD) (

Ngày đăng: 24/10/2022, 07:08

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1]. He Z. B., Maurice J.-L., Lee C. S., Cojocaru C. S. and Pribat D. (2010), Nickel catalyst faceting in plasma-enhanced direct current chemical vapor deposition of carbon nanofibers, The Arabian Journal for Science and Engineering, 1C(35), 11-19 Khác
[2]. Wang M., Zhao X., Ohkohchi M. and Ando Y. (1996), Carbon nanotubes grown on the surface of cathode deposit by arc discharge, Fullerene Science and Technology, 4(5), 1027-1039 Khác
[3]. Parkansky N., Boxman R., Alterkop B., I. et al. (2004), Single-pulse arc production of carbon nanotubes in ambient air, Journal of Physics D:Applied Physics, 19(37), 2715 Khác
[4]. Varshney K. (2014), Carbon nanotubes: a review on synthesis, properties and applications, International journal of engineering research and general science, 4(2), 660-677 Khác
[5]. Guo T., Nikolaev P., Thess A. et al. (1995), Catalytic growth of single- walled manotubes by laser vaporization, Chemical physics letters, 1- 2(243), 49-54 Khác
[6]. Prasek J., Drbohlavova J., Chomoucka J., et al. (2011), Methods for carbon nanotubes synthesis, Journal of Materials Chemistry , 40( 21), 15872-15884 Khác
[7]. Zhu Y., Lin T., Liu Q. et al. (2006), The effect of nickel content of composite catalysts synthesized by hydrothermal method on the preparation of carbon nanotubes, Materials Science and Engineering, 127(2-3), 198-202 Khác
[8]. Lee O., Jung J., Doo S. et al. (2010), Effects of temperature and catalysts on the synthesis of carbon nanotubes by chemical vapor deposition, Metals and Materials International , 16(4), 663-667 Khác
[9]. Shukla B., Saito T., Ohmori S. et al. (2010), Interdependency of gas phase intermediates and chemical vapor deposition growth of single wall carbon nanotubes, Chemistry of Materials, 22(22), 6035-6043 Khác
[10]. Afolabi A., Abdulkareem A., Mhlanga S. and Iyuke S. (2011), Synthesis and purification of bimetallic catalysed carbon nanotubes in a horizontal CVD reactor, Journal of Experimental Nanoscience , 6(3), 248-262 Khác
[11]. Szabó A., Perri C., Csató A. et al. (2010), Synthesis methods of carbon nanotubes and related materials, Materials, 3(5), 3092-3140 Khác
[12]. Flahaut E., Laurent C. and Peigney A. (2005), Catalytic CVD synthesis of double and triple-walled carbon nanotubes by the control of the catalyst preparation, Carbon, 43(2), 375-383 Khác
[13]. Shukrullah S., Mohamed N. et al. (2014), Effect of ferrocene concentration on the quality of multiwalled CNTs grown by floating catalytic chemical vapor deposition technique, Main Group Chemistry, 13(3), 251-259 Khác
[14]. Shukrullah S. et al. (2019), Synthesis of MWCNT forests with alumina- supported Fe 2 O 3 catalyst by using a floating catalyst chemical vapor deposition technique, Journal of Nanomaterials, 2019, 4642859 Khác
[15]. Pekala R. W. (1989), Organic aerogel from the polycondensation of resorcinol with formaldehyde, Journal of Materials Science, 24, 3221–3227 Khác
[16]. Hanzawa Y., Kaneko K., Pekala R. W., and Dresselhaus M.S., Activated carbon aerogel, Langmuir, 12, 6167–6169 Khác
[17]. Sakka S. (2005), Ed., Handbook of sol–gel science and technology: Processing Characterization and Applications (Volume 1: Sol–gel processing) Khác
[18]. Shaheen A. and Ritter A., Preparation and Properties of Resorcinol–Formaldehyde Organic and Carbon Gels, Advance Material, 15(2), 101- 114 Khác
[19]. Michel A. A., Leventis N., Koebel M. M., Eds. (2011), Aerogel Handbook (Advances in Sol–Gel Derived Materials and Technologies) Khác
[20]. Moreno–Castilla C. and Maldonado–Ho´dar F.J. (2005), Review paper–Carbon aerogel for catalysis applications: An overview, Carbon, 43, 455–465 Khác

TRÍCH ĐOẠN

Tổng hợp CNT bằng phương pháp CVD

Tổng quan công nghệ và vật liệu carbon lọc khí ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng Nghiên cứu phân tích và lựa chọn công nghệ chế tạo tấm lọc khí độc chứa carbon nano kết hợp vải không dệt PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TẤM LỌC KHÍ ĐỘC Chế tạo carbon aerogel

KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐỘ THÔNG KHÍ CỦA VẢI KHÔNG DỆT 98 1. Trở lực của các loại vải không dệt

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ KHÍ CỦA CARBON NANO 104 KẾT LUẬN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w