Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài : Nghiên cứu chế tạo bột tio2 kích thước nanomet và ứng dụng thuộc công trình nghiên cứu khoa học cấp bộ . Nội dung gồm có
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: pdtuan@hcmut.edu.vn 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: khcn@hcmut.edu.vn 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 [...]... nghệ chế tạo bột TiO2 nano ở quy mô pilot Chế tạo được bột TiO2 nano với kích 3 thước nano mét với khối lượng lớn, năng suất đạt 0,2kg/giờ (pha Anatase có kích thước . 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. 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. 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