Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu của carbon nano sợi được định hình trên đệm carbon
27 thg 8, 2023 | 21:22

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu của carbon nano sợi được định hình trên đệm carbon



Tóm tắt – Carbon nano sợi (CNFs) được phát triển trong vài thập kỷ trở lại đây vì những tính chất ưu việt của nó như độ bền cơ, khá trơ về mặt hóa học, diện tích bề mặt lớn. Vớinhững đặc  tính đó, vật liệu này đã được sử dụng để xử lý một số sự cố gây ô nhiễm môi trường như sự cố tràn dầu. Tuy nhiên, sản phẩm sau khi tạo thành lại có kích thước nano,

gây ra nhiều khó khăn trong q trình sử dụng như khó thu hồi trong quá trình hấp phụ dầu tràn. Hiện nay, nhiều phương pháp được áp dụng để giải quyết vấn đề này. Với đề tài này, tác giả đã áp dụng phương pháp tổng hợp và gắn đồng thời CNFs lên bề mặt đệm carbon bằng phương pháp kết tụ hóa học trong pha hơi (CVD) và đánh giá khả năng hấp phụ dầu của sản phẩm sau khi tổng hợp. Kết quả thu được cho thấy tác giả đã tổng hợp thành công vật liệu nano composite C-CNF và đánh giá được một số đặc tính của sản phẩm bằng phương pháp chụp SEM, TEM, đo XPS, BET, TGA. Bằng phương pháp ép, tác giả đã đánh giá được khả năng lưu giữ dầu của vật liệu khá tốt. Từ đó làm cơ sở cho những ứng dụng xử lý sự cố tràn dầu sau này.

Từ khóa – CNFs, nano composite C-CNF, khả năng lưu giữ dầu, kết tụ hóa học trong pha hơi, sự cố tràn dầu.


NỘI DUNG:


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT.................................................................. 6
1.1. Vai trò của dầu mỏ.................................................................................................. 6
1.1.1. Đối với nền kinh tế.......................................................................................... 6
1.1.2. Đối với chính trị.............................................................................................. 7
1.2. Sự cố tràn dầu......................................................................................................... 8
1.2.1. Khái niệm........................................................................................................ 8
1.2.2. Nguyên nhân sự cố tràn dầu............................................................................ 8
1.2.3. Ảnh hưởng của sự cố tràn dầu......................................................................... 8
1.2.4. Các sự cố tràn dầu trên Thế giới và Việt Nam............................................... 10
1.3. Các biện pháp xử lý sự cố tràn dầu....................................................................... 16
1.3.1. Biện pháp cơ học........................................................................................... 16
1.3.2. Biện pháp sinh học........................................................................................ 17
1.3.3. Biện pháp hóa học......................................................................................... 18
1.4. Hấp phụ................................................................................................................ 18
1.4.1. Hiện tượng hấp phụ....................................................................................... 18
1.4.2. Hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học................................................................ 18
1.4.3. Phân loại vật liệu hấp phụ............................................................................. 19
1.4.4. Yêu cầu kỹ thuật của các loại vật liệu hấp phụ dầu....................................... 21
1.4.5. Đặc tính hấp phụ của carbon có cấu trúc nano.............................................. 22
1.5. Tổng quan về vật liệu carbon nano sợi................................................................. 23
1.5.1. Giới thiệu chung về carbon nano sợi............................................................. 23
1.5.2. Các tính chất của CNFs................................................................................. 24
1.5.3. Các ứng dụng của CNFs................................................................................ 26
1.5.4. Các phương pháp tổng hợp............................................................................ 27
CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM............................................................ 28
2.1. Nguyên vật liệu.................................................................................................... 28
2.2. Quy trình tổng hợp............................................................................................... 28
2.2.1. Cơ chế phát triển của CNFs............................................................................................... 29
2.2.2. Chức hóa bề mặt felt carbon.......................................................................... 30
2.2.3. Tổng hợp xúc tác........................................................................................... 31
2.2.4. Tổng hợp nano composite............................................................................. 32
2.3. Quy trình đánh giá sự hấp thu dầu của vật liệu..................................................... 34
2.3.1. Q trình định tính........................................................................................ 35
2.3.2. Q trình định lượng..................................................................................... 36
2.4. Các phương pháp đánh giá sản phẩm................................................................... 37
2.4.1. Tính tốn sự thay đổi khối lượng................................................................... 37
2.4.2. Kính hiển vi điện tử quét (SEM)................................................................... 37
2.4.3. Kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao (HR-TEM).......................39
2.4.4. Phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt BET.......................................................... 40
2.4.5. Phân tích nhiệt trọng trường TGA................................................................. 42
2.4.6. Phổ quang điện tử tia X (XPS)...................................................................... 43
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................... 47
3.1. Tổng hợp và đánh giá đặc tính sản phẩm.............................................................. 47
3.1.1. Kết quả chức hóa........................................................................................... 47
3.1.2. Kết quả tổng hợp nano composite C-CNF..................................................... 48
3.2. Đánh giá khả năng lưu giữ dầu diesel (diesel retention)....................................... 53
3.2.1. Đánh giá tính kỵ nước của sản phẩm............................................................................ 53
3.2.2. Kết quả đánh giá định tính khả năng lưu giữ dầu diesel........................................ 53
3.2.3. Kết quả định lượng............................................................................................................... 54
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................... 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO.






Tóm tắt – Carbon nano sợi (CNFs) được phát triển trong vài thập kỷ trở lại đây vì những tính chất ưu việt của nó như độ bền cơ, khá trơ về mặt hóa học, diện tích bề mặt lớn. Vớinhững đặc  tính đó, vật liệu này đã được sử dụng để xử lý một số sự cố gây ô nhiễm môi trường như sự cố tràn dầu. Tuy nhiên, sản phẩm sau khi tạo thành lại có kích thước nano,

gây ra nhiều khó khăn trong q trình sử dụng như khó thu hồi trong quá trình hấp phụ dầu tràn. Hiện nay, nhiều phương pháp được áp dụng để giải quyết vấn đề này. Với đề tài này, tác giả đã áp dụng phương pháp tổng hợp và gắn đồng thời CNFs lên bề mặt đệm carbon bằng phương pháp kết tụ hóa học trong pha hơi (CVD) và đánh giá khả năng hấp phụ dầu của sản phẩm sau khi tổng hợp. Kết quả thu được cho thấy tác giả đã tổng hợp thành công vật liệu nano composite C-CNF và đánh giá được một số đặc tính của sản phẩm bằng phương pháp chụp SEM, TEM, đo XPS, BET, TGA. Bằng phương pháp ép, tác giả đã đánh giá được khả năng lưu giữ dầu của vật liệu khá tốt. Từ đó làm cơ sở cho những ứng dụng xử lý sự cố tràn dầu sau này.

Từ khóa – CNFs, nano composite C-CNF, khả năng lưu giữ dầu, kết tụ hóa học trong pha hơi, sự cố tràn dầu.


NỘI DUNG:


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT.................................................................. 6
1.1. Vai trò của dầu mỏ.................................................................................................. 6
1.1.1. Đối với nền kinh tế.......................................................................................... 6
1.1.2. Đối với chính trị.............................................................................................. 7
1.2. Sự cố tràn dầu......................................................................................................... 8
1.2.1. Khái niệm........................................................................................................ 8
1.2.2. Nguyên nhân sự cố tràn dầu............................................................................ 8
1.2.3. Ảnh hưởng của sự cố tràn dầu......................................................................... 8
1.2.4. Các sự cố tràn dầu trên Thế giới và Việt Nam............................................... 10
1.3. Các biện pháp xử lý sự cố tràn dầu....................................................................... 16
1.3.1. Biện pháp cơ học........................................................................................... 16
1.3.2. Biện pháp sinh học........................................................................................ 17
1.3.3. Biện pháp hóa học......................................................................................... 18
1.4. Hấp phụ................................................................................................................ 18
1.4.1. Hiện tượng hấp phụ....................................................................................... 18
1.4.2. Hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học................................................................ 18
1.4.3. Phân loại vật liệu hấp phụ............................................................................. 19
1.4.4. Yêu cầu kỹ thuật của các loại vật liệu hấp phụ dầu....................................... 21
1.4.5. Đặc tính hấp phụ của carbon có cấu trúc nano.............................................. 22
1.5. Tổng quan về vật liệu carbon nano sợi................................................................. 23
1.5.1. Giới thiệu chung về carbon nano sợi............................................................. 23
1.5.2. Các tính chất của CNFs................................................................................. 24
1.5.3. Các ứng dụng của CNFs................................................................................ 26
1.5.4. Các phương pháp tổng hợp............................................................................ 27
CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM............................................................ 28
2.1. Nguyên vật liệu.................................................................................................... 28
2.2. Quy trình tổng hợp............................................................................................... 28
2.2.1. Cơ chế phát triển của CNFs............................................................................................... 29
2.2.2. Chức hóa bề mặt felt carbon.......................................................................... 30
2.2.3. Tổng hợp xúc tác........................................................................................... 31
2.2.4. Tổng hợp nano composite............................................................................. 32
2.3. Quy trình đánh giá sự hấp thu dầu của vật liệu..................................................... 34
2.3.1. Q trình định tính........................................................................................ 35
2.3.2. Q trình định lượng..................................................................................... 36
2.4. Các phương pháp đánh giá sản phẩm................................................................... 37
2.4.1. Tính tốn sự thay đổi khối lượng................................................................... 37
2.4.2. Kính hiển vi điện tử quét (SEM)................................................................... 37
2.4.3. Kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao (HR-TEM).......................39
2.4.4. Phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt BET.......................................................... 40
2.4.5. Phân tích nhiệt trọng trường TGA................................................................. 42
2.4.6. Phổ quang điện tử tia X (XPS)...................................................................... 43
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................... 47
3.1. Tổng hợp và đánh giá đặc tính sản phẩm.............................................................. 47
3.1.1. Kết quả chức hóa........................................................................................... 47
3.1.2. Kết quả tổng hợp nano composite C-CNF..................................................... 48
3.2. Đánh giá khả năng lưu giữ dầu diesel (diesel retention)....................................... 53
3.2.1. Đánh giá tính kỵ nước của sản phẩm............................................................................ 53
3.2.2. Kết quả đánh giá định tính khả năng lưu giữ dầu diesel........................................ 53
3.2.3. Kết quả định lượng............................................................................................................... 54
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................... 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO.




M_tả
M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: