Chế tạo MnOx nano và MnOx trên nền diatomite bằng phương pháp thủy nhiệt
Đề tài khoa học và công nghệ
I. PHẦN THÔNG TIN CHUNG
(Áp dụng cho tất cả loại hình nhiệm vụ khoa học và công nghệ)
1.1. Tên nhiệm vụ: Chế tạo MnOx nano và MnOx trên nền diatomite bằng phương pháp thủy nhiệt
1.2. Loại hình nhiệm vụ: Đề tài khoa học và công nghệ
1.3. Tổ chức chủ trì nhiệm vụ/Tổ chức được giao quyền sở hữu, quyền sử dụng kết quả: Trường Đại học Thủ Dầu Một
1.4. Họ và tên chủ nhiệm nhiệm vụ: Phạm Đình Dũ
1.5. Ngày được nghiệm thu, đánh giá chính thức: ngày 29 tháng 11 năm 2017
1.6. Giấy đăng ký kết quả thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ số: 87.122017
Ngày cấp: 19/12/2017 Cơ quan cấp: TT Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bình Dương
1.7. Bộ/Ngành/UBND tỉnh chủ quản của tổ chức chủ trì nhiệm vụ: UBND tỉnh Bình Dương
1.8. Mô tả nội dung ứng dụng kết quả nhiệm vụ khoa học và công nghệ:
(Mô tả ngắn gọn những ứng dụng của kết quả của nhiệm vụ: đã ứng dụng như thế nào; ứng dụng vào lĩnh vực, hoạt động gì; có chuyển giao công nghệ không)
Mangan dioxide loại a (a-type) có cấu trúc nano dạng thanh và dạng sợi đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp thủy nhiệt từ phản ứng oxi hóa-khử của KMnO4 và HCl. Kết quả khảo sát cho thấy rằng nhiệt độ và tỉ lệ mol của các tiền chất có ảnh hưởng đáng kể đến sự hình thành nano a-MnO2 dạng thanh và dạng sợi. Ngoài ra, thời gian tổng hợp cũng ảnh hưởng đến kích thước của nano mangan dioxide hình thành. Với thời gian xử lí thủy nhiệt 8 giờ, nano a-MnO2 hình thành có dạng sợi là chủ yếu, khi kéo dài thời gian xử lí thủy nhiệt (đến 24 giờ) thì nano a-MnO2 dạng thanh với đường kính lớn hơn được hình thành là chủ yếu.
Mangan dioxide loại b (b-type) có cấu trúc nano dạng thanh đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp thủy nhiệt từ phản ứng oxi hóa-khử của KMnO4 với MnCl2. Kết quả khảo sát cho thấy rằng nhiệt độ tổng hợp và tỉ lệ mol của các tiền chất ảnh hưởng không đáng kể đến hình thái và cấu trúc của sản phẩm. Khi thay tiền chất MnCl2.2H2O bằng C6H12O6.H2O thì không có sự hình thành MnO2, thay vào đó là sự hình thành MnCO3 với cấu trúc dạng hình lập phương hoặc hình cầu ở các tỉ lệ mol KMnO4/C6H12O6 £ 1.
Vật liệu composite mangan oxide/diatomite (Mn-diatomite) đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp thủy nhiệt từ phản ứng oxi hóa-khử của KMnO4 và HCl. Vật liệu thu được có chứa hàm lượng nguyên tố mangan cao (chiếm 25,640% về khối lượng) và diện tích bề mặt riêng lớn (SBET = 96,9 m2/g), với sự phân bố kích thước mao quản đồng đều. Mangan oxide hình thành có cấu trúc dạng tấm được phủ đều trên bề mặt diatomite hoặc tạo thành các quả cầu dạng giống như bông hoa.
Sự hấp phụ Pb(II) trong dung dịch nước của vật liệu Mn-diatomite thích hợp với cả hai mô hình đẳng nhiệt hấp phụ, gồm Freundlich và Langmuir. Dung lượng hấp phụ cực đại xác định theo mô hình Langmuir là qm = 250 mg/g. Giá trị dung lượng hấp phụ cực đại cao chứng tỏ khả năng ứng dụng của vật này trong lĩnh vực hấp phụ để xử lý nước thải có chứa các ion kim loại nặng.
1.9. Nêu hiệu quả kinh tế (nếu có), tác động kinh tế-xã hội, môi trường, ý nghĩa khoa học, v.v.. mà những ứng dụng kết quả nhiệm vụ mang lại (nếu có):
Các nhà máy chế tạo pin điện, các công ty xử lý môi trường,... có thể sử dụng vật liệu MnOx nano và MnOx-diatomite, hay phương pháp chế tạo loại vật liệu này để tạo ra các vật liệu có thể ứng dụng tốt trong thực tiễn.
Các kết quả nghiên cứu của đề tài được viết thành báo cáo khoa học và công bố trên các tạp chí/hội thảo khoa học.
II. PHẦN THÔNG TIN THEO LOẠI HÌNH NHIỆM VỤ
(Lựa chọn nội dung của phần thứ hai tùy theo loại hình nhiệm vụ)
Áp dụng đối với Đề tài khoa học và công nghệ
2.1. Kết quả của đề tài được ứng dụng trong lĩnh vực khoa học và công nghệ nào?: Khoa học tự nhiên
2.2. Kết quả của đề tài khoa học và công nghệ có được sử dụng để giải quyết vấn đề thực tế, là cơ sở để đề xuất những nội dung nghiên cứu hoặc những vấn đề mới?: Cơ sở để hình thành Đề án KH
2.3. Số lượng công bố khoa học, văn bằng sở hữu công nghiệp có nguồn gốc từ kết quả nghiên cứu của nhiệm vụ khoa học và công nghệ:
2.3.1. Số lượng công bố trong nước: 03 bài báo đăng trên tạp chí khoa học chuyên ngành, gồm Tạp chí Hóa học Việt Nam, Tạp chí Xúc tác-Hấp phụ Việt Nam.
1. Phạm Đình Dũ, Hồ Sỹ Thắng, Tính chất hóa lý của mangan oxide có cấu trúc nano được điều chế bằng phương pháp thủy nhiệt, Tạp chí Xúc tác và Hấ
phụ Việt Nam, T6. (N01), tr. 3-36, (2017).
2. Nguyễn Trung Hiếu, Phạm Đình Dũ, Tổng hợp composite mangan oxide/diatomite và ứng dụng hấp phụ ion Pb(II) trong dung dịch nước, Tạp chí Xúc tác
và Hấp phụ Việt Nam, T6 (N02), tr. 125-130, (2017).
3. Thủy Châu Tờ, Hồ Sỹ Thắng, Phạm Đình Dũ, Tổng hợp MnO2 có cấu trúc nano bằng phương pháp thủy nhiệt, Tạp chí Hóa học Việt Nam, 54 (5e1,2), t
22-26, (2016).
2.3.2. Số lượng công bố quốc tế:
2.4. Từ ứng dụng kết quả của đề tài, có hình thành yêu cầu bảo hộ sở hữu công nghiệp không? (đơn yêu cầu bảo hộ; bằng bảo hộ được cấp,...):
2.5. Việc ứng dụng kết quả của đề tài khoa học và công nghệ có góp phần vào đào tạo nhân lực khoa học và công nghệ không? (cho biết số Tiến sỹ, Thạc sỹ sử dụng kết quả của đề tài cho nội dung luận án, luận văn của mình, nếu có):
Hướng dẫn 01 đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên và 01 khóa luận tốt nghiệp sinh viên ngành Cử nhân Hóa học.
1. Đoàn Thị Diễm Trang, Lê Thị Diễm Trang, Lý Ngọc Tâm, Nghiên cứu tổng hợp MnO2 có cấu trúc nano bằng phương pháp thủy nhiệt, Đề tài NCKH S
Năm học 2015-2016 (Đạt giải
ba cuộc thi “Tài năng khoa học trẻ Đại học Thủ Dầu Một” năm 2016).
2. Nguyễn Đặng Thủy Tiên, Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất hấp phụ của vật liệu composite mangan oxit/diatomite, Khóa luận tốt nghiệp SV ngành
Cử nhân Hóa học Năm học 2016-2017.