Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp điện và điện tử trên phạm vi toàn cầu đã kéo theo sự gia tăng nhanh của lượng rác thải điện tử (e-waste), ước tính đạt khoảng 40 triệu tấn mỗi năm. Trong các loại rác thải điện tử, pin đã qua sử dụng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nhất do chứa nhiều kim loại độc hại như thủy ngân, kẽm, chì cùng lõi thanh than chì (graphite). Theo Bảng chỉ dẫn an toàn hóa chất (MSDS), graphite ở nồng độ từ 100 mg/L đã gây độc hại đối với một số loài cá, tảo và động vật thủy sinh không xương sống. Tại Việt Nam, đa số người dùng vẫn có thói quen thải bỏ pin trực tiếp vào rác thải sinh hoạt để chôn lấp hoặc đốt, tạo áp lực lớn lên hệ sinh thái.

Mặc dù việc thu hồi kim loại quý từ pin cũ đã nhận được nhiều sự quan tâm, thành phần than chì thường bị loại bỏ do giá trị gia tăng thấp và quy trình phân tách nghiêm ngặt. Song song với đó, graphene và graphene oxide (GO) là các vật liệu carbon hai chiều (2D) sở hữu nhiều đặc tính cơ lý, nhiệt và điện nổi bật, đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng lưu trữ năng lượng, xúc tác, xử lý môi trường và linh kiện bán dẫn. Tuy nhiên, các phương pháp tổng hợp GO truyền thống (như Hummers, Brodie, Staudenmaier) thường đòi hỏi các chất oxy hóa mạnh, tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ, phát sinh khí độc hại và tốn nhiều thời gian.

Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài khóa luận "Chế tạo graphene/graphene oxide từ lõi pin cũ bằng phương pháp điện phân hóa học có sự hỗ trợ của plasma" được thực hiện nhằm tận dụng nguồn than chì tái chế từ pin kẽm-carbon (Zn-C) đã qua sử dụng để chế tạo graphene/graphene oxide thông qua kỹ thuật bóc tách điện hóa hỗ trợ plasma ở áp suất khí quyển.

Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm bốn nội dung chính:

  1. Tìm hiểu tổng quan về vật liệu graphene và graphene oxide.
  2. Tìm hiểu và nghiên cứu tổng quan về các phương pháp điện hóa tổng hợp vật liệu nano carbon.
  3. Thực hiện quy trình chế tạo graphene/graphene oxide từ thanh than chì thu hồi từ pin cũ.
  4. Phân tích, đánh giá đặc tính cấu trúc và hình thái học của mẫu graphene/graphene oxide thu được bằng các phương pháp phân tích vật liệu chuyên dụng.
  • Đối tượng nghiên cứu: Thanh than chì (graphite rod) thu hồi từ pin Zn-C cũ đã qua sử dụng; dung dịch điện ly kiềm và muối hỗ trợ; vật liệu graphene/graphene oxide tạo thành.
  • Phạm vi nghiên cứu: Quy trình chế tạo quy mô phòng thí nghiệm tại Bộ môn Công nghệ Vật liệu, Khoa Khoa học Ứng dụng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh; khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất điện ly (KOH, $(NH_4)_2SO_4$) và hiệu điện thế một chiều đến quá trình tạo màng và đặc tính vật liệu (thời gian thực hiện công bố vào tháng 8/2022).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình vật liệu

Nghiên cứu dựa trên nền tảng lý thuyết về cấu trúc mạng tinh thể tổ ong hai chiều ($sp^2$) của graphene và cấu trúc bị biến tính bởi các nhóm chức chứa oxy ($sp^3$) của graphene oxide (GO):

  • Cấu trúc Graphene: Mạng tinh thể carbon 2D với độ dày đơn lớp khoảng 0,34 nm, chiều dài liên kết C–C là 0,142 nm. Graphene sở hữu các đặc tính lý thuyết vượt trội: độ trong suốt quang học 97,7% (độ hấp thụ ánh sáng chỉ 2,3%), độ dẫn nhiệt khoảng 5000 W/(m·K), độ linh động điện tử đạt 200.000 $\text{cm}^2/(\text{V}\cdot\text{s})$, diện tích bề mặt riêng lý thuyết 2630 $\text{m}^2/\text{g}$, độ bền kéo 42 N/m và độ dẫn điện 1738 S/m.
  • Mô hình cấu trúc Graphene Oxide: Nghiên cứu tổng thuật các mô hình cấu trúc GO trong lịch sử phát triển, bao gồm mô hình Hofmann (1939, chứa nhóm epoxide), mô hình Ruess (1947, bổ sung nhóm hydroxyl), mô hình Scholz và Boehm, mô hình Lerf (phân bố ngẫu nhiên vùng benzen và nếp gấp), mô hình dạng polymer $(C_2F)_n$ của Nakajima và mô hình của Szabó. GO có vùng cấm điều chỉnh linh hoạt từ 0,02 eV đến 2,0 eV phụ thuộc vào mức độ khử, tính dẫn nhiệt thấp (0,5 – 1 W/(m·K)) và khả năng phân tán cao trong môi trường phân cực nhờ các nhóm chức $-OH$, $-COOH$, $C-O-C$, $C=O$.
  • Cơ chế bóc tách điện hóa hỗ trợ plasma pha lỏng (Submerged Liquid Plasma): Năng lượng liên kết Van der Waals giữa các lớp than chì nhỏ hơn đáng kể so với liên kết cộng hóa trị C–C trong mặt phẳng. Việc phóng điện plasma lạnh không cân bằng trong dung dịch điện phân ở áp suất khí quyển cung cấp năng lượng và các gốc tự do để phá vỡ chọn lọc liên kết liên lớp Van der Waals, đồng thời gắn các nhóm chức oxy hóa mà không phá hủy toàn bộ khung mạng carbon thơm.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

  • Phương pháp thu hồi và tiền xử lý cơ - hóa: Tách vỏ pin Zn-C, thu hồi lõi graphite, mài cơ học định hình điện cực nhọn (cực âm) và làm sạch bề mặt qua các giai đoạn rửa dung môi kết hợp rung siêu âm.
  • Phương pháp điện hóa bóc tách plasma: Sử dụng nguồn điện một chiều (DC) áp cao trên hệ điện hóa chuyên dụng có cơ cấu điều chỉnh trục z để duy trì phóng điện plasma cục bộ tại điểm tiếp xúc giữa điện cực graphite và bề mặt chất điện phân.
  • Phương pháp phân tách và thu gom: Pha loãng dung dịch sau điện phân, lọc hút chân không qua màng vi lọc polymer, kiểm soát pH và sấy khô thu hồi bột sản phẩm.
  • Các phương pháp phân tích đặc trưng vật liệu:
    • Kính hiển vi điện tử quét (SEM - Scanning Electron Microscopy): Sử dụng thiết bị Hitachi S-4800 để quan sát hình thái học bề mặt, độ tách lớp và sự xáo trộn của các tấm nano GO so với graphite khối ban đầu.
    • Quang phổ tán xạ Raman (Raman Spectroscopy): Sử dụng thiết bị Horiba XploRA ONE để xác định mức độ trật tự mạng tinh thể, dao động liên kết carbon, các đỉnh đặc trưng (D-band, G-band) và tính toán tỉ lệ cường độ $I_D/I_G$.
    • Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR): Sử dụng thiết bị Thermo Nicolet 6700 FTIR để định danh các nhóm chức chứa oxy gắn trên bề mặt carbon.
    • Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX): Phân tích định tính và bán định lượng thành phần nguyên tố trong mẫu sản phẩm.
Hóa chất / Thiết bị Thông số / Nhà sản xuất Vai trò trong nghiên cứu
Potassium hydroxide (KOH) Duksan (Hàn Quốc) Chất điện ly bazơ tạo môi trường dẫn điện
Amoni sunfat $((NH_4)_2SO_4)$ Scharlau (Tây Ban Nha) Muối điện ly hỗ trợ xen phủ và oxy hóa
Acetone, Isopropyl alcohol (IPA) Xilong (Trung Quốc) Dung môi tẩy rửa tạp chất hữu cơ trên lõi than chì
Máy rung siêu âm Elmasonic S100H Hỗ trợ tẩy rửa tạp chất bám sâu trên thanh graphite
Cân kỹ thuật LABEX HC-JF2204 Cân định lượng hóa chất độ chính xác cao
Máy khuấy từ gia nhiệt MS-H280-PRO_DLAB Hòa tan đồng nhất dung dịch chất điện ly
Kính hiển vi điện tử quét Hitachi S-4800 Phân tích hình thái học vi mô bề mặt
Kính hiển vi Raman Horiba XploRA ONE Phân tích cấu trúc phân tử và mức độ sai hỏng mạng
Máy quang phổ FTIR Thermo Nicolet 6700 Xác định các nhóm chức hóa học bề mặt

Thiết kế hệ điện hóa và quy trình chế tạo

Khóa luận đã tiến hành thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh hệ thống phản ứng điện hóa plasma chuyên dụng nhằm kiểm soát chính xác khoảng cách phóng điện giữa điện cực và dung dịch.

Thiết kế hệ điện hóa

Hệ thống điện phân được tổ hợp từ ba bộ phận chính:

  1. Bình phản ứng (Beaker): Lọ thủy tinh chịu nhiệt dung tích 250 ml (chứa khoảng 300 ml dung dịch làm việc, có khả năng tùy chỉnh linh hoạt từ 200 đến 2000 ml).
  2. Nắp đậy chịu hóa chất: Chế tạo từ nhựa Teflon (PTFE) dạng tròn đường kính 72 mm, độ dày $\ge 8\text{ mm}$, có ngách 3 mm. Trên nắp được gia công 11 lỗ thoát khí đường kính 3 mm bố trí đối xứng xung quanh, 1 lỗ trung tâm và 2 lỗ định vị điện cực đường kính 5 mm bố trí cách nhau 38 mm.
  3. Bộ điều khiển vi dịch chuyển trục z (Panmel): Đặt trong khung nhựa mica kích thước $45 \times 50 \times 65\text{ mm}$ gắn trực tiếp trên nắp Teflon. Thân panmel có kích thước $40 \times 40 \times 32\text{ mm}$, trang bị núm xoay điều chỉnh bước chuyển động tinh (kích thước 15 mm và 46 mm) gắn với giá đỡ điện cực di động (thanh kẹp Teflon dài 95 mm, đường kính 6 mm, bên trong kết nối kẹp tấm bạch kim $10 \times 15 \times 0,1\text{ mm}$). Cơ cấu này cho phép hạ từ từ điện cực âm xuống bề mặt chất lỏng với độ chính xác cao để mồi và duy trì ngọn lửa plasma ổn định.

Quy trình thực nghiệm

Quy trình chế tạo được chuẩn hóa qua 3 công đoạn liên hoàn:

[Pin Zn-C cũ]
  1. Chuẩn bị điện cực: Lõi than chì tách từ pin Zn-C được rửa sơ, mài vát nhọn đầu thanh làm cathode (cực âm) để tập trung mật độ điện trường, giữ nguyên tiết diện phẳng thanh làm anode (cực dương). Sau đó, thực hiện rửa cơ học dưới vòi nước 20 phút, rung siêu âm trong nước khử ion (DI) 20 phút, tiếp tục rung siêu âm trong Acetone và cồn Isopropyl (IPA) 20 phút nhằm loại bỏ hoàn toàn dầu mỡ và ion kim loại tạp chất, cuối cùng sấy khô ở 130°C trong 48 giờ.
  2. Quá trình điện phân plasma: Pha trộn 100 ml dung dịch KOH 5% và 20 ml dung dịch $(NH_4)_2SO_4$ 2,5%, khuấy từ trong 10 phút. Cố định cực dương, gắn cực âm vào trục panmel và kết nối với nguồn DC (thiết lập 60V – 3A). Dùng núm xoay panmel hạ cực âm thật chậm chạm sát bề mặt dung dịch cho đến khi xuất hiện ngọn lửa plasma phát sáng rực rỡ tại đầu nhọn; duy trì quá trình bóc tách trong 55 phút.
  3. Lọc và thu hồi: Dung dịch huyền phù sau phản ứng được pha loãng bằng nước DI, lọc qua màng Polyvinylidene fluoride (PVDF) có kích thước lỗ trung bình 0,45 µm. Tiếp tục tráng rửa nhiều lần bằng nước DI đến khi đạt môi trường trung tính (kiểm tra bằng giấy quỳ tím). Lớp bột lắng trên màng PVDF được thu gom và sấy khô ở 80°C trong 24 giờ.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Chương 1 hệ thống hóa tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về tái chế pin cũ và tổng hợp graphene/GO. Tác giả chỉ ra các công trình quốc tế tiêu biểu như nghiên cứu của Liu và cộng sự về tái chế graphite pin lithium-ion (LIB) và sodium-ion (SIB) cho khả năng duy trì dung lượng 90% sau 500 chu kỳ; F. Islam và cộng sự (2021) tổng hợp graphene vài lớp (FLG) từ than chì giá rẻ bằng vi sóng; Loudiki và cộng sự tổng hợp GO từ thanh carbon pin Zn-C bằng phương pháp siêu âm (SGO) có hoạt tính điện hóa cao hơn GO tổng hợp bằng phương pháp Hummers (HGO). Trong nước, nghiên cứu của Nguyễn Văn Hảo và Nguyễn Văn Đăng (Đại học Khoa học Thái Nguyên, 2020) dùng thanh than chì pin cũ làm cực dương và điện cực Platinum 99,9% làm cực âm để chế tạo GO ứng dụng xử lý chì ($Pb$) trong nước. Từ đó, tác giả chỉ ra tính cấp thiết của đề tài khi lần đầu tiên sử dụng cả hai điện cực hoàn toàn bằng thanh than chì thu hồi từ pin cũ để chế tạo GO bằng plasma áp suất khí quyển.

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ ĐIỆN HÓA

Chương này trình bày chi tiết bản vẽ thiết kế 3D và các thông số kỹ thuật chế tạo hệ thống điện hóa. Hệ thống gồm ba cụm chi tiết: bình thủy tinh 250 ml (thể tích làm việc 300 ml), nắp tròn Teflon PTFE ($\Phi 72\text{ mm}$, dày $\ge 8\text{ mm}$) tích hợp 11 lỗ thoát khí cân bằng áp suất, và bộ điều khiển vị trí vi sai trục z panmel gắn trong hộp mica ($45 \times 50 \times 65\text{ mm}$). Thiết kế này đảm bảo khoảng cách tiếp xúc giữa mũi điện cực cathode và màng dung dịch điện phân được tinh chỉnh với độ nhạy milimet, duy trì plasma ổn định trong suốt quá trình điện phân.

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM

Chương 3 mô tả toàn bộ danh mục hóa chất, thông số các thiết bị chế tạo (máy siêu âm Elmasonic S100H, cân LABEX HC-JF2204, máy khuấy từ MS-H280-PRO_DLAB, nguồn DC) và thiết bị đo đặc tính (Hitachi S-4800, Horiba XploRA ONE, Thermo Nicolet 6700 FTIR). Tác giả chi tiết hóa 5 bước làm sạch than chì, 4 bước vận hành hệ điện hóa plasma (60V, 3A, 55 phút) và 5 bước lọc màng PVDF sấy bột ở 80°C. Đồng thời, chương này thiết lập ma trận thực nghiệm khảo sát ba thông số công nghệ:

  • Biến thiên nồng độ dung dịch KOH: Mẫu K1 (2,5%), K2 (5%), K3 (10%).
  • Biến thiên nồng độ dung dịch $(NH_4)_2SO_4$: Mẫu N1, N2 (2%), N3 (2,5%).
  • Biến thiên điện áp nguồn DC: Mẫu VOL1 (30V), VOL2 (40V), VOL3 (60V).

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Chương 4 công bố các kết quả thực nghiệm đạt được:

  • Phân tích hình thái học (SEM): Ảnh SEM cho thấy mẫu than chì ban đầu tồn tại ở dạng khối lớn, các lớp carbon xếp chồng dày đặc và khít chặt. Ngược lại, sản phẩm GO sau quá trình điện phân plasma chuyển biến rõ rệt thành cấu trúc các tấm nano mỏng, bị xáo trộn, bóc tách phân lớp mạnh mẽ và xếp chồng dạng xốp.
  • Phân tích cấu trúc và liên kết hóa học: Phổ tán xạ Raman xác nhận sự xuất hiện của các dải phổ D-band và G-band đặc trưng, phản ánh sự hình thành liên kết lai hóa $sp^3$ và các sai hỏng cấu trúc do quá trình oxy hóa gắn nhóm chức. Tỉ lệ cường độ $I_D/I_G$ biến đổi tương ứng theo từng điều kiện nồng độ KOH, nồng độ $(NH_4)_2SO_4$ và hiệu điện thế phóng điện. Phổ FTIR ghi nhận các đỉnh hấp thụ đặc trưng của các liên kết oxy hóa (như hydroxyl, alkoxy, carbonyl, carboxyl), và phổ EDX xác nhận sự hiện diện vượt trội của nguyên tố Carbon và Oxy trong mẫu GO thu được.

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN

Tổng kết toàn bộ các kết quả chế tạo và định hướng phát triển trong tương lai của đề tài về việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp, thử nghiệm mở rộng các hệ chất điện giải mới và định hướng ứng dụng vật liệu graphene/GO tái chế vào thực tế.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính đạt được

  • Chế tạo thành công vật liệu graphene oxide (GO) từ nguồn phế liệu lõi than chì của pin Zn-C đã qua sử dụng.
  • Chế tạo hoàn thiện hệ thiết bị điện hóa chuyên dụng có cơ cấu panmel dịch chuyển trục z gắn nắp Teflon PTFE chịu ăn mòn, tích hợp 11 lỗ thoát khí đối xứng giúp quá trình phóng điện plasma pha lỏng diễn ra ổn định ở 60V – 3A trong 55 phút.
  • Xây dựng quy trình làm sạch cơ - hóa 5 bước và quy trình lọc màng PVDF ($0,45\ \mu\text{m}$) sấy khô ở 80°C, cho phép thu hồi bột GO tinh khiết.
  • Chứng minh bằng thực nghiệm qua ảnh chụp SEM: than chì khối ban đầu đã được bóc tách hoàn toàn thành các phiến nano GO mỏng, xốp và tách lớp.
  • Hoàn thành bộ khảo sát thực nghiệm đánh giá sự thay đổi cấu trúc vật liệu qua phổ Raman, FTIR và EDX theo 3 thông số: nồng độ KOH (2,5% – 10%), nồng độ $(NH_4)_2SO_4$ (2% – 2,5%) và điện áp một chiều (30V – 60V).

Đóng góp mới của đề tài

  • Giải pháp kinh tế và môi trường: Đề xuất phương pháp tái chế khép kín, biến chất thải nguy hại (lõi pin cũ) thành vật liệu nano carbon 2D có giá trị cao, giải quyết đồng thời bài toán giảm thiểu ô nhiễm rác thải điện tử và giảm chi phí nguyên liệu tổng hợp.
  • Cải tiến kỹ thuật điện hóa plasma: Đây là công trình đầu tiên công bố việc chế tạo thành công graphene/GO bằng phương pháp bóc tách điện hóa hỗ trợ plasma ở áp suất khí quyển sử dụng cả hai điện cực đều là lõi than chì tái chế từ pin cũ (khác biệt so với các nghiên cứu trước đây vốn phải sử dụng điện cực kim loại quý đắt tiền như Platinum làm cathode).
  • Ấn phẩm khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài đã được chấp nhận và công bố chính thức trên kỷ yếu hội nghị khoa học quốc tế của tổ chức IEEE (có chỉ số ISBN).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên phạm vi và nội dung được công bố trong văn bản khóa luận:

  • Hạn chế:
    • Nghiên cứu mới dừng lại ở việc khảo sát bước đầu một số khoảng nồng độ chất điện ly (KOH từ 2,5% đến 10%; $(NH_4)_2SO_4$ từ 2% đến 2,5%) và khoảng điện áp từ 30V đến 60V, chưa khảo sát toàn diện ảnh hưởng của thời gian điện phân kéo dài hoặc các tốc độ dịch chuyển điện cực khác nhau.
    • Kỹ năng phân tích chuyên sâu các cơ chế động học phản ứng điện hóa plasma cần tiếp tục được hoàn thiện theo nhận xét từ giảng viên hướng dẫn.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo được tác giả đề xuất:
    • Mở rộng khảo sát các thông số chế tạo khác như các loại dung dịch điện ly mới, nồng độ muối khác nhau và thời gian phản ứng tối ưu.
    • Nghiên cứu nâng cao hiệu suất thu hồi sản phẩm GO trên quy mô lớn hơn.
    • Thử nghiệm ứng dụng vật liệu graphene/GO thu được vào các lĩnh vực cụ thể như làm vật liệu hấp phụ xử lý ion kim loại nặng trong nước thải hoặc chế tạo vật liệu lưu trữ năng lượng (điện cực pin/siêu tụ điện).

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên cao học và các nhóm nghiên cứu thuộc các chuyên ngành:

  • Công nghệ Vật liệu / Khoa học Vật liệu: Cung cấp thông tin tổng quan, hệ thống lý thuyết về cấu trúc mạng graphene, graphene oxide cùng các quy trình đo đạc phân tích phổ SEM, Raman, FTIR, EDX.
  • Kỹ thuật Môi trường / Xử lý chất thải: Tham khảo giải pháp thu hồi, tái chế chất thải rắn độc hại từ pin phế thải thành sản phẩm hữu ích.
  • Kỹ thuật Hóa học / Điện hóa: Cung cấp bản vẽ thiết kế chi tiết hệ điện phân vi dịch chuyển trục z panmel và quy trình vận hành plasma pha lỏng ở áp suất khí quyển.

Câu hỏi thường gặp

1. Điểm khác biệt cốt lõi trong việc thiết lập điện cực của đề tài này so với nghiên cứu của Nguyễn Văn Hảo và cộng sự (2020) là gì?
Trong nghiên cứu năm 2020 của nhóm tác giả Nguyễn Văn Hảo, hệ điện phân plasma sử dụng điện cực dương là thanh than chì pin cũ nhưng điện cực âm bắt buộc phải là thanh Platinum (Pt) có độ tinh khiết 99,9%. Trong khi đó, đề tài này đã cải tiến thành công khi sử dụng cả hai điện cực (anode và cathode) hoàn toàn bằng lõi than chì tái chế từ pin Zn-C cũ.

2. Tại sao điện cực âm (cathode) cần phải được mài nhọn đầu trước khi đưa vào phản ứng điện hóa?
Điện cực âm được mài thành đầu nhọn nhằm tập trung mật độ điện trường cao tại đỉnh mũi nhọn khi tiếp xúc sát bề mặt chất điện phân. Điều này giúp ngọn lửa plasma lạnh phát sáng dễ dàng được kích hoạt và duy trì ổn định tại điểm tiếp xúc ở hiệu điện thế làm việc (60V).

3. Quy trình làm sạch thanh than chì thu hồi từ pin Zn-C cũ gồm những bước nào?
Quy trình gồm 5 bước nghiêm ngặt: (1) Tách đôi pin cũ lấy lõi than chì; (2) Rửa sơ bằng nước máy; (3) Mài nhọn thanh làm cực âm, giữ nguyên thanh cực dương; (4) Rửa dưới vòi nước máy 20 phút, rung siêu âm trong nước DI 20 phút, sau đó rung siêu âm trong Acetone và IPA 20 phút; (5) Sấy khô ở 130°C trong 48 giờ.

4. Kích thước và thông số cấu tạo của nắp hệ điện hóa Teflon PTFE được thiết kế như thế nào?
Nắp bình được tiện từ nhựa PTFE hình tròn với đường kính 72 mm, chiều dày $\ge 8\text{ mm}$, có ngách 3 mm. Trên bề mặt nắp bố trí 11 lỗ thoát khí nhỏ đường kính 3 mm sắp xếp đối xứng nhau, 1 lỗ trung tâm và 2 lỗ định vị điện cực đường kính 5 mm đặt cách nhau một khoảng 38 mm.

5. Điều kiện thông số điện hóa tiêu chuẩn được tác giả sử dụng để tổng hợp mẫu GO ban đầu là gì?
Quá trình tổng hợp tiêu chuẩn sử dụng dung dịch gồm 100 ml KOH 5% và 20 ml $(NH_4)_2SO_4$ 2,5% (khuấy từ 10 phút), nguồn DC duy trì ở hiệu điện thế 60V, cường độ dòng điện 3A và thời gian phóng điện plasma bóc tách trong 55 phút.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Thiên Trang và Phạm Văn Cường (GVHD: TS. Đỗ Huy Bình) đã nghiên cứu và thử nghiệm thành công quy trình chế tạo graphene/graphene oxide từ 100% điện cực than chì tái chế từ pin Zn-C cũ bằng phương pháp điện phân hỗ trợ plasma pha lỏng ở áp suất khí quyển. Bằng việc tự thiết kế hệ phản ứng cơ cấu vi dịch chuyển panmel kết hợp màng lọc PVDF 0,45 µm, nhóm tác giả đã thu hồi được bột nano GO có độ phân tách lớp rõ rệt, được minh chứng qua các phép đo SEM, Raman, FTIR và EDX. Đề tài mở ra hướng tiếp cận thân thiện với môi trường, chi phí thấp trong việc xử lý rác thải pin và đã đóng góp một công bố khoa học trên kỷ yếu hội nghị quốc tế có chỉ số ISBN của IEEE.