Luận án tiến sĩ kỹ thuật: Tổng hợp và khảo sát hoạt tính phụ gia vi nhũ thế hệ mới cho nhiên liệu diesel

• Tác giả: Nguyễn Văn Thắng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Tuấn Anh
• Trường học: Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Nghiên cứu chế tạo vật liệu nanocomposite kháng khuẩn trên cơ sở polyethylene chứa nano bạc lai với một số oxit kim loại
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NANOCOMPOSITE GIỮA POLYETHYLENE VÀ HẠT LAI NANO BẠC
• 1.1. VẬT LIỆU NANOCOMPOSITE
• 1.1.1. Giới thiệu nanocomposite
• 1.1.2. Tính chất nanocomposite
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Nghiên cứu tổng hợp

Nghiên cứu tập trung vào nghiên cứu tổng hợp các hạt lai nano bạc với các oxit kim loại như TiO2 và ZnO. Quá trình tổng hợp sử dụng phương pháp khử hóa học để tạo ra các hạt nano bạc bám trên bề mặt oxit kim loại. Các hạt lai này được đặc trưng bằng các phương pháp hiện đại như XRD, TEM, SEM, và UV-Vis. Kết quả cho thấy sự hình thành thành công của các hạt lai nano Ag/TiO2 và Ag/ZnO, với khả năng kháng khuẩn vượt trội.

1.1. Tổng hợp hạt lai nano Ag TiO2

Quá trình tổng hợp hạt lai nano Ag/TiO2 được thực hiện bằng cách sử dụng TiO2 có kích thước hạt < 100nm, sau đó kết tủa bạc hidroxit và khử để thu được nano bạc bám trên bề mặt TiO2. Các thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tác nhân khử, nồng độ AgNO3, và thời gian tổng hợp đến sự phân bố và kích thước hạt. Kết quả XRD và TEM xác nhận sự hình thành của hạt lai với cấu trúc tinh thể rõ ràng.

1.2. Tổng hợp hạt lai nano Ag ZnO

Tương tự, hạt lai nano Ag/ZnO được tổng hợp bằng cách sử dụng ZnO có kích thước hạt < 100nm. Quá trình khử hóa học được áp dụng để tạo ra nano bạc bám trên bề mặt ZnO. Các phân tích UV-Vis và SEM cho thấy sự phân bố đều của nano bạc trên bề mặt ZnO, đồng thời khẳng định tính kháng khuẩn cao của hạt lai này.

II. Phụ gia vi nhũ và nhiên liệu diesel

Nghiên cứu cũng đề cập đến việc ứng dụng phụ gia vi nhũ trong nhiên liệu diesel. Các hạt lai nano bạc được kết hợp với polyme Polyethylene (PE) để tạo ra vật liệu nanocomposite có khả năng kháng khuẩn. Vật liệu này được đánh giá về tính chất cơ lý và khả năng kháng khuẩn, hướng đến ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm chứa đựng thực phẩm.

2.1. Chế tạo vật liệu nanocomposite

Vật liệu nanocomposite được chế tạo bằng phương pháp trộn nóng chảy, kết hợp PE với các hạt lai nano bạc. Các thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng hạt lai đến tính chất cơ lý và khả năng kháng khuẩn của vật liệu. Kết quả cho thấy vật liệu nanocomposite có độ bền cơ học cao và khả năng kháng khuẩn mạnh, đặc biệt với vi khuẩn E. coli và S. aureus.

2.2. Đánh giá hiệu quả kháng khuẩn

Các thử nghiệm kháng khuẩn được thực hiện với các chủng vi khuẩn gram âm và gram dương. Kết quả cho thấy vật liệu nanocomposite chứa hạt lai nano bạc có hiệu quả diệt khuẩn cao, ngay cả với hàm lượng hạt lai thấp (0,2-0,6%). Điều này mở ra tiềm năng ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm kháng khuẩn.

III. Ứng dụng công nghệ và cải thiện hiệu suất

Nghiên cứu nhấn mạnh ứng dụng công nghệ của vật liệu nanocomposite trong các lĩnh vực như sản xuất đồ gia dụng, dụng cụ chứa đựng thực phẩm, và cải thiện hiệu suất của nhiên liệu diesel. Vật liệu này không chỉ có tính kháng khuẩn mà còn cải thiện độ bền cơ học và khả năng chịu nhiệt, phù hợp với các yêu cầu công nghiệp hiện đại.

3.1. Ứng dụng trong sản xuất đồ gia dụng

Vật liệu nanocomposite chứa hạt lai nano bạc được định hướng ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm như hộp, khay đựng thực phẩm. Tính kháng khuẩn của vật liệu giúp kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm, đồng thời đảm bảo an toàn vệ sinh.

3.2. Cải thiện hiệu suất nhiên liệu diesel

Việc sử dụng phụ gia vi nhũ trong nhiên liệu diesel giúp cải thiện hiệu suất đốt cháy và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các hạt lai nano bạc có thể được nghiên cứu thêm để tối ưu hóa hiệu quả của phụ gia trong nhiên liệu.