Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu chế tạo màng hấp phụ ion mwcnth2npolyamide

• Tác giả: Nguyễn Tấn Tài
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Văn Thăng
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Vật liệu
• Đề tài: Nghiên cứu chế tạo màng hấp phụ ion cấu trúc MWCNT@(H2N-polyamide) bằng phản ứng xâm nhập tuần hoàn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU SỬ DỤNG MÀNG LỌC
• 1.2. Sản xuất và tái tạo nguồn nước ngọt
• 1.3. Công nghệ màng lọc trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm
• 1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN MÀNG LỌC THẾ GIỚI
• 1.4.1. Tình hình chung
• 1.4.2. Công nghệ màng mỏng composite
• 1.4.3. Công nghệ màng mỏng nanocomposite
• 1.4.4. Các tiến bộ và phát triển trong nghiên cứu chế tạo màng TFN trên cơ cở màng nanocomposite carbon nanotube/polyamide
• 1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN MÀNG LỌC TRONG NƯỚC
• 1.6. CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CHẾ TẠO MÀNG LỌC
• 1.7. MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN
• 1.8. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. CƠ SỞ PHÂN RIÊNG MÀNG LỌC
• 2.1.1. Cơ chế lọc của màng
• 2.1.2. Mô hình lọc. Phân loại màng lọc
• 2.1.3. Tính chất và đặc điểm của màng
• 2.2. CÁC KIỂU HỆ THỐNG MÀNG
• 2.2.1. MÀNG MỎNG COMPOSITE
• 2.2.1.1. Khái niệm màng mỏng composite
• 2.2.1.2. Màng mỏng composite polyamide
• 2.2.2. MÀNG MỎNG NANOCOMPOSITE
• 2.2.2.1. Phân loại màng mỏng nanocomposite
• 2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO MÀNG MỎNG COMPOSITE
• 2.3.1. Phương pháp trùng hợp
• 2.3.2. Nhóm phương pháp phủ bề mặt hoặc lắng đọng
• 2.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ
• 2.4.1. Xác định góc thấm ướt
• 2.4.2. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM
• 2.4.3. Phương pháp phân tích phổ Raman
• 2.4.4. Phương pháp phân tích quang phổ hồng ngoại biến đổi FT-IR
• 2.4.5. Phương pháp phân tích nhiệt quét vi sai (DSC)
• 2.4.6. Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA)
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THIẾT BỊ PHẢN ỨNG XÂM NHẬP – TUẦN HOÀN
• 3.1. QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THIẾT BỊ
• 3.2. THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CÁC CỤM CHỨC NĂNG CỦA HỆ THIẾT BỊ
• 3.2.1. Thiết kế và chế tạo buồng phản ứng CIR
• 3.2.2. Thiết kế, chế tạo bể siêu âm và bể điều nhiệt
• 3.2.3. Thiết kế và lắp ráp tủ điều khiển
• 3.3. QUY CÁCH LẮP ĐẶT CHO QUY TRÌNH CHẾ TẠO MÀNG MWCNT@(H2N-POLYAMIDE) TRÊN HỆ THIẾT BỊ
• 3.3.1. Lắp đặt vải lọc nylon 6 đã làm giàu amino vào buồng phản ứng CIR
• 3.3.2. Lắp đặt tổng thể hệ thiết bị
• 3.3.3. Kiểm tra vận hành các cụm chức năng trên hệ thiết bị
• 3.4. CHẾ TẠO MÀNG MWCNT@(H2N-POLYAMIDE) THỬ NGHIỆM TRÊN HỆ THIẾT BỊ
• 3.4.1. Mục đích thử nghiệm
• 3.4.2. Kết quả chế tạo thử nghiệm màng MWCNT@(H2N-polyamide) trên hệ thiết bị
• 4. CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO MÀNG COMPOSITE MWCNT@(H2N-POLYAMIDE)
• 4.1. QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM
• 4.2. VẬT TƯ, HÓA CHẤT VÀ TRANG THIẾT BỊ
• 4.2.1. Vật tư và hóa chất
• 4.2.2. Thiết bị phân tích, đánh giá và hỗ trợ thực nghiệm
• 4.3. LÀM GIÀU AMINO VẢI LỌC NYLON 6 BẰNG CÁC DIAMINE MẠCH THẲNG ĐẦU CUỐI
• 4.4. GHÉP HÓA HỌC MWCNT-COOH LÊN VẢI GIÀU AMINO A[N]-NYLON
• 4.5. Chuẩn bị cho quá trình chế tạo màng composite C@(A[n]-nylon)
• 4.6. Khảo sát các điều kiện phản ứng cho quy trình chế tạo màng
• 4.7. Chế tạo và xử lí màng composite C@(A[n]-nylon)
• 4.8. KẾT QUẢ LÀM GIÀU AMINO VẢI LỌC NYLON 6 BẰNG CÁC DIAMINE MẠCH THẲNG ĐẦU CUỐI
• 4.8.1. Kết quả hình ảnh ngoại quan
• 4.8.2. Đánh giá hình thành liên kết trên các mẫu vải giàu amino A[n]-nylon
• 4.8.3. Đánh giá kết quả SEM
• 4.8.4. Đánh giá kết quả góc thấm ướt
• 4.9. KẾT QUẢ CHẾ TẠO MÀNG COMPOSITE C@(A[N]-NYLON)
• 4.9.1. Kết quả hình ảnh ngoại quan
• 4.9.2. Đánh giá hình thành liên kết của các mẫu màng composite
• 4.9.3. Đánh giá kết quả SEM của các mẫu màng composite
• 4.9.4. Đánh giá kết quả góc thấm ướt của các mẫu màng composite
• 4.9.5. Đánh giá kết quả phân tích nhiệt các mẫu màng composite
• 4.9.6. Đánh giá kết quả khả năng hấp phụ ion của các mẫu màng composite
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
• 5.1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• 5.2. CÁC HẠN CHẾ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
• 5.2.1. Các hạn chế của đề tài
• 5.2.2. Phương hướng phát triển đề tài
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu chế tạo màng hấp phụ ion mwcnth2npolyamide

Nghiên cứu chế tạo màng hấp phụ ion cấu trúc MWCNT@(H2N-polyamide) đang thu hút sự chú ý trong lĩnh vực công nghệ vật liệu. Màng hấp phụ ion này có khả năng loại bỏ ion kim loại nặng trong dung dịch, góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường. Việc phát triển màng này không chỉ mang lại giá trị kinh tế mà còn có ý nghĩa lớn trong bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

1.1. Tầm quan trọng của màng hấp phụ ion trong xử lý nước

Màng hấp phụ ion đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nước, giúp loại bỏ các ion kim loại nặng và cải thiện chất lượng nước. Công nghệ này đang được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy xử lý nước.

1.2. Đặc điểm nổi bật của mwcnth2npolyamide

MWCNT@(H2N-polyamide) có cấu trúc độc đáo, cho phép tăng cường khả năng hấp phụ ion. Sự kết hợp giữa ống nanocarbon và polyamide tạo ra một màng có tính năng vượt trội so với các loại màng truyền thống.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu màng hấp phụ ion

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc chế tạo màng hấp phụ ion vẫn gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ bền, khả năng hấp phụ và chi phí sản xuất cần được giải quyết để nâng cao hiệu quả ứng dụng của màng.

2.1. Độ bền và tính ổn định của màng

Độ bền của màng hấp phụ ion là yếu tố quan trọng quyết định đến hiệu quả sử dụng. Cần nghiên cứu các phương pháp cải thiện độ bền và tính ổn định của màng trong môi trường nước.

2.2. Chi phí sản xuất và khả năng thương mại hóa

Chi phí sản xuất màng hấp phụ ion cần được tối ưu hóa để có thể thương mại hóa. Việc tìm kiếm nguyên liệu rẻ và quy trình sản xuất hiệu quả là rất cần thiết.

III. Phương pháp chế tạo màng hấp phụ ion mwcnth2npolyamide

Phương pháp chế tạo màng hấp phụ ion MWCNT@(H2N-polyamide) thông qua phản ứng xâm nhập tuần hoàn đã được nghiên cứu và áp dụng. Phương pháp này cho phép tạo ra màng với cấu trúc đồng nhất và khả năng hấp phụ cao.

3.1. Quy trình phản ứng xâm nhập tuần hoàn

Quy trình phản ứng xâm nhập tuần hoàn giúp tối ưu hóa việc kết hợp giữa MWCNT và polyamide, tạo ra màng có tính năng hấp phụ tốt hơn. Quy trình này được thực hiện dưới điều kiện kiểm soát chặt chẽ.

3.2. Ảnh hưởng của các diamine đến cấu trúc màng

Các diamine mạch thẳng đầu cuối có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc và tính chất của màng. Nghiên cứu cho thấy rằng độ dài mạch của diamine có thể cải thiện khả năng hấp phụ ion của màng.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của màng hấp phụ ion

Kết quả nghiên cứu cho thấy màng MWCNT@(H2N-polyamide) có khả năng hấp phụ ion kim loại nặng hiệu quả. Màng này có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như xử lý nước thải, công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.

4.1. Khả năng hấp phụ ion kim loại nặng

Màng MWCNT@(H2N-polyamide) đã chứng minh khả năng hấp phụ ion kim loại nặng vượt trội, giúp cải thiện chất lượng nước. Kết quả thử nghiệm cho thấy hiệu suất hấp phụ cao trong nhiều điều kiện khác nhau.

4.2. Ứng dụng trong công nghiệp và môi trường

Màng hấp phụ ion có thể được ứng dụng trong các nhà máy xử lý nước thải, giúp loại bỏ các chất ô nhiễm. Điều này không chỉ bảo vệ môi trường mà còn nâng cao chất lượng cuộc sống.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu chế tạo màng hấp phụ ion MWCNT@(H2N-polyamide) mở ra nhiều triển vọng trong việc xử lý nước và bảo vệ môi trường. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và mở rộng ứng dụng của màng.

5.1. Tương lai của công nghệ màng hấp phụ ion

Công nghệ màng hấp phụ ion có tiềm năng lớn trong việc giải quyết vấn đề ô nhiễm nước. Nghiên cứu và phát triển công nghệ này sẽ tiếp tục được đẩy mạnh trong tương lai.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cải thiện tính năng của màng và phát triển các ứng dụng mới. Việc hợp tác giữa các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp sẽ thúc đẩy sự phát triển của công nghệ này.