Nghiên cứu vật liệu graphene cho ứng dụng làm sạch dầu trong máy biến áp

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về dầu máy biến áp

1.1.1. Giới thiệu về dầu máy biến áp

1.1.2. Một số tính chất của dầu máy biến áp

1.1.3. Các yếu tố và nguyên nhân ảnh hưởng tới chất lượng dầu cách điện

1.1.4. Các phương pháp làm sạch dầu máy biến áp

1.1.5. Lý thuyết chung về quá trình hấp phụ

1.1.6. Quy trình chung tái sinh dầu thải bằng hấp phụ

1.2. Tổng quan về Graphene

1.2.1. Cấu trúc của vật liệu Graphene

1.2.2. Ứng dụng của vật liệu Graphene

1.2.3. Tổng quan về các dẫn xuất của Graphene

1.3. Reduced Graphene Oxide (rGO)

1.4. Tình hình nghiên cứu vật liệu Graphene và các vật liệu dựa trên cơ sở Graphene trên Thế giới và tại Việt Nam

1.4.1. Tình hình trên Thế giới

1.4.2. Tình hình tại Việt Nam

1.5. Tổng quan về vật liệu chế tạo hệ composite lọc dầu

1.5.1. Tổng quan về PU

1.5.2. Tổng quan về đất sét Bentonite

1.6. Một số phương pháp nghiên cứu tính chất đặc trưng vật liệu

1.6.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction: XRD)

1.6.2. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM (Scanning Electron Microscope, viết tắt là SEM)

1.6.3. Phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR)

2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM

2.1. Hóa chất và Thiết bị và dụng cụ

2.2. Thiết bị và dụng cụ

2.3. Làm sạch Graphite

2.4. Chế tạo EG sử dụng (NH4)2S2O8

2.5. Chế tạo GO từ EG

2.6. Chế tạo Reduced Graphene Oxide (rGO)

2.7. Chế tạo hệ Composite rGO-đất sét

2.8. Chế tạo hệ PU – RGO – đất sét

2.9. Chế tạo hệ lọc dầu

2.10. Lọc dầu đã qua sử dụng

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kết quả phân tích mẫu

3.1.1. Ảnh chụp SEM của sản phẩm GO và RGO

3.1.2. Ảnh chụp EDX của sản phẩm GO và RGO

3.1.3. Phổ chụp XRD của sản phẩm GO và RGO

3.1.4. Phổ Raman của sản phẩm GO và RGO

3.1.5. Phân tích SEM của hệ PU-Đất sét-RGO

3.1.6. Phân tích XRD của hệ PU-Đất sét-GO

3.1.7. Phân tích BET của hệ PU-Đất sét-GO

3.2. Kết quả lọc dầu

3.2.1. Kết quả của hệ rGO-đất sét

3.2.2. Kết quả của hệ rGO-đất sét+ PU

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu vật liệu graphene trong làm sạch dầu

Nghiên cứu về vật liệu graphene đã mở ra nhiều hướng đi mới trong việc giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc biệt là trong lĩnh vực làm sạch dầu. Graphene là một vật liệu có cấu trúc 2D, nổi bật với tính chất cơ học và điện hóa cao. Việc ứng dụng graphene trong làm sạch dầu trong máy biến áp không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu này tập trung vào việc chế tạo và ứng dụng các vật liệu dựa trên graphene để xử lý dầu thải, từ đó góp phần bảo vệ môi trường.

1.1. Tính chất nổi bật của vật liệu graphene

Vật liệu graphene có nhiều tính chất vượt trội như độ bền cơ học cao, khả năng dẫn điện tốt và diện tích bề mặt lớn. Những đặc điểm này giúp graphene trở thành một lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng hấp phụ trong làm sạch dầu.

1.2. Ứng dụng của graphene trong công nghệ làm sạch

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng graphene có khả năng hấp phụ tốt các chất ô nhiễm, đặc biệt là trong việc xử lý dầu thải. Việc kết hợp graphene với các vật liệu khác như bentonite và polyurethane tạo ra các hệ composite hiệu quả hơn trong việc làm sạch dầu.

II. Vấn đề ô nhiễm dầu trong máy biến áp và thách thức hiện tại

Ô nhiễm dầu trong máy biến áp là một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị. Dầu máy biến áp thường bị nhiễm bẩn do quá trình vận hành, dẫn đến việc cần phải tái sinh dầu để đảm bảo chất lượng. Các phương pháp hiện tại thường tốn kém và không hiệu quả, do đó cần có những giải pháp mới để xử lý vấn đề này.

2.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm dầu trong máy biến áp

Ô nhiễm dầu trong máy biến áp chủ yếu do sự oxy hóa và sự hiện diện của tạp chất. Những yếu tố này không chỉ làm giảm chất lượng dầu mà còn ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của máy biến áp.

2.2. Hệ quả của ô nhiễm dầu đối với máy biến áp

Ô nhiễm dầu có thể dẫn đến hiện tượng đánh thủng điện, giảm khả năng cách điện và làm tăng nhiệt độ trong máy biến áp. Điều này không chỉ gây hư hỏng thiết bị mà còn làm tăng chi phí bảo trì.

III. Phương pháp chế tạo vật liệu graphene cho làm sạch dầu

Việc chế tạo vật liệu graphene cho ứng dụng làm sạch dầu bao gồm nhiều bước quan trọng. Các phương pháp như khử graphene oxide thành reduced graphene oxide (rGO) và kết hợp với các vật liệu khác như bentonite và polyurethane đã được nghiên cứu và áp dụng. Những hệ composite này cho thấy khả năng hấp phụ dầu thải hiệu quả.

3.1. Quy trình chế tạo graphene oxide

Quy trình chế tạo graphene oxide bao gồm việc xử lý graphite bằng các hóa chất mạnh để tạo ra vật liệu có khả năng hấp phụ tốt. Sau đó, graphene oxide được khử để tạo ra reduced graphene oxide với tính chất ưu việt hơn.

3.2. Kết hợp graphene với bentonite và polyurethane

Việc kết hợp graphene với bentonite và polyurethane tạo ra các hệ composite có cấu trúc mao quản lớn, giúp tăng cường khả năng hấp phụ dầu. Các nghiên cứu cho thấy rằng hệ composite này có hiệu suất hấp phụ cao hơn so với các vật liệu truyền thống.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của vật liệu graphene

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng các vật liệu dựa trên graphene có khả năng tái sinh dầu thải máy biến áp hiệu quả. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng hệ composite reduced graphene oxide và bentonite có thể hấp phụ một lượng lớn dầu thải, từ đó mở ra hướng đi mới cho công nghệ tái chế dầu.

4.1. Hiệu suất hấp phụ của hệ composite

Các thí nghiệm cho thấy hệ composite reduced graphene oxide và bentonite có khả năng hấp phụ dầu thải lên đến 90%. Điều này chứng tỏ tính hiệu quả của vật liệu trong việc làm sạch dầu.

4.2. Ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp

Vật liệu graphene có thể được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, đặc biệt là trong việc tái chế dầu thải từ máy biến áp. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tiết kiệm chi phí cho các doanh nghiệp.

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

Nghiên cứu về vật liệu graphene cho ứng dụng làm sạch dầu trong máy biến áp đã mở ra nhiều cơ hội mới. Với khả năng hấp phụ vượt trội, graphene có thể trở thành giải pháp hiệu quả cho vấn đề ô nhiễm dầu. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn hơn nữa trong việc bảo vệ môi trường.

5.1. Tương lai của vật liệu graphene trong công nghệ

Vật liệu graphene có tiềm năng lớn trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ công nghệ lọc nước đến ứng dụng trong năng lượng. Nghiên cứu sâu hơn về graphene sẽ giúp phát triển các sản phẩm mới và cải thiện hiệu suất của các thiết bị hiện có.

5.2. Khuyến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp chế tạo vật liệu graphene với chi phí thấp hơn và hiệu suất cao hơn. Điều này sẽ giúp mở rộng ứng dụng của graphene trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Nghiên cứu và chế tạo vật liệu graphene ứng dụng trong làm sạch dầu máy biến áp