Tổng Hợp Zeolit Từ Tro Rơm Rạ Và Nghiên Cứu Tính Chất Của Chúng

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu tổng hợp zeolit từ tro rơm rạ và nghiên cứu tính chất của chúng, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện trong lĩnh vực .

• Tác giả: Nguyễn Anh Tuấn
• Người hướng dẫn: PGS. Triệu Thị Nguyệt
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa Vô Cơ
• Đề tài: Tổng Hợp Zeolit Từ Tro Rơm Rạ Và Nghiên Cứu Tính Chất Của Chúng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Sơ lược lịch sử và sự phát triển của Zeolit
• 1.2. Khái niệm và phân loại zeolit
• 1.2.1. Khái niệm zeolit
• 1.2.2. Phân loại zeolit
• 1.3. Cấu trúc của zeolit
• 1.4. Tính chất của zeolit
• 1.4.1. Tính chất trao đổi cation
• 1.4.2. Tính chất hấp phụ
• 1.4.3. Tính chất chọn lọc hình dạng
• 1.5. Giới thiệu một số zeolit
• 1.6. Tổng hợp zeolit
• 1.6.1. Cơ chế kết tinh zeolit
• 1.6.2. Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình tổng hợp zeolit
• 1.7. Ứng dụng của zeolit
• 1.7.1. Ứng dụng trong công nghiệp
• 1.7.2. Ứng dụng trong xử lí ô nhiễm môi trường
• 1.7.3. Ứng dụng trong nông nghiệp
• 1.7.4. Ứng dụng trong y dược
• 2. Chương 2: MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục đích và nội dung nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp tán xạ năng lượng tia X (EDX)
• 2.2.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
• 2.2.3. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR)
• 2.2.4. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
• 2.2.5. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM)
• 2.3. Nguyên liệu và hóa chất
• 2.4. Xác định độ ẩm, độ tro hóa của rơm rạ
• 2.4.1. Xác định độ ẩm của rơm rạ
• 2.4.2. Xác định độ tro hóa của rơm rạ
• 2.5. Kết quả phân tích thành phần tro rơm rạ
• 2.6. Khảo sát khả năng chiết silic từ rơm rạ và tro rơm rạ
• 2.7. Tổng hợp zeolit
• 2.7.1. Tổng hợp zeolit A
• 2.7.2. Tổng hợp zeolit Y
• 2.7.3. Tổng hợp zeolit ZSM-5
• 2.8. Nghiên cứu zeolit bằng phương pháp EDX
• 2.9. Nghiên cứu zeolit bằng phương pháp XRD
• 2.9.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu zeolit A
• 2.9.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu zeolit Y
• 2.9.3. Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu zeolit ZSM-5
• 2.10. Nghiên cứu zeolit bằng phương pháp IR
• 2.11. Nghiên cứu zeolit bằng phương pháp SEM
• 2.12. Nghiên cứu khả năng trao đổi ion của zeolit
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Zeolit Từ Tro Rơm Rạ Khái Niệm Ưu Điểm

Zeolit là vật liệu vi xốp aluminosilicat tinh thể với cấu trúc không gian ba chiều, hệ thống lỗ xốp đồng đều. Hệ thống mao quản có kích thước cỡ phân tử (3-12 Å). Zeolit được ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong công nghiệp hóa dầu, nông nghiệp, xử lý môi trường. Việc sử dụng tro rơm rạ làm nguyên liệu tổng hợp zeolit mang lại lợi ích kép: giảm ô nhiễm môi trường từ rơm rạ phế thải và tạo ra vật liệu có giá trị. Mỗi năm Việt Nam thải ra hàng chục triệu tấn rơm rạ. Việc đốt rơm rạ gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng, phát thải CO2 và các khí nhà kính khác. Nghiên cứu này tập trung vào tổng hợp zeolit từ nguồn nguyên liệu tái chế là tro rơm rạ, hướng đến giải pháp thân thiện với môi trường và có tính ứng dụng cao. Mục tiêu là tận dụng tro rơm rạ để tạo ra vật liệu zeolit có tính chất và ứng dụng tiềm năng.

1.1. Lịch sử phát triển và ứng dụng của vật liệu zeolit

Zeolit được phát hiện từ năm 1756, nhưng đến thế kỷ sau mới được nghiên cứu kỹ. Mac Bain (1932) làm rõ hiệu ứng “Rây phân tử”. Từ đó, zeolit được nghiên cứu phục vụ công nghiệp. Năm 1956, các loại zeolit đầu tiên được tổng hợp. Đến nay, thống kê cho thấy đã có hơn 15.000 công trình công bố và hơn 10.000 phát minh sáng chế về tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và ứng dụng của zeolit. Hiện nay, đã biết được rất nhiều zeolit tự nhiên và hơn 150 cấu trúc với hàng ngàn loại zeolit tổng hợp.

1.2. Định nghĩa và phân loại zeolit từ tro trấu

Zeolit là các aluminosilicat tinh thể có cấu trúc không gian ba chiều, với hệ thống lỗ xốp đồng đều. Hệ thống mao quản trong zeolit có kích thước cỡ phân tử, dao động trong khoảng 3 – 12 Å. Công thức hóa học của zeolit thường được biểu diễn dưới dạng: M x /n [( AlO 2 ) x . z H 2 O. Có nhiều cách phân loại zeolit: theo nguồn gốc (tự nhiên, tổng hợp), đường kính mao quản, tỉ lệ Si/Al, chiều hướng không gian của kênh.

1.3. Ưu điểm vượt trội của zeolit tái chế từ tro rơm rạ

Sử dụng tro rơm rạ làm nguồn silic cho tổng hợp zeolit mang lại nhiều lợi ích. Thứ nhất, giảm thiểu lượng rơm rạ phế thải đốt ngoài đồng ruộng, giảm ô nhiễm không khí. Thứ hai, tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có, giá rẻ. Thứ ba, tạo ra vật liệu zeolit có giá thành thấp, phù hợp cho nhiều ứng dụng, đặc biệt trong lĩnh vực môi trường và nông nghiệp. Việc tái chế tro rơm rạ còn góp phần vào nền kinh tế tuần hoàn.

II. Thách Thức Giải Pháp Trong Tổng Hợp Zeolit Từ Tro Rơm Rạ

Việc tổng hợp zeolit từ tro rơm rạ không phải là không có thách thức. Tro rơm rạ có thành phần phức tạp, chứa nhiều tạp chất ảnh hưởng đến quá trình kết tinh zeolit. Việc kiểm soát các thông số tổng hợp (nhiệt độ, thời gian, pH, tỉ lệ mol) là yếu tố then chốt để thu được zeolit có tính chất mong muốn. Một giải pháp quan trọng là tiền xử lý tro rơm rạ để loại bỏ tạp chất, tăng hàm lượng silic hoạt tính. Các phương pháp chiết silic hiệu quả cũng cần được nghiên cứu và tối ưu hóa để đảm bảo hiệu suất tổng hợp zeolit cao. Nghiên cứu sâu về cơ chế kết tinh zeolit trong điều kiện có mặt tro rơm rạ là cần thiết để phát triển quy trình tổng hợp tối ưu.

2.1. Thành phần hóa học phức tạp của tro rơm rạ silic

Tro rơm rạ có thành phần hóa học không đồng nhất, phụ thuộc vào giống lúa, điều kiện canh tác, phương pháp đốt. Ngoài silic (SiO2), tro rơm rạ còn chứa các oxit kim loại khác (K, Ca, Mg, P, Fe...). Các tạp chất này có thể ức chế quá trình kết tinh zeolit, làm giảm độ tinh khiết của sản phẩm. Cần có phương pháp phân tích thành phần tro rơm rạ chính xác để điều chỉnh quy trình tổng hợp zeolit phù hợp.

2.2. Ảnh hưởng của tạp chất đến quá trình kết tinh zeolit

Các tạp chất trong tro rơm rạ có thể ảnh hưởng đến quá trình kết tinh zeolit theo nhiều cách. Chúng có thể cạnh tranh với silic trong việc tạo thành cấu trúc khung zeolit, làm chậm tốc độ kết tinh, hoặc gây ra sự hình thành các pha tạp không mong muốn. Một số ion kim loại có thể đóng vai trò là chất độc đối với quá trình tổng hợp zeolit, ngăn cản sự hình thành các mầm tinh thể.

2.3. Giải pháp tiền xử lý tro rơm rạ hiệu quả

Để khắc phục những hạn chế trên, cần áp dụng các phương pháp tiền xử lý tro rơm rạ hiệu quả. Quá trình này có thể bao gồm các bước như nghiền mịn, sàng lọc, xử lý axit/bazơ để loại bỏ tạp chất, tăng khả năng hòa tan của silic. Mục tiêu là thu được dung dịch silic tinh khiết, dễ dàng tham gia vào quá trình tổng hợp zeolit.

III. Phương Pháp Tổng Hợp Zeolit Từ Tro Rơm Rạ Quy Trình Tối Ưu

Quy trình tổng hợp zeolit từ tro rơm rạ thường bao gồm các bước chính: chiết silic từ tro rơm rạ, chuẩn bị dung dịch phản ứng, kết tinh zeolit trong điều kiện nhiệt độ và thời gian thích hợp, rửa và sấy khô sản phẩm. Phương pháp tổng hợp thủy nhiệt thường được sử dụng. Các yếu tố như tỉ lệ mol các chất phản ứng, nhiệt độ, thời gian, pH, loại chất tạo cấu trúc ảnh hưởng lớn đến tính chất của zeolit thu được. Tối ưu hóa các thông số này là rất quan trọng. Nghiên cứu này tập trung vào tổng hợp zeolit loại A, X, và ZSM-5 từ tro rơm rạ.

3.1. Chiết silic từ tro rơm rạ bằng phương pháp kiềm

Silic trong tro rơm rạ thường tồn tại ở dạng khó tan. Chiết silic bằng dung dịch kiềm (NaOH, KOH) là phương pháp phổ biến để chuyển silic thành dạng hòa tan (silicat). Hiệu suất chiết silic phụ thuộc vào nồng độ kiềm, nhiệt độ, thời gian, tỉ lệ tro rơm rạ/dung dịch kiềm. Cần tìm điều kiện chiết tối ưu để thu được dung dịch silicat có nồng độ cao.

3.2. Quy trình tổng hợp zeolit A từ tro rơm rạ tái chế

Zeolit A là một loại zeolit quan trọng với nhiều ứng dụng. Quy trình tổng hợp zeolit A từ tro rơm rạ thường bao gồm trộn dung dịch silicat (chiết từ tro rơm rạ) với dung dịch aluminat, điều chỉnh pH, kết tinh ở nhiệt độ thấp. Tỉ lệ mol SiO2/Al2O3/Na2O/H2O ảnh hưởng đến cấu trúc và kích thước tinh thể zeolit A.

3.3. So sánh các phương pháp tổng hợp zeolit khác

Ngoài phương pháp thủy nhiệt, còn có các phương pháp tổng hợp zeolit khác như vi sóng, điện hóa. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng. Phương pháp vi sóng có ưu điểm là thời gian tổng hợp ngắn, nhưng đòi hỏi thiết bị chuyên dụng. Phương pháp điện hóa có thể kiểm soát tốt hơn quá trình kết tinh, nhưng hiệu suất thường thấp.

IV. Tính Chất Zeolit Tổng Hợp Từ Tro Rơm Rạ Phân Tích Đánh Giá

Tính chất của zeolit tổng hợp từ tro rơm rạ cần được đánh giá toàn diện bằng các phương pháp phân tích hiện đại. Các phương pháp như nhiễu xạ tia X (XRD), hiển vi điện tử quét (SEM), phổ hồng ngoại (FTIR), phân tích hóa học nguyên tố (EDX) được sử dụng để xác định cấu trúc tinh thể, hình thái, thành phần hóa học, diện tích bề mặt, kích thước lỗ xốp. Tính chất hấp phụ, trao đổi ion, xúc tác cũng cần được nghiên cứu để đánh giá khả năng ứng dụng của zeolit.

4.1. Phân tích XRD xác định cấu trúc tinh thể zeolit X

Nhiễu xạ tia X (XRD) là phương pháp quan trọng để xác định cấu trúc tinh thể của zeolit. Giản đồ XRD cho biết các pha tinh thể có mặt trong mẫu, độ tinh khiết, kích thước tinh thể. So sánh giản đồ XRD của zeolit tổng hợp với giản đồ chuẩn trong thư viện PDF giúp xác định loại zeolit và độ tinh khiết.

4.2. Nghiên cứu hình thái zeolit A bằng kính hiển vi SEM

Hiển vi điện tử quét (SEM) cung cấp hình ảnh về hình thái và kích thước hạt của zeolit. Ảnh SEM cho biết hình dạng tinh thể, độ đồng đều của hạt, sự kết tụ. Thông tin này quan trọng để đánh giá chất lượng và ứng dụng của zeolit.

4.3. Đánh giá khả năng hấp phụ của zeolit biến tính

Khả năng hấp phụ zeolit là một trong những tính chất quan trọng nhất. Khả năng hấp phụ của zeolit phụ thuộc vào kích thước lỗ xốp, diện tích bề mặt, tính chất hóa học bề mặt. Zeolit có thể được biến tính để tăng cường khả năng hấp phụ đối với các chất ô nhiễm cụ thể.

V. Ứng Dụng Zeolit Từ Tro Rơm Rạ Môi Trường Nông Nghiệp Công Nghiệp

Zeolit tổng hợp từ tro rơm rạ có tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Trong lĩnh vực môi trường, zeolit có thể được sử dụng để xử lý nước thải, hấp phụ kim loại nặng, loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ. Trong nông nghiệp, zeolit có thể được sử dụng làm chất cải tạo đất, tăng khả năng giữ nước và dinh dưỡng, giảm thất thoát phân bón. Trong công nghiệp, zeolit có thể được sử dụng làm chất xúc tác, chất hấp phụ chọn lọc.

5.1. Ứng dụng môi trường zeolit Xử lý nước thải ô nhiễm

Zeolit có khả năng hấp phụ tốt các ion kim loại nặng (Pb, Cd, Cu), các chất ô nhiễm hữu cơ (thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm) trong nước thải. Zeolit có thể được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt để loại bỏ các chất ô nhiễm này.

5.2. Ứng dụng trong nông nghiệp Cải tạo đất trồng

Zeolit có khả năng trao đổi cation, giúp giữ lại các chất dinh dưỡng (N, P, K) trong đất, ngăn ngừa sự rửa trôi. Zeolit cũng có khả năng giữ nước tốt, giúp cải thiện độ ẩm của đất, đặc biệt trong điều kiện khô hạn. Sử dụng zeolit giúp tăng năng suất cây trồng, giảm lượng phân bón cần thiết.

5.3. Tiềm năng làm vật liệu xúc tác trong công nghiệp hóa chất

Zeolit có cấu trúc lỗ xốp đặc biệt, diện tích bề mặt lớn, tính chất axit. Nhờ đó, zeolit có thể được sử dụng làm vật liệu xúc tác trong nhiều phản ứng hóa học quan trọng, như cracking dầu mỏ, alkyl hóa, isomer hóa.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Zeolit Từ Tro Rơm Rạ Tương Lai

Nghiên cứu tổng hợp zeolit từ tro rơm rạ mở ra hướng đi mới trong việc tận dụng nguồn phế thải nông nghiệp, giảm ô nhiễm môi trường và tạo ra vật liệu có giá trị. Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình tổng hợp, nâng cao tính chất của zeolit, mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Hướng nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào biến tính zeolit, tạo ra các vật liệu zeolit có tính chất đặc biệt, đáp ứng các yêu cầu khắt khe của từng ứng dụng cụ thể. Nghiên cứu về hiệu quả kinh tế zeolit cũng cần được chú trọng để thúc đẩy thương mại hóa zeolit.

6.1. Đánh giá hiệu quả kinh tế zeolit từ tro trấu silic

Việc tổng hợp zeolit từ tro rơm rạ cần được đánh giá về mặt hiệu quả kinh tế. So sánh giá thành zeolit tổng hợp từ tro rơm rạ với giá thành zeolit thương mại, đánh giá lợi ích về mặt môi trường, xã hội. Phân tích chi phí - lợi ích giúp xác định tính khả thi của dự án.

6.2. Zeolit biến tính Mở rộng khả năng ứng dụng

Biến tính zeolit là phương pháp thay đổi tính chất của zeolit để phù hợp với các ứng dụng cụ thể. Có nhiều phương pháp biến tính zeolit: trao đổi ion, tẩm kim loại, silan hóa. Zeolit biến tính có thể có khả năng hấp phụ, xúc tác tốt hơn, mở rộng phạm vi ứng dụng.

6.3. Phát triển quy trình sản xuất zeolit quy mô công nghiệp

Để đưa zeolit tổng hợp từ tro rơm rạ vào thực tế, cần phát triển quy trình sản xuất zeolit quy mô công nghiệp. Thiết kế nhà máy sản xuất zeolit, lựa chọn thiết bị phù hợp, tối ưu hóa quy trình công nghệ. Xây dựng hệ thống quản lý chất lượng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia nông nghiệp trọng điểm với sản lượng lúa hàng năm đạt trên 40 triệu tấn. Hoạt động canh tác 2 đến 3 vụ mỗi năm tạo ra nguồn phụ phẩm khổng lồ khoảng 40 đến 46 triệu tấn rơm rạ. Hiện nay, tập quán đốt rơm rạ lộ thiên chiếm tỷ lệ 20% đến 80%, thải vào bầu khí quyển từ 1,2 đến 4,7 triệu tấn khí CO2, cùng 1,0 đến 3,9 ngàn tấn CH4 và 28,3 đến 113,2 ngàn tấn CO mỗi năm. Tình trạng này không chỉ gây ô nhiễm không khí trầm trọng mà còn gây thiệt hại kinh tế ước tính từ 19,05 đến 200,3 triệu USD mỗi năm tính theo giá trị thị trường tín chỉ carbon tại khu vực Đồng bằng sông Hồng.

Vấn đề cốt lõi đặt ra là việc lãng phí nguồn tài nguyên khoáng sinh học giàu silic chưa được chuyển hóa thành các sản phẩm có giá trị gia tăng cao. Luận văn tập trung vào mục tiêu nghiên cứu quy trình công nghệ chiết tách silic hiệu suất cao từ tro rơm rạ và tổng hợp thành công các hệ vật liệu rây phân tử zeolit có cấu trúc tinh thể đồng nhất, bao gồm zeolit A, zeolit Y và zeolit ZSM-5.

Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm trên mẫu rơm rạ thu thập tại huyện Quỳnh Phụ, tỉnh Thái Bình trong năm 2013. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng đi chiến lược cho kinh tế tuần hoàn, giúp tận dụng phụ phẩm nông nghiệp để sản xuất vật liệu xử lý môi trường và xúc tác hóa dầu, đồng thời giảm thiểu phát thải khí nhà kính tại các vùng nông thôn Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng thuyết cấu trúc mạng aluminosilicat và quy tắc Lowenstein kinh điển. Theo quy tắc này, liên kết Al-O-Al không thể tồn tại trong mạng tinh thể, dẫn đến tỷ lệ Si/Al của khung mạng luôn có giới hạn dưới bằng 1,0. Hệ thống vật liệu zeolit được định hình từ các đơn vị tứ diện sơ cấp TO4 (gồm SiO4 trung hòa điện và AlO4 mang một điện tích âm), kết nối với nhau qua các nguyên tử oxy ở đỉnh để hình thành các đơn vị cấu trúc thứ cấp như vòng đơn, vòng kép 4-4, 6-6 và lăng trụ lục giác.

Cơ chế kết tinh thủy nhiệt tuân theo mô hình biến đổi ba giai đoạn: hình thành dung dịch quá bão hòa thông qua quá trình hòa tan tiền chất trong môi trường kiềm mạnh, tạo mầm tinh thể tự phát hoặc cảm ứng, và phát triển tinh thể có định hướng. Ba khái niệm trung tâm chi phối toàn bộ đặc tính vật liệu gồm: dung lượng trao đổi cation (CEC) phụ thuộc vào mật độ tứ diện nhôm; kích thước mao quản phân tử dao động từ 3 đến 12 Angstrom xác định khả năng rây phân tử; và tính chọn lọc hình dạng điều khiển động học khuếch tán của các phân tử chất phản ứng.

Phương pháp nghiên cứu

Mẫu nghiên cứu gồm 260 gam rơm tươi được lấy đại diện theo phương pháp chọn mẫu nông nghiệp ngẫu nhiên sau vụ thu hoạch lúa tại xã Quỳnh Thọ, huyện Quỳnh Phụ, tỉnh Thái Bình. Mẫu được sấy khô ở 105 độ C trong 24 giờ và tro hóa hoàn toàn để loại bỏ sinh khối hữu cơ. Phương pháp chọn mẫu này đảm bảo tính đại diện cao cho thổ nhưỡng phù sa sông Hồng vốn có hàm lượng silic tích lũy trong thân lúa đạt mức vượt trội.

Hệ thống phương pháp phân tích hóa lý hiện đại được lựa chọn nhằm giải đoán toàn diện cấu trúc và tính chất vật liệu:

• Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX) xác định tỷ lệ phần trăm các nguyên tố hóa học với độ chính xác cao.
• Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) trên thiết bị Bruker D8 ADVANCE sử dụng bức xạ CuK-alpha bước sóng 0,15406 nm, thế tăng tốc 40 kV và dòng điện 40 mA, quét trong góc 2theta từ 5 đến 80 độ để định danh pha tinh thể và tính toán thông số mạng tinh thể a0.
• Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) trên máy Nicolet Impact 410 trong dải số sóng từ 400 đến 4000 cm-1 nhằm nhận biết các dao động liên kết đặc trưng của khung mạng TO4.
• Kính hiển vi điện tử quét (SEM) Hitachi S4800 đánh giá hình thái bề mặt và kích thước hạt tinh thể.
• Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) trên máy PerkinElmer AAnalyst 800 xác định nồng độ các cation kim loại nặng Ca2+, Cu2+, Pb2+, Zn2+ trong dung dịch sau trao đổi ion.

Toàn bộ quy trình thực nghiệm được chuẩn hóa nghiêm ngặt từ khâu nung mẫu ở 550 độ C trong 5 giờ, chiết silicat trong dung dịch NaOH nồng độ 5M, đến phản ứng thủy nhiệt ở nhiệt độ 100 đến 150 độ C.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích thành phần nguyên liệu cho thấy rơm rạ tươi có độ ẩm 23,98% và độ tro hóa đạt 22,68% tính theo khối lượng khô. Thành phần hóa học của tro rơm rạ thô chứa hàm lượng SiO2 chiếm 32,29%, bên cạnh các oxit kim loại kiềm và kiềm thổ như CaO chiếm 34,80%, K2O chiếm 26,97%, Fe2O3 chiếm 2,44% và Al2O3 chiếm 1,01%. Sau khi nung ở 550 độ C trong 5 giờ để loại triệt để cacbon dư, hàm lượng SiO2 trong tro tăng mạnh lên mức 40,00%, tương đương với việc xử lý 48,2 gam tro ban đầu thu được 39,0 gam tro sạch giàu hoạt tính.

Khảo sát công nghệ chiết silic khẳng định sự vượt trội của nguồn tro rơm rạ so với rơm tươi. Với tro rơm rạ nung, hiệu suất chiết tách silic đạt đỉnh 96,85% tại tỷ lệ mol Na/Si = 2,0 ở nhiệt độ 150 độ C chỉ sau 24 giờ phản ứng. Trong khi đó, việc chiết trực tiếp từ rơm rạ tươi đòi hỏi thời gian kéo dài gấp đôi lên tới 48 giờ mới đạt hiệu suất 92,95%. Ở nhiệt độ phòng, hiệu suất chiết chỉ đạt mức rất thấp là 6,18%, và tăng lên 57,56% ở 100 độ C.

Nghiên cứu đã tổng hợp thành công ba cấu trúc zeolit thương mại quan trọng từ dung dịch natri silicat chiết tách:

• Zeolit NaA kết tinh hoàn hảo dạng lập phương với thông số mạng a0 xấp xỉ 11,9 Angstrom và hệ mao quản 3 chiều kích thước cửa sổ 4,2 Angstrom.
• Zeolit NaY thuộc họ faujasit có nhóm không gian Fd3m, tỷ lệ Si/Al đạt 2,0 cùng kích thước mao quản rộng 7,4 Angstrom.
• Zeolit ZSM-5 có cấu trúc pentasil đặc trưng với hệ thống mao quản 10 cạnh kích thước 5,1 x 5,5 Angstrom và 5,3 x 5,6 Angstrom.

Thảo luận kết quả

Hiệu suất chiết silic từ tro rơm rạ cao hơn hẳn rơm rạ tươi là do quá trình nung ở 550 độ C đã phá vỡ màng xenluloza và linhin bao bọc, chuyển hóa silic vô định hình thành dạng oxit hoạt tính cao, dễ dàng phản ứng với ion OH- để tạo ra dung dịch monome silicat. Dữ liệu thực nghiệm này có thể được minh họa trực quan thông qua biểu đồ đường biểu diễn động học chiết silic theo thời gian và nhiệt độ, cho thấy rõ bước nhảy vọt hiệu suất từ 25,40% ở 6 giờ lên 96,85% ở 24 giờ.

Giản đồ nhiễu xạ tia X XRD của các mẫu tổng hợp cho thấy các pic đặc trưng sắc nhọn, hoàn toàn trùng khớp với dữ liệu phổ chuẩn PDF quốc tế mà không xuất hiện các pha tạp chất như canxi silicat hay thạch anh vô định hình. Phổ hồng ngoại IR ghi nhận các dải hấp thụ mạnh ở vùng 950 đến 1250 cm-1 đặc trưng cho dao động kéo dãn bất đối xứng của liên kết Si-O-Al, cùng dải phổ ở 500 đến 650 cm-1 minh chứng cho sự tồn tại của các khối vòng kép 4 cạnh và 6 cạnh trong khung mạng zeolit A và Y.

Ảnh chụp kính hiển vi SEM cho thấy các hạt zeolit A có hình thái khối lập phương sắc cạnh, đồng đều với kích thước hạt trung bình từ 1,0 đến 2,5 micromet. Thử nghiệm trao đổi ion trên máy AAS chứng minh dung lượng trao đổi cation CEC của zeolit A tổng hợp từ tro rơm rạ đạt trên 5,5 meq Na+/g, thể hiện ái lực đặc biệt cao đối với các ion kim loại nặng độc hại theo thứ tự ưu tiên Pb2+ > Cu2+ > Zn2+ > Ca2+, đạt tỷ lệ hấp phụ xử lý trên 90% nồng độ dung dịch thử nghiệm.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm hiện thực hóa quy trình công nghệ và đưa sản phẩm vào ứng dụng thực tiễn, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

1. Thiết lập hệ thống thu gom và sơ chế rơm rạ tập trung tại các vùng chuyên canh lúa Đồng bằng sông Hồng. Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp với chính quyền địa phương triển khai mô hình lò nung kín kiểm soát nhiệt độ 550 độ C, đặt mục tiêu xử lý 10.000 tấn rơm rạ mỗi năm trong giai đoạn 12 tháng đầu, giảm thiểu 85% lượng khói bụi và khí thải CO2 do đốt đồng tự phát.

2. Chuẩn hóa dây chuyền công nghệ chiết tách silic và tổng hợp zeolit ở quy mô pilot 500 kg/mẻ. Viện Hóa học cùng các trường đại học kỹ thuật chủ trì tối ưu hóa tỷ lệ Na/Si = 2,0 và nhiệt độ thủy nhiệt 150 độ C trong thời gian 24 giờ, đảm bảo hiệu suất thu hồi silic ổn định trên 95% và tái sử dụng 80% lượng nước thải kiềm trong chu trình tuần hoàn kín trong vòng 18 tháng.

3. Ứng dụng zeolit A và zeolit Y làm vật liệu hấp phụ xử lý nước thải công nghiệp chứa kim loại nặng và chất mang cho phân bón tan chậm. Các doanh nghiệp môi trường và nhà máy phân bón triển khai dự án thử nghiệm tại các khu công nghiệp dệt nhuộm, mạ kim loại và vùng trồng cây ăn trái, hướng tới mục tiêu giữ lại trên 90% hàm lượng ion chì Pb2+, đồng Cu2+ và giảm 40% lượng thất thoát phân đạm NH4+ do rửa trôi trong thời gian 24 tháng.

4. Xây dựng cơ chế chính sách tín dụng xanh và thương mại hóa tín chỉ carbon cho các cơ sở tái chế phụ phẩm nông nghiệp. Bộ Tài nguyên và Môi trường cùng Bộ Tài chính ban hành khung pháp lý ưu đãi thuế và hỗ trợ vốn vay cho các dự án chế tạo vật liệu xanh từ tro rơm rạ, kỳ vọng tạo ra giá trị giảm phát thải tương đương 50 triệu USD mỗi năm trong lộ trình 3 đến 5 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang lại giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn sâu sắc cho 4 nhóm đối tượng trọng điểm:

• Các nhà nghiên cứu, giảng viên và nghiên cứu sinh chuyên ngành Hóa vô cơ, Vật liệu học, Hóa dầu: Luận văn cung cấp toàn bộ quy chuẩn tính toán hóa học, giản đồ pha, thông số mạng tinh thể và cơ chế kết tinh thủy nhiệt từ nguồn nguyên liệu giàu silic sinh học.
• Doanh nghiệp sản xuất vật liệu hấp phụ, chất xúc tác và phân bón vi sinh: Tài liệu là cẩm nang công nghệ chi tiết giúp doanh nghiệp thiết kế quy trình sản xuất vật liệu zeolit A, Y, ZSM-5 với chi phí nguyên liệu đầu vào giảm tới 60% so với sử dụng hóa chất natri silicat thương phẩm.
• Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên, môi trường và nông nghiệp: Cung cấp cơ sở khoa học và số liệu định lượng phục vụ công tác quy hoạch xử lý chất thải rắn nông nghiệp, xây dựng đề án giảm phát thải khí nhà kính nông thôn.
• Học viên cao học và sinh viên ngành Kỹ thuật Hóa học, Công nghệ Môi trường: Là tài liệu tham khảo mẫu mực về phương pháp phân tích thực nghiệm hiện đại kết hợp đồng bộ các kỹ thuật EDX, XRD, IR, SEM và AAS.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao tro rơm rạ lại là nguồn nguyên liệu tối ưu để tổng hợp zeolit? Tro rơm rạ sau khi nung ở 550 độ C chứa hàm lượng SiO2 hoạt tính lên tới 40,00%, cấu trúc xốp và độ phân tán cao. Việc sử dụng tro rơm rạ giúp hạ giá thành nguyên liệu hơn 50% so với nguồn hóa chất silicat tinh khiết, đồng thời giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm môi trường do đốt đồng.

2. Điều kiện tối ưu nhất để chiết tách silic từ tro rơm rạ đạt hiệu suất cực đại là gì? Thực nghiệm chứng minh điều kiện chiết tách tối ưu đạt hiệu suất 96,85% là duy trì tỷ lệ mol Na/Si = 2,0 trong dung dịch NaOH 5M, nhiệt độ thủy nhiệt 150 độ C và thời gian phản ứng 24 giờ. Vượt qua ngưỡng nhiệt độ và thời gian này, hiệu suất chuyển hóa tăng không đáng kể.

3. Điểm khác biệt về mặt cấu trúc giữa zeolit A, Y và ZSM-5 tổng hợp được là gì? Zeolit A có khung mạng LTA với kích thước mao quản hẹp 4,2 Angstrom và tỷ lệ Si/Al = 1,0. Zeolit Y có khung FAU với mao quản rộng 7,4 Angstrom, tỷ lệ Si/Al = 2,0. Zeolit ZSM-5 thuộc họ pentasil có mao quản trung bình 5,5 Angstrom với hàm lượng silic cao, mang tính kị nước và độ bền nhiệt vượt trội.

4. Khả năng trao đổi ion của zeolit tổng hợp từ tro rơm rạ thể hiện như thế nào? Nhờ dung lượng trao đổi cation CEC đạt mức cao trên 5,5 meq/g, zeolit A tổng hợp từ tro rơm rạ có khả năng hấp phụ chọn lọc mạnh các kim loại nặng theo thứ tự ưu tiên Pb2+ > Cu2+ > Zn2+ > Ca2+, loại bỏ hơn 90% ion kim loại trong nước thải thử nghiệm.

5. Việc nung tro rơm rạ ở 550 độ C có vai trò quyết định ra sao đối với quá trình tổng hợp? Nhiệt độ nung 550 độ C trong 5 giờ giúp loại bỏ hoàn toàn lượng cacbon hữu cơ tồn dư mà không làm kết tinh hóa silic thành dạng thạch anh khó tan. Nhờ đó, hàm lượng SiO2 trong tro tăng từ 32,29% lên 40,00%, tạo điều kiện hình thành mầm tinh thể zeolit tinh khiết.

Kết luận

• Luận văn đã xác lập quy trình xử lý phụ phẩm rơm rạ với độ ẩm 23,98% và độ tro 22,68%, làm giàu hàm lượng SiO2 trong tro đạt mức 40,00% thông qua chế độ nung 550 độ C trong 5 giờ.
• Tối ưu hóa thành công công nghệ chiết tách silic từ tro rơm rạ với hiệu suất vượt trội đạt 96,85% tại điều kiện tỷ lệ Na/Si = 2,0 ở 150 độ C trong 24 giờ.
• Tổng hợp thành công ba loại vật liệu rây phân tử có giá trị kinh tế cao gồm zeolit A, zeolit Y và zeolit ZSM-5 với độ tinh thể cao, cấu trúc hình thái khối lập phương đồng đều và hệ mao quản phân tử chuẩn mực.
• Chứng minh tính năng trao đổi cation xuất sắc của sản phẩm zeolit đối với các ion kim loại nặng Pb2+, Cu2+, Zn2+, mở ra ứng dụng thực tiễn trong xử lý nước thải và nông nghiệp công nghệ cao.
• Đóng góp giải pháp khoa học toàn diện cho bài toán kinh tế tuần hoàn, chuyển hóa 40 đến 46 triệu tấn rơm rạ thải bỏ thành vật liệu công nghệ cao, cắt giảm hàng triệu tấn khí nhà kính.

Lộ trình nghiên cứu phát triển tiếp theo trong 12 đến 24 tháng tới cần tập trung mở rộng quy mô tổng hợp pilot công nghiệp, biến tính khung mạng zeolit bằng các kim loại chuyển tiếp để nâng cao hoạt tính xúc tác. Quý độc giả, các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp quan tâm có thể khai thác chi tiết các thông số thực nghiệm trong toàn văn luận văn để ứng dụng trực tiếp vào quy trình sản xuất thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGUYỄN ANH TUẤN TỔNG HỢP ZEOLIT TỪ TRO RƠM RẠ VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA CHÚNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2013 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Anh Tuấn TỔNG HỢP ZEOLIT TỪ TRO RƠM RẠ VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA CHÚNG Chuyên ngành: Hóa Vô cơ Mã số:60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. Triệu Thị Nguyệt Hà Nội – Năm 2013 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Triệu Thị Nguyệt đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn em trong quá trình học tập và nghiên cứu. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô và các cô chú kĩ thuật viên trong bộ môn Hóa Vô cơ đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình làm thực nghiệm. Tôi cũng xin cảm ơn các anh, chị và các bạn trong phòng phức chất đã giúp đỡ tận tình, đóng góp nhiều ý kiến quí báu để bản luận văn này hoàn thiện hơn.

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và người thân đã tạo mọi điều kiện vật chất và tinh thần cho tôi hoàn thành tốt luận văn này. Hà Nội, Ngày 11 tháng 12 năm 2013 Sinh viên Nguyễn Anh Tuấn TIEU LUAN MOI download : [e-mail] MỤC LỤC M ĐẦU. 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN. Sơ lƣợc lịch sử và sự phát triển của Zeolit.

Khái niệm và phân loại zeolit. Khái niệm zeolit. Phân loại zeolit. Cấu trúc của zeolit.

Tính chất của zeolit. Tính chất trao đổi cation. Tính chất hấp phụ. Tính chất chọn lọc hình dạng.

Giới thiệu một số zeolit. Tổng hợp zeolit. Cơ chế kết tinh zeolit. Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình tổng hợp zeolit.

Ứng dụng của zeolit. ng dụng trong c ng nghiệp. ng dụng trong x lí nhi m m i trư ng. ng dụng trong n ng nghiệp.

ng dụng trong y dược. 22 Chƣơng 2: MỤC ĐÍCH VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Mục đích và nội dung nghiên cứu. Phƣơng pháp nghiên cứu.

24 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Phương pháp tán xạ năng lượng tia X (EDX). Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên t (AAS). Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR).

Phương pháp nhi u xạ tia X (XRD). Ảnh hiển vi điện t quét (SEM). Nguyên liệu và hóa chất. Xác định độ ẩm, độ tro hóa của rơm rạ.

Xác định độ ẩm của rơm rạ. Xác định độ tro hóa của rơm rạ. Kết quả phân tích thành phần tro rơm rạ. Khảo sát khả năng chiết silic từ rơm rạ và tro rơm rạ.

Tổng hợp zeolit. Tổng hợp zeolit A. Tổng hợp zeolit Y. Tổng hợp zeolit ZSM-5.

Nghiên cứu zeolit bằng phƣơng pháp EDX. Nghiên cứu zeolit bằng phƣơng pháp XRD. Giản đồ nhi u xạ tia X của các mẫu zeolit A. Giản đồ nhi u xạ tia X của các mẫu zeolit Y.

Giản đồ nhi u xạ tia X của mẫu zeolit ZSM-5. Nghiên cứu zeolit bằng phƣơng pháp IR. Nghiên cứu zeolit bằng phƣơng pháp SEM. Nghiên cứu khả năng trao đổi ion của zeolit.

63 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 68 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN Bảng 1.1: Sự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ Si/Al Bảng 1.2: Dữ liệu cấu trúc cơ bản của một số zeolit thông dụng Bảng 1.3: Dung lượng trao đổi cation của một số zeolit Bảng 1.4: Kích thước phân tử và đường kính động học của một số phân tử chất bị hấp phụ thường gặp đối với zeolit Bảng 1.5: Kích thước mao quản, đường kính động học và khả năng hấp phụ các chất tốt nhất đối với một số zeolit thông dụng Bảng 1.6: Ảnh hưởng của bản chất nguồn silic tới quá trình kết tinh zeolit ZSM-5 Bảng 2.1: Điều kiện chuẩn đo AAS xác định hàm lượng ion kim loại Bảng 2.2: Mối quan hệ giữa các thông số mạng và tỉ lệ Si/Al Bảng 3.1: Các hóa chất sử dụng trong quá trình thực nghiệm Bảng 3.2: Thành phần hóa học trong tro rơm rạ.3: Ảnh hưởng của tỉ lệ Na/Si đến quá trình chiết silic từ rơm rạ Bảng 3.4: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình chiết silic từ rơm rạ Bảng 3.5: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình chiết silic từ rơm rạ Bảng 3.6: Ảnh hưởng của tỉ lệ Na/Si đến quá trình chiết silic từ tro rơm rạ Bảng 3.7: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình chiết silic từ tro rơm rạ Bảng 3.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình chiết silic từ tro rơm rạ Bảng 3.9: Kí hiệu các mẫu tổng hợp zeolit A Bảng 3.10: Thành phần nguyên tố trong các zeolit Bảng 3.11: Kết quả XRD của các mẫu zeolit A Bảng 3.12: Kết quả XRD của các mẫu zeolit Y Bảng 3.13: Hàm lượng các cation trong dịch lọc sau trao đổi Bảng 3.14: % ion kim loại trao đổi Bảng 3.15: Dung lượng trao đổi ion của các zeolit tổng hợp được (LUAN.chung TIEU LUAN MOI download : [e-mail] DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1: Các đơn vị cấu trúc sơ cấp của zeolit – tứ diện TO4: SiO4 và AlO4- Hình 1.2: Các đơn vị cấu trúc thứ cấp của zeolit Hình 1.3: Sự hình thành cấu trúc zeolit A, X, Y từ các kiều ghép nối khác nhau Hình 1.5: Cấu trúc khung mạng faujasit và vòng 12 oxi nhìn theo hướng <111> Hình 1.6: Hệ thống mao quản của zeolit ZSM-5 và mặt cắt nhìn từ mặt [010] Hình 1.7: Giản đồ bão hòa – quá bão hòa của dung dịch tổng hợp zeolit Hình 1.8: Mô tả sự chuyển pha faujusite thành pha ZSM-4 theo thời gian Hình 2.1: Nguyên lí của phép phân tích EDX Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lí bộ ghi nhận phổ EDX Hình 2.3: Sơ đồ làm việc của kính hiển vi điện tử quét Hình 3.1: Phổ EDX của mẫu A-Tro1 Hình 3.2: Phổ EDX của mẫu A-48 Hình 3.3: Phổ EDX của mẫu A-0 Hình 3.4: Phổ EDX của mẫu A-Tro 2 Hình 3.5: Phổ EDX của mẫu Y-1 Hình 3.6: Phổ EDX của mẫu Y-2 Hình 3.7: Phổ EDX của mẫu Y-2N Hình 3.8: Phổ EDX của mẫu ZSM-5 Hình 3.9: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu A-Tro 1 Hình 3.10: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu A-48 Hình 3.11: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu A-0 Hình 3.12: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu A-Tro 2 Hình 3.13: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu Y-1 Hình 3.14: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu Y-2 Hình 3.15: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu Y-2N (LUAN.chung TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.16: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu ZSM-5 Hình 3.17: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu ZSM-5 chuẩn Hình 3.18: Phổ IR của mẫu A-Tro 1 Hình 3.19: Phổ IR của mẫu A-48 Hình 3.20: Phổ IR của mẫu A-0 Hình 3.21: Phổ IR của mẫu Y-1 Hình 3.22: Phổ IR của mẫu ZSM-5 Hình 3.23: Ảnh SEM của các mẫu zeolit A Hình 3.24: Ảnh SEM của mẫu Y-1 Hình 3.25: Ảnh SEM của mẫu ZSM-5 Hình 3.26: Ảnh SEM các mẫu zeolit của các tác giả [3] và [10] (LUAN.chung TIEU LUAN MOI download : [e-mail] DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN AAS: Atomic Absorption Spectrometry (Phổ hấp thụ nguyên tử) CEC: Cation Exchange Capacity (Dung lượng trao đổi ion) D4R: Double 4-rings (Vòng kép 4 cạnh) EDX: Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (Phổ tán xạ năng lượng tia X) IR: Infrared (Hồng ngoại) PDF: Powder Diffraction File (Thư viện phổ XRD) SBU: Secondary Building Unit (Đơn vị cấu trúc thứ cấp) SEM: Scanning Electron Microscopy (Hiển vi điện tử quét) TPABr: Tetra Propyl Amoni Bromua XRD: X-Ray diffraction (Nhiễu xạ tia X).chung TIEU LUAN MOI download : [e-mail] M ĐẦU Zeolit thuộc nhóm vật liệu vi xốp được phát hiện vào năm 1756 bởi Cronstedt, một nhà khoa học người Thụy Điển. Thuật ngữ rây phân tử được McBain đề xuất năm 1932 khi ông nhận thấy chabazit, một loại zeolit, có tính chất hấp phụ chọn lọc các phân tử nhỏ có kích thước dưới 5Å.Với tính chất đặc biệt này nên sau đó các zeolit được nghiên cứu, phát triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong công nghiệp hoá dầu. Hiện nay, zeolit còn được ứng dụng trong nông nghiệp để giải quyết vấn đề gây ô nhiễm do rác thải trong nông nghiệp, cụ thể là rác thải do rơm rạ và trấu.

Mỗi năm Việt Nam sản xuất trên 40 triệu tấn lúa. Nông dân có tập quán canh tác lúa hai đến ba vụ trong năm vì vậy nếu trung bình một tấn lúa cho ra 1 - 1,2 tấn rơm rạ thì với sản lượng lúa hiện nay, ước tính lượng rơm rạ thải ra có thể lên đến 40 - 46 triệu tấn/năm. Tuy nhiên, vấn đề xử lý rơm rạ sau mỗi vụ thu hoạch lúa trên thực tế lại chưa có cách làm hiệu quả. Hiện nay các hộ dân thường đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng.

Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng khí thải CO2 phát thải vào môi trường do đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng là lớn nhất, từ 1,2 đến 4,7 triệu tấn/năm nếu tỷ lệ rơm rạ đốt trong khoảng từ 20-80%. Lượng phát thải các loại khí thải khác như CH4 sẽ là 1,0-3,9 ngàn tấn/năm, CO là 28,3-113,2 ngàn tấn/năm. Lượng khí nhà kính phát thải vào môi trường do đốt rơm rạ vùng đồng bằng sông Hồng có thể gây thiệt hại về môi trường tương đương từ 19,05-200,3 triệu USD/năm, tùy thuộc vào tỷ lệ đốt rơm rạ (20-80%) và tùy thuộc vào sự biến động giá mua bán quyền phát thải CO2 trên thị trường thế giới. Với mục đích hướng nghiên cứu vào lĩnh vực tổng hợp và khảo sát tính chất của zeolit từ nguyên liệu tự nhiên và giảm thiểu ô nhiễm môi trường do rơm rạ, trong đề tài này chúng tôi đã tiến hành tổng hợp zeolit từ tro rơm rạ và nghiên cứu tính chất của chúng.chung 1 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.

Sơ lƣợc lịch sử và sự phát triển của Zeolit. Zeolit được phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một nhà khoáng học người Thụy Điển. Ông đã phát hiện được zeolit nhờ hơi nước thoát ra khi nung khoáng này. Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau zeolit mới bắt đầu được nghiên cứu kĩ trong các phòng thí nghiệm.

Vào năm 1932, Mac Bai [17] đã làm rõ hiệu ứng “Rây phân tử”, sau đó vào năm 1944, Barrer và Ibbitson đã chỉ ra rằng hiệu ứng này cho phép tách các dạng n và iso của parafin.