TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG THƯƠNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BÁO CÁO TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI : ĐẶC ĐIỂM NANO CALCIUM CARBONAT CHIẾT XUẤT TỪ VỎ TRỨNG VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ CẢI THIỆN NHỰA ĐƯỜNG Thành viên nhóm 2 Nguyễn Thị Yên Linh 2045210001 Lê Thị Hoàng Tú 2004210123 Lê Thành Phát 2004217727 Trần Quy 2004217736 GVHD: T.S Trần Hoài Lam
02 RÁC THẢI HỮU CƠ 03 P.P XÁC ĐỊNH 04 ỨNG DỤNG 05 KẾT HỢP VỚI NHỰA ĐƯỜNG MỤC LỤC 01 TỔNG QUAN
Calcium carbonate ( CaCO ₃) là một vật liệu cực kỳ quan trọng, cả trong nghiên cứu cơ bản và công nghiệp . Nó đã được sử dụng như là một vật liệu làm đầy cho sơn , chất tạo màu , lớp phủ , giấy và nhựa đồng thời có thể được hình thành bởi các sinh vật thành những hình dáng phức tạp và đẹp đẽ như trong xương , răng ,… TỔNG QUAN
Phân loại Calcite, vaterite và aragonite có các hình thái điển hình: hình khối lập phương, hình cầu và hình kim tương ứng. ACC không ổn định và có thời gian tồn tại ngắn. POINT 01
Phương pháp sinh học & sục khí CO2 Phương pháp biomimetic tìm cách bắt chước khả năng của tự nhiên để tổng hợp các hình dạng và kích thước khác nhau bằng cách sử dụng các hợp chất hữu cơ hòa tan và các tham số sinh lý, việc tổng hợp các hình dạng rắn và phức tạp từ vật liệu hòa tan dưới các điều kiện nhẹ nhàng như pH gần trung tính và nhiệt độ thấp. Phương pháp sục khí CO 2 là phương pháp tổng hợp công nghiệp hiện tại. Các hạt CaCO₃ được tổng hợp như vậy có nhiều đặc tính có lợi và do đó có thể có nhiều ứng dụng bổ sung so với việc sử dụng hiện tại của chúng như là vật liệu làm đầy, chẳng hạn như làm tác nhân xúc tác, phương tiện vận chuyển thuốc, mẫu cho các vật liệu chức năng khác và cảm biến sinh học. Các đặc tính như vậy rất được mong đợi cho việc sử dụng trong các lĩnh vực y sinh, môi trường và công nghiệp.
Ứng dụng Vật liệu làm đầy : Cải thiện tính chất của sơn, nhựa, giấy, chất bôi trơn... Y sinh : Ứng dụng trong phân phối thuốc, tái tạo xương. Công nghiệp thực phẩm : Dùng trong cảm biến sinh học, hỗ trợ enzyme. Môi trường : Thiết kế cảm biến sinh học, xử lý nước.
02 RÁC THẢI HỮU CƠ
Top 3 sản lượng trứng toàn cầu Top 1 Trung quốc đứng đầu về sản xuất trứng , với sản lượng đạt đỉnh năm 2016 là 31 triệu tấn . Top 2 Hoa kỳ đứng thứ 2 với sản lượng 6.46 triệu tấn . Top 3 Ấn độ đứng thứ 3 với sản lượng 5.23 triệu tấn .
Nano Calcium từ vỏ trứng Vỏ trứng , vốn thường bị coi là phế liệu , có thể được tái sử dụng để tổng hợp các hạt nano calcium carbonat , góp phần tái sử dụng chất thải và giảm tác động môi trường.
Phương pháp xử lý nhiệt và nano milling Phương pháp xử lý nhiệt l à quá trình sử dụng nhiệt năng cao để loại bỏ các thành phần hữu cơ và tạp chất có trong mẫu, qua đó bảo toàn cấu trúc tinh thể của c alcium carbonat ( CaCO ₃). Phương pháp Nano Milling l à quá trình giảm kích thước vật liệu xuống cấp độ nano (1–100 nm ) bằng cách sử dụng máy nghiền chuyên dụng, kết hợp với kỹ thuật nghiền ướt.
Phương pháp xử lý nhiệt Bước 1 Thu thập và làm sạch vỏ trứng ( loại bỏ tạp chất trên bề mặt ). Bước 2 Nghiền sơ thành bột mịn . Bước 3 Nung mẫu ở nhiệt độ 300 C trong 2 giờ . Bước 4 Hoàn thành thu thập bảo toàn cấu trúc CaCO3.
Quá trình Nano Milling Bước 5 Chuẩn bị bột vỏ trứng sau xử lý nhiệt . Bước 6 Nano Grinding với bị sắt . Bước 7 Áp dụng kỹ thuật nghiền ướt . Bước 8 Sàng mẫu bằng lưới 25 um.
03 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
PHƯƠNG PHÁP FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) Dùng để phân tích thành phần hóa học của mẫu thông qua phổ hấp thụ hồng ngoại , xác định các nhóm chức năng và liên kết hóa học trong cấu trúc của calcium carbonat . 1,000,000 POINT 04 POINT 01 100,000 POINT 03 1,000 POINT 02 PHƯƠNG PHÁP SEM (Scanning Electron Microscopy) Cung cấp hình ảnh vi mô về bề mặt của mẫu, đánh giá tính đồng nhất và độ mịn của các hạt. Hệ thống EDS hỗ trợ phân tích thành phần nguyên tố, giúp hiểu rõ hơn về hợp chất của vật liệu.
1,000,000 POINT 04 POINT 01 100,000 POINT 03 1,000 POINT 02 PHƯƠNG PHÁP TEM (Transmission Electron Microscopy) Cho phép quan sát hình thái và kích thước của các hạt ở cấp độ nano với độ phân giải cao, giúp xác định hình dạng, kích thước và sự phân bố của các hạt trong mẫu. PHƯƠNG PHÁP AFM (Atomic Force Microscopy) Đo đạc bề mặt mẫu với độ nhạy cao, tạo ra các bản đồ topography chi tiết, từ đó đánh giá độ nhám và cấu trúc bề mặt của các hạt nano .
QUY TRÌNH TIẾN HÀNH PHÂN TÍCH FTIR Trộn mẫu BƯỚC 1 Nghiền BƯỚC 2 Sấy BƯỚC 3 FTIR BƯỚC 4
SO SÁNH KẾT QUẢ P.P FTIR Biểu đồ phân tích bột vỏ trứng khi chưa xử lý và tạo ra bột nano.
SO SÁNH KẾT QUẢ P.P FTIR Biểu đồ phân tích bột vỏ trứng đã xử lý và tạo ra bột nano.
QUY TRÌNH TIẾN HÀNH PHÂN TÍCH SEM Chuẩn bị wafer silicon BƯỚC 1 Phân phối BƯỚC 2 Phủ C BƯỚC 3 SEM BƯỚC 4
KẾT QUẢ P.P SEM Hình ảnh SEM của các hạt nano canxi cacbonat .
Phương pháp xử lý nhiệt và nano milling Phương pháp xử lý nhiệt l à quá trình sử dụng nhiệt năng cao để loại bỏ các thành phần hữu cơ và tạp chất có trong mẫu, qua đó bảo toàn cấu trúc tinh thể của c alcium carbonat ( CaCO ₃). Phương pháp Nano Milling l à quá trình giảm kích thước vật liệu xuống cấp độ nano (1–100 nm ) bằng cách sử dụng máy nghiền chuyên dụng, kết hợp với kỹ thuật nghiền ướt.
QUY TRÌNH TIẾN HÀNH PHÂN TÍCH TEM Phân tán mẫu BƯỚC 1 Nạp mẫu BƯỚC 2 Xử lý GD BƯỚC 3 TEM BƯỚC 4
QUY TRÌNH TIẾN HÀNH PHÂN TÍCH AFM Chuẩn bị wafer silicon BƯỚC 1 Phân phối BƯỚC 2 Pre.AFM BƯỚC 3 Quét mẫu BƯỚC 4
KẾT QUẢ P.P AFM Hình ảnh 2D và 3D của các hạt nano canxi cacbonat tổng hợp từ vỏ trứng sử dụng AFM
04 ỨNG DỤNG
Ứng dụng của nano CaCO 3 và nhựa đường
Quy trình tổng hợp Nano calcium carbornate Nhựa đường
05 KẾT HỢP VỚI NHỰA ĐƯỜNG
Kết hợp nano-calcium với nhựa đường Perfect interface situation The situation of imperfect interface