Chế tạo thành công vật liệu zeolit từ cao lanh!

Chế tạo thành công vật liệu zeolit từ cao lanh!

Zeolit là loại vật liệu có cấu trúc đặc biệt (dạng vỏ), xốp, có khả năng hấp phụ, trao đổi ion và xúc tác rất cao, nên được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực: Các ngành công nghiệp (dầu khí, y tế, điện lạnh,?), các ngành nông nghiệp (chăn nuôi, nuôi trồng thuỷ sản, trồng trọt).
Chúng ta có thể có được zeolit từ 2 nguồn: Có sẵn trong tự nhiên và nhân tạo (tổng hợp). Theo Cục Khoáng sản, cho đến nay ở Việt Nam chưa phát hiện thấy zeolit có sẵn trong tự nhiên, còn zeolit nhân tạo thì mới chỉ nghiên cứu, sản xuất được từ nguyên liệu sạch với giá thành cao, khó ứng dụng đại trà. Mới đây, một nhóm nghiên cứu thuộc Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đứng đầu là TS Tạ Ngọc Đôn đã thành công trong việc tổng hợp zeolit từ cao lanh - một nguồn nguyên liệu dồi dào, giá rẻ ở nước ta hiện nay. Công trình này đã được trao Giải nhất Giải thưởng VIFOTEC năm 2005.
Cấu trúc của zeolit có thể coi như một ngôi nhà rỗng, xốp, còn cao lanh như những viên gạch (đặc), xếp sít nhau, tuy nhiên, trong thành phần, cả hai đều chứa nhiều silic và nhôm. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng những tác nhân hữu cơ để phá vỡ cấu trúc cũ của cao lanh, sau đó xúc tiến kết tinh lại theo cấu trúc mới của từng loại zeolit cho phù hợp với mục đích sử dụng. Nhóm nghiên cứu đã tạo ra được các zeolit sử dụng trong các lĩnh vực sau:
· Trong nuôi trồng thuỷ sản: Zeolit được cung cấp định kỳ sẽ hút chất thải từ phân bón, các hợp chất hữu cơ, kim loại trong môi trường nước, giúp làm sạch môi trường nuôi trồng thuỷ sản. Công nghệ sản xuất zeolit phục vụ nuôi trồng thuỷ sản đã được nhóm nghiên cứu chuyển giao cho 2 nhà máy: Ở Quảng Bình (Công ty Hoá chất và Cao su Cosevo - Tổng Công ty Xây dựng miền Trung) và ở Cần Thơ với công suất 3.000 tấn/năm, giá thành giảm 50-60% so với sản phẩm cùng loại của Đài Loan. Sản phẩm của hai công ty này đã có mặt trên 17 tỉnh, thành phố trong cả nước.
· Trong trồng trọt, zeolit được sử dụng làm chất phụ gia phân bón cho nông nghiệp, giúp tăng sự hấp thu chất dinh dưỡng từ phân bón cho cây trồng. Khi sử dụng phân bón có chứa zeolit, chất dinh dưỡng từ phân bón sẽ được zeolit hút vào rồi nhả ra dần dần theo nhu cầu của cây trồng. Bên cạnh đó, nó còn góp phần cải tạo đất do tạo được độ tơi xốp và giữ ẩm cho đất. Việc thử nghiệm sản phẩm trên diện rộng trong vụ lúa hè - thu 2005 tại một số huyện của tỉnh Thanh Hóa cho thấy hiệu quả kinh tế đem lại là 600 nghìn đồng/ha. Hiện nay, nhóm nghiên cứu đang tiến hành thử nghiệm trên cây mía và đã khảo sát để xây dựng một nhà máy sản xuất phân bón loại này tại Hoằng Hoá (Thanh Hoá).
· Trong chăn nuôi, bằng cách sử dụng zeolit làm phụ gia thức ăn cho vật nuôi sẽ làm giảm chi phí thức ăn, đồng thời, tăng sức đề kháng cho vật nuôi (vì tính chất trơ, có thể hấp thu chất độc giúp vật nuôi thải chất độc trong cơ thể). Nhóm nghiên cứu đang thử nghiệm sản phẩm cho chăn nuôi lợn ở quy mô công nghiệp.
· Trong bảo vệ môi trường, zeolit được sử dụng để xử lý nước ao hồ, nước thải sinh hoạt. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng sản phẩm để cải tạo nước Hồ Văn (Quốc Tử Giám) cho kết quả tốt.
· Trong sản xuất nhiên liệu sạch: Nhóm nghiên cứu đã sử dụng sản phẩm zeolit sản xuất thành công ethanol có nồng độ trên 99,5% từ cồn có nồng độ thấp.
· Ngoài ra, nhóm nghiên cứu đang tiến hành nghiên cứu tổng hợp các zeolit làm chất hấp phụ và xúc tác chuyển hóa hóa học trong công nghiệp lọc - hóa dầu.
Địa chỉ liên hệ: Khoa Công nghệ Hoá học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội - Số 1 Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội.
Nguồn: Theo TCHDKH

Khi đưa chất hỗ trợ đất vào trong phân bón cho lúa vụ mùa 2005 tại Đông Tân, Đông Thanh, Thiệu Vận - Thanh Hoá. Công thức 1 bón 100% theo quy trình, công thức 2 và công thức 3 là giảm 20% lượng phân bón, công thức 4 giảm 40% lượng phân và thay thế bằng chất hỗ trợ đất, thì công thức 2 và 3 đem lại hiệu quả đó là giảm mức độ đầu tư nhưng vẫn đảm bảo năng suất đồng thời có thể hạn chế được sâu bệnh.
(Trích báo cáo thí nghiệm của DN Tiến Nông Thanh Hoá)

Loại phân bón chứa zeolite đã được ứng dụng trong vụ lúa hè thu 2005 trên 3.000m2 tại ba huyện của tỉnh Thanh Hoá. Kết quả cho thấy loại phân này giúp làm lợi 300.000-600.000/ha so với đối chứng. Nhóm đã hoàn thiện công nghệ và đang hợp tác tiến hành dự án xây dựng nhà máy phân NPK chứa zeolite đầu tiên tại VN, công suất 15.000 tấn/năm.

TS Tạ Ngọc Đôn và Anh Nguyễn Hồng Phong kiểm tra cây lúa sau khi dùng phân NPK chứa zeolite
Được trauvang_vietnam sửa chữa / chuyển vào 08:07 ngày 24/11/2006
Được trauvang_vietnam sửa chữa / chuyển vào 08:09 ngày 24/11/2006

...

Không biết nhóm nghiên cứu đã tính đến ảnh hưởng của zeolit tới môi trường trong các ứng dụng như trên chưa?

Zeolite hoàn toàn được tổng hợp từ các khoáng sét trong tự nhiên. Và cũng chính vì cấu trúc tinh thể của vật liệu vi mao quản như vậy đã làm cho các loại Zeolite có các tính chất đặc trưng trên. Vì thế Zelite hoàn toàn không tác động xấu đến môi trường mà còn giúp cải tạo môi trường đất tốt hơn, Vì vậy Zeolite ứng dụng trong nông nghiệp còn được gọi là chất cải tạo đất hay là rây phân tử.

À, mình cũng chỉ hỏi vậy thôi, bởi vì có nhiều món mang vào VN cũng lợi bất cập hại. Lúc đầu chỉ thấy cái tốt, cái lợi. Nhưng sau nhiều năm không biết thế nào. Ví dụ trưòng hợp này, zeolite hấp phụ tốt các chất độc, nhưng các chất đó vẫn nằm trong zeolite, và zeolite vẫn nằm trong đất chứ có đi đâu đâu, và theo năm tháng thì sẽ nhiều hơn v.v... Ý mình là phải làm nghiên cứu hẳn hoi thì mới có kết luận cụ thể được. Chắc cũng phải vài cái luận án thạc sỹ hay thậm chí tiến sỹ ấy chứ. Đấy là chưa nói có loại zeolite, theo WHO, còn là tác nhân gây bệnh ung thư nữa (ví dụ erionite).
Chúc thành công.

Danh mục các tài liệu nghiên cứu có liên quan.
1. Dựa theo nguồn số liệu của ỤFP (2001).
2. Advance Fertile company (2001), 298 Soi Pitsanulok, Sriyeakmahanak, Dusit, Thailand.
3. Nutri-Tech solusions 101 472, Thailand (2002).
4. ).
5. , Australia (2005).
6. , Slovakia (2005).
7. Australia (2006).
8. , Slovakia (2006).
9. A. Putrawan and D. Widyastri. Physical Granulation of Mixed NPK fertilizers. RSCỌ 2005, pp. 44-49.
10. Tạ Ngọc Đôn, Đào Văn Tường, Hoàng Trọng Yêm (1999), Tạp chí Hoá học và Công nghiệp hoá chất, 6, tr. 20-25.
11. Tạ Ngọc Đôn, Vũ Đào Thắng, Đào Quốc Tuỳ, Hoàng Trọng Yêm (2001), Tạp chí Hoá học, 39(3), tr. 53-56.
12. Tạ Ngọc Đôn (2002), Tạp chí Hoá học và ứng dụng, 11, tr. 14-18.
13. Tạ Ngọc Đôn, Vũ Đào Thắng (2002), Tạp chí Phân tích Hoá, Lý và Sinh học, 7(3), tr. 56-58.
14. Tạ Ngọc Đôn (2002), Luận án tiến sĩ Hoá học, Trường ĐHBK Hà Nội.
15. Tạ Ngọc Đôn (2003), Tạp chí Hoá học và ứng dụng, 2, tr. 24-27.
16. Ta Ngoc Don, Pham Thanh Huyen (2004), Proceedings of the 13th Ụnternational congress on Catalysis, Session 1. Catalyst preparation and characterization, P1-018, Paris, 11-16 July, 2004.
17. Tạ Ngọc Đôn (2004), Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 42(5), tr. 34-37.
18. Tạ Ngọc Đôn, Hoàng Trọng Ịêm (2004), Giải pháp hữu ích, số 403, Việt Nam.
19. Ta Ngoc Don, Vu Dao Thang, Pham Thanh Huyen, Pham Minh Hao, Nguyen Khanh Dieu Hong (2005), Proceedings of the 4th Asia-Pacific Chemical Reaction Ọngineering Symposium, Gyeongju, Korea, 12-15 June 2005.
20. Tạ Ngọc Đôn, Hoàng Trọng Yêm, Đào Văn Tường (2005), Sáng chế, số 5087, Việt Nam.

Tôi đang có ý định dùng zeolit làm phụ gia trong vật liệu xây dựng (bê tông nhựa asphalt), nếu bạn trâu vàng và vinafer là thành viên trong nhóm nghiên cứu, có thể giúp tôi một số thông tin cơ bản ban đầu về loại zeolit của bạn được không. Ví dụ tính chất hóa lý cơ bản, các chỉ tiêu kỹ thuật, phân loại ...
Cảm ơn nhiều.

Khái niệm:
Zeolite là các loại Aluminosilicat tinh thể có cấu trúc không gian 3 chiều, với hệ thống lỗ xốp đồng đều và rất trật tự. Hệ mao quản trong zeolite có kích thước cỡ phân tử, dao động trong khoảng 3-12AO.
Công thức hoá học được biểu diễn dưới dạng
Mx/n[(AlO2)x.(SiO2)].zH2O
Trong đó: - M là cation bù trừ điện tích khung, có hoá trị n
- x và y là số tứ diện nhôm và silic, y/x >=1 và thay đổi tuỳ theo từng loại zeolite.
- z là số phân tử nước kết dính
Ký hiệu trong móc vuông [ ] là thành phần của một ô mạng cơ sở
***
Phân loại:
Để phân loại Zeolite người ta thường dựa vào nguồn gốc, đường kính mao quản, tỷ lệ Si/Al và chiều hướng không gian của các kênh hình thành cấu thúc mao quản.
- Theo nguồn gốc: THì chia là 2 loại chính: Zeolite tự nhiên và Zeolite tổng hợp.
Zeolite tự nhiên có 40 loại, độ tinh khiết không cao và kém bền nên khả năng ứng dụng hạn chế. thường chỉ phù hợp với các ứng dụng cần khối lượng lớn và không yêu cầu khắt khe về chất lượng, chẳng hạnh như dùng làm chất độn trong phẩn tử tẩy rửa, chất hấp phụ.
- Zeolite tổng hợp có trên 200 loại, độ tinh khiết cao, thành phần đồng nhất nên rất phù hợp cho việc nghiên cứu và ứng dụng công nghiệp.
- Theo đường kính mao quản, zeolite được chia làm 3 loại chính, gồm zeolite có mao quản nhỏ (đường kính <5AO như zeolite A,P[sub]1[/sub]). loại mao quản trung bình (đk 5-6AO như zeolite ZSM-5) và loại mao quản lớn (đường kính >7AO như zeolite X,Y).
- Theo tỷ lệ Si và Al thì được chia làm ....
***************** Còn nữa********************
Rựa trên các đặc tính đó bạn thử nghiên cứu xem có đưa Zeolite được vào ứng dụng trong xây dựng ko?
Chúc bạn thành công!

(ZEOLITE A)


(ZEOLITE ZSM-5)

(ZEOLITE X)
Được trauvang_vietnam sửa chữa / chuyển vào 13:03 ngày 30/11/2006
Được trauvang_vietnam sửa chữa / chuyển vào 13:06 ngày 30/11/2006