Tên luận án:
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MỘT SỐ VẬT LIỆU CẤU TRÚC NANO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG HẤP PHỤ KHÍ ĐỘC VÀ LÀM PHỤ GIA CHỐNG CHÁY CHO NHỰA HDPE
Ngành:
Hóa Vô cơ
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án tập trung nghiên cứu giải quyết vấn đề cháy nổ gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản, đặc biệt là thương vong do ngạt khói và khí độc. Nhận thấy sự cần thiết của các vật liệu giảm thiểu khí độc và phụ gia chống cháy thân thiện môi trường, đề tài hướng đến chế tạo vật liệu cấu trúc nano.
Mục tiêu chính bao gồm nghiên cứu tổng hợp một số oxit và muối vô cơ kích thước nano như Fe3O4, ZnO, CaCO3, MgCO3 để hấp phụ khí độc trong đám cháy, cũng như tổng hợp vật liệu nano kẽm borate (nZB) làm phụ gia chậm cháy cho vật liệu polyme, cụ thể là nhựa HDPE.
Luận án đã tổng hợp thành công các vật liệu nano Fe3O4 dạng hạt cầu (đường kính trung bình 10 nm), ZnO và CaCO3 dạng tấm (dày 20-33 nm với SLS), và MgCO3 dạng bông hoa (dày 10-15 nm với Tw80). Các vật liệu này thể hiện khả năng hấp phụ tốt khí NO2 và SO2, riêng nZnO và nZnO-SLS hấp phụ hiệu quả HCN, và nMgCO3 cho thấy tiềm năng loại bỏ CO. Những kết quả này mở ra triển vọng ứng dụng các vật liệu nano để giảm thiểu khí độc trong đám cháy.
Đối với vật liệu chống cháy, luận án đã tổng hợp được kẽm borate Zn[B3O4(OH)3] cấu trúc cánh hoa nano (rộng 1,5-2,5 µm, dày khoảng 20 nm) trong điều kiện tối ưu về pH (7-8), nhiệt độ (80-90 °C) và chất hoạt động bề mặt Tween 80. Khi ứng dụng nZB trong nanocomposite HDPE, hệ nZB/RP/EG/HDPE với tỉ lệ nZB 6% cho thấy hiệu quả chống cháy tốt nhất (chỉ số LOI trên 26% và đạt chuẩn UL94-V0) và đồng thời cải thiện đáng kể các tính chất cơ học như độ bền kéo, độ giãn dài khi đứt và độ bền va đập.
Mục lục chi tiết:
-
MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của luận án
- 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
-
3. Nội dung nghiên cứu của luận án
- Nghiên cứu các quy trình tổng hợp vật liệu nano Fe3O4, ZnO, CaCO3 và MgCO3 bằng các phương pháp phù hợp.
- Nghiên cứu đánh giá khả năng hấp phụ của các vật liệu nano thu được đối với một số khí độc thường gặp trong đám cháy như khí NO2, SO2, HCN, và CO.
- Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano kẽm borate (nZB) nhằm sử dụng làm phụ gia chống cháy.
- Nghiên cứu đánh giá khả năng phối hợp chống cháy của nZB với các chất chống cháy khác trên composite HDPE.
-
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
- 1.1. Hóa học sự cháy
- 1.2. Vật liệu cấu trúc nano dùng trong xử lý khói và khí độc
-
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- 2.1. Hóa chất, thiết bị
- 2.2. Tổng hợp các vật liệu nano vô cơ dùng hấp phụ khí độc
- 2.3. Tổng hợp vật liệu nZB làm chất độn chống cháy
- 2.4. Nghiên cứu đặc trưng và đánh giá vật liệu
-
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- 3.1. Kết quả tổng hợp và đặc trưng vật liệu cấu trúc nano dùng trong hấp phụ khí độc
- 3.1.1 Tổng hợp và đặc trưng của vật liệu nFe3O4
- 3.1.2 Tổng hợp và đặc trưng của vật liệu nZnO
- 3.1.3 Tổng hợp và đặc trưng của vật liệu nCaCO3
- 3.1.4 Tổng hợp và đặc trưng của vật liệu nMgCO3
- 3.2 Hiệu quả hấp phụ khí độc của các vật liệu nano
- 3.2.1 Hiệu quả hấp phụ khí NO2, SO2 của nFe3O4
- 3.2.2 Hiệu quả hấp phụ khí độc của vật liệu nZnO và nZnO-SLS
- 3.2.3 Hiệu quả hấp phụ khí độc của vật liệu nCaCO3-SLS
- 3.2.4 Hiệu quả hấp phụ khí độc của nMgCO3
- 3.3 Tổng hợp vật liệu kẽm borate kích thước nano
- 3.3.1 Ảnh hưởng của pH đến vật liệu nZB
- 3.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến vật liệu nZB
- 3.3.3 Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt đến vật liệu nZB
- 3.4 Khả năng tương hỗ chống cháy và nâng cao cơ tính của nZB trong nanocomposite HDPE
-
KẾT LUẬN
-
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
-
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ