1. Kết quả thí nghiệm xác định thành phần và một số đặc tính hóa lý của vỏ trấu và

Hình 1. 1. Sơ đồ mô mỏng và ảnh phân tích SEM của bề mặt vỏ trấu

Tro là thành phần còn lại sau khi đã thực hiện quá trình đốt cháy hoàn toàn. Thành phần của tro bao gồm các oxit kim loại và các muối không phân hủy của kim loại kiềm như Cannxi (Ca), Natri (Na), Magie (Mg), Bari (Ba),… Bảng 1. 3. Các thành phần oxit có trong tro trấu [2] Thành phần oxit Tỷ lệ theo khối lượng (%) SiO2 86,9 – 97,3 MgO 0,1 – 2,0 K2O 0,6 – 2,5 CaO 0,2 – 1,5 Na2O 0,3 – 1,8 Fe2O3 0,2 – 0,9

Sau khi đốt, tro trấu chứa trên 80% silica , đây là thành phần được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Vấn đề tận dụng silica trong vỏ trấu hiện đang đưọc rất quan tâm, mục đích là thu được tối đa hàm lượng silica với độ tinh khiết cao còn giúp giải quyết được vấn đề bảo vệ môi trường.

Việt Nam là quốc gia đứng thứ 2 thế giới về sản xuất và xuất khẩu gạo; hàng năm Việt Nam tạo ra từ 9 – 10 triệu tấn vỏ trấu. Công nghệ hiện đại cho phép tạo ra vật liệu silica; nano silica từ vỏ trấu với hiệu suất và độ tinh khiết cao; có thể ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau.

Thị trường thế giới hiện nay cũng đang rất sôi động với nhu cầu sử dụng nano silica toàn cầu ước tính đạt 3.348,3 kg vào năm 2015 [136]. Hiện nay nano silica được

4 dùng chủ yếu để làm chất độn trong cao su sẽ thúc đẩy phát triển ngành ô tô (lốp xe ô tô siêu bền) làm cho nhu cầu sử dụng của nó cũng ngày càng tăng bên cạnh đó còn sử dụng trong một số lĩnh vực khác nhưu điện, y học, pin, thực phẩm và sơn,… cũng dẫn đến nhu thị trường nano silica được mở rộng và nhu cầu ngày càng tăng nhanh được biểu hiện ở hình 1.2

Hình 1. 2. Dự kiến thị trường nano silica toàn cầu theo từng vùng từ năm 2019 – 2027. [137]

Ông Oleg Efisco, Giám đốc Điều hành Công ty RHT của Nga [1], đơn vị sở hữu công nghệ sản xuất silica vô định hình, cho biết trên thị trường có khoảng 300 loại silica. Silica là nguyên phụ liệu dùng trong nhiều lĩnh vực như luyện kim, sản xuất sơn, gốm sứ, bê tông, lốp xe, thủy tinh… Mỗi mục đích sử dụng yêu cầu loại silica vô định hình khác nhau; giá bán từ đó cũng khác nhau. Lấy ví dụ, silica dùng trong luyện kim có giá 500 USD/tấn, silica dùng làm lốp xe khoảng 2.000 USD/tấn, hoặc silica dùng sản xuất pin mặt trời có giá 15.000 USD/tấn. Mười triệu tấn trấu của Việt Nam sản xuất được khoảng 2 triệu tấn silica. Với giá bán silica tối thiểu 500 USD/tấn, Việt Nam đang bỏ qua hơn gần 1 tỉ USD tiềm tàng trong những vỏ trấu.[1]

Ở Việt Nam, SiO2 trong trấu và rơm rất là lớn mà nước ta thì nguồn phế thải này lại càng nhiều nhưng hiện nay mỗi năm nước ta lại phải nhập khẩu SiO2 với 7000 tấn/ năm từ Ấn Độ. [3]

5

Vậy tại sao không tận dụng nguồn cung vô tận từ phế thải nông nghiệp đó để sản xuất silica từ vỏ trấu vừa giải quyết được vấn đề môi trường, vừa giải quyết được vấn đề kinh tế cũng như tận dụng được tối đa tiềm năng của vỏ trấu ở nước ta.

Trong đề tài này, chúng tôi tập trung tổng hợp nanosilica (SiO2) từ vỏ trấu với nội dung chính và kết quả dự kiến được trình bày cụ thể trong bảng 1.3 Bảng 1. 3. Nội dung nghiên cứu và kết quả dự kiến của đề tài

STT Nội dung nghiên cứu Mục tiêu

1 Tổng hợp ra nano silica (SiO2) từ vỏ trấu với độ tinh khiết cao và bề mặt diện tích lớn từ 160 đến trên 200 m2/g. - Tổng hợp thành công Nano Silica có kích thước trung bình khoảng 15

nm. - Nano silica có độ tinh khiết cao từ 90 – 99,99% và diện tích bề mặt lớn từ 160 đến trên 600 m2/g.

2 Tối ưu hóa được công nghệ tổng hợp nano silica từ vỏ trấu - Đạt hiệu suất nano silica cao từ 90%. - Không ô nhiễm môi trường.