Đặc trưng nhiệt động học, động học quá trình tổng hợp nano silic từ trấu

Nghiên cứu khoa học công nghệ

ĐẶC TRƯNG NHIỆT ĐỘNG HỌC, ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH

TỔNG HỢP NANO SILIC TỪ TRẤU

Nguyễn Văn Thắng ¹, Nguyễn Mạnh Tường¹, Nguyễn Trần Hùng ^1*

Tóm tắt: Các thông số nhiệt động học, động học của quá trình nung trấu được

nghiên cứu xác định bằng kỹ thuật nhiệt lượng vi sai quét DSC ở các tốc độ gia

nhiệt khác nhau (3, 6, 9, 12, 15^oC/phút). Các thông số động học như năng lượng

hoạt hoá E_a, hằng số A trong phương trình Arenius được xác định bằng các mô hình

Flynn - Wall- Ozawa và Kissinger. Ngoài ra, chúng tôi cũng xác định các điều kiện

điều chế hạt nano silic từ trấu. Hạt nano silic thu được từ quá trình nung trấu được

xác định cấu trúc hình thái học bằng các thiết bị phân tích cấu trúc như kính hiển vi

điện tử quét (SEM), nhiễu xạ tia X (XRD)

Từ khóa: Hóa lý thuyết và hóa lý, Nhiệt động học và động học quá trình nung trấu, Nano silic.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam là nước sản xuất lúa gạo lớn thứ năm thế giới với sản lượng lúa năm 2017

đạt gần 39 triệu tấn [1]. Do đó, lượng trấu được tạo ra hàng năm ở Việt Nam là rất lớn,

khoảng 7 – 8 triệu tấn/năm, như một loại vật liệu thải của ngành nông nghiệp mà chưa

được khai thác hợp lý nên rất lãng phí.

Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa và được tách ra trong quá trình xay xát. Trong

trấu chứa khoảng 75% chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ cháy trong quá trình đốt và khoảng 25%

còn lại chuyển thành tro. Chất hữu cơ chứa chủ yếu là cellulose, lignin và hemi – cellulose

(90%), ngoài ra có thêm thành phần khác như hợp chất nitơ và vô cơ. Ligin chiếm khoảng

25 – 30% và cellulose chiếm khoảng 35 – 40% [2].

Hiện nay, trấu đã được tận dụng làm nhiên liệu trong các lò đốt (nhà máy nhiệt điện, lò

sản xuất gạch,…) trong sản xuất giấy,… Tuy nhiên, một vấn đề gặp phải trong các nhà

máy nhiệt điện sử dụng trấu làm chất đốt là lượng phế phẩm tro trấu thải ra sau quá trình

đốt, nung là rất lớn. Phế phẩm này rất khó xử lý, do chứa một lượng lớn SiO₂, nên hầu hết

được thải ra môi trường. Điều đặc biệt của Si, SiO₂thu hồi từ tro trấu là khả năng phục hồi

và tái sinh cao, giá thành rẻ. Với nhiều ứng dụng như thế nên việc nghiên cứu thu hồi Si,

SiO₂có nhiều ý nghĩa thực tế [2].

Tuy nhiên, vấn đề nghiên cứu đặc trưng nhiệt động học, động học của quá trình tổng

hợp nano silic từ trấu vẫn chưa có nhiều nghiên cứu chuyên sâu. Đây là những yếu tố quan

trọng, ảnh hướng lớn đến quá trình tổng hợp nano silic từ trấu. Dựa vào các thông số nhiệt

động học, động học từ quá trình nung trấu, ta có thể lựa chọn điều kiện tổng hợp phù hợp

để tối ưu hóa quá trình tổng hợp vật liệu nano silic từ trấu.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng công nghệ nhiệt phân trấu đã được xử lý

trong lò nung, thu được nano silica (SiO₂), sau đó được khử bằng magie để thu nano silic.

Cấu trúc hạt nano silica và nano silic được xác định bằng các phương pháp SEM và XRD.

2. THỰC NGHIỆM

2.1. Thiết bị và hóa chất dùng cho nghiên cứu

2.1.1. Hoá chất

- HCl, HF, NaOH, Mg độ tinh khiết PA;

2.1.2. Thiết bị

- Thiết bị phân tích nhiệt DSC: Labsys DSC131;

- Kính hiển vi điện tử quét (SEM) Nova nanoSem 450;

- Thiết bị phân tích XRD Siemens Bruker D5005;

Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018

107

Hóa học & Môi trường

- Máy ly tâm, máy khuấy từ gia nhiệt, tủ sấy, ...

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp tổng hợp nano silic từ trấu

Khái quát quá trình điều chế hạt nano silic từ trấu:

Hình 1. Sơ đồ điều chế hạt nano silic từ trấu [3].

- Tổng hợp nano silica từ trấu: trấu được rửa nhiều lần với nước máy để loại bỏ cặn, tạp

chất và được sấy khô trong tủ sấy ở 100^oC. Sau đó, trấu được xử lý với dung dịch axit HCl

10% với tỉ lệ 40g trấu/600ml ở 90^oC. Sau 2 giờ xử lý, trấu được rửa nhiều lần bằng nước

đến môi trường trung tính. Mẫu trấu sau khi xử lý axit được nung trong không khí ở 650^oC

trong 3 giờ với tốc độ gia nhiệt 5^oC/phút. Sản phẩm thu được là nano silica. Ảnh hưởng

của các yếu tố như thời gian xử lý axit, nhiệt độ xử lý axit, tỉ lệ trấu/axit, nhiệt độ nung,

thời gian nung, tốc độ gia nhiệt đã được tiến hành nghiên cứu [4].

- Tổng hợp nano silic từ nano silica: trộn hỗn hợp SiO₂và Mg (theo tỉ lệ mol tương ứng

1,0 : 2,5), cho vào lò nung tĩnh trong môi trường khí argon, nung hỗn hợp trong 2 giờ ở

nhiệt độ 650^oC, để nguội hỗn hợp trong khi vẫn tiếp tục duy trì dòng khí argon. Khi nhiệt

độ trong lò nung xuống dưới 50^oC, hỗn hợp sản phẩm được rửa lần lượt bằng dung dịch

gồm HCl và HF, tiếp theo bằng nước (3 lần), ly tâm và tách phần chất rắn. Phần chất rắn

được sấy trong điều kiện chân không, 60^oC, 12 giờ thu được bột nano silic [4].

- Phương pháp phân tích hàm lượng SiO₂: phân giải mẫu bằng axit HCl, cô cạn để tách

nước của axit silixic (H₂SiO₃). Nung kết tủa ở nhiệt độ 1000^oC, xử lý kết tủa bằng dung

dịch bằng axit HF để tách silic ở dạng silic tetraflorua (SiF₄). Qua đó, xác định được lượng

SiO₂có trong mẫu [4].

2.2.2. Mô hình động học của quá trình nhiệt phân trấu [5-8]

Các đường DSC của quá trình nung trấu với các tốc độ gia nhiệt khác nhau được sử

dụng để xác định năng lượng hoạt hoá của quá trình nhiệt phân trấu. Có nhiều mô hình lý

thuyết động học khác nhau, tùy thuộc vào cách xử lý toán học phương trình Arenius cũng

như cách chọn điều kiện biên. Hai trong số các mô hình được áp dụng nhiều trong phân

tích nhiệt để nghiên cứu các quá trình biến đổi pha, quá trình kết tinh và các quá trình biến

đổi hóa học khác là mô hình Flynn-Wall-Ozawa (F-W-O) và mô hình Kissinger.

Phương trình Arenius:

(1)

Trong đó: k: Hằng số tốc độ phản ứng; E*: Năng lượng hoạt hóa (J/mol); T: Nhiệt độ

(K); R: Hằng số khí (R = 8,314 J/mol.K); A: Thừa số trước hàm mũ.

- Mô hình Kissinger: phương trình động học của mô hình Kissinger được biểu diễn như

sau [3-5]:

(2)

108 N. V. Thắng, N. M. Tường, N. T. Hùng, “Đặc trưng nhiệt động học, … nano silic từ trấu.”

Nghiên cứu khoa học công nghệ

Trong đó, T_pilà các giá trị nhiệt độ tại đỉnh píc của đường cong DSC ứng với tốc độ gia

nhiệt _i. Lập sự phụ thuộc của ln(_i/T²) vào 1/T_piở dạng đường thẳng tuyến tính, từ đó,

pi

xác định được giá trị năng lượng hoạt hoá E^*và thừa số A trong phương trình Arenius.

- Mô hình Flynn – Wall – Ozawa (F-W-O): Mô hình F-W-O có thể dùng để tính toán

năng lượng hoạt hoá E^*. Phương trình động học của mô hình F-W-O như sau:

(3)

Từ phương trình, lập sự phụ thuộc của lg_ivào giá trị 1/T_piở dạng đường thẳng tuyến

tính, từ đó, xác định giá trị năng lượng hoạt hoá E^*.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp nano silica từ trấu

3.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của công đoạn xử lý axit

- Ảnh hưởng của thời gian xử lý mẫu

Quá trình xử lý trấu với dung dịch axit có mục đích loại bỏ hàm lượng kim loại tồn tại

dưới dạng khoáng chất trong vỏ trấu. Các kim loại này bao gồm chủ yếu là K, Ca, Mn,

Mg, Al,…

Trấu được xử lý với dung dịch axit HCl 10% với tỉ lệ 40g trấu/600ml ở 100^oC. Quá

trình được tiến hành bằng cách khuấy hỗn hợp trên trong các khoảng thời gian lần lượt là

0,5; 1,0; 1,5; 2,0 và 3,0 giờ. Sau khi xử lý axit, trấu được rửa sạch nhiều lần bằng nước cất

để đưa về môi trường trung tính. Trấu sau khi rửa được sấy khô và nung trong không khí ở

600^oC, thời gian 3 giờ, tốc độ gia nhiệt 5^oC/phút.

Chất rắn sau khi nung được phân tích hàm lượng SiO₂, kết quả được đưa ra trong bảng 1.

Bảng 1. Sự phụ thuộc hàm lượng SiO₂vào thời gian xử lý.

Thời gian, giờ

Hàm lượng

SiO₂,%

91,32

0,5

1,0

1,5

2,0

3,0

92,64

93,82

96,76

96,93

Kết quả cho thấy hàm lượng SiO₂tăng khi tăng thời gian rửa trấu bằng dung dịch axit

HCl, cho thấy hiệu quả loại tạp chất kim loại của quá trình rửa. Hàm lượng SiO₂không

thay đổi nhiều đối với mẫu rửa axit trong thời gian 2 và 3 giờ. Do tạp chất kim loại kết hợp

các các thành phần hữu cơ, vô cơ trong trấu, nên quá trình xử lý bằng axit HCl, axit không

thể thẩm thấu và hòa tan hoàn toàn các kim loại tạp chất. Có thể đây là giới hạn của quá

trình hòa tan tạp chất kim loại, nên chúng tôi chọn thời gian xử lý axit là 2 giờ.

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý

Trấu được xử lý với dung dịch axit HCl 10% với tỉ lệ 40g trấu/600ml ở các nhiệt độ

70^oC, 80^oC, 90^oC, 100^oC trong thời gian 2 giờ. Sau khi xử lý axit, trấu được rửa sạch nhiều

lần bằng nước để đưa về môi trường trung tính. Sấy và nung trong không khí ở 600^oC, thời

gian 3 giờ, tốc độ gia nhiệt 5^oC/phút.

Ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình xử lý axit đến hàm lượng SiO₂trong tro trấu

thể hiện trong bảng 2.

Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018

109

Hóa học & Môi trường

Bảng 2. Sự phụ thuộc hàm lượng SiO₂vào nhiệt độ xử lý.

Nhiệt độ, ^oC

Hàm lượng SiO₂,%

70

80

90

91,81

93,25

95,45

96,76

100

Kết quả số liệu ở bảng 1 và bảng 2 cho thấy, với cùng một thời gian xử lý 2 giờ, hàm

lượng SiO₂tăng lên khi nhiệt độ xử lý tăng lên. Điều này được giải thích là do nhiệt độ

tăng làm tốc độ hòa tan các tạp chất kim loại có trong trấu tăng, dẫn tới quá trình xử lý tạp

chất kim loại nhanh đạt cân bằng hơn. Tuy nhiên, ở 100^oC hơi nước bay hơi mạnh kéo

theo hơi mạnh HCl. Do đó, chúng tôi chọn nhiệt độ xử lý axit là ở 90^oC.

3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của chế độ nung

- Ảnh hưởng của nhiệt độ nung

Trấu sau khi xử lí axit được cho vào cốc nung và tiến hành nung trong lò nung ở các

nhiệt độ nung khác nhau trong thời gian 3 giờ, tốc độ gia nhiệt 5^oC/phút. Ảnh hưởng của

nhiệt độ nung trấu sau khi xử lý axit được trình bày trong bảng 3.

Bảng 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến hàm lượng SiO₂.

Nhiệt độ nung, ^oC

Hàm lượng SiO₂, %

550

600

650

700

750

94,28

96,76

97,08

97,12

97,15

Từ số liệu bảng 3, ta thấy khi nhiệt độ nung dưới 600^oC, hàm lượng SiO₂trong tro

thấp, các chất khác vẫn chưa cháy hết hoàn toàn nên tro có màu hơi xám đen. Ở nhiệt độ

từ 600^oC trở lên, các chất khác đã gần như cháy hết, tro đã chuyển sang màu trắng, hàm

lượng SiO₂cũng tăng lên. Khi nhiệt độ đạt 650^oC, hàm lượng SiO₂trong tro đạt trên 97%.

Khi tăng nhiệt độ nung lên 700^oC, hàm lượng SiO₂tăng lên không đáng kể. Vì vậy, chúng

tôi chọn nhiệt độ nung trấu là 650^oC.

- Ảnh hưởng của thời gian nung

Ảnh hưởng của thời gian nung trấu sau khi xử lý axit được trình bày trong bảng 4. Nếu

thời gian nung ngắn, quá trình nung xảy ra không hoàn toàn, thời gian nung quá lâu lại

không cần thiết, gây lãng phí năng lượng và thời gian.

Bảng 4. Ảnh hưởng của thời gian nung đến hàm lượng SiO₂.

Thời gian nung, giờ

Hàm lượng SiO₂, %

2,0

2,5

3,0

4,0

96,72

97,85

98,78

98,86

Nhìn vào số liệu bảng 4, ta thấy khi thời gian nung trấu từ 2,0 đến 3,0 giờ thì hàm

lượng SiO₂tăng lên và đối với mẫu nung 2,0 giờ và 2,5 giờ, bề mặt trên của tro thu được

đã có màu trắng, tuy nhiên, các lớp tro bên dưới vẫn còn màu nâu sẫm do cacbon vẫn chưa

cháy hoàn toàn. Nhưng khi tăng thời gian nung lên 4,0 giờ, hàm lượng SiO₂trong tro trấu

tăng lên không đáng kể so với mẫu nung 3,0 giờ. Vì vậy, thời gian nung 3 giờ là thích hợp.

110 N. V. Thắng, N. M. Tường, N. T. Hùng, “Đặc trưng nhiệt động học, … nano silic từ trấu.”

Nghiên cứu khoa học công nghệ

- Ảnh hưởng của tốc độ gia nhiệt tới quá trình nung trấu

Trấu sau khi được xử lý axit cho vào cốc nung, sau đó tiến hành nung ở nhiệt độ 650^oC

với các tốc độ gia nhiệt khác nhau (3; 6; 9; 12; 15^oC/phút). Ảnh hưởng của tốc độ gia nhiệt

trong quá trình nung trấu được thể hiện qua các ảnh SEM sau đây:

A

B

C

E

D

Hình 2. Ảnh SEM các mẫu tro trấu sau khi nung ở nhiệt độ 650^oC với các tốc độ gia nhiệt

tương ứng 3 (A), 6 (B), 9 (C), 12 (D), 15 (E) (^oC/phút).

Kết quả thu được từ hình 2, cho thấy ở nhiệt độ nung 650^oC, tốc độ gia nhiệt 3^oC/phút

cho thấy kích thước của hạt nanosilica nhỏ đều, có cấu trúc xốp hơn các tốc độ gia nhiệt

khác. Lý do khi tốc độ gia nhiệt lớn, trấu cháy nhanh hơn nên kích thước hạt to hơn. Khi

tốc độ gia nhiệt nhỏ, trấu cháy hoàn toàn, các chất hữu cơ có trong trấu được loại bỏ một

cách triệt để nên trấu có màu trắng và kích thước hạt nhỏ hơn.

Như vậy, điều kiện thích hợp được lựa chọn cho quá trình chế tạo tro trấu từ trấu là

nồng độ axit xử lý là axit HCl 10%, xử lý axit ở nhiệt độ 90^oC, thời gian xử lý 2 giờ, tỉ lệ

trấu/axit 40g/600ml. Sau đó, trấu được nung ở 650^oC trong 3 giờ với tốc độ gia nhiệt là

3^oC/phút.

3.1.3. Nhiệt động học của quá trình tổng hợp nano silica từ trấu

Hình 3. Các đường cong DSC của trấu tương

ứng với các tốc độ gia nhiệt 3, 6, 9, 12, 15 ^oC/phút.

Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018

111

Hóa học & Môi trường

Trấu được xử lý với dung dịch axit HCl 10% ở 90^oC. Sau 2 giờ xử lý, trấu được rửa

nhiều lần bằng nước đến môi trường trung tính. Mẫu trấu sau khi xử lý axit được nung

trong không khí ở 650^oC trong 3 giờ với các tốc độ gia nhiệt khác nhau. Sản phẩm thu

được là nano silica. Giản đồ phân tích nhiệt DSC của quá trình nung trấu được thể hiện

trong hình 3.

Từ giản đồ phân tích nhiệt DSC, ta xác định được các thông số động học cơ bản theo mô

hình F-W-O và mô hình Kissinger trong quá trình nung trấu, được trình bày trong bảng 5:

Bảng 5. Các thông số động học theo mô hình FWO và mô hình Kissinger

trong quá trình nung trấu.

β

∆H (J)

F-W-O,

lgβ

Kissinger,

ln (β/T_p)

1/T_p10^-3(K^-1)

T_p(K)

2

(K/phút)

3

6

9

12

15

-368,6

-341,4

-229,5

-233,3

-201,1

586,5

604,6

611,1

620,2

622,7

1,71

1,65

1,64

1,61

1,60

0,48

0,79

0,95

1,10

1,18

-11,65

-11,02

-10,63

-10,38

-10,16

2

Hình 4. Sự phụ thuộc lg(β_i) theo 1/T_pitrong

quá trình nung trấu theo mô hình FWO.

Hình 5. Sự phụ thuộc ln(β/T_p) theo 1/T_p

trong quá trình nung trấu

theo mô hình Kissinger.

Theo mô hình FWO, lập sự phụ thuộc lg(β) theo 1/T_ptheo hình 4, chúng ta sẽ được một

đường thẳng. Từ hệ số góc α, theo phương trình (3) cho phép xác định năng lượng hoạt

hóa E của quá trình nung trấu là, E* = 126,14 (kJ/mol).

2

Mặt khác, theo mô hình Kissinger, lập sự phụ thuộc ln(β/T_pi) theo 1/T_ptheo hình 5,

chúng ta sẽ được một đường thẳng. Từ đồ thị, dựa vào phương trình (2) xác định năng

lượng hoạt hóa E* = 122,6 (kJ/mol) và thừa số trước hàm mũ trong phương trình Arenius

là A = 23,06.

3.2. Tổng hợp nano silic từ nano silica

Trộn hỗn hợp SiO₂và Mg (theo tỉ lệ mol tương ứng 1,0 : 2,5), cho vào lò nung tĩnh có

thổi khí argon, nung hỗn hợp trong 2 giờ ở nhiệt độ 650^oC, để nguội hỗn hợp, vẫn tiếp tục

thổi khí argon. Khi nhiệt độ trong lò nung tương đương nhiệt độ phòng, lấy hỗn hợp sản

phẩm ra khỏi lò nung và lần lượt rửa bằng dung dịch gồm HCl 5% và HF 3% để loại bỏ

các tạp chất, sau đó rửa hỗn hợp bằng nước cất về môi trường trung tính, li tâm và gạn lấy

phần chất rắn. Phần chất rắn thu được sấy chân không và thu được bột nano silic.

Cấu trúc hạt nano silic được xác định bằng phương pháp SEM và XRD.

112 N. V. Thắng, N. M. Tường, N. T. Hùng, “Đặc trưng nhiệt động học, … nano silic từ trấu.”

Nghiên cứu khoa học công nghệ

1500

1400

1300

1200

1100

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

10

20

30

40

50

60

7

2-Theta - Scale

Hình 6. Ảnh SEM của hạt nano silic.

Hình 7. Phổ XRD của hạt nano silic.

Từ ảnh SEM, ta thấy bề mặt hạt silic phân bố đồng đều, kích thước hạt nano silic từ

khoảng 30 – 50 nm. Từ kết quả đo XRD trên, ta đã thu được silic tồn tại dưới dạng tinh

thể, xuất hiện ở 3 peak đặc trưng 28,5^o(111); 47,3^o(220) và 56,2^o(311).

4. KẾT LUẬN

Nghiên cứu đã xác định điều kiện thích hợp cho quá trình chế tạo tro trấu từ vỏ trấu: sử

dụng dung dịch axit HCl 10%, nhiệt độ xử lý 90^oC, thời gian xử lý 2 giờ, tỉ lệ trấu /axit

40g/600ml. Sau đó, trấu được nung ở 650^oC trong 3 giờ với tốc độ gia nhiệt là 3^oC/phút.

Theo mô hình F-W-O, năng lượng hoạt hóa của quá trình nung trấu là E* = 126,14

(kJ/mol). Theo mô hình Kissinger, E* = 122,6 (kJ/mol) và thừa số trước hàm mũ trong

phương trình Arenius là A = 23,06. Các giá trị này cho thấy quá trình phân tích DSC đã

đánh giá được đặc trưng nhiệt động của quá trình nhiệt phân vỏ trấu. Mô hình này có thể

được áp dụng cho quá trình nhiệt phân các loại vật liệu khác.

Thêm vào đó, nghiên cứu đã tổng hợp hạt nano silic có cấu trúc tinh thể với kích thước

từ 30 – 50 nm từ quá trình phản ứng với bột Mg. Sản phẩm này cho thấy có tổng hợp bột

nano Si cho các ứng dụng khác từ vật liệu vỏ trấu rẻ tiền.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Dung Nguyễn, “Việt Nam lọt top 10 quốc gia sản xuất lúa gạo lớn nhất thế giới”, Tạp

chí Doanh nghiệp Việt Nam (2018). http://doanhnghiepvn.vn

[2]. Huỳnh Quyền, Trương Hoài Chính, “Nghiên cứu quy trình thu hồi silica từ tro trấu,

ứng dụng tổng hợp phụ gia cho xi măng mác cao”, Phần 1, Tạp chí khoa học và công

nghệ - Đại học Đà Nẵng, Vol. 8 (57) (2012), tr. 8 -14.

[3]. Nian Liu, Kaifu Huo, Matthew T. McDowell, Jie Zhao & Yi Cui, “Rice husks as a

sustainable source of nanostructured silicon for high performance Li-ion battery

anodes”, (2013). www.nature.com/scientificreports

[4]. Bao, Z. et al, “Chemical reduction of three-dimensional silica micro-assemblies into

microporous silicon replicas”, Nature 446 (2007), p.p 172–175.

[5]. Rogers R. N., Smith L. C., “Application of scanning calorimetry to the study of

chemical kinetics”, Thermochimica Acta, Vol. 1 (1970), pp. 1-9.

[6]. Kaiserberger E., Opfermann J., “Model-free methods of kinetic analysis and

simulations”, NETZSCH-Geratebau GmbH, Germany (2003).

[7]. H. E. Kissinger, Journal of Research of the National Bureau of Standards, Vol. 57,

No. 4 (1956), pp. 217-22.

Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018

113

Hóa học & Môi trường

[8]. F. X. Chen, C. R. Zhou and G. P. Li, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry,

Vol. 109, No. 3 (2012), pp. 1457-1462.

ABSTRACT

CHARACTERISTIC OF THERMODYNAMICS, KINETICS OF THE PROCESS

SILICON NANOPARTICLE SYNTHESIS FROM RICE HUSK

The study was conducted to determine the thermodynamic and kinetic

parameters of rice husk burning by using DSC at different heating rates (3, 6, 9, 12,

15^oC/min). Kinetic parameters such as activation energy E*, constant A in the

Arenius equation are determined by Flynn-Wall-Ozawa and Kissinger models. In

addition, we also determined the conditions for preparing silica nanoparticles from

rice husk. Silicon nanoparticles obtained from the rice husk process are

morphologically determined by structural analyzers such as scanning electron

microscopy (SEM), XRD (XRD)

Keywords: Theoretical and physical chemistry; Thermodynamics and kinetics; Silicon nanoparticle.

Nhận bài ngày 23 tháng 02 năm 2018

Hoàn thiện ngày 19 tháng 03 năm 2018

Chấp nhận đăng ngày 02 tháng 04 năm 2018

Địa chỉ: ¹Viện Hóa học – Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự.

^*Email: [email protected].

114 N. V. Thắng, N. M. Tường, N. T. Hùng, “Đặc trưng nhiệt động học, … nano silic từ trấu.”