1.

PGS.TS. Trần Thụy Tuyết Mai

Nhóm nghiên cứu gồm: 4PGS.TS, 3TS, 8ThS và 5CN.

24 tháng (2023-2025), gia hạn đến 2025

– Nội dung 1: Thiết kế hệ vật liệu tiên tiến trên nền silica dạng sol-gel dạng ướt và dạng khô.

. Kết quả:

Đã chế tạo hệ sol silica (gel ướt ở pH 6,5 – 7,5) từ các tiền chất TEOS, ethanol, acid HCl. Gel ướt chế tạo có hàm lượng chất dễ bay hơi là 80.78 ± 0.09 % (thoả điều kiện hàm lượng ẩm > 65%)

Đã chế tạo thành công vật liệu gel khô trên nền silica từ tiền chất Na₂SiO₃.9H₂O, F172, CTAB, HCl bằng phương pháp thuỷ nhiệt. Vật liệu gel khô đã được nung ở 550 °C trong 3 giờ. Hàm lượng ẩm có trong vật liệu gel khô là ~ 9% (thoả điều kiện hàm lượng ẩm < 15%)

 – Nội dung 2: Biến tính bề mặt hệ silica với các hoạt chất nhạy màu với formaldehyde (được gọi tắt là vật liệu cảm biến).

. Kết quả:

Đề xuất sử dụng hệ sol silica, kết hợp với thuốc thử Nash trong định hướng chế tạo cảm biến dạng màng giúp phát hiện formaldehyde trong không khí. Vật liệu cảm biến trên nền sol silica, gel khô SBA-16 và màng cảm biến đã ghi nhận khả năng phát hiện HCHO ([HCHO]_K = 0.2862 – 1.1 mg/m^3­; tương ứng 0,2 – 0,9 ppm. Kết quả phản ánh hệ vật liệu cảm biến chế tạo có khả năng phát hiện formaldehyde trong dòng không khí có hàm lượng lớn hơn 0.12 ppm và nhỏ hơn 4 ppm.

– Nội dung 3: Đặc trưng vật liệu trước và sau khi biến tính với các hoạt chất nhạy màu (vật liệu cảm biến G1, G2, G3, S1, S2, S3).

. Kết quả: Các kết quả phân tích phổ hồng ngoại, phương pháp nhiễu xạ tia X, ảnh chụp SEM, TEM và phân tích tính chất xốp của vật liệu thông qua dữ liệu đường hấp phụ khử hấp phụ với N₂ đã được sử dụng để đặc trưng vật liệu.

Đối với sol silica, phổ hồng ngoại của mẫu trước và sau biến tính với hoạt chất nhạy màu với HCHO đã phản ánh đầy đủ các dao động đặc trưng của sol silica và các nhóm chức nhạy HCHO

Đối với gel khô SBA-16, kết quả phân tích XRD góc hẹp ghi nhận cấu trúc xoang rảnh của ô cơ sở lập phương tâm khối; kết quả phân tích hấp phụ, khử hấp phụ với N₂ ghi nhận thể tích xốp là 373 cm³/g; đường kính lỗ xốp trung bình là 35 Å và diện tích bề mặt riêng là 448 m²/g. Kết quả phân tích EXD ghi nhận nguyên tố Si, O cấu thành nên vật liệu gel khô SBA-16.

– Nội dung 4: Đánh giá độ ổn định của các mẫu vật liệu cảm biến trước khi hấp phụ với formaldehyde.

. Kết quả: Các thử nghiệm ghi nhận độ ổn định khả năng làm việc của hệ cảm biến trong 13 tuần ở nhiệt độ lạnh, và sau đó tiếp tục kéo dài thời gian tồn trữ lên đến hơn 10 tháng thử nghiệm. Cụ thể: hệ sol silica sau 14 tuần (tương đương 3, 5 tháng) bảo quản ở 4 °C vẫn có đáp ứng khả năng phát hiện formaldehyde trong dòng không khí. Tương tự đối với màng cảm biến  Ảnh chụp kính hiển vi quang học của màng composite và màng SBA/composite sau 8,5 tháng tồn trữ ở 4 °C đã được ghi nhận. Kết quả này không khác biệt so với các mẫu màng mới được chế tạo.

– Nội dung 5: Xây dựng hệ thống thử nghiệm hấp phụ hơi formaldehyde trong pha khí

. Kết quả:

Đã xây dựng hệ thống thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm. Kết quả đường chuẩn formaldehyde (trong dòng không khí, ppmv) được ghi nhận từ phần mềm Color picker, Snolore lần lượt là  y = 0,019x -0,018 và y = 0,017x – 0,009; với giá trị hệ số tương quan lần lượt tương ứng là 0,945 và 0,992, đối với hệ thuốc thử Nash.

Đã đánh giá khả năng phát hiện formaldehyde trên 5 mẫu nhang thương mại. Kết quả cho thấy hàm lượng formaldehyde có trong khói nhang (theo thử nghiệm) vượt xa giá trị độ hấp thu của các đường chuẩn đã xây dựng.

– Nội dung 6: Đánh giá độ bền màu của mẫu vật liệu cảm biến sau phơi nhiễm (mẫu vật liệu thu được từ thí nghiệm ở nội dung 5) theo thời gian lưu trữ, nhiệt độ, độ ẩm của môi trường lưu trữ.

. Kết quả:

Đối với mẫu thử nghiệm bảo quản nhiệt độ lạnh 4 °: màu vàng đặc trưng của phức chất 3,5-diacetyl-dihydrolutidine trên màng SBA/composite sau khi phơi nhiễm với formaldehyde có thể bền trong suốt 02 tuần thử nghiệm.

Đối với các mẫu bảo quản ở nhiệt độ phòng (30 ± 2 °C, thuộc vùng nhiệt độ 20 – 50 °C (theo thuyết minh), màu vàng đặc trưng của phức chất 3,5-diacetyl-dihydrolutidine bị suy biến mạnh sau 24 giờ khảo sát.

* Sản phẩm mềm:

Quy trình chế tạo vật liệu với các yếu tố về nhiệt độ, nồng độ tác chất, pH sử dụng.

− Các dữ liệu đặc trưng vật liệu.

− Báo cáo điều kiện lưu trữ vật liệu (nhiệt độ, độ ẩm) và giới hạn pháp hiện formaldehyde của vật liệu

* Sản phẩm cứng: 10 mẫu vật liệu cảm biến.

* Sản phẩm đào tạo và khoa học:

. 01 bài báo Q1  trên tạp chí Results in Engineering;

. 01 bài báo Q3  trên tạp chí Global NEST Journal.

. 01 bài báo tạp chí quốc gia Tạp chí Phân tích Hóa, Lý và Sinh Học

. Đào tạo: 02 ThS đã bảo vệ thành công, 02 ĐH đã bảo vệ thành công.

Hình 1. Sự thay đổi màu sắc của màng composite khi tiếp xúc với formaldehyde ở các nồng độ khác nhau b-f: 1,164 – 5,639 ppmv formaldehyde; a: mẫu trắng.

Hình 2. Ảnh chụp kính hiển vi quang học các mẫu màng composite và mẫu màng SBA/composite (đã lưu trữ ở 4 °C sau 8,5 tháng) trước và sau khi được tiếp xúc với 0.5 mL dung dịch HCHO 10 ppm.

Email: tuyetmai@hcmut.edu.vn