Một số nghiên cứu về hóa chất đưa vào ứng dụng

Admin 29/11/2016

Một số nghiên cứu, ứng dụng nổi bật của Viện Khoa học vật liệu ứng dụng trong công nghiệp

Kể từ khi thành lập đến nay, Viện đã tích cực tham gia thực hiện rất nhiều đề tài, dự án cấp Nhà nước, cấp Bộ ngành, cấp Viện HLKHCNVN và đạt được nhiều thành tựu trong công tác nghiên cứu, triển khai ứng dụng, mang lại hiệu quả kinh tế - xã hội cao. Có thể kể đến một số kết quả nghiên cứu ứng dụng tiêu biểu của Viện như: nghiên cứu và thương mại hóa thành công công nghệ RO lọc nước biển thành nước tinh khiết; Công nghệ và thiết bị xử lý nước nhiễm phèn – độc tố thành nước tinh khiết  15m3/ngày; Công nghệ và thiết bị xử lý nước mặn - nước biển thành nước ngọt sạch sinh hoạt; công nghệ Aluwat xử lý nước nhiễm phèn; công nghệ chế biến hạt trẩu không bã thải; công nghệ và thiết bị xử lý khói thải động cơ và công nghiệp; công nghệ và thiết bị xử lý nước nhiễm Flora, Canxi, Mangan; hương liệu cho mỹ phẩm và nước giải khát; Nghiên cứu thành công các vật liệu hút dầu thải; vật liệu blend nhựa – gỗ (PE, PP, PVC-cellulose); vật liệu polymer hình sao kích thước nano...

Một số nghiên cứu, ứng dụng nổi bật của Viện Khoa học vật liệu ứng dụng trong nông nghiệp những năm gần đây

Bên cạnh các thành tựu trong nghiên cứu ứng dụng trong công nghiệp, Viện Khoa học vật liệu ứng dụng cũng có những đóng góp quan trọng trong lĩnh vực nông nghiệp. Viện nỗ lực không ngừng nhằm tạo ra nhiều sản phẩm khoa học có ý nghĩa thực tiễn, mang lại hiệu quả cao trong đời sống sản xuất, giúp cho người nông dân loại trừ được nhiều loại sâu bệnh, tăng năng suất cây trồng, giảm chi phí canh tác, góp phần thiết thực nâng cao đời sống của người nông dân.

Chỉ tính riêng trong những năm gần đây, Viện đã nghiên cứu và thương mại hóa thành công nhiều chế phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên phục vụ hiệu quả trong nông nghiệp giúp tăng năng suất cây trồng, phòng trừ các loại sâu bệnh, thân thiện với môi trường. Có thể kể đến như:

Thuốc diệt ốc TOB 1,25H và TOB 1,88H là thuốc sinh học có tác dụng diệt trừ ốc sên và ốc bươu vàng gây hại thực vật, không có độc đối với cá. Thuốc này đã được Cục Bảo vệ thực vật – Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn cấp giấy phép lưu hành năm 2012.

Thuốc bảo vệ thực vật Mifum 0,6DD là thuốc có sử dụng công nghệ nano kết hợp với hoạt chất có nguồn gốc tự nhiên giúp trừ nấm bệnh trên cây lúa (như bệnh đạo ôn, lem lép hạt, cháy bìa lá lúa), cây cao su (như nấm hồng, rụng lá, loét sọc mặt cạo), cây cà phê (như rỉ sắt, khô cành, khô quả), cây hồ tiêu (chết nhanh, chết chậm, rụng lóng chết dây)… Thuốc Mifum 0,6DD được Cục Bảo vệ thực vật – Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn cấp giấy phép lưu hành năm 2012.

Các hóa chất kháng khuẩn Đồng Nano và hóa chất kháng khuẩn ZnO Nano là những dung dịch keo có tính năng diệt vi khuẩn, nấm bệnh và một số vi rút gây bệnh trên cây trồng bằng cơ chế bất hoạt enzyme của vi khuẩn, nấm bệnh và vi rút. Các hóa chất kháng khuẩn này có tác dụng trị các bệnh trên cây lúa (như cháy lá, khô cổ gié, lem lép hạt, cháy bìa lá, đốm nâu, vàng lá), cây rau màu (thối nhũn, nấm rễ), cây ăn trái (nấm hồng, gỉ sắt, đốm bồ hóng, tuyến trùng rễ, rụng trái và các nấm bệnh khác).

Bên cạnh đó, Viện Khoa học vật liệu ứng dụng cũng đã tổng hợp thành công mồi nhử pheromon và thiết kế các loại bẫy côn trùng hại rau màu, cây ăn quả như: Pheromon và bẫy bắt sâu tơ; bẫy bắt sâu khoang; bẫy bắt ruồi hạ dưa leo, bầu, bí, mướp; pheromon côn trùng hại dừa (kiến vương, đuông dừa), sâu đục vỏ trái, sâu đen khoang trắng hại cây thuốc Trinh nữ hoàng cung. Đến nay các thử nghiệm pheromon trên đồng ruộng đều cho thấy hiệu quả phòng trừ sâu hại rất cao. Các sản phẩm này được sử dụng ở nhiều nơi trên cả nước, nhất là khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long.

Nổi bật nhất trong lĩnh vực nông nghiệp có thể kể đến đó là hai sản phẩm:

Vật liệu hút nước giữ ẩm CHO3, CHO6, CH24 cho cây trồng: là loại vật liệu mới được nghiên cứu chế tạo từ các nguồn phế thải trong nông nghiệp (như rơm, bột gỗ, mùn cưa,…) có khả năng giữ nước, dễ phân hủy, giá thành rẻ, góp phần giảm chi phí cho người nông dân trong quá trình trồng trọt, giảm lượng nước tưới và tăng năng suất cây trồng.

Chất hút nước giữ ẩm (CH) được bón vào trong đất có tác dụng hút giữ nước với khối lượng từ 200–600 lần so với vật liệu nền, giúp cung cấp nước từ từ cho cây trồng. Khi lượng nước trong chất giữ ẩm đã được tiêu hao hết chất giữ ẩm trở lại trạng thái gần giống như ban đầu sau đó hút nước trở lại khi gặp mưa hoặc nguồn nước tưới mới.

Thử nghiệm cho thấy, chất hút nước giữ ẩm (CH) cho kết quả tốt với các loại cây trồng tại các tỉnh Gia Lai, Bình Phước, Đồng Nai, Ninh Thuận, Bình Thuận, Trà Vinh… Lượng nước tưới cây trồng có sử dụng chất hút nước giữ ẩm (CH) giảm được từ 30-50%. Trong đó, chất hút nước giữ ẩm CH03 và CH06 được ứng dụng chủ yếu cho cây trồng ngắn ngày như: rau, bắp, bông vải, ngô, mía. Chất hút nước giữ ẩm CH24 được ứng dụng cho cây trồng lâu năm và cây công nghiệp như mít, xoài, quýt, điều, cà phê, chè, tiêu, bông...

Phân nhả chậm NPK: tương tự như vật liệu hút nước giữ ẩm (CH), phân nhả chậm NPK giúp giảm chi phí đầu tư cho phân bón, giảm ô nhiễm môi trường và tăng năng suất cây trồng. Thử nghiệm tại Lâm Đồng, Đăk Nông với phân nhả chậm NPK có sử dụng kết hợp với chất hút nước giữ ẩm (CH) cho thấy, lượng phân bón giảm đi từ 10–30% đối với cây chè, 20-30% đối với cây cà phê và cây ngô, so với lượng phân thông thường trên thị trường mà vẫn đảm bảo cây trồng cho năng suất cao. Hiện nay, phân nhả chậm NPK vẫn đang được các nhà khoa học của Viện theo dõi, đánh giá kết quả thử nghiệm trên cây tiêu, bông và cao su.

vat lieu ung dung 3 vat lieu ung dung 4

Vườn chè thử nghiệm phân NPK nhả chậm và năng suất thu hoạch

Bên cạnh các sản phẩm ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp, Viện Khoa học Vật liệu ứng dụng, sau nhiều năm nghiên cứu, đã trở thành một địa chỉ có uy tín trong lĩnh vực nghiên cứu phát triển các hệ hóa phẩm tiên tiến phục vụ khai thác dầu khí hiệu quả. Các đề tài nghiên cứu phát triển và các dự án sản xuất thử nghiệm cấp Nhà Nước, cấp Viện Hàn lâm mà Viện liên tiếp chủ trì đã minh chứng cho điều đó. Đặc biệt, Viện là một trong số rất ít các Viện nghiên cứu liên tục nhận được các hợp đồng dịch vụ khoa học từ XNLD Vietsovpetro – Đơn vị sản xuất dầu khí lâu đời và có uy tín nhất Việt Nam.

Nghiên cứu phát triển hệ sản phẩm chất hoạt động bề mặt (HĐBM) IAMS-M2-P phục vụ bơm ép trong tăng cường thu hồi dầu cho than dầu móng khu vực Đông nam mỏ Rồng

Hệ sản phẩm hệ chất HĐBM IAMS-M2-P có khả năng giảm sức căng bề mặt (SCBM) giữa hai pha dầu nước đến >104 lần (từ 28 dyne/cm xuống còn 7*10-3 dyne/cm ở nồng độ 1000 ppm), bền trong điều kiện nhiệt độ đến 92-95oC, nước biển có độ muối và độ cứng cao và có khả năng TCTHD 7% trên mô hình mẫu lõi. Trên cơ sở một phần hỗ trợ của Nhà Nước (Dự án SXTN KC.02.DA06/11-15) và Công ty Cổ phần TICO, Viện đã đưa quy trình công nghệ quy mô pilot và quy mô công nghiệp để hoàn toàn đáp ứng khả năng sản xuất công nghiệp sản phẩm hoạt tính bề mặt IsoC145 4PO sulphate trên hệ thiết sulpho hóa màng mỏng công nghiệptại nhà máy ABS của công ty TICO.

vat lieu ung dung 5Hệ thống Sulfo hóa với SO3 tại ABS

Vừa qua, 23 tấn sản phẩm hệ chất HĐBM IAMS-M2-P đã được XNLD Vietsovpetro đặt hàng và bơm ép thử nghiệm công nghiệp vào giếng 301/RP3 khu vực Đông Nam mỏ Rồng (Hợp đồng № 1305/11/T-N6/NIPI-PETECHIM).

vat lieu ung dung 6 vat lieu ung dung 7

Các bồn chứa hóa phẩm IAMS-Surf được chuyển lên giàn RP3, chuẩn bị cho quá trình bơm ép thử nghiệm

Kết quả theo tính toán của Viện NIPI- XNLD Vietsovpetro cho thấy lượng dầu gia tăng tại 2 giếng 301/RP3 và 309/RP3 là 11293 tấn, giúp XNLD thu được lãi ròng là 2 893 nghìn USD. Bên cạnh đó, Nhà Nước Việt Nam còn thu thêm được 5391 nghìn USD từ các loại thuế khác nhau khi bán lượng dầu thu hồi thêm này.

Nghiên cứu chế tạo hệ sản phẩm chất hoạt động bề mặt - nano SiO2 có tác động hợp trội phục vụ tăng cường thu hồi dầu trong vỉa có nhiệt độ cao, nước bơm ép có độ cứng cao

Đề tài đã hoàn thành các phần tổng hợp, khảo sát khả năng TCTHD của các hệ chất lỏng nano khác nhau, cụ thể là:

  • Đã đưa ra hệ nano polymer gel bền nhiệt, với nồng độ 1000ppm, khả năng cải thiện độ nhớt sau 31 ngày ủ tại nhiệt độ 92oC trong nước biển ĐNR tăng >30% so với polymer bền nhiệt AN 125 của SNF đang được thử công nghiệp tại RP3;
  • Đã chứng minh được rằng hệ chất lỏng chứa nano SiO2 phân tán chỉ có khả năng hạ SCBMLD dầu-nước khoảng 10 lần, độ phân tán không ổn định trong điều kiện nước biển ĐNR và nhiệt độ 60oC (còn thấp hơn nhiều so với nhiệt độ vỉa ĐNR);
  • Đã tổng hợp được hai hệ nano SiO2 gắn copolymer bền nhiệt bằng phương pháp polymer hóa vi nhũ đảo. Cả hai hệ đều tương hợp tốt, có tác động hợp trội với hệ chất HĐBM IAMS-M2, phân tán ổn định trong môi trường nước biển ĐNR sau 31 ngày ủ ở nhiệt độ 92oC, khả năng cải thiện độ nhớt của dung dịch có và không có chất HĐBM đều cao và ổn định hơn so với dung dịch tương ứng từ polymer thương mại AN 125;
  • Các kết quả thử nghiệm bơm ép nút dung dịch 1000ppm hệ chất HĐBM IAMS-M2 và bơm tiếp nối chất lỏng chứa 250ppm Nano lai (0,25PV) vào mô hình mẫu lõi ĐNR đã cho phép thu hồi thêm >20% từ lượng dầu còn lưu trong mẫu lõi sau khi bơm ép nước, hay 6,25% của lượng dầu tại chỗ. Bên cạnh một lượng lớn dầu đã được thu hồi thêm, giá trị phục hồi độ thấm khoảng 80%. Kết quả này có tiềm năng ứng dụng lớn vì trong công nghệ TCTHD, nếu lượng dầu còn lưu lại trong vỉa sau khi bơm ép nước
  • Cần tiếp tục khảo sát sâu hơn về hệ chất lỏng nano lai cũng như chất HĐBM đặt thù (ở nhiệt độ khoảng 130oC, dầu thô Miocene, Oligocene…) để đưa ra các hợp phần chất lỏng nano đáp ứng được các đối tượng sử dụng khác nhau

Với những kết quả đạt được, Viện KHVLUD ngày càng khẳng định vị thế mình trong lĩnh vực khoa học vật liệu, đáp ứng được yêu cầu về khoa học và công nghệ của đất nước trong thời kỳ đổi mới.

Share :

Viết bình luận của bạn