BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
–––––––––––––––––––––––––––––
Trần Thị Hiền
NGHIÊN CỨU THAN HÓA PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP
(VỎ HẠT CÀ PHÊ, LÕI BẮP) BẰNG PHƯƠNG PHÁP
CARBON HÓA THỦY NHIỆT, ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU
HẤP PHỤ VÀ XÚC TÁC
Chuyên ngành: Hóa Vô Cơ
Mã số: 9 44 01 13
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
TP. Hồ Chí Minh – Tháng 10/ 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
–––––––––––––––––––––––––––––
Trần Thị Hiền
NGHIÊN CỨU THAN HÓA PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP
(VỎ HẠT CÀ PHÊ, LÕI BẮP) BẰNG PHƯƠNG PHÁP
CARBON HÓA THỦY NHIỆT, ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU
HẤP PHỤ VÀ XÚC TÁC
Chuyên ngành: Hóa Vô Cơ
Mã số: 9 44 01 13
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS. TS Nguyễn Đình Thành
2. PGS. TS Phạm Hữu Thiện
TP. Hồ Chí Minh – Tháng 10/ 2022
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng
dẫn khoa học của PGS. TS Nguyễn Đình Thành và PGS.TS Phạm Hữu Thiện. Các
số liệu, kết quả nêu trong luận án được trích dẫn lại từ các bài báo đã được xuất bản
của tôi và các cộng sự. Các số liệu, kết quả này là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận án
Trần Thị Hiền
ii
LỜI CẢM ƠN
Luận án này được hoàn thành tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt
Nam – Học Viện Khoa học và Công nghệ, Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng và
Viện Khoa học Công nghệ & Quản lý Môi trường – Trường Đại học Công nghiệp
TP.HCM. Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã nhận được nhiều sự giúp đỡ quý
báu của quý Thầy, Cô, các nhà khoa học, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình.
Trước tiên, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc và kính trọng nhất tới PGS. TS Nguyễn
Đình Thành và PGS.TS Phạm Hữu Thiện - những người Thầy đã tận tâm hướng
dẫn khoa học, động viên, luôn tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời
gian thực hiện luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam – Học Viện Khoa học và Công nghệ, Viện Khoa học Vật liệu Ứng
dụng cùng tập thể cán bộ của Viện đã quan tâm giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận
lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Đình Đức về những ý kiến
đóng góp quý báu cho tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới Lãnh đạo Viện Khoa học Công nghệ & Quản
lý Môi trường - Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM và Viện Quy hoạch & Đánh
giá Công nghệ Năng lượng Hàn Quốc (Korean Institute of Energy Technology
Evaluation and Planning - KETEP) và Bộ Thương mại, Công nghiệp & Năng lượng
(MOTIE) Hàn Quốc (Số 20194110300040) đã hỗ trợ và hợp tác nghiên cứu.
Sau cùng, tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới toàn thể gia
đình, người thân, bạn bè đã luôn quan tâm, động viên tôi trong suốt quá trình học
tập, nghiên cứu. Đặc biệt, trong giai đoạn khó khăn nhất lúc tôi sinh em bé, chính sự
tin yêu mong đợi của gia đình và bạn bè đã tạo động lực cho tôi thực hiện thành
công luận án này.
Xin trân trọng cảm ơn!
TP.Hồ Chí Minh, ngày ….tháng….năm 2022
Tác giả
Trần Thị Hiền
i
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ...................................................................................................................i
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................iv
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ........................................................ viii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ xiii
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ..................................................................................... 1
1.1. Tổng quan về than sinh học ........................................................................... 1
1.1.1. Khái niệm than sinh học, than hoạt tính, than biến tính. .............................. 1
1.1.2. Thành phần cấu tạo sinh khối lignocellulose để sản xuất than sinh học,
than hoạt tính, than biến tính ................................................................................... 1
1.1.3. Các phương pháp điều chế than sinh học ..................................................... 5
1.1.4. Một số phương pháp hoạt hóa bề mặt than sinh học, than hoạt tính ............ 7
1.2. Phương pháp Carbon hóa thủy nhiệt sinh khối ......................................... 12
1.2.1. Khái niệm phương pháp Carbon hóa thủy nhiệt ......................................... 12
1.2.2. Đặc tính và cơ chế sự hình thành Hydrochar ............................................. 14
1.3. Tình hình nghiên cứu ứng dụng than sinh học làm vật liệu hấp phụ và
xúc tác. ...................................................................................................................... 21
1.3.1. Tình hình nghiên cứu ứng dụng Hydrochar làm vật liệu hấp phụ .............. 21
1.3.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất glucose từ sinh khối lignocellulose bằng con
đường xúc tác ......................................................................................................... 23
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM ............................................................................. 30
2.1. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 30
2.2. Nguyên vật liệu, hóa chất, dụng cụ và thiết bị ........................................... 32
2.2.1. Nguyên vật liệu lignocellulose ..................................................................... 32
2.2.2. Hóa chất ...................................................................................................... 32
2.2.3. Trang thiết bị và công cụ ............................................................................. 33
2.3. Điều chế Hydrochar bằng phương pháp Carbon hóa thủy nhiệt. ........... 34
2.3.1. Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa quá trình carbon hóa thủy nhiệt .................... 34
2.3.2. Cách thực hiện thí nghiệm tối ưu hóa quá trình HTC ................................. 36
2.4. Điều chế các loại vật liệu than sinh học hoạt hóa ....................................... 37
2.4.1. Điều chế Hydrochar hoạt hóa thủy nhiệt (CHhydro và CChydro).................... 37
