intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Tạp chí Khoa học và Công nghệ: Số 01/2020

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:63

Thêm vào BST
Báo xấu
6
lượt xem 3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tạp chí Khoa học và Công nghệ: Số 1/2020 gồm các nội dung chính sau: Ứng dụng IC 8051 thiết kế bộ vi điều khiển đa năng; Nghiên cứu chế tạo MnO2 điện gải từ quặng Pyrolusit Tuyên Quang làm nguyên liệu sản xuất pin khô Mn-Zn; Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Mathlab trong phân tích dạng Asen;... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tạp chí Khoa học và Công nghệ: Số 01/2020

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ VIET TRI UNIVERSITY OF INDUSTRY ISSN 0866 – 7772 SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL REVIEW Số 01 2020
  2. TRONG SỐ NÀY Chịu trách nhiệm xuất bản: NGƯT. TS. Vũ Đình Ngọ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ Hiệu trưởng Ứng dụng IC 8051 thiết kế bộ vi điều khiển đa năng 1 Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì Mạng xã hội ED MODO kênh hỗ trợ học tập 4 Chịu trách nhiệm nội dung: hiệu quả cho sinh viên năm thứ nhất Trường Đại NGƯT. TS. Vũ Đình Ngọ học Công nghiệp Việt Trì Ban biên tập: Nghiên cứu chế tạo MnO2 điện gải từ quặng 10 NGƯT. TS. Vũ Đình Ngọ - Trưởng ban Pyrolusit Tuyên Quang làm nguyên liệu sản xuất pin khô Mn-Zn TS. Trần Thị Hằng - Phó trưởng ban TS. Nguyễn Mạnh Tiến - Phó trưởng ban Nghiên cứu xác định ion NO3-, Cl-, SO42-, PO43- 15 trong nước bề mặt tại xã Xuân Huy, Lâm Thao, Phú TS. Lê Thành Cương - Ủy viên thường trực Thọ bằng phương pháp Sắc ký điện di mao quản • Các thành viên: Khảo sát ảnh hưởng của quá trình chế biến và 20 GS.TS. Thái Hoàng - Ủy viên bảo quản tới hàm lượng vitamin C trong rau ngót GS.TS. Nguyễn Trọng Uyển - Ủy viên Nghiên cứu cố định Zr(IV) trên nhựa Purolitec 24 GS.TS. Trần Tứ Hiếu - Ủy viên 100 ứng dụng tách và làm giàu hợp chất Selen TS. Đào Tùng - Ủy viên trong môi trường nước TS. Lê Thanh Tâm - Ủy viên Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Mathlab 29 TS. Vũ Đức Bình - Ủy viên trong phân tích dạng Asen TS. Nguyễn Quốc Khánh - Uỷ viên Nghiên cứu ảnh hưởng của tải trọng đầu vào 34 và nồng độ sinh khối tới quá trình xử lý nước rỉ TS. Bùi Tiến Dũng - Uỷ viên rác bằng công nghệ MBBR TS. Vũ Quốc Hiến - Uỷ viên Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano Bạc mang 38 TS. Nguyễn Đắc Nam - Ủy viên trên than hoạt tính và khảo sát khả năng khử TS. Bùi Đình Nhi - Uỷ viên khuẩn của vật liệu • Thư ký ban biên tập: Sự hình thành hạt nano Kim cương từ Graphit 41 TS. Lê Thành Cương - Trưởng ban Xây dựng cơ sở dữ liệu nhằm nâng cao kỹ năng 44 TS. Vũ Đức Cường - Ủy viên kế toán thực tế tại doanh nghiệp cho sinh viên ThS. Kiều Công Chính - Ủy Viên Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì Giấy phép xuất bản số 47/GP-XBĐS do Cục NGHIÊN CỨU & TRAO ĐỔI báo trí - Bộ Thông tin và Truyền thông cấp Một số giải pháp khắc phục khó khăn tâm lý 48 ngày 13 tháng 03 năm 2020. trong học tập của sinh viên năm thứ nhất Trường Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì Đại học Công ghiệp Việt Trì - Cơ sở 1: Số 9, đường Tiên Sơn, phường Tiên Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì với vấn 51 Cát, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ. đề việc làm cho sinh viên sau khi tốt nghiệp - Cơ sở 2: xã Tiên Kiên, huyện Lâm Thao, Một số giải pháp thực hiện đề án “Hỗ trợ học 54 sinh, sinh viên khởi nghiệp” ở Trường Đại học tỉnh Phú Thọ. Công nghiệp Việt Trì Điện thoại: (84) 210 3829247 / 3848636 Fax: (84) 210 3827306 / 3818867 THÔNG TIN TUYỂN SINH Website: http://www.vui.edu.vn Email: dhcnvt@vui.edu.vn Ảnh bìa trước ể ệ ử ạ ế ế ả ườ ạ ọ ệ ệ
  3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG IC 8051 THIẾT KẾ BỘ VI ĐIỀU KHIỂN ĐA NĂNG Nguyễn Đắc Nam*, Tạ Công Điệp, Phạm Thị Tươi, Nguyễn Ngọc Phương Khoa Điện, Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì *Email: dacnam75@gmail.com ABSTRACT This paper presents the results of the research project at the university level "Design of multifunction microcontrollers applied in laboratory of microprocessor technology of Viet Tri University of Industry". The IC 8051 multifunction microcontroller is designed as an open connection with practical modules, thus ensuring high flexibility and enhancing creativity in students. The practical modules are designed according to the program content of the modules "Microprocessor technology", "Microcontroller and application" ensure the tight integration between theory and practice. Multifunction controllers and practical modules have been tested to ensure good results. Key word: Multifunctional microcontrollers, IC 8051 1. GIỚI THIỆU thành phần của hệ vi xử lý như: CPU, bộ nhớ, các mạch giao tiếp.... Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của nền khoa học kỹ thuật, đặc biệt với sự ra đời của cuộc Bộ vi điều khiển đầu tiên là 8051 có 4 KB cách mạng công nghiệp lần thứ 4 (cách mạng ROM, 128 byte RAM, 4 port xuất/nhập, I/O 8 bit, công nghiệp 4.0), công nghệ kỹ thuật số được ứng 2 bộ Timer - Counter 16 bít, 6 nguồn ngắt, giao dụng rộng rãi hầu hết trong tất cả các lĩnh vực của tiếp nối tiếp điều khiển bằng phần cứng, 64 KB cuộc sống. Việc học tập, nghiên cứu, thiết kế các vùng nhớ mã ngoài, 64 KB vùng nhớ dữ liệu bộ vi điều khiển từ đó góp phần nâng cao tay nghề ngoài, tần số hoạt động từ 0 Hz đến 24 MHz. thực hành, thực tập cho sinh viên trong các trường Sau khi lựa chọn các linh kiện như IC đại học nói chung và Trường Đại học Công AT89C51, IC ổn áp 7805, tụ gốm 104, điện trở nghiệp Việt Trì nói riêng là cần thiết để góp phần băng A103j, mạch thạch anh có tần số 12 MHz và thực hiện thắng lới cuộc cách mạng công nghiệp các linh kiện phụ trợ khác, kết quả thiết kế bộ điều lần 4. khiển đa năng (Hình 1). Phòng thực hành Kỹ thuật Vi xử lý của Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì được trang bị, đầu tư từ năm 2003 (hiện nay đã hết thời gian sử dụng). Theo đó, với thiết kế bộ vi điều khiển kết nối cứng với các module, nên trong quá trình thực hành sẽ không linh hoạt, không phát huy được sức sáng tạo của sinh viên (vì các bài thực hành có sẵn). Để khắc phục các tồn tại trên, nhóm nghiên cứu gồm các thầy cô trong bộ môn Điện, Điện tử thuộc khoa Điện đã ứng dụng IC 8051 để thiết kế Hình 1. Bộ điều khiển đa năng bộ vi điều khiển đa năng để điều khiển các module 2.2. Lập trình hợp ngữ cho 8051 thực hành khác nhau như: Modul điều khiển ma trận LED, Modul điều khiển động cơ bước, 2.2.1.Tập lệnh của 8051 Modul điều khiển bộ chuyển đổi ADC, Modul Lập trình cho vi điều khiển cũng hoàn toàn điều khiển bộ chuyển đổi DAC, Modul điều khiển tương tự như lập trình cho máy tính, bản chất là LED 7 thanh, Modul điều khiển LED đơn; ta ra lệnh cho vi điều khiển thực hiện một danh 2. NỘI DUNG sách các lệnh cơ bản được sắp xếp theo một trình tự nào đó để hoàn thành một nhiệm vụ đề ra [1]. 2.1. Bộ vi điều khiển 8051 Tất cả những lệnh mà vi điều khiển có thể hiểu Họ vi điều khiển MCS-51 do hãng Intel sản được gọi là tập lệnh. Bộ vi điều khiển 8051 có 255 xuất đầu tiên vào năm 1980, là các IC thiết kế cho lệnh, tùy thuộc vào chức năng của mỗi lệnh có thể các ứng dụng hướng điều khiển. Các IC này chính chia thành các nhóm lệnh là: các lệnh toán học là một hệ thống vi xử lý hoàn chỉnh bao gồm các thực hiện các phép toán cơ bản như: +, -, *, /,... ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 1
  4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Kết quả sau khi thực hiện được lưu vào toán hạng xuất mã cột tương ứng của các hàng được chọn. đầu tiên trong lệnh; Các lệnh điều khiển chương Các hàng được quét từ dưới lên tương ứng với các trình, đây là nhóm các lệnh phân quyền điều khiển bit từ P2.0 đến P2.7, các cột được tính từ phải qua và được chia 2 loại là: nhảy vô điều kiện và nhảy trái. có điều kiện; Các lệnh gọi chương trình con; Các Module điều khiển ma trận LED8x8 thực tế lệnh logic thực hiện các phép toán logic như: thiết kế được như Hình 2. AND, OR, XOR.... Các lệnh vận chuyển dữ liệu có chức năng di chuyển dữ liệu từ ô nhớ này đến ô nhớ khác hoặc giữa 2 thanh ghi, thanh ghi ô nhớ, các lệnh thao tác bit bao gồm các lệnh đặt bit, xóa bit và bù bit. 2.2.2. Cấu trúc chung chương trình hợp ngữ cho 8051 Hình 2. Ma trận LED 8×8 Để có thể dịch thành file mã máy dạng Hex, code Trong đó: Chọn LED matrix 8×8, 3 mm màu đỏ trước khi download vào chip thì một chương trình 32×32 mm K chung 1088AS [3]; Các tranzitor Assembly phải tuân thủ các nguyên tắc sau [2]: loại NPN dùng để tăng công suất nguồn cho các LED, các điện trở 220 Ω dùng để hạn chế dòng. - Khai báo hằng, biến theo đúng cú pháp. 2.3.2. Module điều khiển động cơ một chiều - Mỗi dòng lệnh không quá 255 ký tự, và phải bắt đầu bằng một ký tự chữ. Động cơ điện một chiều được điều khiển hoạt động ở 3 chế độ: chế độ dừng, chế độ quay thuận - Các thành phần của mỗi dòng lệnh cách nhau ít và chế độ quay ngược qua các nút ấn tương ứng nhất bằng một dấu cách. “Dừng”, “Thuận”, “Ngược”. Ví dụ khi viết chương trình phải đúng cấu trúc Các nút điều khiển “Dừng”, “Ngược”, sau: “Thuận” tương ứng được nối vào các chân P1.0, ORG // vị trí bắt đầu con trỏ chương trình P1.1, P1.2 của vi điều khiển. L293D là IC mạch ...... cầu H dùng để tăng công suất nguồn cấp cho động < Đoạn chương trình chính > cơ, chân IN1, IN2 của L298D được nối tương ứng ...... với chân P2.0 và P2.1 của vi điều khiển. < Các chương trình con > ..... Chọn động cơ có thông số: điện áp định mức 5 END // Kết thúc chương trình V, dòng định mức 80 mA, tốc độ 1500 vòng/phút. Thông số IC L298D: Điện áp cực đại: 36 V, dòng 2.3. Các module thực hành điện ra cực đại: 1.2 A. Kết quả module điều khiển Các module thực hành được xây dựng theo đề động cơ điện một chiều như Hình 3. cương chi tiết của các học phần kỹ thuật vi xử lý, vi điều khiển và ứng dụng, gồm có: Modul điều khiển ma trận LED, Modul điều khiển động điện một chiều, Modul điều khiển bộ chuyển đổi ADC, Modul điều khiển bộ chuyển đổi DAC, Modul điều khiển LED 7 thanh, Modul điều khiển LED đơn [3]; 2.3.1. Module điều khiển ma trận LED Hình 3. Module điều khiển động cơ điện một chiều Ma trận LED 8x8 (8 hàng x 8 cột) được điều 2.3.3. Module điều khiển bộ biến đổi ADC khiển qua 2 Port bất kỳ trong 4 Port của vi điều khiển. Sử dụng ma trận LED 8x8 để hiển thị các ADC (Analog Digital Converter) là bộ biến đổi chữ và số theo phương pháp quét các hàng hoặc tín hiệu từ dạng liên tục (Analog) sang dạng số quét các cột. Trong nội dung nghiên cứu của đề (Digital) cho các bộ điều khiển số. Trong module tài đề xuất việc điều khiển ma trận LED 8x8 hiển điều khiển này, tín hiệu liên tục được đo từ đầu ra thị chữ A theo phương pháp quét hàng, trong đó của một cảm biến nhiệt độ ML35, mạch chuyển cổng P2 dùng để quét hàng và cổng P3 dùng để đổi tín hiệu ADC sử dụng IC 0808 cho phép ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 2
  5. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ chuyển đổi tín hiệu Analog từ 0 V đến 5 V sang Sử dụng 8 bóng đèn LED kết nối katot với tín hiệu Digital 8 bit. Hình ảnh module điều khiển cổng P0 của IC từ chân P0.0 đến P0.7 và anot của bộ chuyển đổi ADC như Hình 4. các LED được nối chung về +VCC qua điện trở 220Ω. Vậy để bóng đèn sáng thì tín hiệu của IC xuất ra phải là mức logic thấp (mức 0). Và 8 bóng đèn LED kết nối anot với cổng P2 của IC từ chân P2.0 đến chân P2.7 và katot của các bóng đèn LED được nối chung tới GND qua điện trở 220 Ω. Vậy để bóng đèn sáng thì tín hiệu của IC xuất ra phải là mức logic cao (mức 1). Module điều Hình 4. Module điều khiển bộ chuyển đổi ADC khiển Led đơn qua cổng P0 và P2 như Hình 6 2.3.4. Modul điều khiển bộ chuyển đổi DAC DAC (Digital Analog Converter) là bộ biến đổi tín hiệu từ dạng số (Digitat) sang dạng liên tục (Analog) để điều khiển đối tượng hoặc các cơ cấu chấp hành. Trong module điều khiển này, tín hiệu Hình 6. Module điều khiển Led đơn số 8bit được lấy bằng cách chọn các nút nhấn tương ứng với các bit từ D0 đến D7, mạch chuyển 3. KẾT LUẬN đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự sử dụng IC Nghiên cứu này đã sử dụng IC AT8051 thiết DAC0832 là bộ chuyển đổi số sang tương tự cho kế bộ vi điều khiển đa năng để điều khiển các phép chuyển đổi tín hiệu số 8bit sang tín hiệu module thực hành như: Điều khiển ma trận LED, tương tự từ 0 V đến 5 V. điều khiển động điện một chiều, điều khiển bộ 2.3.5. Modul điều khiển LED 7 thanh chuyển đổi ADC, điều khiển bộ chuyển đổi DAC, điều khiển LED 7 thanh và điều khiển LED đơn; LED 7 thanh được dùng nhiều trong các mạch hiển thị thông báo, hiển thị số, kí tự đơn giản... Bộ vi điều khiển đa năng được thiết kế dựa trên LED 7 được cấu tạo từ các LED đơn sắp xếp theo IC 8051 có cấu trúc đơn giản, gọn nhẹ. các thanh nét để có thể biểu diễn các chữ số hoặc Các cổng xuất nhập I/O được kết nối với các các kí tự đơn giản như từ số 0 đến 9 và A đến F. module theo dạng mở làm cho các bài toán điều Trong module điều khiển này sử dụng module 4 khiển phong phú, người lập trình có thể tùy chọn LED 7 thanh được mắc chung vào cùng một cổng phương thức giao tiếp. của vi điều khiển. Việc lựa chọn từng LED 7 thanh đơn tự động hiển thị các số từ 0 đến 9 và Các module thực hành là độc lập, có thể dễ các ký tự từ A đến F qua các tranzitor đóng cắt dàng di chuyển, có thể kết nối với bất kỳ cổng nào nguồn cung cấp cho các LED. Chọn 4 LED 7 của bộ điều khiển nên độ linh hoạt cao hơn. Ngoài thanh mắc K chung, tranzitror PNP A1015. Hình ra, trong cùng một thời gian, các nhóm sinh viên ảnh module điều khiển 4 LED 7 thanh như Hình có thể làm các bài thực hành khác nhau trên máy 5. tính cá nhân nên nâng cao được kỹ năng thực hành. Bộ điều khiển đa năng và các module thực hành đã được chạy thực nghiệm cho kết quả tốt và chính xác theo yêu cầu. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] N. T. Cường, P. Q. Thắng (2004), “Cấu trúc Hình 5. Module điều khiển LED 7 thanh và lập trình họ vi điều khiển 8051”, NXB KH&KT 2.3.6. Modul điều khiển LED đơn HN. Module điều khiển LED đơn gồm 16 bóng đèn [2] Đỗ Xuân Tiến (2001), “Kỹ thuật vi xử lý và LED được mắc theo 2 kiểu khác nhau (8 LED mắc lập Assembly cho hệ vi xử lý”, NXB KH&KT HN. A chung, 8 LED mắc K chung), ta có thể điều [3] Http://led-strip-light-8051-Matrix-8x8 khiển các LED sáng với các hiệu ứng khác nhau bằng cách thay đổi chương trình điều khiển cho vi điều khiển, cụ thể: ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 3
  6. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MẠNG XÃ HỘI EDMODO KÊNH HỖ TRỢ HỌC TẬP HIỆU QUẢ CHO SINH VIÊN NĂM THỨ NHẤT TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ Nguyễn Thanh Hải Khoa Khoa học Cơ bản, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì Email: haint@vui.edu.vn ABSTRACT Social networks Edmodo is a learning modality which has been studied and applied worldwide. Studies show that Edmodo is quite suitable learning modality for higher education at nowadays. On the basement of the analysis and systematic approach, the purpose of this study is addresses the necessity and propriety, to evaluate the application of social networks edmodo in assisting out-of-class interactions in the teaching university, specifically for first-year students who are studying general knowledge. The last, results also indicate that the use of Edmodo in education is feasible and will improve the teaching and learning efficiency. Keywords: Social networks, higher education, study, evaluate, edmodo 1. GIỚI THIỆU - Tính năng tạo và đặt lịch đăng bài viết (Note) Ngày nay mạng xã hội đã gần như trở thành - Tính năng kiểm tra đánh giá tự luận nhu cầu thiết yếu của mọi người, đặc biệt là giới (Assignment), trắc nghiệm (Quiz), đánh giá điểm trẻ sinh viên (SV). Việc ứng dụng mạng xã hội và trao danh hiệu cho SV (Badges). như một công cụ đắc lực hỗ trợ học tập là yêu cầu - Tính năng quản lý quá trình học tập của cấp thiết mà các nhà giáo dục đặc biệt là ở trường người học (Progress) đại học cần tính đến. Tuy nhiên, các mạng xã hội phổ biến hiện nay bộc lộ những nhược điểm như - Tính năng quản lý nguồn học liệu (Library) tính bảo mật kém, khó kiểm duyệt thông tin và đối - Tính năng trao đổi trực tuyến (Chat) tượng tham gia, việc quản trị tốn nhiều thời gian, dễ bị nhiễu thông tin bởi các nhu cầu khác. Cần Mặc dù giao diện và tính năng của Edmodo phải có những nghiên cứu ứng dụng mạng xã hội tương đối giống với Facebook. Nhưng Edmodo là phù hợp với lĩnh vực giáo dục. Mạng xã hội môi trường chặt chẽ hơn, GV kiểm soát lớp học Edmodo sẽ đáp ứng những yêu cầu này. rất dễ dàng, cụ thể: Đối với SV năm thứ nhất đang học kiến thức - Giống như Facebook, Zalo,… GV có thể tạo đại cương tại trường, nhu cầu được trao đổi, hỗ nhóm học tập, chia sẻ ý tưởng, bài tập, link, trợ học tập kiến thức ngoài giờ lên lớp luôn rất file…Nhưng khác ở chỗ: Edmodo cho phép chia sẻ cần thiết. Bên cạnh đó, nhu cầu củng cố kiến thức không giới hạn dung lượng, hình thức đa dạng hơn, văn hóa phổ thông ở các môn tự nhiên cơ bản, góp quản lý tối ưu hơn (Thông qua quản lý kho Library phần giải quyết vấn đề “lỗ hổng kiến thức” cũng lưu trữ trực tuyến nhờ kết nối với tài khoản đám là cấp bách trong giai đoạn hiện nay. Trong khi mây như OneDrive, Google Drive, quản lý phân đó, với đào tạo theo hệ thống tín chỉ, thời gian học loại theo Folder, nhúng liên kết dạng link hoặc tập trên lớp không đủ để giải quyết yêu cầu này. embed URL, đặc biệt khả năng kết nối và hiển thị trực tiếp trên nhóm, hệ thống); 1.1. Giới thiệu Edmodo, so sánh với các nền tảng mạng xã hội khác - Theo dõi quá trình học tập của các nhóm, điểm số, sổ điểm,… Bởi GV dễ dàng quản lý ở Edmodo là một hệ thống quản lý học tập được trang quản trị duy nhất. phát triển theo hướng mạng xã hội học tập (Social Learning Platform). Kể từ khi ra đời năm 2008 đến - Giống Facebook : Mỗi người dùng cũng sẽ có nay, Edmodo được xếp hạng thứ 20 trong tổng số một URL trỏ tới trang cá nhân, để người học và hơn 100 trang web hỗ trợ học tập tốt nhất [1]. người dạy có thể dễ dàng kết nối với nhau. Nhưng Edmodo an toàn, bảo mật riêng tư hơn rất nhiều. Một số tính năng cơ bản của Edmodo: Người dùng cần phải có mật khẩu của từng nhóm - Tính năng tạo lớp học và các nhóm nhỏ trong học để có thể xem các trang thảo luận, GV có thể lớp. Mỗi lớp học có thể có nhiều giáo viên (GV) trao đổi riêng tư với từng người học, nhưng người tham gia (Co-Teacher- GV cộng tác) ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 4
  7. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ học thì không thể trao đổi riêng tư với nhau, chỉ có việc thảo luận, chia sẻ trong từng nhóm nhỏ được thể chung trong nhóm [2]. dễ dàng hơn qua đó chỉ GV và SV nhóm đó có thể truy cập thông tin. Tính năng này rất phù hợp cho 1.2. Các tính năng của Edmodo phù hợp trong hoạt động lập kế hoạch, triển khai các đề án ngôn hoạt động học tập của SV năm thứ nhất đang ngữ của SV hoặc các nhóm học tập của các thành học các kiến thức đại cương viên theo mô hình Câu lạc bộ. Có thể tạo ra nhiều 1.2.1. Chia sẻ tài nguyên không giới hạn nhóm nhỏ với các tiêu chí khác nhau như: Các Đối với GV và SV dạy - học năm thứ nhất, do nhóm theo tổ hành chính của lớp; Các nhóm theo một số đặc thù: kiến thức khái quát, phủ rộng mà chuyên đề tiểu luận. không đi sâu, thời gian thực học trên lớp ít, SV - Cộng đồng: Bên cạnh việc tạo nhóm, chúng ta mới bắt đầu thay đổi cách học phổ thông... Vì vậy còn có thể tạo một mạng lưới rộng hơn cho từng một trong những thách thức lớn nhất là việc chia khoa hoặc từng trường để chia sẻ kinh nghiệm. Ứng sẻ tài nguyên, tài liệu học tập qua mạng giúp SV dụng Edmodo cho phép mã nhúng đa dạng từ các có thể chủ động học tập ở nhà và tiết kiệm chi phí ứng dụng khác như voicethread giúp GV có thể dạy in ấn, photo. Với mạng Edmodo, GV và SV có nói, chia sẻ video trên Youtube để bổ sung nội dung thể: học tập trên lớp, hay chia sẻ các bài giảng - Đính kèm và chia sẻ các tài liệu học tập dưới PowerPoint cho SV mà các em chỉ có thể xem mà nhiều định dạng khác nhau như Word, PDF, MP3, không tải về phát tán cho các mục đích khác. Một MP4, PPT, gif, jpeg…được lưu hành trên mạng ở trong những điểm nổi bật khác của Edmodo là GV các website khác nhau hoặc ở khu vực lưu trữ cá có thể dạy viết và sửa bài viết mà không cần tải các nhân của GV, khi GV chuẩn bị bài có động tác đưa file về máy, thay vào đó yêu cầu SV làm trên ứng các tài liệu này lên Edmodo sẽ cung cấp hoàn dụng Google tích hợp và nộp bài qua mạng. chỉnh các tài liệu bắt buộc cần tự học, tự nghiên 1.2.3. Đẩy mạnh hoạt động dạy và học cứu cho SV. Edmodo cho phép GV tích hợp đa dạng công cụ - Chia sẻ liên kết tới các trang web hoặc nhúng và ứng dụng trong quá trình dạy học trên lớp qua thêm các ứng dụng trên nền flash như: các công cụ như lấy ý kiến đánh giá với chức năng voicethread, slideshare, các trò chơi, google polls, yêu cầu SV trả lời câu hỏi hay làm bài trắc forms, YouTube videos… nghiệm ngắn với quyzzes, thảo luận, chia sẻ bằng - Tải miễn phí, mua hoặc phát triển các ứng ngôn ngữ đích với chức năng post, và chia sẻ tài dụng học tập trên nền Edmodo như các ứng dụng nguyên học tập miễn phí trên mạng với cách chia sẻ học từ vựng, ứng dụng chia sẻ giáo án dạy học liên kết hay tải dữ liệu trực tiếp. qua dự án, các ứng dụng hỗ trợ làm mô hình, thí 1.2.4. Đổi mới phương pháp kiểm tra, đánh giá nghiệm ảo… Khi đổi mới phương pháp dạy học, người GV - GV và SV có thể chia sẻ đồng thời nhiều tài phải đổi mới cách thức kiểm tra đánh giá đặc biệt là nguyên với các định dạng khác nhau cùng một lúc hình thức đánh giá thường xuyên, liên tục (on- khi giao bài tập, yêu cầu SV tự học thêm ở nhà hay going/formative assessment). Tuy nhiên, nhiều GV gửi bài cho SV đọc tài liệu, xem video bài giảng áp dụng hình thức đánh giá này thì khối lượng công trước mỗi bài học…[3] việc sẽ trở nên nhiều hơn qua hoạt động ra đề, chấm 1.2.2. Cộng tác hiệu quả bài và báo cáo kết quả học tập. Ở góc độ người học, một trong những động cơ khiến người học học tập Edmodo là mạng xã hội được thiết kế dành tích cực hơn là việc được đánh giá thường xuyên. riêng cho lĩnh vực giáo dục, do vậy hoạt động cộng tác, giao tiếp giữa người dạy với người học, 1.2.5. Tính năng giao bài người học với người học được hỗ trợ tối đa: Với chức năng assignments trong Edmodo, - Lớp học Edmodo: Chúng ta có thể tạo các GV có thể giao bài tập dễ dàng, đồng thời có thể lớp/nhóm giúp GV và SV chia sẻ tài nguyên, gửi kèm theo cho SV tài liệu, tài nguyên, trang web…để giúp SV có thể hoàn thành bài tập đó., các ý tưởng về hoạt động dạy và học. GV có thể đưa ra thời gian hoàn thành cho mỗi - Nhóm Edmodo nhỏ: Trong các lớp/nhóm học, bài tập. Điểm của người học sẽ được tự động cập chúng ta có thể tạo ra các nhóm nhỏ hơn giúp cho nhật vào sổ điểm (gradebook). Khi đã có điểm, ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 5
  8. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ SV sẽ nhận được thông báo và có thể phản hồi. - Phương pháp học tập ở đại học đòi hỏi SV Tất cả hoạt động này diễn ra độc lập cho mỗi SV, phải tích cực, chủ động và sáng tạo. Việc học của đảm bảo tính riêng tư và tăng cường trao đổi theo SV là loại hoạt động trí tuệ đích thực, căng thẳng phương thức 1-1. - Ở đại học, người học trở thành trung tâm của 1.3. Đặc điểm chung của các học phần đại việc học bởi họ phải chủ động xây dựng kế hoạch cương năm thứ nhất học tập, tìm tòi kiến thức, thầy cô chỉ là người hỗ trợ. - Các môn đại cương là nền móng cho các môn học sau này của bậc đại học. Hầu hết là các môn - SV năm thứ nhất thường chưa tạo cho mình lý thuyết nhằm hình thành cho SV những khái mục tiêu học tập. Tâm lý đang còn nhiều bỡ ngỡ, niệm về các sự vật, hiện tượng, quá trình. Một mới mẻ. SV mới đang bắt đầu thay đổi từ trạng trong những điểm chung là các học phần này nặng thái được bố mẹ kèm cặp, nhắc nhở thường xuyên về lý thuyết, kiến thức tổng quan, khó học, phải trong việc học sang tự ý thức học thuộc nhiều và “trừu tượng, chung chung, - SV năm thứ nhất cần trang bị cho mình kỹ khó hiểu”, thường được SV cho là nhàm chán. năng học đại học: Kỹ năng học tập trên lớp (kĩ Tuy nhiên, lại có tác dụng giúp SV có tư duy logic năng nghe giảng, ghi chép...); Kỹ năng tự học ở và phương pháp học tốt các môn chuyên ngành nhà (Về không gian, thời gian, lịch)... của mình. 2. THỰC NGHIỆM - Kiến thức ở những môn đại cương thường ở dạng trừu tượng tổng quát nhất cho mọi lĩnh vực 2.1. Cách thức tổ chức thực hiện áp dụng mạng một cách có thể, do đó người học khó có thể thấy Edmodo trong dạy - học được tầm quan trọng của nó trong khi học cũng - Trước tiên, các GV sẽ thành lập trang web như hiện hữu ngoài đời thực. Đây là điểm gây khó môn học trên tên miền www.edmodo.com, các khăn trong lĩnh hội kiến thức. SV được yêu cầu tạo tài khoản cá nhân và sẽ được 1.4. Đặc điểm của SV năm thứ nhất Add làm thành viên trên trang đó. Đối với năm thứ nhất, SV bắt đầu làm quen - Sau đó, GV và SV sẽ sử dụng trang web để với mô hình đào tạo mới, hệ thống tín chỉ. Gắn tương tác tất cả các nội dung liên quan đến môn với việc trao quyền chủ động cho SV tự quyết học (Thông báo, giải đáp, làm bài kiểm tra...) định trong việc đăng kí môn học, tự hoạch định - Khi kết thúc học kỳ, các GV này sẽ được kế hoạch học tập cho riêng bản thân, có thể linh phỏng vấn chuyên sâu về cách thức, hiệu quả của động hóa chương trình đào tạo theo đúng khả việc tham gia hệ thống. Đối với SV, thành lập các năng, sở thích và thời khóa biểu riêng. nhóm từ 8 -15 SV có thành phần là cán bộ lớp, để - Điểm khác biệt quan trọng giữa đại học và thảo luận tập trung về cùng hai chủ đề nêu trên. phổ thông đó là khối lượng kiến thức quá nhiều. Kết quả phỏng vấn và thảo luận sẽ được thu thập và tổng hợp theo quy trình nghiên cứu. - Ở bậc đại học, các môn học đi từ tổng quát cho đến chuyên sâu. Sự tăng lên đáng kể về khối 2.1.1. Tổ chức, triển khai lớp học online song lượng kiến thức sẽ khiến tân SV gặp phải những song với lớp học trực tiếp trên lớp khó khăn và thậm chí có thể bị “sốc”. Việc quản lý lớp học với các nhóm học tập - Kiến thức đa dạng: Việc học một môn học trong thực tế hoàn toàn có thể thực hiện với lớp đại học không còn như thời phổ thông là học một học tương ứng trên Edmodo. Khi sử dụng mạng môn một quyển sách nhất định, mà nó được đúc xã hội học tập Edmodo, số tiết phải lên lớp giữ kết vừa thực tế vừa lý thuyết, vừa trong nước và nguyên, trong khi trước đó cả GV và SV đều đã nước ngoài. sử dụng lượng thời gian nhất định cho các hoạt động trên hệ thống - Cường độ học tập: khối lượng kiến thức rất nhiều bởi thế cường độ học tập của SV cũng phải Với cách thức tổ chức lớp học như vậy, GV có tăng lên. SV đọc nhiều loại tài liệu hơn, tiếp thu thể giao nội dung nghiên cứu riêng cho từng nhiều loại kiến thức hơn. nhóm hoặc toàn lớp, thậm chí đến từng cá nhân. Các nhóm nhỏ hơn giúp cho việc thảo luận, chia sẻ trong từng nhóm được dễ dàng hơn. Tính năng ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 6
  9. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ này rất phù hợp cho hoạt động lập kế hoạch, tự Đánh giá kết quả học tập trên Edmodo: Với sự học, tự nghiên cứu trước tài liệu học tập của SV hỗ trợ của mạng xã hội học tập và những đổi thay hoặc các nhóm học tập tích cực trong việc tổ chức hoạt động trên lớp cũng như hoạt động nhóm trên Edmodo, nếu chỉ Giải pháp kỹ thuật: dựa vào đánh giá qua các điểm chuyên cần, điểm - Trước tiên: Khi GV truy cập với tài khoản giữa kỳ và cuối kỳ thông thường, sẽ có phần phiến Teacher và tạo lớp học (Create a Class). Khi đó diện, không tương xứng với những nỗ lực của mỗi lớp sẽ có một mã riêng (Class code). GV sinh viên trong toàn bộ quá trình học tập. Edmodo cung cấp mã lớp này cho SV. Sinh viên dùng sẽ là sự bổ sung tuyệt vời này. chức năng Join a class để tham gia vào lớp bằng Bên cạnh những tính năng cơ bản trong đánh cách nhập mã lớp được GV cung cấp. GV sử dụng giá bài làm, tích cực tham gia của SV. Hệ thống chức năng Member để quản lý SV của lớp và các Edmodo còn có các tính năng đặc biệt: GV khác nếu tham gia lớp - Báo muộn (nếu sinh viên nộp bài muộn); Sản phẩm trình chiếu, hoạt động của từng nhóm (bao gồm phân công, thảo luận trước và sau - Tính năng tặng thưởng danh hiệu đối với các trình chiếu) đều được công khai và lưu lại trên hệ câu hỏi hoặc trả lời hay; thống Edmodo. Mỗi SV đều có quyền tham dự - Lưu tất cả các trạng thái hoạt động của SV vào việc đánh giá kết quả của nhóm khác, vai trò của cá nhân trong tập thể được đề cao hơn, kết Hệ thống Edmodo cho phép tự động phản hồi quả đánh giá của giảng viên được công bằng, luôn kết quả bài làm của sinh viên, giúp sinh viên minh bạch hơn. kịp thời điều chỉnh. 2.2. Thực nghiệm xây dựng hệ thống học tập trực tuyến Edmodo 2.2.1. Hệ thống học tập trực tuyến Edmodo cho sinh viên năm thứ thất Bao gồm các lớp học, nhóm học như: “Lớp Vật lý đại cương”, “Lớp hóa đại cương”, “Lớp bồi dưỡng kiến thức Toán, Lý, Hóa phổ thông”, “Nhóm Sinh viên theo lớp, khóa”... Hệ thống học tập sẽ phát huy hết các chức năng của nhà phát triển Edmodo hướng tới. Các lớp học online Hình 1. Minh họa mô hình tổ chức hoạt động trên hướng tới yếu tố thật thuận tiện cho việc tham gia lớp đối với học phần Vật lý đại cương khi kết hợp (khai thác tính năng mời giảng viên sinh viên mạng học tập Edmodo tham gia), cộng tác, chia sẻ,... Mô hình các lớp học đảm bảo tính khoa học, đặc thù giáo dục 2.1.2. Hướng dẫn học tập nhưng không làm mất đi tính tiện ích quen thuộc GV thực hiện việc hướng dẫn tự học, chia sẻ như Facebook. Một môi trường tương tác học tập tài nguyên học tập cho sinh viên bằng cách sử đảm bảo tính Linh động - Tiện lợi - Tiết kiệm - dụng chức năng bài viết (Note). GV có thể đính Bảo mật mà nhà phát triển hướng đến kèm tài liệu dưới dạng file hoặc đường link địa 2.2.2. Quy trình áp dụng và tổ chức học tập kết chỉ Web. Ở đó có đủ các menu gồm các mục, số hợp mạng xã hội Edmodo lượng, công dụng chính,... yêu cầu các nhóm tham gia viết bài và thảo luận, thời gian thảo luận Trước khi tham gia học tập trên hệ thống của (có ngày, giờ). Kết thúc GV tổng kết và đưa ra đề tài, sinh viên được tư vấn, hướng dẫn về: các định hướng, hướng dẫn. Đưa ra thông báo tới - Phương pháp cách thức về phương pháp học sinh viên những yêu cầu đối với môn học như: tập trực tuyến, học tập kết hợp mạng xã hội đọc trước tài liệu, các vấn đề cần giải quyết trong buổi học sắp tới,... Hệ thống sẽ có thông báo mới - Cách đăng nhập và cài đặt cá nhân trên đến sinh viên (Notification) trong trang Edmodo Edmodo (Hướng dẫn trực tiếp trên lớp trong thời của người học, hoặc qua Email. gian thích hợp ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 7
  10. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Hướng dẫn sử dụng hệ thống và chuẩn bị các sớm nắm được kế hoạch của học phần và nội thiết bị học tập. SV đăng ký kế hoạch học tập và dung cần chuẩn bị được công khai trên hệ thống. được cấp quyền kết nối tài khoản học tập. Sinh viên thuộc cùng một nhóm chủ động kết nối, bàn bạc nội dung cần chuẩn bị thông qua thảo Trong quá trình học tập, sinh viên được đội luận nhóm mà không cần phải gặp trực tiếp, tránh ngũ giảng viên trong nhóm đề tài quản lý, theo lãng phí thời gian thực. Đối với các bài trắc dõi quá trình học tập, hỗ trợ phương pháp học, nghiệm nhỏ được cung cấp trong Assignment với các vấn đề kỹ thuật: thời hạn hoàn thành được cài đặt trước, sinh viên - Về lý thuyết: Sinh viên được học với học liệu toàn quyền thu xếp thời gian, chủ động hoàn đa dạng trên hệ thống như bài giảng điện tử, giáo thành. Đối với hoạt động trên lớp, hình thức tham trình điện tử gia trình bày có thể do sinh viên chủ động quyết - Trao đổi giải đáp: Sinh viên trao đổi, đặt câu định với các ý kiến tư vấn chuyên môn của giảng hỏi với giảng viên và thảo luận với các thành viên viên. trong lớp thông qua Diễn đàn Chat thảo luận môn Như vậy, phải chăng vai trò của giảng viên học trực tuyến trong lớp học sử dụng Edmodo bị giảm sút? - Làm bài tập, luyện tập: Mỗi môn học có các Thực chất vai trò của GV càng quan trọng bài luyện tập trắc nghiệm, sinh viên được làm bài trong mạng xã hội học tập Edmodo. Nhờ khả trực tiếp trên hệ thống để nắm rõ kiến thức về năng lưu trạng thái hoạt động của từng sinh viên môn học trên hệ thống, GV vẫn có quyền kiểm soát tối đa. - Kiểm tra đánh giá: Mỗi môn học sẽ có các Việc giao quyền tự chủ giúp cá nhân hóa việc học, bài kiểm tra trắc nghiệm. giúp bồi dưỡng khả năng tự học mọi lúc mọi nơi của sinh viên. Sinh viên được chủ động sáng tạo Quy trình áp dụng trong hệ thống: với việc lĩnh hội tri thức. - Lớp học trực tuyến đăng tải các nội dung học 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN tập (học liệu), nhiệm vụ học tập 3.1. Kết quả thực nghiệm sư phạm - Diễn đàn trên mạng để trao đổi, thảo luận GV-SV, SV-SV trong lớp - Sau khi kết thúc học kỳ, các GV sẽ được phỏng vấn chuyên sâu về cách thức, hiệu quả của - Lớp học trực tuyến Edmodo đồng bộ tiến việc áp dụng mạng xã hội vào hỗ trợ việc tương trình giảng dạy theo lịch giảng dạy tác giữa sinh viên và giảng viên ngoài giảng - Các hình thức hỗ trợ kỹ thuật: thư điện tử đường. Đối với sinh viên, thành lập các nhóm (email), tin nhắn, Chat video,... nhóm từ 5 - 10 sinh viên, để thảo luận hai chủ đề nêu trên - Trang thông tin cá nhân hồ sơ riêng của từng thành viên - Khảo sát bằng mẫu phiếu điều tra áp dụng tại lớp CH2Đ18, với tổng cộng 33 sinh viên trong - Kết quả học tập cập nhật ngay trên hệ thống quá trình triển khai hệ thống 2.3. Thảo luận kết quả xây dựng hệ thống 3.1.1. Kết quả khảo sát về mặt kỹ thuật và sự tiện Khi xây dựng hệ thống học tập mạng xã hội dụng của mạng Edmodo Edmodo, chúng tôi nhận thấy có sự chuyển biến Kết quả cho thấy SV tiếp nhận rất hứng thú và rõ rệt trong vai trò của GV-SV: đánh giá cao kênh hỗ trợ học tập này. Khi tham Nếu chỉ là học tập thông thường trên lớp, tri gia hệ thống sẽ giúp hiểu bài sâu hơn, nhớ lâu thức của bài học được GV truyền đạt đến SV hoàn hơn, tự đánh giá được kết quả học của mình từ đó toàn chủ động và GV có quyền quyết định nội có phương pháp tự học, phù hợp hơn và không dung, hình thức truyền đạt. Sinh viên tiếp nhận tri mất nhiều thời gian khi thi hết học phần. thức một cách bị động. Kết quả tổng hợp từ các cuộc phỏng vấn giảng Khi được tham gia vào mạng học tập trực viên và thảo luận nhóm của sinh viên cho thấy tuyến Edmodo, thay vì thụ động chờ đợi giảng đều không gặp khó khăn đáng kể về kỹ thuật khi viên nhắc nhở “đọc trước phần... bài”, hay chỉ là áp dụng mạng xã hội Edmodo, việc đăng nhập lời nhắc rất chung “xem trước bài”... Sinh viên đã Edmodo là hoàn toàn đơn giản, các bước cũng rất ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 8
  11. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ căn bản. Việc kiểm soát hoạt động của các thành yêu cầu đổi mới nâng cao chất lượng dạy học tại viên được đánh giá cao, GV có thể can thiệp khá trường Đại học Công nghiệp Việt Trì. Việc áp sâu vào tài khoản đăng ký của sinh viên, kiểm dụng song song lớp học trên Edmodo với lớp học duyệt trước các nội dung thông tin được sinh viên trực tiếp sẽ giúp SV có nhiều cơ hội tự nghiên cứu tải lên trước khi cho hiển thị trên diễn đàn, loại bỏ dưới sự trợ giúp và đánh giá của GV. Hoạt động nội dung không phù hợp... này cần tiếp tục được duy trì, bổ sung làm phong phú hơn và và triển khai nhân rộng. 3.1.2. Tương tác ngoài lớp học trên thông qua mạng xã hội Edmodo 4. KẾT LUẬN + Tương tác giữa giảng viên và sinh viên: Cả Sau một thời gian thí điểm sử dụng mạng xã giảng viên và sinh viên đều đánh giá mạng xã hội hội Edmodo vào việc hỗ trợ công tác giảng dạy, giúp nâng cao hiệu quả của tương tác ngoài giờ kết quả chó thấy rất khả quan lên lớp. Mặc dù đã có những thành công bước đầu, đã + Tương tác giữa sinh viên và sinh viên: tương có thể sẵn sàng triển khai mở rộng ở trong thực tế. tác này là một hạn chế của hệ thống triển khai. SV Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy vẫn dường như không dùng mạng xã hội của môn học còn có nhiều vấn đề cần phải nghiên cứu sâu hơn để tương tác với nhau trong quá trình học tập và tìm những phương pháp để có thể giúp hệ thống chạy nhanh hơn, tối ưu hơn + Tương tác giữa giảng viên và giảng viên: Hệ thống Edmodo, cho phép nhiều giảng viên cùng Để đạt được yêu cầu đó, ngoài yếu tố kỹ thuật, tham gia tương tác với sinh viên trong cùng một sự chủ động và nhiệt huyết, tinh thần luôn nghiên môn học, có thể trao đổi, chia sẻ tài nguyên, cùng cứu, tìm tòi và đổi mới của người GV đóng vai trò tham gia tương tác với sinh viên. rất quan trọng. Sự quyết tâm và đam mê của người dạy sẽ lôi cuốn người học tích cực trải nghiệm và Kết quả cho thấy hệ thống có thể hỗ trợ rất tốt khám phá. Đó chính là chìa khóa dẫn đến sự thành cho phương pháp đồng giảng dạy. công. 3.1.3. Khảo sát mức độ hài lòng của SV đối với TÀI LIỆU THAM KHẢO mạng Edmodo [1] https://Edmodo.mediacore.tv/files/88397- Đánh giá của SV về mức độ hài lòng với hệ Edmodo-cofounders.mp4. thống Edmodo triển khai, được thể hiện ở bảng sau: [2] Nguyễn Thanh Hồng Ân, Nguyễn Văn Bảng 1. Đánh giá của SV về mức độ hài lòng với hệ Tuấn (2017), “Ứng dụng mạng xã hội để hỗ trợ thống Edmodo việc tương tác ngoài giảng đường: Một trường hợp nghiên cứu tại Khoa Kinh tế - Quản trị Kinh Tính Cách thức Cách thức doanh, Trường Đại học Đà Lạt” Tạp chí Khoa năng ưu tổ chức đánh giá học ĐHQGHN: Nghiên cứu Giáo dục, Tập 33, Số STT việt của hoạt động thành tích 3, 1-9 Edmodo trên lớp học tập [3] Yakin, J. and Gencel, E. (2013), "The Số SV 20/33 23/33 19/33 utilization of social media tools for informal (%) 60,6 69,7 57,6 learning activities: A survey study" Mevlana 3.2. Nhận xét chung International Journal of Education, 3, 4, 108- Từ các kết quả thực nghiệm chúng tôi rút ra 117. nhận xét sau: Việc đổi mới phương thức hỗ trợ học tập bằng mạng xã hội Edmodo mặc dù bước đầu có nhiều thử thách, trở ngại. Tuy nhiên với những thay đổi tích cực mang lại nhiều ưu điểm và hiệu quả trước ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 9
  12. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MnO2 ĐIỆN GIẢI TỪ QUẶNG PYROLUSIT TUYÊN QUANG, LÀM NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT PIN KHÔ Mn - Zn Nguyễn Mạnh Tiến1*, Trần Thị Sáu2 1 Phòng Khoa học , Công nghệ và Đảm bảo chất lượng giáo dục 2 Khoa Kỹ thuật Phân tích *Email: manhtien25@gmail.com ABSTRACT Tuyen Quang pyrolusite ore containing 71.24% MnO 2 was calcined to form MnO, then dissolve MnO by H2SO4. The solution obtained after dissolution is purified to separate iron and prepare the solution to be a raw material for electrolysis. When electrolysis uses titanium anode and cathode electrodes, solution MnSO4 - H2SO4 for electrolysis: MnSO4 ~ 200 g/l, Fe3+ 0.002 g/l, H2SO4 0.01 g/l. Appropriate conditions of the electrolysis of the solution MnSO 4 - H2SO4: concentration MnSO4 200 g/l, concentration H2SO4 49 g/l, density of anode current 1.0 A/dm 2, electrolysis temperature 90 oC, when the electrolysis time is 2 hours the current efficiency of MnO 2 ~ 100%. In the study, electrolyte MnO2 size 5 - 25 nm, structure γ - MnO2, containing 99.99% MnO2. Keywords: electrolyte MnO2, Tuyen Quang pyrolusite, electrolysis. 1. GIỚI THIỆU 2MnO2 + C = 2MnO + CO2↑ [1] Hiện nay nhu cầu mangan đioxit điện giải dùng Sản phẩm thu được sau nung để nguội sau đó cho sản xuất pin trên thế giới cũng như ở Việt được hòa tách MnO trong dung dịch H2SO4, theo Nam là khá lớn. Hàng năm Việt Nam phải nhập phản ứng [2]: cỡ hàng nghìn tấn mangan đioxit điện giải để trộn MnO + H2SO4 = MnSO4 + H2O [2] lẫn với tinh quặng mangan đioxit thiên nhiên (pyrolusit) phục vụ cho sản xuất pin. Việt Nam là Dung dịch MnSO4 - H2SO4 thu được sau hòa nước giàu khoáng sản mangan, đứng hàng thứ tách được tinh chế để tách sắt và pha chế để làm tám trên thế giới với trữ lượng khoảng 5 triệu tấn. nguyên liệu cho quá trình điện phân. Dung dịch MnSO4 - H2SO4 có nồng độ và thể tích xác định Khoáng sản mangan ở Việt Nam chủ yếu là được đun nóng ở bể ổn nhiệt đến nhiệt độ cần khoáng pyrolusit (MnO2 thiên nhiên) ở Lũng khảo sát. Khi dung dịch đã được đun nóng đến Luông, Roỏng Tháy, Bản Khuông (tỉnh Cao nhiệt độ cần khảo sát thì nhúng hai điện cực anot Bằng), Hát Pan, Nộc Cu (Cao Bằng), Phiềng và catot vào dung dịch điện phân. Phần điện cực Lang, Thượng Giáp (Tuyên Quang)…., có hàm được nhúng vào dung dịch điện phân có diện tích lượng MnO2 tương đối cao, trữ lượng lớn là là 80 x 125 (mm) hay tương ứng với 1 dm2, nguồn nguyên liệu dồi dào để sản xuất MnO2 điện khoảng cách 2 điện cực là 30 mm, sau đó nối giải. Chính vì vậy, chúng tôi đặt vấn đề “Nghiên nguồn điện l chiều với hai điện cực. Khi điều cứu chế tạo MnO2 điện giải từ quặng pyrolusit chỉnh được dòng điện thích hợp thì trên anot và Tuyên Quang, làm nguyên liệu sản xuất pin khô catot sẽ xảy ra các phản ứng sau: Mn - Zn ”. Mục tiêu nghiên cứu là chế tạo được MnO2 điện giải có hàm lượng ≥ 99,99% MnO2. Ở anot (cực +): Nội dung của bài báo là kết quả nghiên cứu các Mn2+ + 2H2O – 2e → MnO2↓ + 4H+ [3] yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điện phân dung Ở catot (cực -): dịch MnSO4 - H2SO4 để chế tạo MnO2 điện giải như: nồng độ MnSO4, nồng độ H2SO4, mật độ 2H+ + 2e → H2↑ [4] dòng điện anot, thời gian điện phân đến hiệu suất Phản ứng tổng quát: quá trình điện phân dung dịch MnSO4. MnSO4 + 2H2O → MnO2↓ + H2↑ + H2SO4 [5] 2. THỰC NGHIỆM Khi điện phân đã đạt được khoảng thời gian Quặng pyrolusit Tuyên Quang được tiến hành cần thiết thì ngắt nguồn điện. Sản phẩm MnO2 nung khi đó MnO2 sẽ bị khử về MnO theo phản điện giải bám trên điện cực anot được tách ra ứng sau: ngâm trong nước và đun nóng để tách H2SO4 và ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 10
  13. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MnSO4, sau đó tiến hành rửa nhiều lần bằng nước MnSO4 sau tinh chế, mặt khác có thể tránh được cho đến khi nước rửa trung tính. Sấy sản phẩm hiện tượng kết tinh của MnSO4. MnO2 điện giải ở 90 - 100 °C trong thời gian 2 giờ. 3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H2SO4 Cân để xác định lượng MnO2 điện giải tạo thành. Các thực nghiệm phần này được tiến hành như Trong nghiên cứu đã sử dụng các phương pháp sau: Quá trình điện phân dung dịch MnSO4 – nghiên cứu như: Phương pháp nhiễu xạ tia X H2SO4 có nồng độ MnSO4 200 g/l, nồng độ (XRD), phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM), H2SO4 0,012 g/l; 24,5 g/l; 49 g/l; 73,5 g/l và 98 phương pháp quang phổ phát xạ plasma (ICP)… g/l; với mật độ dòng điện anot 1 A/dm2, ở 80 oC để xác định cấu trúc, tính chất và thành phần của trong 8 giờ. MnO2 điện giải. 85 Hiệu suất dòng điện MnO2 (%) 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 70 Dung dịch MnSO4 thu được sau khi hòa tách và tinh chế có thành phần: MnSO4 200,5 g/l, Fe3+ 55 0,002 g/l, H2SO4 0,012 g/l được sử dụng làm 40 nguyên liệu cho quá trình điện phân. 25 Hiệu suất dòng điện của MnO2 được xác định theo 10 công thức: 0 24.5 49 73.5 98 Nồng độ H2SO4 (g/l) mtt x= .100 (%) Hình 2. Ảnh hưởng của nồng độ H2SO4 đến hiệu suất 1,623It dòng điện MnO2 Trong đó: Hình 2 cho thấy: Nếu sử dụng dung dịch sau mtt - Lượng MnO2 tạo thành thực tế (g); tinh chế có nồng độ H2SO4 0,012 g/l thì hiệu suất dòng điện của MnO2 rất nhỏ 16,35 %, khi tăng I - Cường độ dòng điện của quá trình điện phân nồng độ H2SO4 thì hiệu suất dòng điện của MnO2 (A); tăng. Tại nồng độ H2SO4 là 49 g/l, thì hiệu suất t - Thời gian điện phân (giờ). dòng điện của MnO2 là lớn nhất, nếu tiếp tục tăng 3.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ MnSO4 nồng độ H2SO4 thì hiệu suất dòng điện của MnO2 giảm. Do đó khống chế nồng độ H2SO4 49 g/l là thích hợp nhất. Hiệu suất dòng điện MnO2 (%) 85 80 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ 75 Các thực nghiệm phần này được tiến hành như sau: Quá trình điện phân dung dịch MnSO4 – 70 H2SO4 có nồng độ MnSO4 200 g/l, nồng độ 65 H2SO4 49 g/l, với mật độ dòng điện anot 1 A/dm2, 170 180 190 200 210 ở 50 oC, 60 oC, 70 oC, 80 oC và 90 oC trong 8 giờ. Nồng độ M nSO4 (g/l) 90 Hiệu suất dòng điện MnO2 (%) Hình 1. Ảnh hưởng của nồng độ MnSO4 đến hiệu suất dòng điện của MnO2 80 Các thực nghiệm phần này được tiến hành như 70 sau: Quá trình điện phân dung dịch MnSO4 – H2SO4 có nồng độ H2SO4 49 g/l, nồng độ MnSO4 60 170 g/l; 180 g/l; 190 g/l; 200 g/l và 210 g/l, với mật 50 độ dòng điện anot 1 A/dm2 ở 80 oC trong 8 giờ. 50 60 70 80 90 Nhiệt độ (oC) Hình 1 cho thấy: khi tăng nồng độ MnSO4 thì hiệu suất dòng điện của MnO2 tăng. Do dung dịch Hình 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất dòng MnSO4 sau tinh chế có nồng độ ~ 200 g/l, nên chọn điện của MnO2 nồng độ MnSO4 200 g/l là thích hợp nhất, do Hình 3 cho thấy: khi tăng nhiệt độ thì hiệu suất không phải pha loãng hoặc cô đặc dung dịch ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 11
  14. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ dòng điện của MnO2 tăng. Nhưng nếu điện phân suất dòng điện của MnO2 cần phải ổn định nồng ở nhiệt độ nhiệt độ lớn hơn 90 oC thì lượng nước độ MnSO4 và H2SO4 trong dung dịch. Để ổn định hay hơi nhiều, nên nồng độ MnSO4 và H2SO4 nồng độ MnSO4 và H2SO4 cần phải thực hiện chế tăng. Mặt khác khi nhiệt độ và nồng độ H2SO4 độ làm việc liên tục trong thùng điện phân, hay tăng thì độ hòa tan của MnSO4 giảm, nên dễ dẫn dung dịch điện phân sẽ liên tục được đưa vào và đến hiện tượng kết tinh của MnSO4. Nên thích lấy ra. hợp nhất là chọn nhiệt độ là 90 °C. 100 Hiệu suất dòng điện MnO2 (%) 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của mật độ dòng điện 95 anot 90 Các thực nghiệm phần này được tiến hành như 85 sau: Quá trình điện phân dung dịch MnSO4 – 80 H2SO4 có nồng độ MnSO4 200 g/l, nồng độ 75 H2SO4 49 g/l, với mật độ dòng điện anot 0,4 2 4 6 8 10 Thời gian điện phân (giờ) A/dm2; 0,6 A/dm2; 0,8 A/dm2; 1,0 A/dm2 và 1,2 A/dm2, ở 90 oC trong 8 giờ. Hình 5. Ảnh hưởng của thời gian điện phân đến hiệu 95 suất dòng điện MnO2 Hiệu suất dòng điện MnO2 (%) Kết quả khảo sát đã xác định được điều kiện 90 85 80 thích hợp cho quá trình điện phân dung dịch 75 MnSO4 như sau: Nồng độ MnSO4 200 g/l; Nồng 70 độ H2SO4 49 g/l; Mật độ dòng điện anot 1,0 65 A/dm2; Nhiệt độ điện phân 90 oC. Với điều kiện 60 0.4 0.6 0.8 1 1.2 như trên và khi thời gian điện phân là 2 giờ hiệu Mật độ dòg điện anot (A/dm2) suất dòng điện của MnO2 ~ 100%. Hình 4. Ảnh hưởng của mật độ dòng điện anot đến 3.6. Xác định cấu trúc, tính chất và thành phần hiệu suất dòng điện MnO2 hóa học của MnO2 điện giải Hình 4 cho thấy: khi tăng mật độ dòng điện Hình 6 và 7 là ảnh và giản đồ XRD của MnO2 anot thì hiệu suất dòng điện của MnO2 tăng. điện giải. Từ Hình 6 và 7 cho thấy: MnO2 điện Nhưng khi mật độ dòng điện anot lớn hơn 1 giải có màu đen, cấu trúc γ- MnO2, trên giản đồ A/dm2 thì hiệu suất dòng điện của MnO2 tăng XRD không xuất hiện các pha tạp chất khác. chậm. Nên để giảm điện thế điện phân thì, chọn mật độ dòng điện anot là 1 A/dm2 là thích hợp nhất. 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian điện phân Các thực nghiệm phần này được tiến hành như sau: Quá trình điện phân dung dịch MnSO4 – H2SO4 có nồng độ MnSO4 200 g/l, nồng độ H2SO4 49 g/l, với mật độ dòng điện anot 1,0 A/dm2, ở 90 oC trong 2 giờ, 4 giờ, 6 giờ, 8 giờ và 10 giờ. Hình 6. Sản phẩm MnO2 điện giải Hình 5 cho thấy: khi tăng thời gian điện phân thì hiệu suất dòng điện của MnO2 giảm, thời gian điện phân càng dài thì tốc độ giảm hiệu suất dòng điện của MnO2 càng tăng. Do phản ứng sinh ra H2SO4, nên nếu thời gian điện phân càng tăng thì nồng độ MnSO4 càng giảm, nên dẫn đến hiệu suất dòng điện của MnO2 giảm. Do đó để tăng hiệu ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 12
  15. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Hình 7. Giản đồ XRD của MnO2 điện giải thuật Hóa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, khi sử dụng MnO2 điện giải làm chất hoạt động cực dương của pin: (+) MnO2/dung dịch NH4Cl/Hg/Hg2Cl2/Cl- (−) Điện cực so sánh (cực âm của pin) là điện cực calomen bão hòa Hg/Hg2Cl2/Cl- có φcb = + 0,241 V, trong quá trình phóng điện điện thế điện cực calomen ít thay đổi . Hình 8. Ảnh SEM của MnO2 điện giải Điện thế MnO2 (V) Hình 8 là ảnh SEM của MnO2 điện giải. Từ 0 Mật độ dòng điện catot (A/dm2) 0.241 0.291 0.341 0.391 0.441 0.491 0.541 0.591 Hình 8 cho thấy: các hạt MnO2 có dạng hình cầu, -0.05 kích thước khá đồng đều trong khoảng 5 - 25 nm. -0.1 Với kích thước nano MnO2, khi kích thước của -0.15 pin không đổi thì có thể tăng được lượng chất hoạt -0.2 động cực dương trong pin hay tăng được dung -0.25 lượng của pin. -0.3 Thành phần hóa học của MnO2 điện giải thu Hình 9. Đường cong phân cực của MnO2 được khi điều chế ở các điều kiện thích hợp của quá 0.591 trình điện phân dung dịch MnSO4 – H2SO4, được Điện thế MnO2 (V) 0.541 0.491 xác định bằng phương pháp ICP, tại Trung tâm 0.441 Phân tích thí nghiệm địa chất, Cục Địa chất và 0.391 Khoáng sản Việt Nam. Kết quả phân tích cho thấy: 0.341 0.291 hàm lượng MnO2 99,99 % lớn hơn tiêu chuẩn MnO2 0.241 điện giải của Oxtraylia [4]. Fe < 0,01 %, K < 0,01 70 80 90 100 110 120 130 140 Thời gian phóng điện (s) %, Ni < 5 ppmm, Co < 5 ppmm, Mo < 5 ppm, Ca < 0,01 %, Mg < 0,01 %, Cu < 5 ppmm, Cr < 5 ppmm, Hình 10. Đường cong phóng điện của MnO2 điện giải V < 5 ppmm, Sn < 10 ppmm đều nhỏ hơn Tiêu Hình 9 và 10 cho thấy khi tăng mật độ dòng chuẩn MnO2 điện giải của Ôxtraylia [4]. điện catot và thời gian phóng điện thì điện thế Hình 9 và 10 là đường cong phân cực và đường phóng điện của MnO2 giảm tuyến tính với mật độ cong phóng điện của MnO2 điện giải được xác dòng điện catot và thời gian phóng điện bắt đầu ở định tại Phòng Thí nghiệm Điện hóa, Viện Kỹ 0,571 V khi đó mật độ dòng catot là 0 A/dm2 tại ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 13
  16. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ thời gian đo là 70 s. Trong khoảng thời gian 0 – TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 s mạch hở hay pin chưa phóng điện, tại đó điện [1] Trần Khiếm Thẩm, Nguyễn Công Tráng, thế cực dương của pin chính là  MnO / Mn 2+ . cb Đinh Thị Vinh, Trần Thị Minh Nguyệt (1998), 2 Nguyên nhân giảm điện thế là do phân cực catot “Sự thay đổi cấu trúc và thành phần của mangan (hay phân cực điện cực dương) của pin. Điện thế đioxit điện giải dưới tác dụng của nhiệt”, Tạp chí phóng điện của MnO2 giảm tuyến tính với mật độ Hóa học, VI, 58 – 60. dòng điện catot và thời gian, nên phân cực catot [2] Hoàng Nhâm (2000), “Hoá vô cơ, Tập 3”, ổn định hay điện thế phóng điện của MnO2 giảm NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. từ từ trong quá trình phóng điện, không có hiện tượng phân cực đột ngột. Khi điện thế phóng điện [3] Peler Kenneth Everett (1976), “Prodution là 0,241 V thì điện thế của pin bằng 0, hay điện of elelrolytic battery active manganese dioxide”, thế cực dương bằng điện thế cực âm. United States Patent 3951765, Apr.20. 4. KẾT LUẬN [4] Akio Era, Takeo Emoto (1975), “Method for continuous prodution of electrolytic Đã xác định được các điều kiện thích hợp của magannese dioxide”, United states Patent quá trình điện phân dung dịch MnSO4 – H2SO4: 3900385, Aug. 19. Nồng độ MnSO4 200 g/l, nồng độ H2SO4 49 g/l, mật độ dòng điện anot 1,0 A/dm2, nhiệt độ điện phân 90 oC. Với điều kiện như trên và khi thời gian điện phân là 2 giờ hiệu suất dòng điện của MnO2 ~ 100%. Xác định cấu trúc, tính chất và thành phần hóa học của MnO2 điện giải: kích thước MnO2 điện giải là 5 - 25 nm, cấu trúc γ-MnO2, hàm lượng 99,99 % MnO2. ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 14
  17. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ GHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ION NO3-, Cl-, SO42-, PO43- TRONG NƯỚC BỀ MẶT XÃ XUÂN HUY - LÂM THAO - PHÚ THỌ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ ĐIỆN DI MAO QUẢN Trần Phúc Nghĩa1*, Nguyễn Minh Quý2, Đặng Ngọc Định2, Bùi Thị Thơi2, Bùi Phương Thảo2, Trần Thị Hạnh2 1 Phòng Quản lý Đào tạo , Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì 2 Khoa Kỹ thuật Phân tích, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì *Email: nghiatp@vui.edu.vn ABSTRACT In this paper, we study determining anions NO3-, Cl-, SO42-, PO43- in surface water by capillary electrophoresis chromatography method, conducted a survey and select anion analysis conditions (NO 3-, Cl-, SO42-, PO43-), use capillary autocouple operation device to optimize factors such as: buffer solution composition is complex Histidin/acetic axit, pH of buffer solution is 4.01, liquid conduction conditions of capillary electrophoresis, such as valve openings, 0.12; the volume of the sample loop is 150 μl, the separation potential is +15 kV, the effect of the anion base is F-, Br-, SCN-; The content of NO3- , Cl-, SO42-, PO43- in the real sample is 1.58 - 2.47 mg/l, 1.25 – 1.38 mg/l, 2.45 – 4.01 mg/l and 1. 93 – 2.90 mg/l. Keywords: Capillary electrophoresis, chromatography, anions, Xuan Huy. 1. GIỚI THIỆU Kiểm nghiệm an toàn Vệ sinh thực phẩm quốc gia. Ô nhiễm nước ở Việt Nam đang là vấn đề thời sự và thu hút sự quan tâm, chú ý của nhiều nhà khoa học Máy phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử trong và ngoài nước, đặc biệt trong bối cảnh luật môi AA-6800 Shimadzu, máy siêu âm, máy đo pH, trường đang được thực thi một cách mạnh mẽ, nhiều máy rung vortex, cân phân tích... công ty xả thẳng nước thải chưa xử lý ra môi trường 2.2. Hóa chất gây ô nhiễm nghiêm trọng. Trong khi nước bề mặt sử dụng trong sinh hoạt, nông nghiệp…ngày càng Chất hoạt động bề mặt CTAB C19H42BrN (pA, được quan tâm [1]. Fluka); Kiềm dạng viên NaOH (pA, Merck); Axit axetic 100% (pA, Merck); Đệm CAPS Trong số các chỉ tiêu nước mặt thì các chỉ tiêu C9H19NO3S (pA, Sigma); Axit amin L-Histidin anion như SO42-, NO3-, PO43-, Cl- cần được giám sát (His) C6H9N3O2 (pA, Fluka); Muối NaNO3, định kì một cách nghiêm ngặt để đảm bảo chất lượng Na2SO4 (pA, Fluka); Muối KCl, muối nước đến người sử dụng. Việc xác định các chỉ tiêu Na2HPO4.2H2O (Merck). này được thực hiện bằng nhiều phương pháp hiện đại như phương pháp quang phổ, phương pháp sắc ký... 2.3. Lấy mẫu và xử lý mẫu Tuy nhiên, vì số lượng các chỉ tiêu cần được xác định Mẫu nghiên cứu là nước bề mặt tại các khu vực nhiều nên việc phân tích từng chỉ tiêu bằng phương thuộc địa phận xã Xuân Huy và nước sông Hồng. pháp quang là tốn kém nhân lực, thời gian và kinh Các mẫu được lấy và tiến hành phân tích nhanh phí. Việc nghiên cứu, phát triển quy trình phân tích trong vòng một ngày, cụ thể như: Mẫu K1 (Khu các anion trong mẫu nước mặt và ứng dụng trong 1, nước sông Hồng); mẫu K3 (Khu 3, nước quan trắc chất lượng nước mặt sử dụng hệ thiết bị ruộng); mẫu K6 (Khu 6, nước ở hồ thủy lợi). Mẫu điện di mao quản xách tay cho phép phân tích đồng lấy về được lọc bỏ tạp chất và cặn, rung siêu âm thời các anion có ý nghĩa lớn cho việc kiểm soát chất trong khoảng 30 phút, lọc lại bằng màng lọc 0,2 lượng nước, cũng giúp các cơ quan chức năng trong μm. quá trình giám sát chất lượng môi trường và đưa ra dự báo trong sản xuất nông nghiệp [2]. Do đó, chúng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN tôi chọn phương pháp sắc ký điện di mao quản để 3.1. Khảo sát các điều kiện phân tích anion nghiên cứu xác định các anion trong nước bề mặt xã (Cl-, NO3-, SO42-, PO43-) Xuân Huy – Lâm Thao – Phú Thọ. 3.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của hệ dung dịch 2. THỰC NGHIỆM đệm điện di 2.1. Dụng cụ, thiết bị Thành phần của dung dịch đệm điện di là một Máy điện di mao quản tích hợp với detecto đo trong những yếu tố quan trọng nhất quyết định độ dẫn không tiếp xúc theo kiểu tụ điện tại Viện hiệu quả tách của phép phân tách bằng phương ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 15
  18. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ pháp điện di. Chúng tôi đã khảo sát bốn hệ đệm 3.2. Khảo sát các điều kiện dẫn lỏng của hệ khác nhau gồm Tris/Mops, Mes/His, Mops/His và điện di mao quản tự động để phân tích đồng His/Ace. Kết quả thu được điện di đồ thể hiện thời các anion Cl-, SO42-, NO3-, PO43- trong Hình 1. 3.2.1. Khảo sát lựa chọn sự thay đổi độ mở van chia Khi giữ cố định các điều kiện phân tích khác như điện thế tách +15 kV; mao quản chiều dài 60 cm, chiều dài hiệu dụng 47 cm, đường kính trong 50 μm; thời gian bơm mẫu vào mao quản 10 giây và chiều dài vòng mẫu 100 μl và thay đổi độ mở của van chia ở các giá trị là 0,07; 0,10; 0,12; 0,14 và 0,17. Kết quả ghi điện di đồ thể hiện trong Hình 3. Hình 1. Điện di đồ phân tích các anion (Cl-, SO42-, NO3-, PO43-) sử dụng các hệ đệm Nồng độ của các ion Cl-, SO42-, NO3-, PO43- lần lượt là (3,55 mg/l Cl-, 6,20 mg/l NO3-, 9,61 mg/l SO42- và 23,75 mg/l PO43-). Từ điện di đồ, so sánh các kết quả chúng tôi thấy hệ hệ đệm His/Ace cho tín hiệu có cường độ lớn đồng thời tín hiệu các píc rõ ràng tách rờii nhau trong khi không có tín hiệu Hình 3. Ảnh hưởng của van chia dòng gây nhiễu. Vì vậy các nghiên cứu về sau lựa chọn Từ các kết quả khảo sát, thấy rằng cả độ phân hệ đệm His/Ace . giải giữa các pic và diện tích píc tương ứng không 3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH dung dịch thay đổi đáng kể khi thay đổi độ mở của van chia đệm tới sự phân tách pic của các ion từ 0,7 đến 0,17. Ở giá trị độ mở van chia 0,12 thì đường nền thu được là ổn định nhất, hình ảnh điện Tiến hành khảo sát kh thay đổi pH của hệ đệm di đồ thu được tốt. Do vậy sẽ lựa chọn độ mở của His/Ace ở các giá trị pH là 3,43; 3,75; 4,01; 4,1 van chia ở 0,12. và 4,3. Kết quả thu được thể hiện trên điện di đồ trong Hình 2. 3.2.2. Khảo sát sự thay đổi thể tích vòng mẫu Để nghiên cứu ảnh hưởng của thể tích vòng mẫu đến sự phân tách giữa các píc và diện tích píc của các chất. Chúng tôi cố định các điều kiện đo và thay đổi thể tích của vòng mẫu từ 75; 100; 125; 150; 175 μl. Kết quả khảo sát được thể hiện trên Hình 4. Hình 2. Điện di đồ phân tích mẫu ở pH khác nhau Căn cứ vào điện di đồ Hình 2 chúng tôi thấy rằng pH = 4,01 là giá trị pH phù hợp cho mục tiêu phân tích các ion và đặc biệt với PO43- đồng thời vẫn duy trì độ phân giải giữa các pic. Hình 4. Ảnh hưởng của thể tích vòng mẫu ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 16
  19. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Từ kết quả phân tích cho thấy khi thể tích vòng mẫu càng tăng thì diện tích của các píc tương ứng của các chất phân tích càng tăng. Và khi thể tích vòng mẫu là 150 μl so với khi thể tích vòng mẫu là 175 μl không có thay đổi đáng kể nào. Chứng tỏ thể tích vòng mẫu vào khoảng 150 μl đã nằm vào vùng bão hòa. Do đó, thể tích vòng mẫu 150 μl là giá trị được chọn và giữ cố định để khảo sát các yếu tố khác trong nghiên cứu này. 3.2.3. Khảo sát sự thay đổi điện thế tách Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của điện thế Hình 6. Ảnh hưởng của anion Br- tách đến sự phân tách píc của các chất. Vẫn giữ cố định các điều kiện đã tối ưu, thay đổi điện thế Kết quả phân tích thấy tín hiệu của Br- ở các tách từ :+7; +10; +13; +15; +17; +20 và +25 kV. nồng độ 0 mg/l, 0,8 mg/l; 2,4 mg/l thì tách tốt và Kết quả khảo sát thu được điện di đồ thể hiện ở ở các nồng độ cao hơn thì có hiện tượng trùng Hình 5. chân pic. Do vậy, các điều kiện phân tích đã lựa chọn có thể áp dụng được để phân tích các mẫu nước có chứa Br- khi nồng độ thấp hơn 4 mg/l. b. Ảnh hưởng của anion F- Chúng tôi cố định các điều kiện đo như ban đầu. Nồng độ F- thêm vào mẫu chuẩn lần lượt từ 0 mg/l đến 4 mg/l. Kết quả được chỉ ra trên điện di đồ Hình 7. Hình 5. Ảnh hưởng của điện thế tách Dựa vào điện di đồ ta thấy điện thế áp vào hai đầu mao quản càng lớn thì thời gian chất phân tích được rửa giải ra càng ngắn điều này đồng nghĩa với việc thời gian phân tích càng ngắn. Từ kết quả Hình 7. Ảnh hưởng của anion F- phân tích ta thấy để dung hòa giữa các ưu điểm và nhược điểm chúng tôi quyết định lựa chọn điện Kết quả phân tích cho thấy anion F- không ảnh thế tách +15 kV cho các thí nghiệm tiếp sau. hưởng đến quá trình phân tích. Đồng thời khi thêm anion F- tín hiệu đường nền không bị nhiễu, 3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của anion nền độ phân giải của các pic cao, có thể sử dung F- a. Ảnh hưởng của anion Br- làm chất trợ nền để phân tích. Nồng độ của các ion chất phân tích được giữ c. Ảnh hưởng của các anion SCN- cố định như sau: Cl- 3,5 mg/l; NO3- 1,4 mg/l; Khảo sát ảnh hưởng của anion SCN- đến phép SO42- 3,2 mg/l và PO43- 6,2 mg/l. Điện di đồ phân phân tích các anion nghiên cứu bằng cách giữ cố tích dung dịch chuẩn chứa các ion phân tích trong định nồng độ của các anion như sau: Cl- 3,5 mg/l; nền mẫu không chứa Br- và mẫu chứa Br- ở các NO3- 1,4 mg/l; SO42- 3,2 mg/l và PO43- 6,2 mg/l nồng độ 0 mg/l; 0,8 mg/l; 2,4 mg/l; 4 mg/l; 5,6 và phân tích dung dịch chuẩn có chứa SCN- với mg/l; 8 mg/l. Kết quả thu được trên điện di đồ các nồng độ 0,58 mg/l; 1,74 mg/l; 2,9 mg/l; 11,6 Hình 6. ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 17
  20. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ mg/l và không chứa SCN-. Kết quả điện di đồ thu và SO 4 2- giảm. Do vậy, các điều kiện phân được trên Hình 8. tích đã lựa chọn có thể áp dụng được để phân tích các mẫu nước có chứa SCN - có nồng độ thấp hơn 11,6 mg/l trong nền mẫu. 3.3. Phân tích mẫu thực tế Sau khi tiến hành nghiên cứu, khảo sát các điều kiện đo, chúng tôi tiến hành phân tích mẫu thực tế, cụ thể các mẫu: K1; mẫu K3; mẫu K6 được xử lý trước khi phân tích. Hút chính xác 1,00 ml mỗi mẫu cho vào bình định mức 5 ml và pha loãng bằng nước cất siêu tinh khiết. Lượng thể tích dung dịch các chất chuẩn thêm vào lần lượt 0,1 ml; 0,2 ml; 0,4 ml với nồng độ các chất Cl - , NO 3 - , Hình 8. Ảnh hưởng của anion SCN- SO 4 2- , PO 4 3- lần lượt là (5 mg/l, 7 mg/l, 10 mg/l). Sau đó định mức bằng nước cất siêu Từ các điện di đồ thu được thấy rằng SCN - tinh khiết. Xác định các ion bằng kỹ thuật ở nồng độ 11,6 mg/l có ảnh hưởng đến tín thêm tiêu chuẩn. Kết quả phân tích thu được hiệu và diện tích píc của các anion Cl - ; NO 3 - thể hiện trong Bảng 1. Bảng 1. Kết quả diện tích pic đối với các mẫu thực tế Nồng độ mg/L Diện tích píc của mẫu (mauV.s) Cl- , NO3- , Mẫu Cl- NO3- SO42- PO43- SO42- , H2PO4- 0 0,032 0,065 0,026 0,012 5 0,084 0,147 0,096 0,041 K1 7 0,105 0,172 0,12 0,058 10 0,141 0,228 0,168 0,074 0 0,022 0,053 0,029 0,018 5 0,065 0,131 0,108 0,045 K3 7 0,093 0,162 0,129 0,063 10 0,121 0,202 0,178 0,082 0 0,037 0,068 0,019 0,015 K6 5 0,089 0,149 0,085 0,052 7 0,112 0,182 0,114 0,061 10 0,148 0,239 0,159 0,079 Dựa vào phương trình hồi qui của phương yếu tố pha loãng ta tính được nồng độ của các pháp thêm tiêu chuẩn đối với các mẫu trên là: chất trong các mẫu thực tế. Kết quả phân tích y = a + bx. Trong thực nghiệm do quá trình mẫu chỉ ra trong Bảng 2. a pha loãng nên => C x = ; C mẫu = 5C x (mg/l) b Như vậy từ phương trình hồi qui cộng thêm ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2020 18
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2