Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
---------------o0o---------------

BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU TRO TRẤU VÀ BIẾN
TÍNH FE(OH)3

GVHD: ThS. Nguyễn Hồng Lương Ngọc
SVTH: Lê Viết
LỚP: 07DHHH2
MSSV: 2004160392

TP. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm khóa luận tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ,
đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cơ, bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Nguyễn Hồng Lương Ngọc, giảng
viên khoa hóa của trường Đại học Cơng nghiệp thực phẩm, người đã tận tình hướng
dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm bài báo cáo.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học cơng

nghiệp thực phẩm nói chung, các thầy cơ trong khoa hóa nói riêng đã dạy dỗ cho em
kiến thức về các môn đại cương cũng như các mơn chun ngành, giúp em có được cơ
sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện,
quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt q trình học tập và hồn thành bài khóa
luận tốt nghiệp.

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc i


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM
TRƯỜNG
TPHCM

ĐH

CNTP

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

Khoa Công Nghệ Hóa Học
Bộ Mơn Cơng Nghệ Hữu Cơ

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT
NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Lê Viết


MSSV: 2004160392

Lớp: 07DHHH2
Ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học
Chun ngành: Hóa vơ cơ
1. TÊN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU TRO TRẤU VÀ BIẾN
TÍNH Fe(OH)3”
2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI: Xác định được các điều kiện thích hợp để điều chế vật liệu
tro trấu phủ sắt hydroxit
3. NỘI DUNG:
3.1. Tổng quan lý thuyết liên quan:
 Giới thiệu về tro trấu
 Tổng quan về Fe(OH)3
 Quy trình tổng hợp vật liệu tro trấu phủ sắt hydroxit
3.2. Thực nghiệm
 Tổng hợp vật liệu tro trấu phủ sắt hydroxit
 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng Fe(OH)3 đến hiệu suất hấp thụ metylen
xanh
 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy đến hiệu suất hấp thụ metylen xanh
 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hiệu suất hấp thụ metylen xanh
4. KẾT QUẢ DỰ KIẾN
 Tổng hợp thành công vật liệu tro trấu phủ sắt hydroxit
 Tìm được điều kiện thích hợp để tổng hợp vật liệu tro trấu phủ sắt hydroxit

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc ii


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

5. NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH BÁO CÁO:
Bài báo cáo được trình bày bao gồm 3 phần chính:
 Chương 1: Tổng quan
 Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
 Chương 3: Kết quả và thảo luận
6. Ngày giao: 10/5/2020
7. Ngày hoàn thành: 20/08/2020
8. Ngày nộp: 28/08/2020
9. Ngày bảo vệ: 05/09/2020
Tp.HCM, ngày 28 tháng 08 năm 2020
TRƯỞNG BỘ MƠN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Lê Hồi Lam

Nguyễn Hồng Lương Ngọc

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc iii


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH

ĐƠN VỊ: KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

BỘ MƠN: CƠNG NGHỆ HỮU CƠ

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Năm học: 2019 - 2020
Sinh viên thực hiện khóa luận: Lê Viết
………………
Lớp: 07DHHH2

Ký

tên:

MSSV: 2004160392

Ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học
Chun ngành: Hóa vơ cơ
Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Hồng Lương Ngọc
Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu tro trấu và biến tính Fe(OH)3

STT

Ngày

Nội dung hướng dẫn

01

10/05/2020


Đăng kí đề tài khóa luận.

02

11/05/2020

Xây dựng đề cương khóa luận
gửi bộ bộ mơn nhận xét.

03

15/05/2020

Chỉnh sửa nội dung đề cương
khóa luận theo góp ý của bộ
mơn.

04

17/05/2020

Nghe hướng dẫn viết báo cáo
khóa luận, xây dựng mục lục
báo cáo khóa luận.

05

20/05/2020

06


01/06/2020

Sửa nội dung chương 1: tổng
quan.
Xây dựng kế hoạch lạm thực
nghiệm.
Mua hóa chất, dụng cụ

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc iv

GVHD nhận xét
và ký tên


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

07

03/06/2020

Thu gom và chuẩn bị nguyên
liệu (tro trấu)

08

15/06/2020


Xử lý vật liệu

09

17/06/2020

Tổng hợp vật liệu tro trấu

10

07/07/2020

Tìm được điều kiện tối ưu để
tổng hợp vật liệu

10/07/2020

Khảo sát ảnh hưởng Fe(OH)3
đến hiệu suất hấp thụ metylen
xanh

17/07/2020

Khảo sát ảnh hưởng của thời
gian khuấy đến hiệu suất hấp thụ
metylen xanh

13

05/08/2020


Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ
sấy đến hiệu suất hấp thụ
metylen xanh

14

10/08/2020

Chỉnh sửa phần tổng quan và
viết phần nội dung thực nghiệm

15

12/08/2020

Chỉnh sửa phần thực nghiệm và
viết phần kết quả thực nghiệm

18/08/2020

Chỉnh sửa phần kết quả thực
nghiệm và viết phần kết luận và
kiến nghị

17

19/08/2020

Chỉnh sửa phần kết luận và kiến

nghị, xem xét lại toàn bộ nội
dung của bài

18

20/08/2020

Chỉnh hình thức, lỗi chính tả cho
bài báo cáo

19

22/08/2020

11

12

16

Tiếp tục hồn thiện các phần nội
dung và hình thưc mà giáo viên
đã chỉnh sửa

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc v


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

20


28/86/2020

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

Hoàn thiện và nộp báo cáo cho
giáo viên hướng dẫn

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc vi


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

NHẬN XÉT/ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Sinh viên thực hiện: Lê Viết

MSSV: 2004160392

Nhận xét:
………………………………………………………………………………….
…..………………………………………………………………………………
………..…………………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………

……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
Điểm đánh giá:
Ngày………tháng………năm 2020
Giáo viên phản biện

(ký tên, đóng dấu, ghi rõ họ và tên)

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc vii


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

NHẬN XÉT/ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Sinh viên thực hiện: Lê Viết

MSSV: 2004160392

Nhận xét:
………………………………………………………………………………….
…..………………………………………………………………………………
………..…………………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………

……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
……………..……………………………………………………………………
Điểm đánh giá:
Ngày………tháng………năm 2020
Giáo viên phản biện

(ký tên, đóng dấu, ghi rõ họ và tên)

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc viii


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP...........................................ii
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN................................................................iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU...........................................................................................x
DANH MỤC HÌNH......................................................................................................xi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.....................................................................................xiii
LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................xiv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................1

1.1. Giới thiệu về tro trấu...........................................................................................1
1.1.1. Sơ lược về tro trấu........................................................................................1
1.1.2. Tính chất của tro trấu....................................................................................2
1.1.3. Ưu và nhược điểm của tro trấu.....................................................................2
1.1.4. Ứng dụng của tro trấu...................................................................................3
1.1.5. Thị trường tiêu thụ tro trấu...........................................................................9
1.1.6. Tình hình nghiên cứu tro trấu.....................................................................11
1.2. Tổng quan về Fe(OH)3......................................................................................12
1.2.1. Định nghĩa..................................................................................................12
1.2.2. Tính chất của Fe(OH)3................................................................................12
1.2.3. Ứng dụng của Fe(OH)3...............................................................................13
1.2.4. Điều chế Fe(OH)3.......................................................................................13
1.3. Phương pháp để tổng hợp vật liệu nano............................................................13
1.3.1 Phương pháp từ trên xuống (top - down).....................................................13
1.3.2 Phương pháp từ dưới lên (bottom - up)........................................................14
1.4. Một số ứng dụng của vật liệu nano....................................................................15
1.5. Silica.................................................................................................................16
1.5.1. Khái niệm..................................................................................................16
1.5.2. Các dạng thù hình của silica.......................................................................16
1.6. Nano silica.........................................................................................................18
1.6.1. Khái niệm...................................................................................................18
1.6.2. Ứng dụng của hạt nano silica......................................................................18
1.7. Các phương pháp tổng hợp nano silica..............................................................20
1.7.1. Phương pháp sol - gel.................................................................................20
1.7.2. Phương pháp kết tủa...................................................................................20
1.7.3. Phương pháp lắng đọng hơi hóa học...........................................................21
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................22

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc ix



Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

2.1. Nội dung nghiên cứu.........................................................................................22
2.1.1. Phương pháp tổng hợp vật liệu tro trấu phủ sắt (III) hidroxit.....................22
2.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng Fe(OH)3.............................................25
2.1.3. Khảo sát thời gian khuấy............................................................................26
2.1.4. Khảo sát nhiệt độ sấy..................................................................................26
2.1.5. Xác định các đặc trưng của vật liệu tro trấu phủ nhôm hidroxit.................26
2.2. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................26
2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X........................................................................26
2.2.2. Phương pháp SEM......................................................................................28
2.3. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT..........................................................29
2.3.1. Thiết bị - Dụng cụ.......................................................................................29
2.3.2. Hóa chất......................................................................................................29
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................30
3.1. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu RHA/Fe(OH)3....................................................30
3.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng Fe(OH)3.................................................30
3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng thời gian khuấy từ......................................................31
3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian sấy................................................................33
3.2. Xác định các đặc trưng của vật liệu RHA/Fe(OH)3...........................................34
3.2.1. Thành phần pha của vật liệu.......................................................................34
3.2.2 Hình thái và kích thước hạt của vật liệu.......................................................37
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................40

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc x



Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1. Các thành phần oxit trong trấu.......................................................................2
Bảng 1.2. Bảng tính chất hóa học của một số loại phân hữu cơ (%)..............................4
Bảng 1.3. Tro trấu Carbon thấp....................................................................................10
Bảng 1.4 Tro trấu Carbon cao......................................................................................10
Bảng 1.5. Tro trấu Carbon trung bình..........................................................................11
Bảng 3.1. Hiệu suất hấp thụ metylen xanh của vật liệu tro trấu phủ Fe(OH) 3 ảnh hưởng
bởi hàm lượng Fe2O3....................................................................................................29
Bảng 3.2. Hiệu suất hấp thụ metylen xanh của vật liệu tro trấu phú Fe(OH) 3 ảnh hưởng
bởi thời gian khuấy từ..................................................................................................31
Bảng 3.3. Hiệu suất của vật liệu RHA/Fe(OH) 3 khi khuấy ở các mốc thời gian khác
nhau............................................................................................................................. 32

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc xi


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Hình ảnh tro trấu............................................................................................1
Hình 1.2. Bón tro cho cây trồng.....................................................................................3

Hình 1.3. Tro trấu kết hợp xơ dừa..................................................................................4
Hình 1.4. Ảnh mơ hình lọc nước bằng than tro trấu.......................................................6
Hình 1.5. Tro trấu trộn bê tơng......................................................................................9
Hình 1.6. Fe(OH)3........................................................................................................12
Hình 1.7. Phương pháp từ trên xuống..........................................................................14
Hình 1.8. Phương pháp từ dưới lên..............................................................................15
Hình 1.9. Thạch anh alpha...........................................................................................16
Hình 1.10. Tridimit......................................................................................................17
Hình 1.11. Cristobali....................................................................................................17
Hình 1.12. Quá trình tổng hợp bột silica từ TEOS.......................................................19
Hình 1.13. Nguyên lí tạo silica bằng phương pháp CVC.............................................20
Hình 2.1. Tro trấu (RHA) được cho vào NaOH khuấy từ............................................21
Hình 2.2. Dung dich sau khi lọc cho HCl vào ra kết tủa trắng.....................................22
Hình 2.3. Kết tủa đem lọc chân khơng và rửa..............................................................22
Hình 2.4. Vật liệu RHA sau khi sấy.............................................................................23
Hình 2.5. Quy trình tổng hợp RHA/Fe(OH)3...............................................................24
Hình 2.6. Sự nhiễu xạ khi chiếu chùm tia X vào mặt phẳng tinh thể...........................26
Hình 2.7. Kính hiển vi điện tử quét SEM.....................................................................28
Hình 3.1. Hiệu suất hấp thụ metylen xanh của vật liệu tro trấu phú Fe(OH) 3 ảnh hưởng
bởi hàm lượng Fe2O3....................................................................................................30

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc xii


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

Hình 3.2. Hiệu suất của vật liệu RHA/Fe(OH) 3 khi khuấy ở các mốc thời gian khác
nhau............................................................................................................................. 31

Hình 3.3. Hiệu suất của vật liệu RHA/Fe(OH) 3 khi sấy ở các mốc thời gian khác nhau
..................................................................................................................................... 33
Hình 3.4. Giản đồ XRD của mẫu tro trấu chưa nung...................................................34
Hình 3.5. Giản đồ XRD của mẫu tro nấu nung ở 700° C..............................................35
Hình 3.6. Giản đồ XRD của mẫu A3...........................................................................35
Hình 3.7. Ảnh chụp sem tro trấu vật liệu RHA/Fe(OH)3.............................................36

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc xiii


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
STT

Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

1

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

2

RHA


Vật liệu tro trấu

3

BTCLSC

Bê tông chất lượng siêu cao

4

SEM

Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope)

5

TEM

Kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy)

6

XRD

Nhiễu xạ tia X (X- Ray Diffraction)

7

EDX


Phổ tán xạ năng lượng tia X (Energy Dispersive X-Ray)

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc xiv


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

LỜI MỞ ĐẦU
Thiên nhiên đã ban tặng cho con người một nguồn tài ngun vơ cùng q giá
đó là nước. Cũng như khơng khí và ánh sáng, nước khơng thể thiếu được trong đời
sống con người. Trong quá trình hình thành sự sống trên Trái Đất thì nước và mơi
trường nước đóng vai trị rất quan trọng trong q trình trao đổi chất, sản xuất công
nghiệp, phục vụ cho mục đích sinh hoạt, nâng cao đời sống tinh thần cho người dân.
Tuy nhiên bên cạnh việc khai thác tiềm năng của nước thì vấn đề ơ nhiễm mơi trường
cần được xã hội quan tâm nhiều hơn.
Ngày nay cùng với sự phát triển của xã hội và khoa học công nghệ thì chất
lượng cuộc sống của con người ngày càng được chú trọng và nâng cao. Trong đó vấn
đề sức khỏe con người là điều quan tâm hàng đầu của toàn nhân loại. Vào những năm
đầu thập kỷ 90 của thế kỷ 20 và cho đến thế kỷ 21 vấn đề ô nhiễm môi trường nước là
mối quan tâm đặc biệt trên toàn thế giới.
Ở Việt Nam hiện nay tro trấu là nguồn phế phẩm nông nghiệp dồi dào, người
dân thường tận dụng vỏ trấu để làm chất đốt vì nó là nguồn nguyên liệu rất rẻ tiền và
phổ biến. Sau khi đốt, tro trấu chứa silic đioxit và cacbon hoạt tính ở dạng vơ định
hình, cấu trúc lỗ xốp có hoạt tính cao nên chúng có khả năng hấp phụ tốt. Việc sử dụng
vỏ trấu làm vật liệu hấp phụ các chất ơ nhiễm trong mơi trường nước có thể giải quyết
được lượng phế thải hàng năm của nước ta. Đặc biệt, tro trấu được phủ sắt hydroxit là
vật liệu hấp phụ trong môi trường nước rất tốt. Xuất phát từ những lý do nêu trên,

chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ tro trấu và
biến tính với Fe(OH)3” để mọi người hiểu thêm về tro trấu và những lợi ích tro trấu
mang lại.

1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Sử dụng nguồn phế thải tro trấu nông nghiệp rất lớn ở Việt Nam để tổng hợp
vật liệu phủ sắt hydroxit, cũng như góp phần tạo ra vật liệu hấp thụ trong môi trường
nước.

2. Mục tiêu nghiên cứu
GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc xv


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

Xác định được các điều kiện thích hợp để điều chế vật liệu tro trấu phủ sắt
hidroxit.

3. Đối tượng nghiên cứu
Tro trấu được lấy từ Ấp Hậu Hoa, xã Hậu Thành, Cái Bè, Tiền Giang.

4. Phạm vi nghiên cứu
Tiến hành làm thí nghiệm trong 2 tháng để điều chế vật liệu tro trấu phủ sắt
hydroxit trong phịng thí nghiệm. Điều chế vật liệu phủ sắt hydroxit ở các nồng độ
khác nhau để tạo ra vật liệu tốt nhất.

5. Tính mới của đề tài
Mặc dù việc sử dụng nguồn trấu dồi dào từ phế thải của ngành nông nghiệp để

tổng hợp vật liệu tro trấu phủ sắt hidroxit cũng thu hút các nhà khoa học trên thế giới
quan tâm nghiên cứu, song vấn đề này lại được nghiên cứu nhiều trong nước. Mặc dù
việc sử dụng nguồn trấu dồi dào từ phế thải của ngành nông nghiệp để tổng hợp vật
liệu tro trấu phủ sắt hidroxit.

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc xvi


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về tro trấu
1.1.1. Sơ lược về tro trấu
Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa và được tách ra trong quá trình xay xát.
Thành phần hóa học của vỏ trấu thay đổi theo loại thóc, mùa vụ canh tác, thổ nhưỡng
của từng vùng miền. Nhưng hầu hết trong vỏ trấu chứa trên 75% chất hữu cơ dễ bay
hơi sẽ cháy trong quá trình đốt và khoảng 25% còn lại chuyển thành tro. Vỏ trấu có
kích thước trung bình dài 8-10mm, rộng 2- 3mm và dày 0.2mm. Chất hữu cơ chứa chủ
yếu cellulose, lignin và Hemi - cellulose (90%). Lignin chiếm khoảng 25-30% và
cellulose chiếm khoảng 35-40%. Các chất hữu cơ của trấu là các mạch
polycarbohydrat rất dài nên hầu hết các loài sinh vật không thể sử dụng trực tiếp được,
nhưng các thành phần này lại rất dễ cháy nên có thể dùng làm chất đốt. Sau khi đốt,
tro trấu có chứa trên 80% là SiO2, đây là thành phần được sử dụng trong rất nhiều lĩnh
vực. Ở các nước sản xuất gạo như Nhật Bản, Trung Quốc, Thái Lan…vỏ trấu được tận
dụng tối đa và được ứng dụng để tạo ra nhũng vật phẩm có giá trị khác nhau [1].

Hình 1.1. Hình ảnh tro trấu


GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc 1


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

1.1.2. Tính chất của tro trấu
Trấu sau khi hun sẽ trở thành tro trấu có chữa các chất chính: carbonhydrat và
kali là hai chất giúp cải thiê ̣n đất trồng tốt. Giữ ẩm cho đất. Bởi nó bị phân hủy rất lâu,
nên còn có tác dụng làm tơi xốp đất. Ngoài ra còn có các thành phần: Xenlulo 26 35%, Hemi – Xenlulo 18 - 22%, Lignin 25 - 30%, SiO2 20%.
Các thành phần oxit có trong tro được thể hiện qua bảng 1.1. Và chúng có thể
thay đổi tùy thuộc vào giống cây lúa, điều kiện khí hậu, đất đai của từng vùng miền.
Hàm lượng SiO2 trong tro trấu rất cao. Oxit silic được sử dụng trong đời sống
sản xuất rất phổ biến. Nếu tận thu được nguồn SiO 2 có ý nghĩa rất lớn đối với nước ta.
Làm được điều này ta sẽ không cần nhập khẩu SiO 2 và vấn đề ô nhiễm môi trường do
vỏ trấu cũng được cải thiện [2].
Bảng 1.1. Các thành phần oxit trong trấu
Thành phần oxit

Tỷ lệ theo khối lượng (%)

SiO2

80-90

Al2O3

1-2.5


K2O

0.2

CaO

1-2

Na2O

0.2-0.5

1.1.3. Ưu và nhược điểm của tro trấu
1.1.3.1. Ưu điểm của tro trấu
Tro trấu có nhiều ưu điểm tốt cho cây trồng:


Giá thể sạch, tơi xốp.



Vô trùng, không mầm bệnh, vi khuẩn.



Hút và giữ nước, giữ phân tốt



Thống khí tạo điều kiện cho cây sinh trưởng.




Chi phí sản xuất thấp.



Chứa nhiều kali.

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Lương Ngọc 2


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

1.1.3.2. Nhược điểm của tro trấu


Kém dinh dưỡng nên không thể thay thế toàn bộ đất trồng cây.



Hấp thụ nhiệt vì có hàm lượng carbon cao, khơng tốt cho rễ cây trồng.
Ngồi ra, tro trấu nếu khơng xử lý kĩ, sẽ có tạp chất gây hại cho cây trồng. Đây

là mô ̣t trong những kinh nghiê ̣m mà nhiều người đã trồng cây cho hay. Vì nếu xử lý
tro trấu không đúng cách, cây không những không phát triển, mà còn bị lụi dần đi, sức
đề kháng kém.
1.1.4. Ứng dụng của tro trấu

1.1.4.1. Ứng dụng của tro trấu trong nông nghiệp
a) Cung cấp dinh dưỡng cho cây
Tro chứa nito dạng hợp chất, trong tro chứa 30 nguyên tố như: K, Ca, Mg, Fe,
P, S, B, ... Tro trấu có tác dụng làm tơi xốp đất, kích thích cho những sinh trùng có lợi
trông trồng trọt: giun nhờ đó, đất sẽ tơi xốp hơn và cung cấp chất dinh dưỡng cho cây.

Hình 1.2. Bón tro cho cây trồng

b) Tăng cường trao đổi chất cho cây
Tro trấu kết hợp với xơ dừa tạo nên mô ̣t chất hữu cơ rất tốt cho cây: Không chỉ
làm cho đất tơi xốp, mà tro trấu xơ dừa còn giúp cho sự trao đổi chất tốt hơn.

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc 3


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

Hình 1.3. Tro trấu kết hợp xơ dừa
Bảng 1.2. Bảng tính chất hóa học của một số loại phân hữu cơ (%)
Chi tiêu
Loại phân
Phân trâu
Phân bò
Phân lợn
Phân gà
Phân vịt
Phế phụ phẩm
cây trồng

Lá tre + nước
tiểu
Tro bếp

Số
mẫu

DM

C

N

C:N

P

Ca

Mg

K

14

57.57

11.69

0.64


20.0

0.16

0.41

0.17

0.33

0.95

1
25.3

0.24

0.53

0.37

0.62

1.23

5
20.5

0.38


1.01

0.38

0.54

1.36

5
11.7

0.60

0.84

0.35

0.40

0.51

4
26.7

0.24

1.09

0.28


0.41

1.61

5
26.6

0.17

1.17

0.36

0.39

0.54

9
43.3

0.58

0.72

0.27

0.98

0.25


8
26.8

0.35

1.13

0.35

1.34

8
33
6
5
22
2
5

55.29
54.33
56.09
58.07
51.59
55.69
58.78

17.83
19.15

14.18
10.86
38.82
11.21
3.93

8

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc 4


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

Khi làm đất, trộn 100g tro trấu (1 cốc) trên 1m 2 có thể thay thế 1 thìa kali
sunfat. Khi bón tro trấu, cây được cung cấp thêm Bo, nguyên tố này mọi người hay
quên nhất. Nhiều người khuyên nên bón tro khi xới đất, nhưng theo phương pháp này,
nếu dùng nhiều tro có thể hại đến các vi sinh vật trong đất, nhất là giun tự nhiên, vì tro
tạo ra mơi trường kiềm.
Có thể bón tro trấu ở dạng nước, hịa tan 1 cốc tro vào 1 xơ nước, tưới cho diện
tích 1 – 2m2, dùng như phân bón thúc.
Thường xuyên bón tro trâu cho cây nâng cao kháng thể của chúng biến đổi khí
hậu và bệnh dịch. Lá của cây mà được bón thức bằng tro cũng cứng cáp hơn, rệp và
sâu ăn lá sẽ khó khăn khi ăn chúng.
c) Tro giúp phòng sâu bệnh
Bản thân tro trấu không diệt được sâu bệnh, nhưng tro tạo ra 1 mơi trường “khó
nhằn” cho sâu bệnh, làm cho lá trở nên sần sùi, cứng cáp. Phòng trừ sâu hại, để diệt
vài loại sâu, có thể phun nước chiết để 1 ngày (100g tro trấu trên 10 lít nước).
d) Giúp hạt nảy mầm đều hơn, cây con cứng cáp hơn

Nhiều nhà vườn ngâm hạt bằng nước tro trước khi gieo. Ta có thể pha 2 thìa tro
hịa vào 1 lít nước, sau đó để 2 ngay, gạn nước chiết có thể dùng bón thúc cho hoa quả
và rau, củ, quả.
1.1.4.2. Ứng dụng của tro trấu trong công nghiệp
a) Xử lý các chất ô nhiễm nguồn nước và nước thải
Ở Việt Nam hiện nay tro trấu là nguồn phế phẩm nông nghiệp dồi dào, người
dân thường tận dụng vỏ trấu để làm chất đốt vì nó là nguồn ngun liệu rất rẻ tiền và
phổ biến. Sau khi đốt, tro trấu chứa silic đioxit và cacbon hoạt tính ở dạng vơ định
hình, cấu trúc lỗ xốp có hoạt tính cao nên chúng có khả năng hấp phụ tốt. Việc sử dụng
vỏ trấu làm vật liệu hấp phụ các chất ô nhiễm trong môi trường nước có thể giải quyết
được lượng phế thải hàng năm của nước ta. Đặc biệt, tro trấu được phủ sắt hydroxit là
vật liệu hấp phụ asen trong môi trường nước rất tốt [4].

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc 5


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

Hình 1.4. Ảnh mơ hình lọc nước bằng than tro trấu
b) Là phụ gia siêu dẻo tới tính chất của hồ, vữa và bê tông
 Đối với xi măng
Do cấu trúc xốp và tỷ diện tích bề mặt lớn của các hạt, tro trấu làm tăng độ dẻo
tiêu chuẩn của hồ xi măng khi sử dụng làm phụ gia khoáng hoạt tính trong xi măng.
Lượng dùng phụ gia đưa vào càng nhiều, độ dẻo tiêu chuẩn của hồ xi măng càng tăng,
nhất là khi hàm lượng tro trên 40%.
Tro trấu rút ngắn thời gian bắt đầu đông kết và kéo dài thời gian đông kết của
hồ xi măng. Nhưng hàm lượng tro đến 60% xi măng vẫn đạt các yêu cầu về thời gian
đông kết theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6017: 1995 [3].

 Đối với vữa xi măng
Tro trấu làm tăng lượng nước nhào trộn cần thiết để vữa xi măng đạt tính cơng
tác như vữa đối chứng. Tương tự, để giữ nguyên tỷ lệ N/CKD, lượng phụ gia siêu dẻo

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc 6


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

cũng tăng lên khi tăng hàm lượng tro trấu trong chất kết dính. Chỉ nên sử dụng với
hàm lượng < 30%, vì trên giới hạn này lượng nước tiêu chuẩn của vữa xi măng tro trấu
tăng đột biến.
Cường độ của vữa xi măng tro trấu bằng hoặc cao hơn chút ít so với cường độ
vữa đối chứng có cùng độ bẹt khi hàm lượng tro trấu < 15%, và thấp hơn khi hàm
lượng này vượt quá 15%.
Khi phối hợp với phụ gia siêu dẻo, tro trấu làm tăng đáng kể cường độ của vữa
xi măng tro trấu có cùng tỷ lệ N/CKD như vữa xi măng đối chứng. Lượng tro có thể
tăng lên đến 60% mà khơng làm giảm cường độ so với mẫu đối chứng. tuy nhiên khi
đó cần phải tăng lượng phụ gia siêu dẻo một cách tương ứng [3].
 Đối với bê tông
Khi thay thế một phần xi măng bằng tro trấu và phối hợp với phụ gia siêu dẻo,
cường độ của bê tông tro trấu cao hơn so với bê tông đối chứng. Với tỷ lệ N/CKD =
0,3 và hàm lượng tro 25%, có thể đạt được cường độ 1000 daN/cm2 ở 28 ngày.
Bê tông tro trấu có tốc độ phát triển cường độ nhanh hơn bê tông đối chứng.
Tro trấu làm giảm hệ số thấm nước của bê tông 5 lần so với bê tông đối chứng
có tỷ lệ N/CKD = 0,55. Khi phối hợp sử dụng với phụ gia siêu dẻo và giảm tỷ lệ
N/CKD cịn 0,3 thì bê tơng tro trấu hồn tồn không thấm nước sau 14 ngày dưới áp
suất nước 27,5 atm.

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự phối hợp giữa phụ gia siêu dẻo và tro trấu đã
nâng cao đáng kể chất lượng của vữa và bê tông. Điều này góp phần quan trọng trong
việc phát triển và ứng dụng của hai loại phụ gia này trong chế tạo bê tông chất lượng
cao [3].
c) Thay thế xi măng trong chế tạo bê tông chất liệu siêu cao
Bê tông chất lượng siêu cao (BTCLSC) là loại bê tơng có độ chảy cao, cường
độ nén rất cao (thường lớn hơn 150 MPa), cường độ uốn lớn (khi sử dụng cốt sợi), độ
thấm thấp và độ bền cao. Sự ra đời của bê tông chất lượng siêu cao đã đánh dấu một
bước ngoặt trong công nghệ bê tông với các tính chất đặc biệt về cường độ, độ bền, và

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Lương Ngọc 7


Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học

độ ổn định thể tích. Các nghiên cứu phát triển và ứng dụng loại bê tông này được bắt
đầu từ năm 1980 của thế kỷ 20 và kể từ đó loại bê tông này đã được áp dụng ở một số
nước phát triển như dùng cho các cấu kiện đúc sẵn, dùng để chế tạo các dầm cầu đúc
sẵn, các tấm lát mặt cầu, chế tạo các silo hoặc dùng tại chỗ để sửa chữa các kết cấu đã
bị hỏng, dùng cho các cột chịu tải trọng lớn, dùng cho các bể chứa phế thải hạt nhân…
Vật liệu để chế tạo BTCLSC thông thường bao gồm cát quắc với kích thước
khoảng 100-600µm, xi măng, silica fume, nước và phụ gia siêu dẻo. Tuy nhiên, xét
theo khía cạnh nguyên vật liệu cấu thành thì loại bê tơng này có nhược điểm cơ bản đó
là khi chế tạo cần phải sử dụng một lượng lớn silica fume, đây là một sản phẩm có giá
thành cao. Điều này đã hạn chế việc sử dụng silica fume trong chế tạo BTCLSC đồng
thời cũng là động lực cho việc tìm kiếm vật liệu với tính năng tương tự silica fume để
thay thế loại vật liệu này. Trong số phụ gia khống dùng cho bê tơng thì tro trấu được
đánh giá là phù hợp để thay thế silica fume trong BTCLSC. Xét trên khía cạnh tính

chất kỹ thuật, tro trấu có cấu trúc hạt rỗng xốp vì vậy khi sử dụng với hàm lượng lớn
sẽ làm giảm tính công tác, tăng hàm lượng phụ gia siêu dẻo. Tro bay có thành phần
hố học với tổng hàm lượng các ơxyt (SiO 2 + Al2O3+ Fe2O3) lớn hơn 70% (tro bay loại
F theo ASTM C618). Các oxyt hoạt tính này có khả năng phản ứng với sản phẩm thuỷ
hoá của xi măng (phản ứng pozơlanic) tạo ra các sản phẩm dạng CSH có cường độ
cao, bền với mơi trường hơn, đặc biệt tăng khả năng chống ăn mịn cho bê tơng.
Bên cạnh đó, với hình dạng đặc trưng là các hạt hình cầu, mịn (đường kính hạt
trung bình khoảng 9-15μm) nên việc sử dụng tro bay sẽ làm tăng tính dẻo cho hỗn hợp
bê tông, giảm lượng nước nhào trộn, tăng độ đặc cho bê tông, sẽ làm tăng cường độ
cũng như khả năng chống thấm của bê tông. Xét về mặt kinh tế và môi trường, theo
thống kê, hàng năm ước tính các nhà máy nhiệt điện trên cả nước thải ra khoảng 2.3
triệu tấn tro bay, đến năm 2015 sẽ là 5 triệu tấn/năm, điều này sẽ ảnh hưởng rất lớn
đến môi trường. Việc nghiên cứu sử dụng tro bay làm phụ gia khống sử dụng trong
BTCLSC vừa góp phần làm giảm giá thành cho sản phẩm bê tông, giảm ơ nhiễm mơi
trường, góp phần vào mục tiêu phát triển xây dựng bền vững đồng thời vẫn đảm bảo
các tính chất kỹ thuật của BTCLSC [3].

GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Lương Ngọc 8