số 1 2017 - vui.edu.vnvui.edu.vn/uploads/contents/files/s-01-nm-2017compressed.pdf · trong...

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ

ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ ĐẶC BIỆT 2016 1

Số 12017

2


ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ ĐẶC BIỆT 2016

MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ TRƯỜNG

MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ TRƯỜNG

Lễ bảo vệ Đồ án, Khóa luận tốt nghiệp Sinh viên Khoa Công nghệ Môi trường

Lễ bảo vệ Đồ án, Khóa luận tốt nghiệp Sinh viên Khoa Công nghệ Hoá học

Lễ bảo vệ Khóa luận tốt nghiệp Sinh viên Khoa Kỹ thuật Phân tích

Lễ bảo vệ Đồ án tốt nghiệpSinh viên Khoa Công nghệ Thông tin

Lễ bảo vệ Đồ án tốt nghiệp Sinh viên Khoa Điện

Lễ bảo vệ Khóa luận tốt nghiệp Sinh viên Khoa Kinh tế


ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ ĐẶC BIỆT 2016 3

Chịu trách nhiệm xuất bản:NGƯT.TS. Vũ Đình Ngọ

Hiệu trưởng Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì

Ban biên tập:TS. Trần Thị Hằng - Phó trưởng banTS. Nguyễn Minh Tuấn - Phó trưởng ban

• Các thành viên:NGND.GS.TS. Nguyễn Trọng UyểnNGND.TS. Nguyễn Đình HợiGS.TS.Trần Tứ HiếuGS.TS. Ngô Duy CườngTS. Lê Thanh TâmTS. Nguyễn Minh QuýTS. Đào TùngTS. Nguyễn Hồng TháiTS. Lê Hùng CườngTS. Võ Thành PhongTS. Lê Văn Liên

• Trình bày: Kiều Công Chính

Giấy phép xuất bản số 37/GP-XB ĐS do Cục Báo chí - Bộ Thông tin và Truyền thông cấp ngày 27 tháng 03 năm 2017.Ảnh bìa 1: Đồng chí Hoàng Dân Mạc Bí thư Tỉnh ủy, CTHĐND Tỉnh Phú Thọ và đoàn công tác của tỉnh ủy thăm và làm việc với Trường ngày 02/03/2017.- Cơ sở 1: Số 9, đường Tiên Sơn, phường Tiên Cát, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ.- Cơ sở 2: xa Tiên Kiên, huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ. Điện thoại: (84) 210 3829247 / 3848636;Fax: (84) 210 3827306 / 3818867; Website: http://www.vui.edu.vn

Email: [email protected]

TRONG SỐ NÀY

TIN TỨC - SỰ KIỆN

4 Lãnh đạo nhà trường làm việc với đoàn đại biểu Viện Max Planck - Đức

5 Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì bảo vệ thành công Đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ

5 Lãnh đạo Nhà trường làm việc với Công ty Cổ phần Minami Fuji - Nhật Bản

6Hội thảo khoa học “Đào tạo kỹ sư, cử nhân và sau đại học thuộc lĩnh vực kỹ thuật hóa học phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế”

8 Hội thi “Bàn tay vàng Kỹ năng Phân tích” năm 2017

9 Lãnh đạo nhà trường làm việc với Công ty Siemens Việt Nam

KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

10Điều chế TiO2 nano có hoạt tính quang xúc tác trong vùng ánh sáng nhìn thấy và bột màu Fe2O3 từ Inmenit Hà Tĩnh

15 Nghiên cứu xác định hàm lượng kẽm trong một số mẫu chè tươi trên địa bàn tỉnh Phú Thọ

19 Nghiên cứu sử dụng các thành phần của cây keo để xử lý các ion kim loại nặng trong nước thải.

28 Nghiên cứu khả năng chịu va đập của Smartphone Samsung Galaxy s6 Egde Plus

36 Nghiên cứu sự truyền nhiệt biến thiên theo thời gian trong Iphone 6 Plus

43 Nghiên cứu thiết kế khóa cứng Leekc bảo vệ bản quyền phần mềm

TRAO ĐỔI - THẢO LUẬN

47 Xử lý chất thải rắn ngành điện tử

50 Ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy mô hình lớp học đảo ngược

55 Mục tiêu giảng dạy, học tập các môn khoa học Mác - Lênin đối với việc đào tào nguôn nhân lực hiện nay

59 Cách mạng công nghiệp 4.0 và vấn đề đào tạo ky năng mềm cho sinh viên hiện nay

63 Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì không ngừng đầu tư trang thiết bị hiện đại phục vụ đào tạo và NCKH

THÔNG TIN TUYỂN SINH

66 Thông tin tuyển sinh đại học, cao đăng hệ chính quy năm 2017

4


ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 01 NĂM 2017


Trong chuyến công tác tại Việt Nam, sáng ngày 13/02/2017, đoàn đại biểu Viện Max Planck - Cộng hòa Liên Bang Đức, do GS. Morgensterm - Giám đốc Viện Max Planck dẫn đầu đa có buổi đến thăm và làm việc tại Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì. Tham dự buổi tiếp đón về phía Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì có NGƯT. TS. Vũ Đình Ngọ - Hiệu trưởng Nhà trường, các đồng chí trong Ban Giám hiệu, Trưởng các phòng và các khoa chuyên môn của Nhà trường.

Phát biểu tại buổi làm việc, NGƯT.TS.Vũ Đình Ngọ - Hiệu trưởng Nhà trường hoan nghênh chuyến thăm và làm việc của GS. Morgensterm cùng đoàn đại biểu Viện Max Planck. NGƯT.TS.Vũ Đình Ngọ đa giới thiệu tóm tắt về lịch sử phát triển, truyền thống, các ngành và chuyên ngành đang đào tạo của Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì. Riêng ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học và Hóa học đa có hơn 60 năm truyền thống đào tạo. Đồng chí Hiệu trưởng cũng bày tỏ mong muốn đẩy mạnh hợp tác quốc tế với Viện Max Planck trong đào tạo và nghiên cứu khoa học, đặc biệt các lĩnh vực là thế mạnh của Trường.

Trong buổi làm việc, cả hai bên đa trao đổi và thảo luận cơ hội hợp tác về chương trình đào tạo, nghiên cứu khoa học. Các ngành gần với chuyên môn của TViện Max Planck và Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì như: Công nghệ Kỹ thuật Hóa học, Công nghệ Sinh học, Công nghệ Thực phẩm đặc biệt là công nghệ chiết, tách và tinh chế các hợp chất thiên nhiên từ các thảo dược Việt Nam.

GS. Morgensterm đa cám ơn sự tiếp đón nồng hậu, nhiệt tình của lanh đạo Nhà trường đa dành cho đoàn và tin tưởng trong thời gian tới các hoạt động hợp tác giữa Viện Max Planck và Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì sẽ đạt được nhiều kết quả tốt đẹp. Từ chuyến thăm này, hai bên cũng bày tỏ mong muốn thắt chặt hơn nữa quan hệ hợp tác trong thời gian tới.

LÃNH ĐẠO NHÀ TRƯỜNG LÀM VIỆC VỚI ĐOÀN ĐẠI BIỂU VIỆN MAX PLANCK - ĐỨC




5

Ngày 27/2/2017, tại Bộ Công Thương, Hội đồng đánh giá, nghiệm thu đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ đa họp để đánh giá, nghiệm thu 02 đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ Công Thương năm 2016 của Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì: “Nghiên cứu kích thích phát triển quần thể vi sinh vật ứng dụng trong xử lý nước thải bằng muối của axit bis(oxymethyl)phosphinic” của Chủ nhiệm đề tài TS. Vũ Đình Ngọ và “Nghiên cứu chế tạo xi măng chịu nhiệt hệ CaO – MgO – Al2O3 (CMA) từ đolomit và nguyên liệu giàu Al2O3 trong nước” của Chủ nhiệm đề tài TS. Nguyễn Thành Đoàn.

Đề tài “Nghiên cứu kích thích phát triển quần thể vi sinh vật ứng dụng trong xử lý nước thải bằng muối của axit bis(oxymethyl)phosphinic ”đa xây dựng thành công quy trình tổng hợp muối từ axit bis(oxymethyl)phosphinic và quy trình xử lý nước thải sử dụng muối của axit bis(oxymethyl) phosphinic hiệu quả và kinh tế, khi sử dụng muối của axit bis(oxymethyl) phosphinic để kích thích sự phát triển của quần thể vi sinh vật. Đề tài đa được ứng dụng thành công trong xử lý nước thải

tại Trung tâm Thí nghiệm - Thực hành của Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì.

Đề tài “Nghiên cứu chế tạo xi măng chịu nhiệt hệ CaO – MgO – Al2O3 (CMA) từ đolomit và nguyên liệu giàu Al2O3 trong nước” đa chế tạo thành công xi măng chịu nhiệt CMA đạt được các tiêu chuẩn như: thành phần hóa học, thành phần khoáng vật, cường độ nén, độ mịn, thời gian đông kết,... khi sử dụng đôlômit và nguyên liệu giàu Al2O3 trong nước. Đa xây dựng được quy trình công nghệ chế tạo xi măng chịu nhiệt CMA, đa sản xuất thử và sử dụng thử nghiệm xi măng CMA trong lò luyện thép cho kết quả tốt. Đề tài có ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn rất cao, góp phần làm chủ được công nghệ sản xuất xi măng CMA, giảm sự phụ thuộc vào sản phẩm nhập khẩu, giảm giá thành sản phẩm vẫn đảm bảo chất lượng tốt.

Hội đồng đánh giá, nghiệm thu đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ đa nghiệm thu và đánh giá 02 đề tài xếp loại xuất sắc.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ BẢO VỆ THÀNH CÔNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ

LÃNH ĐẠO NHÀ TRƯỜNG LÀM VIỆC VỚI CÔNG TY CỔ PHẦN MINAMI FUJI – NHẬT BẢN

Sáng ngày 16/3/2017, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì đa có buổi tiếp xúc và làm việc với Công ty Cổ phần Minami Fuji - Nhật Bản. Tham dự buổi làm việc về phía Công ty Mina-mi Fuji - Nhật Bản có Ngài Sugiyama Sadahisa - Tổng Giám đốc Công ty và các thành viên trong đoàn. Về phía trường Đại học Công nghiệp Việt Trì có NGƯT.TS.Vũ Đình Ngọ - Hiệu trưởng Nhà trường; các đồng chí trong Ban Giám hiệu; các đồng chí Lanh đạo một số phòng ban chức năng.

Nội dung chính của buổi làm việc là đề xuất những nội dung hợp tác của hai bên trong lĩnh vực đào tạo. Minami Fuji là công ty đứng đầu Nhật Bản về lĩnh vực xây dựng ngoại thất mái và tường ngoài. Ngoài ra, công ty đặc biệt chú trọng đầu tư vào việc đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao có thể làm việc lâu dài ở Nhật với tên gọi “Meister”. Trao đổi với lanh đạo Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì, Ngài Sugiyama Sadahisa đa giới thiệu về mô hình hoạt động và các thành tích nổi bật của Công ty Cổ phần Minami Fuji trong

lĩnh vực đào tạo phát triển nguồn nhân lực. Mong muốn của Công ty là đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao tại Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì.

Phát biểu tại buổi hội đàm tại Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì, NGƯT.TS.Vũ Đình Ngọ đa nhiệt liệt chào mừng chuyến thăm và làm việc của Ngài Sugiyama Sadahisa và các thành viên của Công ty Minami Fuji - Nhật Bản. NGƯT.TS.Vũ Đình Ngọ đa giới thiệu tóm tắt về lịch sử phát triển và truyền thống của trường Đại học Công nghiệp Việt Trì hơn 60 năm qua.

6




Giới thiệu các ngành, các chuyên ngành của Nhà trường đang đào tạo. Đồng thời, đồng chí Hiệu trưởng bày tỏ mong muốn đẩy mạnh hợp tác quốc tế nhất là với Công ty Cổ phần Minami Fuji - Nhật Bản trong giáo dục đào tạo và tạo cơ hội việc làm tại Nhật Bản cho sinh viên của Nhà trường sau khi tốt nghiệp.

Kết thúc buổi làm việc hai bên đa thỏa thuận và thống nhất các vấn đề như sau:

Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì phối hợp với Công ty Minami Fuji - Nhật Bản mở Trung tâm tiếng Nhật để đào tạo cho đối tượng có nhu cầu học tiếng Nhật làm ở các Công ty Nhật tại Việt Nam;

Dạy tiếng Nhật và kỹ năng mềm (kỹ năng giao tiếp, kỹ năng làm việc, chuyên môn…) cho sinh viên tốt nghiệp đại học để sang Nhật làm việc trong thời hạn Visa tối thiểu 10 năm, các chế độ ưu đai như người nhật. Miễn toàn bộ kinh phí đào tạo.

Ngày 31/3/2017, tại Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì, Hội Hóa học Việt Nam, Hội Khoa học Kỹ thuật Phân tích Hóa, Lý và Sinh học Việt Nam và Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì đa phối hợp tổ chức thành công Hội thảo Khoa học với chủ đề “Đào tạo kỹ sư, cử nhân và sau đại học thuộc lĩnh vực Hóa học phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế”. Chủ trì hội thảo: GS.TSKH. Nguyễn Cương - Phó Chủ tịch, Hội Hóa học Việt Nam; NGND.GS.TS. Nguyễn Trọng Uyển - Chủ tịch Phân Hội Khoa học và Công nghệ các hợp chất Vô cơ, Hội hóa học Việt Nam; NGƯT.TS. Vũ Đình Ngọ, Hiệu trưởng Trường Đại học Công Nghiệp Việt Trì - Trưởng ban tổ chức hội thảo.

Tham dự hội thảo có hơn 300 nhà khoa học, nhà quản lý và giảng viên đến từ các hội, viện nghiên cứu, trường đại học, cao đẳng và các công ty ngành công nghiệp hóa chất trên toàn quốc như: Hội Hóa học Việt Nam; Hội Khoa học Kỹ thuật Phân tích Hóa, Lý và Sinh học Việt Nam; Phân hội Khoa học và Công nghệ các hợp chất vô cơ - Hội Hóa học Việt Nam; Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Phú Thọ; Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội; Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội; Trường Đại học Hùng Vương; Trường Đại học Sao Đỏ, Trường Cao đẳng Thực phẩm; Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam; Viện

Kỹ thuật Nhiệt đới, Viện Khoa học Vật liệu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Công nghệ Xạ hiếm; Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc; Công ty Cổ phần Hóa chất Việt Trì…, tác giả và đồng tác giả của 47 bài báo đa được đăng trên Kỷ yếu hội thảo, giảng viên và sinh viên tiêu biểu của trường Đại học Công nghiệp Việt Trì.

NGƯT.TS. Vũ Đình Ngọ, Hiệu trưởng Trường Đại học Công Nghiệp Việt Trì, Trưởng Ban Tổ

chức hội thảo phát biểu khai mạc hội thảo

Đa có nhiều báo cáo chuyên đề được trình bày trong hội thảo về các vấn đề đào tạo kỹ sư, cử nhân lĩnh vực Hóa học: “Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì với mô hình đào tạo kỹ sư và cử nhân lĩnh vực Hóa học theo định hướng giáo dục ứng dụng nghề nghiệp” của TS. Trần Thị Hằng, Phó Hiệu trưởng - Trường Đại học Công nghiệp

HỘI THẢO KHOA HỌC “ĐÀO TẠO KỸ SƯ, CỬ NHÂN VÀ SAU ĐẠI HỌC THUỘC LĨNH VỰC KỸ THUẬT HÓA HỌC PHỤC VỤ CÔNG NGHIỆP HÓA,

HIỆN ĐẠI HÓA VÀ HỘI NHẬP QUỐC TẾ”




7

Việt Trì; “Mô hình các hệ đào tạo đặc biệt cử nhân Hóa học tại Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiện - Đại học Quốc gia Hà Nội” của PGS.TS. Lê Thanh Sơn, Trưởng khoa, Khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội; “ Nâng cao khả năng nghiên cứu và triển khai sản phẩm mới của kỹ sư công nghệ hóa học” của PGS.TS. Hoàng Anh Sơn, Trưởng phòng, Phòng Hóa học Vật liệu Xúc tác, Viện Khoa học Vật liệu - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; “Một số kinh nghiệm tổ chức và quản lý để hỗ trợ hợp tác doanh nghiệp trong đào tạo kỹ thuật Hóa học tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội” của PGS.TS. Huỳnh Đăng Chính, Viện trưởng, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội; “Một số giải pháp nâng cao chất lượng đào tạo ở các trường đại học” của ThS Văn Đình Hoan, Tổng giám đốc, Công ty Cổ phần Hóa chất Việt Trì… Trong hội thảo đa có nhiều ý kiến tham luận về việc đào tạo kỹ sư, cử nhân và sau đại học thuộc lĩnh vực Hóa học phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế.

GS.TSKH. Nguyễn Cương - Phó Chủ tịch Hội Hóa học Việt Nam, Chủ trì Hội thảo phát biểu

ý kiến định hướng hội thảo

TS. Trần Thị Hằng, Phó Hiệu Trưởng Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì

- Báo cáo tại hội thảo

PGS.TS. Lê Thanh Sơn, Trưởng khoa, Khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

ĐHQG Hà Nội - Báo cáo tại hội thảo

PGS.TS. Huỳnh Đăng Chính, Viện trưởng, Viện Kỹ thuật Hóa học,Trường Đại học

Bách khoa Hà Nội - Báo cáo tại hội thảo

PGS.TS. Hoàng Anh Sơn, Trưởng phòng Hóa học vật liệu xúc tác - Viện khoa học vật liệu

- Báo cáo tại hội thảo

ThS. Văn Đình Hoan, Tổng giám đốc Công ty cổ phần Hóa chất Việt Trì - Báo cáo tại hội thảo

8




HỘI THI “BÀN TAY VÀNG KỸ NĂNG PHÂN TÍCH” NĂM 2017

Ngày 05/5/2017, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì đa tổ chức khai mạc Hội thi “Bàn tay Vàng Kỹ năng Phân tích” năm 2017 dành cho sinh viên ngành Hóa học, Công nghệ Kỹ thuật Hóa học và Công nghệ Kỹ thuật Môi trường.

Hội thi “Bàn tay Vàng Kỹ năng Phân tích năm 2017” được Nhà trường tổ chức nhằm rèn luyện và nâng cao kỹ năng phân tích của sinh viên ngành Hóa học, Công nghệ Kỹ thuật Hóa học và Công nghệ Kỹ thuật Môi trường. Hội thi đa trải qua hai vòng thi sơ khảo và chung khảo, thu hút hàng trăm sinh viên đến từ các khoa: Kỹ thuật Phân tích, Công nghệ Hoá học và Công nghệ Môi trường. Hội thi đa diễn ra với hai bảng A và B, dành cho sinh viên chuyên và không chuyên của lĩnh vực

Phân tích Hóa học.

Ngày16/5/2017, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì tổ chức Lễ trao giải Hội thi. Phát biểu tại buổi lễ NGƯT.TS.Vũ Đình Ngọ - Hiệu trưởng Nhà trường, đa biểu dương những kết quả và nỗ lực rèn luyện kỹ năng của các em sinh viên. Hai vòng thi mà các em đa tham gia khẳng định chất lượng mà Hội thi đem lại. Qua Hội thi nhiều sinh viên đa chứng tỏ được năng lực tay nghề kể cả những sinh viên không phải chuyên ngành Phân tích như các sinh viên của Khoa Công nghệ Hoá học và Khoa Công nghệ Môi trường. Nhà trường ghi nhận những kết quả mà các em đa đạt được qua Hội thi và đề nghị các Khoa tiếp

Hội thảo đa thành công tốt đẹp, đạt được các mục tiêu đa đề ra. Trong diễn văn tổng kết hội thảo, NGƯT.TS. Vũ Đình Ngọ, Hiệu trưởng Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì, Trưởng Ban tổ chức hội thảo, đa nhấn mạnh: Ý kiến của các nhà khoa học, các giảng viên tham gia thảo luận càng làm sáng tỏ và sâu sắc hơn ý nghĩa và nội dung của chuyên đề hội thảo. Đây là diễn đàn thực sự ý nghĩa của các nhà khoa học, các nhà quản lý, nhằm đào tạo nhân lực thuộc lĩnh vực Hóa học đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xa hội của đất nước. Hội nhập quốc tế và toàn cầu hóa là một xu thế tất yếu, giáo dục và đào tạo, nhất là giáo dục đại học không nằm ngoài thực tế đó, đòi hỏi Nhà trường, mỗi giảng viên phải được trang bị kiến thức, là nòng cốt và thích ứng với yêu cầu mới. Các đơn vị đào tạo lĩnh vực Hóa học cần xác định rõ hướng đi, mục tiêu chiến lược, đặc biệt quan tâm nguồn nhân lực chất lượng cao của ngành Hóa chất; Cần xây dựng chương trình đào tạo gắn liền với thực tế tại doanh nghiệp và cần bồi dưỡng

cho giảng viên và trang bị cho sinh viên, các kỹ năng nghề nghiệp cần thiết. Xây dựng các chương trình hợp tác quốc tế, để tiếp cận với phương pháp

giảng dạy hiện đại và công nghệ tiên tiến trên thế giới. Hội thảo lần này là diễn đàn để các nhà khoa học, các nhà quản lý và giảng viên của các trường đại học cùng nhau chia sẻ các kinh nghiệm, những ý tưởng cho sự hợp tác giữa Nhà trường, Viện nghiên cứu và doanh nghiệp sản xuất. Nhiều ý kiến, kiến nghị để nâng cao chất lượng đào tạo, cần bồi dưỡng đội ngũ giảng viên, đây là yếu tố quyết định. Lanh đạo nhà trường, các khoa và bộ môn cần đi đầu trong công tác này. Hội thảo còn là diễn đàn để các nhà khoa học trao đổi chuyên môn, chia sẻ các kết quả nghiên cứu mới, kinh nghiệm trong công tác đào tạo và nghiên cứu khoa học, tạo sự chuyển biến mạnh mẽ về chất lượng, nâng cao vị trí của Hóa học trong sự nghiệp xây dựng đất nước nói chung, phát triển của khoa học Hóa học nói riêng.




9

tục duy trì và phát triển các sân chơi bổ ích này cho sinh viên. Kết quả của Hội thi gồm: 01 giải nhất Bảng A thuộc về sinh viên Hồ Thị Tâm lớp PT3Đ13 - Khoa Kỹ thuật Phân tích, 01 giải nhất Bảng B thuộc về sinh viên Nguyễn Văn Giáp lớp MT1Đ13 - Khoa Công nghệ Môi trường, 04 giải nhì, 06 giải ba và nhiều giải khuyến khích thuộc về sinh viên các khoa Kỹ thuật Phân tích, Công nghệ Hoá học và Công nghệ Môi trường.

Thành công của Hội thi là động lực cho các em sinh viên đang theo học tại trường tiếp nối đam mê trau dồi tri thức và rèn luyện kỹ năng chuyên môn. Những thành tích đa đạt được và sự quan tâm của Nhà trường sẽ luôn là bước đệm để các em sinh viên Khoa Kỹ thuật Phân tích, Khoa Công nghệ Hóa học và Khoa Công nghệ Môi trường vững vàng bước tiếp những nấc thang tri thức cao hơn trong tương lai.

LÃNH ĐẠO NHÀ TRƯỜNG LÀM VIỆC VỚI CÔNG TY SIEMENS VIỆT NAM

Ngày 31/5/2017 đoàn công tác của Siemens Việt Nam đa đến thăm và làm việc tại trường Đại học Công nghiệp Việt Trì. Tham dự buổi làm việc, về phía Công ty Siemens có ông Võ Hồng Kỳ - Giám đốc Bán hàng Siemens tại Việt Nam và các thành viên trong đoàn; Về phía Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì có NGƯT.TS. Vũ Đình Ngọ, các đồng chí trong Ban Giám hiệu, Trưởng khoa Điện và Trưởng khoa Cơ khí. Đây là buổi làm việc thứ 2 giữa Nhà trường và Siemens tại Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì.

Tại buổi làm việc, NGƯT.TS. Vũ Đình Ngọ - Hiệu trưởng đa giới thiệu tóm tắt về truyền thống, những định hướng đào tạo và nghiên cứu trong thời gian tới, các ngành và chuyên ngành đào tạo của Nhà trường, cảm ơn sự quan tâm của Công ty Siemens đối với trường Đại học Công nghiệp Việt Trì và mong muốn hợp tác trong đào tạo nguồn

nhân lực chất lượng cao trong thời gian tới đặc biệt đáp ứng cuộc CMCN 4.0, Các lĩnh vực đặc biệt quan tâm của Trường là: Thiết kế Cơ khí, Tự động hóa, Kỹ thuật số, các công nghệ mới.

Trong buổi làm việc, Siemens Việt Nam đa giới thiệu các công nghệ hiện đại đa được ứng dụng trong các lĩnh vực như: điện, điện tử, tự động hóa, số hóa, cơ khí, công nghiệp chế tạo máy, ... và đa chuyển giao 50 phần mềm công nghệ với trị giá 1,5 tỷ đồng cho trường trường Đại học Công nghiệp Việt Trì, phục vụ đào tạo và nghiên cứu lĩnh vực Cơ khí, Cơ Điện tử, Tự động hóa ...

Kết thúc buổi làm việc, NGƯT.TS. Vũ Đình Ngọ cảm ơn Siemens Việt Nam đa tới thăm và làm việc với Nhà trường, hy vọng trong thời gian tới tiếp tục nhận được sự quan tâm và hợp tác nhiều hơn nữa trong nghiên cứu và đào tạo từ phía Siemens.

10



KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ

ĐIỀU CHẾ TiO2 NANO CÓ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC TRONG VÙNG ÁNH SÁNG NHÌN THẤY VÀ BỘT MÀU Fe2O3 TỪ INMENIT HÀ TĨNH

PREPARATION OF VISIBLE – LIGHT PHOTOCATALYTIC ACTIVE TiO2 NANOSIZED END Fe2O3 PIGMENT FROM HA TINH ILMENITE

Nguyễn Mạnh Tiến1, Nguyễn Minh Tuấn1, Trần Thị Sáu2

1Phòng Khoa học và Công Nghệ, Trường Đại học Công Nghiệp Việt Trì2Khoa Kỹ thuật Phân tích, Trường Đại học Công Nghiệp Việt Trì

ABSTRACT

Ha tinh concentrated ilmenite calcinated with charcoal (20 wt. % with particle size ≤ 0.08 mm) and Na2CO3 (0.5 wt.%) at 1100 oC in 2.5 hours, ~ 94% of iron oxide has been reduced to iron metal (Fe(0)). Fe(0) in reduced ilmenite was removed by Becher method: 0.5% NH4Cl solution at pH = 4 in ratio of L/S=7/1 at 55 oC for 8 hours, Fe(0) in reduced ilmenite ~1%, then the product washing the product with 10% HCl solution the TiO2 content increased from 50% to 85%. Conditions of disintegrating reduced ilmenite by H2SO4: reduced ilmenite particle size ≤ 0.08 mm, concentration of H2SO4 92%, ratio of L/S =3/1 at 210 oC in 50 minutes, poductivity of disintegrating ~ 95%. Conditions of solving TiOSO4 by 0.005M H2SO4 solution: ratio of L/S = 5/1 at 70 oC in 5 hour, poroductivity of solving ~ 98%. Condi-tions of hydrolyzing titanyl sulfat solution to prepare TiO2 nanosized: Concentration of TiOSO4 3g TiO2 g/l, concentration of urea: 50g/l, time of hydrolyzing 2.5h, at 70 oC. Drying TiO2.nH2O at 80 oC in 3h, calcinating at 600 oC in 1h. In this conditions: average particle size of TiO2 ~ 15 nm, productivity of hydrolyzing ~ 92%, poductivity of disintegrating MB ~ 94% in visible light. Conditions of calcinating FeOOH to prepare Fe2O3 pigment: at 600 oC in 1.5 h productivity of calcinating ~ 99 %.

Keywords: preparation of TiO2 from Ha Tinh ilmenite, preparation of Fe2O3 pigment from Ha Tinh ilmenite, calcination of Ha tinh concentrated ilmenite.

1. GIỚI THIỆUTiO2 nano là vật liệu bền, không độc, có màu

trắng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: bột màu, chất xúc tác quang, vật liệu điện môi…Tính chất quang xúc tác của TiO2 đa được sử dụng trong các quá trình hóa học để tổng hợp hoặc phân hủy các hợp chất hữu cơ và tạo ra hiện tượng siêu thấm nước trên bề mặt màng TiO2 để loại bỏ hiện tượng sương mù....[1, 2]. Vì vậy, TiO2 nano có hoạt tính quang xúc tác là một trong những vật liệu mới hiện nay đang được nghiên cứu nhiều nhất.

Việt nam có nguồn tài nguyên inmenit sa kho-áng biển ở Hà Tĩnh, Bình Định, Thanh Hoá, Nam Định, Thừa Thiên Huế, Bình Thuận và quặng gốc ở Cao Bằng, Thái Nguyên...[3, 4], có hàm lượng TiO2 tương đối cao, trữ lượng lớn là nguồn nguyên liệu dồi dào để sản xuất TiO2 kích thước nano và các sản phẩm khác của titan. Nhưng trong nước hiện nay chủ yếu sử dụng quặng inmenit để sản xuất TiO2 kích thước lớn. Phần lớn quặng inmenit

được khai thác để xuất khẩu với giá rẻ. Nên việc nghiên cứu “Điều chế, TiO2 kích thước nanomet có hoạt tính quang xúc tác trong vùng ánh sáng nhìn thấy và bột màu Fe2O3, từ inmenit Hà Tĩnh” với mục đích để giảm giá thành của các loại vật liệu này và mở rộng khả năng ứng dụng của chúng từ các nguồn quặng tự nhiên trong nước là hết sức cấp thiết. Các kết quả nghiên cứu sẽ được trình bày trong 3 nội dung sau:

1. Điều chế dung dịch TiOSO4 từ quặng inmenit Hà Tĩnh

2. Điều chế TiO2 nano có hoạt tính quang xúc tác;

3. Điều chế bột màu Fe2O3.

Mong rằng với các kết quả nghiên cứu thu được sẽ cung cấp các thông số quan trọng cho quá trình điều chế TiO2 nano có hoạt tính quang xúc tác, từ nguồn nguyên liệu inmenit sẵn có trong nước.


ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 01 NĂM 2017 11


2. THỰC NGHIỆM Để điều chế dung dịch TiOSO4 từ quặng

inmenit Hà Tĩnh, đầu tiên phối liệu quặng inmen-it Hà Tĩnh cùng với than gỗ và phụ gia Na2CO3, được trộn đều và nén ép với áp lực 0,6 kN/cm2, sau đó tiến hành nung khử. Sản phẩm thu được sau nung được loại bỏ than, xác định khối lượng inmenit hoàn nguyên thu được và phân tích để xác định hàm lượng sắt kim loại (Fe(0) trong inmen-it hoàn nguyên. Hiệu suất nung khử được tính theo công thức:

ηnk = Fe

s Fem cm

(%) (2.1)

Trong đó: ms - Lượng inmenit hoàn nguyên thu được sau khi nung khử (g); mFe - Lượng sắt trong tinh quặng inmenit ban đầu (g); CFe - Hàm lượng (Fe(0) trong inmenit hoàn nguyên (%);

Inmenit hoàn nguyên thu được khi nung khử, được tách Fe(0) bằng phương pháp Becher [5]. Quá trình tách (Fe(0) được tiến hành trong dung dịch NH4Cl 0,5 % pH = 4, có sục không khí để cung cấp ôxy cho phản ứng ôxy hóa sắt và khuấy trộn để tăng sự tiếp xúc trong hệ dị thể. Hiệu suất tách (Fe(0) được xác định theo công thức sau:

ηts = (1- s s

t t

m Cm C

).100 (%) (2.2)

Trong đó: mt, ms – Lượng inmenit hoàn nguyên trước và sau phản ứng (g); Ct, Cs –Hàm lượng Fe(0) trong inmenit hoàn nguyên trước và sau phản ứng (%)

Kết tủa sắt thu được khi tách Fe(0) được rửa sạch, để sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất bột màu Fe2O3. Inmenit hoàn nguyên thu được sau khi tách Fe(0) tiếp tục tách sắt còn lại bằng HCl 10%. Sau phản ứng, rửa sạch HCl trong inmenit bằng nước cất và sấy khô ở 110 oC, sau đó phản ứng với H2SO4 ở 210oC. Kết thúc phản ứng, làm nguội khối phản ứng đến nhiệt độ phòng, sau đó tiến hành hòa tách TiOSO4 bằng dung dịch H2SO4 0,005 M. Lọc, rửa khối phản ứng nhiều lần bằng dung dịch H2SO4 0,005 M và nước cất. Thu hồi chất rắn còn lại, sấy khô ở nhiệt độ 110 oC, xác định lượng chất rắn còn lại và phân tích để xác định hàm lượng TiO2. Hiệu suất phân huỷ inmenit hoàn nguyên được tính theo công thức:

ηph = (1- s S

t t

m cm c

).100 (%) (2.3)

Trong đó: mt, ms - Lượng inmenit hoàn nguyên ban đầu và sau khi phản ứng (g); Ct, Cs – Hàm lượng TiO2 trong inmenit hoàn nguyên và chất rắn còn lại (%);

Dung dịch thu được sau khi hòa tách TiOSO4 được sử dụng làm nguyên liệu để thủy phân điều chế TiO2 nano có hoạt tính quang xúc tác, khi tiến hành đun nóng dung dịch, duy trì nhiệt độ và thời gian quy định để tạo thành kết tủa TiO2.nH2O. Lắng và rửa kết tủa nhiều lần, sau đó sấy và nung TiO2.nH2O. Làm nguội tự nhiên sản phẩm, sau đó xác định lượng sản phẩm TiO2 thu được. Hiệu suất điều chế được tính theo công thức:

ηđc = tt

lt

mm

.100 (%) (2.4)

Trong đó: mtt - Lượng sản phẩm TiO2 điều chế được (g); mlt - Lượng TiO2 trong dung dịch ban đầu dùng để thủy phân (g).

Hoạt tính quang xúc tác của TiO2 được xác định khi thực hiện phản ứng quang phân hủy xanh metylen (MB), dưới ánh sáng của đèn Compact 40 W có bước sóng ánh sáng λ = 400 - 700 nm. Khi cho 100 mg TiO2 phân hủy 200 ml dung dịch MB nồng độ 10 mg/l trong 3 giờ, khi bóng đèn được nhúng trực tiếp vào dung dịch. Sau phản ứng, ly tâm để tách TiO2 và đo độ hấp thụ quang của dung dịch MB sau phản ứng. Hiệu suất phân hủy MB được xác định theo công thức:

HMB = (1- s

t

ABSABS

).100 (%) (2.5)

Trong đó: ABSt – Độ hấp thụ quang của dung dịch đo được trước khi phản ứng; ABSs – Độ hấp thụ quang của dung dịch đo được sau khi phản ứng.

Trong nghiên cứu chúng tôi đa sử dụng phương pháp phân tích XRD, ICP, SEM, TEM, BET, DTA, TGA, EDZ, UV-Vis, FT-IR để xác định thành phần và cấu trúc của TiO2 nano.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

12




3.1. Xác định thành phần khoáng vật, thành phần hóa học và kích thước hạt của tinh quặng inmenit Hà Tĩnh

Thành phần chính trong inmenit Hà Tĩnh là khoáng vật inmenit (FeTiO3) khoảng 84 – 86 %, ngoài ra còn có các khoáng vật khác như: rutin (TiO2), hematit (Fe2O3), spinel (MgAl2O4), quartz (SiO2), graphit (C), feldspar kali (K5Na5AlSi3O8) có hàm lượng nhỏ không đáng kể. Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X và thành phần hóa học trong tinh quặng inmenit Hà Tĩnh được đưa ra ở Hình 3.1 và Bảng 3.1.

Bảng 3.1. Thành phần hóa học của mẫu tinh quặng inmenit Hà Tĩnh

Hình 3.1. Giản đồ XRD của mẫu tinh quặng inmenit Hà Tĩnh

Từ Bảng 3.1 cho thấy: hàm lượng TiO2 tương đối cao (50 %), hàm lượng sắt lớn (FeO + Fe2O3 38,2 %), SiO2 1,4 %, MnO 2,15 %, các thành phần khác như Cr2O3,

ZrO2, V2O5 có hàm lượng nhỏ không đáng kể. Từ kết quả phân tích thành phần khoáng vật và thành phần hóa học của tinh quặng inmenit Hà Tĩnh, có thể rút ra kết luận: Sắt chủ yếu nằm trong cấu trúc của inmenit, nếu sử dụng tinh quặng in-menit Hà Tĩnh để điều chế TiO2 nano có hoạt tính quang xúc tác và có độ sạch cao, cần phải loại sắt ra khỏi dung dịch khi thuỷ phân. Thành phần cấp hạt của tinh quặng inmenit Hà Tĩnh được xác định khi sử dụng sàng có kích thước lỗ: 0,080; 0,097; 0,150 và 0,300 mm. Kết quả phân tích thành phần cấp hạt cho thấy: tinh quặng inmenit Hà Tĩnh có kích thước hạt phần lớn trong khoảng + 0,097 đến - 0,1500 mm (56,40 %) và + 0,080 đến - 0,097

mm (31,54 %). Vì kích thước hạt nhỏ, nên trong phần nghiên cứu chúng tôi đa sử dụng thành phần cấp hạt này để khảo sát quá trình nung khử tinh quặng inmenit.

3.2. Điều chế TiO2 nano có hoạt tính quang xúc tác và bột màu Fe2O3

3.2.1. Điều chế dung dịch TiOSO4 từ tinh quặng inmenit Hà Tĩnh

3.2.1.1 Nung khử tinh quặng inmenit Hà Tĩnh

Từ kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất quá trình nung khử tinh quặng inmenit Hà Tĩnh, chúng tôi đa xác định được các điều kiện thích hợp như sau: Phối liệu tính theo tinh quặng inmenit ban đầu: 20 % than gỗ với kích thước hạt than ≤ 0,080 mm và 0,5 % Na2CO3 được nung khử ở 1100 oC, trong 2,5 giờ với tốc độ nâng nhiệt 10 oC/phút.

Với các điều kiện như trên, hàm lượng Fe(0) trong inmenit hoàn nguyên khoảng 28 %, hiệu suất nung khử khoảng 94 %. Hình 3.2 là giản đồ XRD sản phẩm inmenit hoàn nguyên thu được sau nung khử .

3.2.1.2. Tách Fe(0) trong inmenit hoàn nguyên

Từ kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất quá trình tách sắt chúng tôi đa xác định được điều kiện thích hợp như sau: Quá trình tách Fe(0) theo phương pháp Becher trong dung dịch NH4Cl 0,5 % pH = 4, tỷ lệ L/ R = 7/1; ở 55 oC trong 8 giờ và thay dung dịch ở các thời gian 2 giờ, 4 giờ và 6 giờ, với kích thước hạt inmenit hoàn nguyên ≤ 0,097 mm. Với điều kiện trên hiệu suất tách Fe(0) khoảng 97 %, hàm lượng Fe(0) còn lại trong inmenit hoàn nguyên là 1,12%.

Fe(0) và các sắt ôxit còn lại được tách bằng dung dịch HCl 10% ở 50 – 60 oC trong 5 giờ, với kích thước hạt inmenit hoàn nguyên ≤ 0,080 mm, tỷ lệ L/R = 5/1, tốc độ khuấy trộn 500 – 600 vòng/phút. Với điều kiện trên, tổng sắt còn lại trong in-menit hoàn nguyên là 5,52 % (Fe2O3 7,88 %).

Bảng 3.2. Thành phần hóa học inmenit hoàn nguyên sau khi tách sắt (T29)

Từ kết quả phân tích Bảng 3.2 cho thấy: thành phần pha chủ yếu là TiO2 rutin với hàm lượng




tương đối lớn ~ 85 %. Hàm lượng sắt tổng 5,52 %, ở các dạng rất khó phản ứng với HCl như: pseudobrukit (FeTi2O5), sắt titan ôxit (Fe2Ti3O9), loveringit (Ca,Ce)(Ti, Fe, Cr, Mg)21O38 với cường độ của pic rất thấp. Ngoài ra, còn rất nhiều các nguyên tố khác có hàm lượng rất nhỏ (Hình 3.3)

Hình 3.2. Giản đồ XRD sản phẩm inmenit hoàn nguyên thu được sau nung khử

Hình 3.3. Giản đồ XRD mẫu inmenit hoàn nguyên sau khi tách sắt

3.2.1.3. Phân hủy inmenit hoàn nguyên và hòa tách TiOSO4

Từ kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất quá trình phân hủy và tách TiOSO4, chúng tôi xác định được điều kiện thích hợp cho quá trình phân hủy inmenit hoàn nguyên như sau: Nồng độ H2SO4 92 %, tỷ lệ L/R = 3/1, phân hủy ở 210 oC trong 50 phút, với tốc độ khuấy trộn 500 – 600 vòng/phút. Với điều kiện trên, hiệu suất phân hủy inmenit hoàn nguyên ~ 95 %. Chúng tôi đa xác định được Điều kiện thích hợp cho quá trình hòa tách TiOSO4 như sau: Tỷ lệ L/R = 5/1, hòa tách ở 70 oC trong 5 giờ, với tốc độ khuấy trộn 500 – 600 vòng/phút, rửa lần 1 bằng 250 ml dung dịch H2SO4 0,02 M. Hỗn hợp dung dịch TiOSO4 thu được sau quá trình lọc và rửa lần 1 (có thành phần ở Bảng 3.3.) được sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình thuỷ phân điều chế TiO2 nano.

Bảng 3.3. Thành phần hóa học của dung dịch TiOSO4

3.2.2. Điều chế TiO2 nano có hoạt tính quang xúc tác

Từ kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất quá trình điều chế TiO2 chúng tôi đa xác định được điều kiện thích hợp như sau: Nồng độ TiOSO4 3 g TiO2 /l, nồng độ urê 50 g/l, thủy phân ở 70 oC trong 2,5 giờ. Kết tủa TiO2.nH2O được lắng và rửa 3 lần sau đó sấy ở 80 oC trong 3 giờ, nung TiO2.nH2O ở 600 oC trong 1 giờ với tốc độ nâng nhiệt khi nung 2 oC/phút. Với điều kiện như trên thì kích thước tinh thể trung bình của TiO2 là 15 nm, hiệu suất điều chế TiO2 khoảng 92 % và hiệu suất phân hủy MB khoảng 94 % dưới ánh sáng đèn compact 40W có bước sóng ánh sáng 400 - 700 nm. Bột sản phẩm chứa 98,27 % TiO2, 0,37 % Fe2O3, bề mặt riêng BET 81 m2/g.

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Mau HT24

00-004-0551 (D) - Rutile - TiO2 - Y: 9.53 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 4.59400 - b 4.59400 - c 2.95800 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P42/mnm (136) - 62.4281 - F301-078-2486 (C) - Anatase, syn - TiO2 - Y: 88.08 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.78450 - b 3.78450 - c 9.51430 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - 1) - File: Tien NCS mau H24.raw - Type: Locked Coupled - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 17 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: - Left Angle: 24.260 ° - Right Angle: 26.540 ° - Left Int.: 2.00 Cps - Right Int.: 2.00 Cps - Obs. Max: 25.488 ° - d (Obs. Max): 3.492 - Max Int.: 389 Cps - Net Height: 387 Cps - FWHM: 0.523 ° - Chord Mid

Lin (C

ps)

0

100

200

300

400

500

2-Theta - Scale20 30 40 50 60 70

d=3.4

93

d=3.2

51

d=2.4

20d=

2.365

d=2.3

20

d=2.4

97

d=1.8

85

d=1.6

94

d=1.6

62

d=1.4

77

d=1.3

59

Hình 3.4. Giản đồ XRD của bột sản phẩm TiO2

Hình 3.5. Ảnh SEM của bột sản phẩm TiO2

Hình 3.4 cho thấy: thành phần pha chủ yếu của bột TiO2 là pha anata chiếm 88,64 %, rutin 11,36 %, với thành phần pha này hoạt tính quang xúc tác của TiO2 là cao nhất. Hình 3.6 cho thấy: bột sản phẩm TiO2 có phổ hấp thụ ánh sáng nhìn thấy

14




và chuyển mạnh về phía sóng dài. Tại λ = 435 nm năng lượng vùng cấm là 2,85 eV

3.2.3. Điều chế bột màu Fe2O3

Hình 3.7 là giản đồ XRD của kết tủa sắt (III) hydroxit thu được khi tách Fe(0) bằng phương pháp Becher. Từ Hình 3.4 cho thấy: thành phần pha chủ yếu là Lepido- crocite - FeOOH, không có các tạp chất khác. Hình 3.9 là ảnh của mẫu bột FeOOH có màu vàng nâu.

Hình 3.7. Giản đồ XRD của FeOOH trước nung

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S3

00-033-0664 (*) - Hematite, syn - Fe2O3 - Y: 100.00 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Rhombo.H.axes - a 5.03560 - b 5.03560 - c 13.74890 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - R-3c (167) - 6 - 301.926 - I/File: TienDHVT S3.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0

Lin (C

ps)

0

100

200

300

400

2-Theta - Scale20 30 40 50 60 70

d=3.

681

d=2.

696

d=2.

515

d=2.

204

d=1.

840

d=1.

693

d=1.

597

d=1.

485

d=1.

453

d=1.

351

d=2.

293

d=1.

411

Hình 3.8. Giản đồ XRD Fe2O3 sản phẩm

Hình 3.9. Bột FeOOH

Hình 3.10. Bột Fe2O3 sản phẩm

Từ kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất quá trình nung FeOOH đa xác định được điều kiện thích hợp để điều chế bột màu đỏ Fe2O3: Nung FeOOH ở 700 oC trong 1,5 giờ, với tốc độ nâng nhiệt 2 oC/phút. Với điều kiện như trên hiệu suất nung đạt khoảng 99 %, bột sản phẩm chứa 99,98 % Fe2O3 có màu đỏ (Hình 3.10)

4. KẾT LUẬN

1. Đa xác định được các điều kiện thích hợp của quá trình điều chế dung dịch TiOSO4, từ tinh quặng inmenit Hà Tĩnh, gồm các quá trình: nung khử tinh quặng inmenit bằng than gỗ và phụ gia Na2CO3; tách Fe(0) trong inmenit hoàn nguyên bằng phương pháp Becher; tách Fe(0) và các sắt oxit còn lại trong inmenit hoàn nguyên bằng dung dịch HCl; phân hủy inmenit hoàn nguyên bằng H2SO4; hoà tách TiOSO4.

2. Đa xác định được các điều kiện thích hợp của quá trình thủy phân dung dịch TiOSO4 để điều chế TiO2 kích thước nano có hoạt tính quang xúc tác trong vùng ánh sáng nhìn thấy.

3. Đa xác định được các điều kiện thích hợp của quá trình nung FeOOH để điều chế bột màu đỏ Fe2O3.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Mai Tuyên (2008), “Các ứng dụng quan trọng của TiO2 nano và triển vọng thị trường”, Viện Hóa học Công nghiệp, Weblog của Nguyễn Quốc Khánh.

2. Carp. O, Huisman. C.L , Reller. A (2004), “Photoinduced reactivity of titanium dioxi-de”, Progress in Solid State Chemistry, pp. 33 – 177

3. Cao Văn Hồng (2001), Nghiên cứu công nghệ hoàn nguyên inmenit Việt nam tạo vật liệu bọc que hàn có chất lượng cao. Báo cáo kết quả đề tài số hiệu công trình N273.

4. Cao Hùng Thái (2006), "Xây dựng quy trì-nh công nghệ nung khử inmenit và tách sắt kim loại để thu sản phẩm titandioxit 92 – 94% TiO2", Báo cáo tổng kết đề khoa học công nghệ cấp bộ năm 2005. Ma số BO/05/03 – 01.

5. Becher. R.G, Canning. R.G, Goodheart. B.A, Usna. S (1965), “A new process for upgrading ilmenite mineral sands”, Proceedings of Au-tralian In stritute of Minerals and Metals (Au-sIMM), pp. 21 - 44.

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S0

01-074-1877 (C) - Lepidocrocite - FeO(OH) - Y: 205.25 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Orthorhombic - a 3.87000 - b 12.51000 - c 3.06000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Base-centered - Amam (63) - 4 - 148.1File: TienDHVT S0.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0

Lin (C

ps)

0

100

200

300

400

2-Theta - Scale20 30 40 50 60 70

d=3.2

84

d=2.9

67

d=2.4

67

d=2.3

57

d=2.0

81

d=1.9

35

d=1.8

45

d=1.7

92

d=1.7

33

d=1.5

22

d=1.4

33

d=1.3

90

d=1.3

69




1. MỞ ĐẦUCũng như nhiều loại thực vật khác, cây chè

trong quá trình sống đa tổng hợp và tích lũy rất nhiều chất khác nhau trong thành phần hóa học của mình. Thành phần hóa học của cây chè phụ thuộc vào nhiều yếu tố, thay đổi trong một giới hạn rộng, có rất nhiều công trình nghiên cứu về thành phần hóa học của cây chè nhưng đến nay vẫn chưa được khám phá hết. Hiện nay các nhà nghiên cứu đa tìm được ở cây chè có 120-130 hoạt chất, trong đó các chất vô cơ chiếm 4-7%, một trong những chất vô cơ đó là kẽm (Zn) [1, 2]. Kẽm là dinh dưỡng thiết yếu và nó sẽ gây ra các chứng bệnh nếu thiếu hụt cũng như dư thừa.

Trong cơ thể con người, Zn thường tích tụ chủ yếu là trong gan, là bộ phận tích tụ chính của các nguyên tố vi lượng trong cơ thể, khoảng 2g Zn được thận lọc mỗi ngày. Trong máu, 2/3 Zn được kết nối với Albumin và hầu hết các phần còn lại được tạo phức chất với λmacroglobin. Zn còn có khả năng gây ung thư đột biến, gây ngộ độc hệ

thần kinh, sự nhạy cảm, sự sinh sản, gây độc đến hệ miễn nhiễm. Sự thiếu hụt Zn trong cơ thể gây ra các triệu chứng như bệnh liệt dương, teo tinh hoàn, mù màu, viêm da, bệnh về gan và một số triệu chứng khác [3].

Có nhiều phương pháp xác định hàm lượng Zn như phương pháp điện hoá, quang học…, nhưng chúng tôi chọn sử dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa vì với thiết bị sẵn có tại Trung tâm Ứng dụng Kỹ thuật Phân tích Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì. Gần 60 nguyên tố hóa học có thể được xác định bằng phương pháp này với giới hạn phát hiện thấp 10-4 đến 10-5 ppm . Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử có độ nhạy và độ chọn lọc cao, nên trong nhiều trường hợp không phải làm giàu nguyên tố cần xác định trước khi phân tích. Do đó tốn ít nguyên liệu mẫu, tốn ít thời gian, không cần phải dùng nhiều hóa chất tinh khiết cao khi làm giàu, nên cũng tránh được sự nhiễm bẩn khi xử lí mẫu qua các giai đoạn phức tạp. Kết quả

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KẼM TRONG MỘT SỐ MẪU CHÈ TƯƠI TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH PHÚ THỌ

DETEMINATION OF ZINC IN GREEN TEA OF PHU THO PROVINCE

Bùi Thị Thơi1, Vũ Thị Nha Trang1, Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh2

1Khoa Kỹ thuật Phân tích, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì2Phòng Đào tạo, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì

ABSTRACT

Green tea is the most widely-consumed beverage in the world, second only to water. Green tea is a good drink for the human body. It contains minerals and trace elements (5% dry weight) such as calcium, magnesium, chromium, manganese, iron, copper, zinc, molybdenum, selenium, sodium, phos-phorus, cobalt, strontium, nickel, potassium, fluorine, and aluminum,..etc…The human body requires both metallic and non-metallic elements within certain permissible limits for growth and good health. Many elements play a vital role in the metabolic processes and in the general well being of humans. For example, trace level of zinc is essential for human health. In this paper, we determine the levels of Zn in some tea samples using flame atomic absorption spectroscopy (FAAS).The optimum analytical conditions were studied. Under the optimum conditions, Zinc in samples can be determined with detection limits of 0.07 ppm, quantitative limit 0.2 ppm, a RSD(n=3)< 0.8% andarecovery > 98%.The results of analysis showed that the mean level of zinc were 23.3 to 29.36 ppm for green tea. Zinc content in green tea were lower the quantification limit. There sults confirmed that green tea can be an important to supply of Zinc.

Keywords: green tea; zinc; Phu Tho.

16




phân tích ổn định, sai số nhỏ, có thể lưu lại đường chuẩn cho các lần sau.Phương pháp này thích hợp để xác định lượng vết của kim loại, đặc biệt là xác định các nguyên tố vi lượng trong các mẫu y học, sinh học, nông nghiệp, kiểm tra các hóa chất có độ tinh khiết cao. Chúng tôi tiến hành xử lý mẫu lá chè xanh trong thiết bị lò vi sóng, tối ưu các điều kiện phân tích hàm lượng Zn trong mẫu trên thiết bị phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa NoVaa 350 và áp dụng phân tích hàm lượng Zn trong 15 mẫu chè xanh trên một số địa bàn tỉnh Phú Thọ để đánh giá sơ bộ hàm lượng Zn trong lá chè từ đó có thể đưa ra những khuyến cáo cho người dùng.

2. THỰC NGHIỆM2.1. Nguyên vật liệu

- Dung dịch chuẩn Zn(NO3)2 1000 ppm(Merck)

- Dung dịch axit HNO3 65%

- Dung dịch axi HCl 37% (d= 1,19g/ml)

Các dung dịch cation để khảo sát ảnh hưởng như : Fe3+(20ppm), Cu2+ (20ppm)… đều được chuẩn bị từ các dung dịch chuẩn 1000 ppm (Merck).

2.2. Chuẩn bị mẫu phân tích

Căn cứ vào diện tích của từng lô chè mà bố trí cách lấy mẫu thích hợp, cần tránh các vị trí cá biệt không đại diện như cây quá tốt, cây quá xấu, cây có lá bị bệnh, không gần đường giao thông.

Mỗi khu vực lấy 10 mẫu lá non, 10 mẫu lá bánh tẻ và 10 mẫu lá già. Những lá được chọn phải đầy đủ kích thước, không bị sâu bệnh, không bị ướt. Sau đó đem trộn đều, khối lượng mẫu khoảng 0,5 kg.

Mẫu thu thập xong được rửa sạch bằng nước máy và nước cất, để ráo nước, cân xác định khối lượng tươi, sau đó cho vào tủ sấy và sấy mẫu ở nhiệt độ 800C cho đến khi trọng lượng không đổi. Để nguội mẫu, cân xác định khối lượng khô, sau đó, mẫu được xay mịn cho vào túi polyetylen, hàn kín để tiến hành phân tích.

Cân chính xác một lượng mẫu (không quá 0.2 g) chuyển vào ống teflon thêm 5 ml dung dịch HNO3đ, thêm 1 ml H2O2, lắp chặt nắp ống chuyển vào lò vi sóng Q-Lab Pro phá mẫu theo chương trình đặt sẵn: 150 W trong 3 phút đầu sau đó tăng lên 200 W trong vòng 2 phút, tăng lên 250 W trong 2 phút và cuối cùng là 300 W trong 5 phút, nhiệt độ lớn nhất là 2300C. Để nguội lấy ra chuyển mẫu

vào cốc 100 ml cô cạn đến khi còn cặn ẩm, hoà tan cặn bằng acid HNO3 1% lọc bỏ cặn và định mức đến 25,00 ml đem đi đo độ hấp thụ.

2.3. Phương pháp xác định.

Hàm lượng Zn trong các mẫu thu thập về được xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa bằnghệ thống máy phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật ngọn lửa (F-AAS) NoVaa 350.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.1. Khảo sát các thông số máy đo phổ

Tiến hành thí nghiệm với dung dịch kẽm nồng độ 2ppm trong dung dịch nền HNO3 1% làm các thí nghiệm khảo sát các thông số và thu được các kết quả như sau:

Bảng 3.1. Các thông số khảo sát tối ưu

TT Các thông số khảo sát Điều kiện tối ưu

1 Vạch phổ hấp thụ cực đại 213,90 (nm)

2 Cường độ đèn Catot rỗng 8 (mA)

3 Độ rộng khe đo 0,5 (nm)

4 Chiều cao đèn nguyên tử hoá mẫu

6 (mm)

5 Tốc độ dẫn khí axetylen 1,2 (l/phút)

6 Tốc độ dẫn mẫu 5 (ml/phút)

3.2. Đánh giá phương pháp3.2.1. Khoảng tuyến tính, đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng

Tiến hành đo độ hấp thụ trong điều kiện tối ưu với dung dịch kẽm nồng độ0 ppm đến 3,2 ppm pha trong dung dịch nền HNO3 1% thu được khoảng tuyến tính là từ 0,2 đến 2,4 ppm. Đường chuẩn xây dựng trong khoảng nồng độ từ 0.1 đến 1 ppm có phương trình Y = 0.472X+0.131, R2 = 0,999, Độ lệch chuẩn SD = 0.0445, giới hạn phát hiện (LOD) 0,07 ppm, giới hạn định lượng (LOQ) 0,2 ppm.

Như vậy có sự tương quan tuyến tính tốt trong khoảng nồng độ Zn2+ từ 0,2 đến 2,4 ppm.

Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng là khá thấp nên có thể dùng phương pháp để định lượng Zn2+ trong các nghiên cứu tiếp theo.




Hình 4.1. Khoảng tuyến tính

Hình 4.2. Đường chuẩn của Zn

4.2.2. Độ lặp lại của phương pháp

Một phương pháp phân tích tốt và có khả năng ứng dụng phải là một phương pháp có độ lặp lại cao và hệ số biến động (sai số) nhỏ. Để đánh giá độ lặp lại của phép đo F - AAS xác định Zn chúng tôi dựa vào độ lệch chuẩn tương đối (RSD) và được nêu ở bảng 2.

Bảng 4.2. Bảng kết quả đánh giá độ lặp của phương pháp

CZn2+ (ppm) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

RSD% (n=3) 0,8 0,5 0,5 0,45 0,42

Kết quả cho thấy phương pháp này có độ lặp lại tốt với RSD ≤ 0.8%

4.2.3. Đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp

Một phương pháp phân tích tốt phải có độ thu hồi cao. Để đánh giá yếu tố trên, chúng tôi dự kiến tiến hành khảo sát trên nền mẫu thực và sử dụng mẫu trắng, thêm chuẩn ở ba mức nồng độ, độ thu hồi được xác định như sau:

* Cách xác định độ thu hồi

Lấy 1 thể tích mẫu có nồng độ Cx, thêm vào một thể tích chính xác dung dịch tiêu chuẩn, đem đo bằng máy phổ hấp thụ nguyên tử từ đó tính được nồng độ Ctc trong mẫu phân tích.

Hiệu suất thu hồi tính theo công thức:

R: Là độ thu hồi

Ctc: Nồng độ Zn tiêu chuẩn đa thêm vào mẫu và xác định được theo thực nghiệm.

µ: Là giá trị thực của Zn tiêu chuẩn ban đầu thêm vào mẫu

Bảng 4.3. Kết quả khảo sát độ thu hồi

Ký hiệu mẫu

Lượng Zn2+ thêm vào

(ppm)

Lượng Zn2+ tìm được

(ppm)

Độ thu hồi

(%)

1 0,2 0,1987 99,352 0,6 0,5886 98,13 1,2 1,1782 98,18

Hiệu suất thu hồi của mẫu đạt trên 95% . Nhìn chung, hiệu suất thu hồi cao. Điều này chứng tỏ trong quá trình phân tích hàm lượng kẽm không bị mất đi. Do đó, kết quả phân tích hàm lượng kẽm theo phương pháp này có độ chính xác và đáng tin cậy.

4.3. Áp dụng thực tế

Kết quả phân tích hàm lượng Zn trong một số mẫu chè tươi thuộc khu vực tỉnh Phú Thọ được trình bày trong bảng sau

Kết quả đo với số lần đo lặp lại là 7 lần và xử lý bằng phương pháp thống kê xác xuất, cho thấy hàm lượng Kẽm trong các mẫu khảo sát dao động từ 23,3 đến 29,36 ppm.Theo QĐ 46/2007/QĐ-BYT của Bộ Y tế về việc ban hành “ Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hoá học trong thực phẩm” thì hàm lượng Zn cho phép là 40 mg/kg, vậy các kết qua phân tích hàm lương Zn đều nằm trong giới hạn cho phép.

18




Bảng 4.4. Bảng kết quả phân tích mẫu thực tế

Địa điểm lấy mẫu

Ký hiệu mẫu

Zn (µg/g)

(n = 7)

Lâm Thao

LT1 26,021±0,68LT2 26,809±0,65LT3 26,007±0,72LT4 26,739±0,68LT5 25,947±0,73

Phú Hộ

PH1 26,376±0,64PH2 28,824±0,54PH3 28,417±0,80PH4 27,051±0,98PH5 25,487±0,85

Thanh Ba

TB1 23,91±0,59TB2 25,277±0,67TB3 27,43±0,57TB4 24,204±0,60TB5 25,069±0,46

5. KẾT LUẬNVới thiết bị sẵn có tại Trường Đại học Công

nghiệp Việt Trì có thể dùng để định lượng hàm lượng Zn trong mẫu chè xanh.

Có thể áp dụng quy trình xử lý mẫu với các

mẫu rau xanh khác để xác định hàm lượng Zn.

Từ kết quả hàm lượng Zn trong mẫu chè xanh đa thu được, có thể thấy khi dùng nước lá chè xanh để uống rất tốt cho sức khoẻ và bổ sung đáng kể hàm lượng Zn cho cơ thể.


1. Đặng Hữu Khôi (1983), Chè công dụng và chữa bệnh, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

2. Tống Văn Hằng (1985), Cơ sở sinh hóa và kỹ thuật chế biến trà, NXB TP Hồ Chí Minh.

3. Nguyễn Thị Ngọc Ân, Dương Thị Minh Huệ (2007), Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong rau xanh ở ngoại ô thành phố Hồ Chí Minh, Tạp chí phát triển KH&CN, tập 10, số 01, 41-47.

4. Nguyễn Ngọc Tuấn, Nguyễn Giằng, Nguyễn Thanh Tâm, Trịnh Thị Hương, Lê văn Tán, Trần Quang Hiếu (2009), Khảo sát hàm lượng Cu, Zn trong một số giống chè khác nhau ở thị xã Bảo Lộc, tỉnh Lâm Đồng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, Tạp chí Phân tích Hoá, Lý và Sinh học, tập 14, số 1, 75-78.




1. GIỚI THIỆUHiện nay, trong lĩnh vực bảo vệ môi trường

phát triển hướng nghiên cứu mới đó là sử dụng hệ sinh vật có chứa thành phần cellulose có thể tái tạo được làm thuốc thử loại bỏ các chất ô nhiễm khác nhau từ nước và nước thải [1-10]. Phần lớn những chất này bao gồm các thành phần của cây họ kim và họ lá. Hầu như tất cả thân cây và bộ phận của cây họ lá [11] và lá kim [12-17] bao gồm: mùn cưa của vỏ và thân cây [3, 18-20], quả và hạt khô, chất thải từ các quá trình chế biến sản xuất từ cây keo,… đa được nghiên cứu để loại bỏ các chất gây ô nhiễm từ môi trường nước.

Bài báo này tóm tắt thông tin về việc sử dụng thành phần của các bộ phận cây keo để loại bỏ các ion kim loại nặng từ môi trường nước.

2. THỰC NGHIỆMCây Keo (danh pháp khoa học là – Acacia)

- Một chi lớn của thực vật có hoa thuộc họ đậu (Fabaceae) [21]. Các chi bao gồm hơn 1300 loài. Phân bố rộng rai ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của cả hai bán cầu - giữa 35° bắc và 42° vĩ độ nam. Chiều cao cây lên tới 25 mét và đường kính thân lên tới 1,2 m hoặc cây bụi. Có họ có gai hoặc

không có gai. Rễ phát triển mạnh mẽ, với thân chính và nhiều nhánh ngang trong các lớp đất.

Qua quá trình nghiên cứu cho thấy thành phần của các loại cây keo khác nhau sẽ khác nhau. Chúng tôi xác định các nhóm sau đây của các hợp chất hóa học: các amin và hợp chất hữu cơ, glycosides, acid béo và các loại dầu, acid amin, tecpen (bao gồm chủ yếu các loại dầu, diterpenes, phytosterol và triterpene genins và saponin), tan-nin thủy phân, chất flavonoid và tannin ngưng tụ, polysaccharides (cao su), phenolics phức tạp (tan-nin ngưng tụ) [22].

Đa được đánh giá và thẩm định lượng tannin và những chất liên quan có trong lá, vỏ cây và hạt của các loài khác nhau của cây keo. Trong thí nghiệm này các mẫu của thân cây keo khô được chiết xuất bằng nước với 80% methanol, 70% dung dịch ac-etone và 50% dimethyl sulfoxide (CH3)2SO. Thí nghiệm xác định được số lượng tannin lớn nhất thu được từ lá của cây keo nilotica là 40,2%, từ quả của cây keo lá tràm là 49,4%, trong các chất chiết xuất bằng dung dịch dimethyl sulfoxide [23].

Từ các dữ liệu nêu trên cho thấy các chất thu được có số lượng lớn nhất từ quá trình tách chiết

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁC THÀNH PHẦN CỦA CÂY KEO ĐỂ LOẠI XỬ LÝ CÁC ION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC THẢI.

RESEARCH USING OF ACACIA ESSENCES LIKE SORPTION MATERIALS AND REAGENTS FOR REMOVING OF HEAVY METALS IONS

FROM WATER ENVIRONMENTAL

I. G. Shaikhiev2, Nguyễn Thị Kim Thoa2

1I.G. Shaikhiev, Khoa Sinh thái học, an toàn thông tin và công nghệ - Trường Đại học Nghiên cứu Công nghệ Quốc gia Kazan

2Khoa Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì.

ABSTRACT

Was generalized literature data about using of Acacia trees components (leaves, sawdust, pods and fruits), using of Acacia essences like sorption materials and reagents for removing of heavy metals ions from water environmental. Was showed the possibility of sorption index increasing by chemical modifi-cation of sorption materials. Was showed the perspective of Acacia components’ coal and carbonizates use for removing heavy metals ions. Was found that the most amount of publications contain information about Acacia nilotica components. Was defined that pollutants sorption isotherms mostly describes by Langmuir and Freundlich equations, and kinetics obeys to pseudo-quadric equations.

Keywords: acacia, tree components, ions of heavy metals, sorption

20




của cây keo nile (Acacia nilotica) đó là: tannin, flavonoid, alkaloid, acid béo và polysaccharides (cao su). Chúng có những tác dụng sau đây: chống viêm, chống oxy hóa, chống tiêu chảy, hạ huyết áp và chống co thắt, kháng khuẩn, thuốc trừ giun sán, chống tiểu cầu, tác dụng chống ung thư và acetyl cholinesterase giúp kháng lại tác dụng phụ của thuốc [24].

Hàm lượng tannin trong thành phần của cây keo càng cao thì hiệu suất hấp phụ các ion kim loại nặng càng cao.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬNLá. Trên thế giới cũng đa có một số nghiên cứu

về việc sử dụng các lá của cây keo để loại bỏ các ion kim loại nặng độc hại từ môi trường nước.

Nghiên cứu sử dụng lá cây keo tai tượng (keo lá tràm Acacia auriculiformis) làm vật liệu hấp phụ ion As (III). Thí nghiệm xác định được dung lượng hấp phụ cực đại đạt 41,41 mcg/g của ion As3+ tại nồng độ ban đầu trong dung dịch là 500 µg/dm3 ở pH = 6, sau 5 giờ hấp phụ tại nhiệt độ 25oС và hàm lượng của vật liệu hấp phụ là 15 g/l. Các đường hấp phụ đẳng nhiệt được mô tả bởi phương trình đẳng nhiệt Langmuir (R2 = 0,995) và Freundlich (R2 = 0,994). Các thông số nhiệt động của quá trình được mô tả trong Bảng 3.1.

Bảng 3.1. Các thông số nhiệt động của quá trình hấp phụ ion As (III) bằng lá cây keo lá tràm.

Т, К ΔG°kJ/mol

ΔH°kJ/mol

ΔS°J/molK

Ea

kJ/mol296,5 - 983,023

43,38 149,691 27,549301 - 1718,29

306 - 2405,95

Khảo sát hấp phụ ion Cd (II) bằng lá của cây keo (Acacia nilotica) [26]. Dung lượng hấp phụ đạt cực đại tại pH = 5, nhiệt độ 70 oС, thời gian 25 phút và hàm lượng vật liệu hấp phụ là 40 g/l. Đường đẳng nhiệt của quá trình hấp phụ tuân theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir, và nghiên cứu động học cho thấy, sự hấp phụ ion Cd (II) tuân theo mô hình động học bậc 2. Các thông số nhiệt động của quá trình trong khoảng nhiệt độ 283 - 333 K: ΔG° = - (3,76 - 5,04) kJ/mol; ΔH° = 4,85 kJ/mol; ΔS° = 28 J/molK.

Nghiên cứu sử dụng lá của cây keo Acacia nilotica hấp phụ ion Co(II) [27]. Khảo sát đa xác định được dung lượng hấp phụ cực đại đạt 56,5 mg/g ở pH = 5, nồng độ ban đầu của ion Со2+ trong dung dịch là 150 mg/l. Hiệu suất loại bỏ các ion Со2+ là 75%. Các báo cáo cho thấy, với sự gia tăng nhiệt độ từ 283 K đến 323 K, nồng độ ban đầu của các ion Co (II) trong dung dịch với 50 mg/l đến 250 mg/l hiệu suất khử tăng lên từ 80 - 98%. Đường hấp phụ đẳng nhiệt được mô tả chính xác nhất bởi các phương trình đẳng nhiệt Langmuir (R2 = 0,9953) và Frenkel – Halsey - Hill (R2 = 0,995). Các thông số nhiệt động của quá trình: ΔG° = - 22,31, - 23,91, - 24,66, -25,81 kJ/mol ở nhiệt độ tương ứng là 283, 293, 303 và 313 K, như vậy quá trình này là tự phát. Các giá trị của ΔH°, ΔS° tương ứng là 8,23 kJ/mol và 67,63 J/molK.

Khảo sát hấp phụ ion Pb (II) bằng lá cây keo Acacia nilotica [26]. Dung lượng hấp phụ đạt cực đại ở pH = 4, nhiệt độ 50 oС, thời gian phản ứng là 20 phút và hàm lượng chất hấp phụ là 60 g/l. Đường hấp phụ đẳng nhiệt tuân theo mô hình hấp phụ Langmuir (R2 = 0,996). Các thông số nhiệt động của quá trình trong khoảng nhiệt độ 283 - 333 K là: ΔG° = - (5,91 - 8,35) kJ/mol; ΔH° = 9,39 kJ/mol; ΔS° = 520 J/molK.

Nghiên cứu hấp phụ ion Pb2 + bằng lá của cây keo (Acacia tortilis) xoắn [28, 29]. Các khảo sát đa xác định được dung lượng hấp phụ đạt cực đại ở pH = 4; t = 30 oC; với thời gian phản ứng là 2 h, tại nồng độ ban đầu của các ion chì là 94,3 mg/l và 309,2 mg/l. Các thông số nhiệt động của quá trình là: ΔG° ở nhiệt độ 303 - 333 K lên tới - (3,55 - 0,62) kJ/mol; ΔH° = - 43,56 kJ/mol; ΔS° = - 0,13 kJ/molK. Cần chú ý rằng dung lượng hấp phụ cực đại của lá cây keo Acacia tortilis xoắn đối với ion Pb (II) tại nhiệt độ 303 K là 704,8 mg/g.

Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion Cr bằng lá cây keo Acacia nilotica. Kết quả cho thấy việc loại bỏ các ion Cr (III) dưới tác dụng của nhiệt và acid sulfuric được phân hủy đến 100 - 400 µm. Thí nghiệm tiến hành đa xác định đặc tính hấp phụ tốt nhất thể hiện ở liệu phần 100 - 175 µm ở pH 1 - 3; hàm lượng thuốc thử 15 - 220 g/l; thời gian hấp phụ là 80 phút. Như vậy các đường đẳng nhiệt hấp phụ được mô tả đầy đủ hơn bởi phương trình đẳng nhiệt Freundlich (R2 = 0,997).

Hấp phụ ion Zn (II) bằng lá cây keo Acacia tortilis xoắn, được xúc tác bởi axit sulfuric, phot-




phoric và axit clohidric [31]. 1g vật liệu hấp phụ được ngâm trong 20 cm3 dung dịch axit chứa 0,1 mg/ml, ở nhiệt độ 60 oC. Khả năng hấp phụ ion Zn2+ bằng lá được nghiên cứu ở pH = 4, nồng độ ban đầu của các ion này có 400 mg/l, thời gian tiếp xúc là 2h và 0,02 g lá. Thí nghiệm xác định rằng tùy thuộc vào loại chất xúc tác mà khả năng hấp phụ thu được là khác nhau: khi sử dụng bằng dung dịch H2SO4 thì dung lượng hấp phụ tối đa đạt 309,6 mg/g, dung dịch H3PO4 là 214,8 mg/g, HCl là 82,3 mg/g.

Vỏ. Các cây non vỏ thường xanh, mịn, sau đó nứt ra, chúng có màu xanh lá cây, xám hoặc nâu. Thành phần vỏ cây, đặc biệt là Acacia nilotica, được đưa ra trong (Bảng 3.2).

Bảng 3.2. Thành phần vỏ cây Acacia nilotica

Hợp chất Tỉ lệ theo khối lượng (%)

Hàm lượng troSiO2Chất hòa tan trong nướcToàn bộ hợp chất ( đồng phân) phenolHợp chất TaninXenlulôLigninTỉ lệ giữa Xenlulô/ Lignin Hàm lượng gỗ theo khối lượngHàm lượng gỗ theo thể tích

0,70,122,713,612,548,027,0

1,7

1412

Như vậy từ các dữ liệu trong Bảng 2.2, vỏ cây keo nilotica chứa một lượng lớn tannin và lignin, nó có tác dụng rất lớn trong việc hấp phụ các ion kim loại nặng.

Chỉ số cao nhất thu được từ các khảo sát là việc loại bỏ các ion crom [33 - 35]. Đặc biệt, chúng tôi đa nghiên cứu loại bỏ các ion Cr(VI) từ dung dịch nước bằng vỏ cây Acacia nilotica [34]. Thí nghiệm được thực hiện tốt nhất khi ở các điều kiện sau: pH = 2, thời gian tương tác là 30 phút. Hiệu suất loại bỏ Cr (VI) là 60,9% và 68,1% khi kích thước hạt vỏ cây keo 1-3 mm.

Nghiên cứu khác cho thấy sự hấp phụ ion Cr6+ bằng vỏ cây Acacia nilotica [35], xử lí bằng for-maldehyde trong môi trường axit. Điều kiện phản ứng ở pH = 2, nồng độ ban đầu của ion crom 50 mg/dm3 và khối lượng vỏ 10 g/dm3, dung lượng hấp phụ cực đại đạt 38,1 mg/g, và tuân theo mô

hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir.

Sự ảnh hưởng của các thông số trong quá trình hấp phụ như nồng độ ban đầu, pH và nhiệt độ trên đường hấp phụ của ion Cu (II) bằng vỏ cây keo (Acacia raddiana) [36]. Xác định được dung lượng hấp phụ cực đại là 82,63 mg/g đạt được sau 4 giờ tại pH = 5 và nhiệt độ 25 - 30 °C.

Hấp phụ ion Cu2+ (tại nồng độ ban đầu 100 - 800 mg/dm3) bằng vỏ cây keo (Acacia Catechu), bước đầu được xử lí với formaldehyde trong môi trường axit. Hiệu quả tối đa loại bỏ ion đồng là 45%, ở pH = 5, lượng chất hấp thụ 10 g/dm3, thời gian hấp phụ là 40 phút ở 40 oC. Đường hấp phụ được mô tả đầy đủ bằng các phương trình đẳng nhiệt Langmuir [37].

Ngoài ra, vỏ cây keo Acacia raddiana còn được sử dụng để loại bỏ các ion Zn(II) dung dịch nước [38]. Sự ảnh hưởng của các điều kiện quá trình hấp phụ như nồng độ ban đầu của các ion kim loại (50 - 300 mg/l), pH từ 2 - 6, nhiệt độ (20 – 60 oC) và thời gian (1 - 24 h). Tại pH = 6, T = 25 oC, t = 5 giờ, hiệu suất khử ion Zn2+ là từ 82% đến 34% khi nồng độ ban đầu của các ion trong dung dịch tương ứng là 50 - 300 mg/l.

Vỏ Acacia nilotica được sử dụng để hấp phụ ion Hg(II) ở nồng độ nhỏ và rất nhỏ (10-7 – 10-2М) ở nhiệt độ 303 - 333 K và pH = 3-10 [39]. Lượng chất hấp phụ là 10 g/l. Các thí nghiệm được thực hiện với việc sử dụng các đồng vị phóng xạ 203Hg, ở nửa thời gian t1/2 = 47 ngày, đa được tìm thấy số lượng của các ion thủy ngân bị hút từ 0,918.10-8 đến 0,545.10-3 mol/g. Giả thiết xác định rằng năng lượng tự do hấp phụ là 9,27 kJ/mol nhưng thực tế này cho thấy sự xuất hiện của chất bị hấp phụ. Khi nồng độ của các ion Hg2+ là 10-5 M và pH = 5,1 tại T = 303 - 333 K được xác định là năng lượng hoạt hóa hấp phụ là 3,57 kJ/mol, và giá trị của ΔH° = 11,17 kJ/mol.

Tuy nhiên, thực tế, chúng ta thấy trong nước thải có sự có mặt của các ion kim loại nặng. Chính vì vậy trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu loại bỏ các ion kim loại nặng trong nước thải bằng các chất hấp phụ. Các loại ion hấp phụ bằng vỏ cây keo Acacia nilotica là Cu2+, Pb2+, Zn2+, Cd2+ [40]. Kết quả sau quá trình xử lí cho thấy: Pb2 + > Cu2 + >

Cd2 + > Zn 2 +.

Hấp phụ các ion As3+, Cd2+, Cr6+, Cu2+, Ni2+ và Pb2+ bằng vỏ cây keo Acacia nilotica, được làm

22




nhỏ đến một kích thước 200 µm [41]. Các ion kim loại có nồng độ ban đầu là 10 mg/l, lượng vỏ là 10 g/l, nhiệt độ trung bình là 22 oC, thời gian phản ứng 3 giờ. Kết quả của việc loại bỏ này là: Cr > Ni > Cu > Cd > As > Pb.

Vỏ cây keo đen (Acacia mangium Willd) cũng đa được nghiên cứu trong việc loại bỏ các ion kim loại nặng [42]. Kết quả như sau: Cu2+ > Ni2+ > Pb2+ > Hg2+.

Gỗ. Mùn cưa của nó được sử dụng rộng rai trong công nghệ làm sạch các chất ô nhiễm trong môi trường nước, bao gồm cả ion kim loại nặng [43-46]. Vì vậy, chúng tôi đa nghiên cứu chiết tách các ion As(III) bằng mùn cưa của cây keo Acacia nilotica [47]. Kết quả cho thấy giá trị hấp phụ lớn nhất là 50,8 mg/g; khi lượng asen trong nước ít hơn 200 g/l hiệu quả loại bỏ hơn 95%. Và đường hấp phụ đẳng nhiệt được mô tả bởi các phương trình như Langmuir và Freindlich.

Nghiên cứu loại bỏ các ion Cr(III) bằng mùn cưa của cây keo (Acacia polycantha). Thấy rằng hiệu suất xử lý cao nhất của crom ion (III) đạt được ở pH = 11, lượng vật liệu hấp phụ là 1,0 - 1,25 g/l và nồng độ của các ion là 0,5 - 5,0 mg/l [48]. Các khảo sát cho thấy sử dụng acid làm tăng hằng số tốc độ hấp phụ và các thông số nhiệt động của quá trình thay đổi. Khi chỉ sử dụng mùn cưa ΔG° = -35,56 kJ/mol; ΔH° = - 45,56 kJ/mol; ΔS° = -37,23 J/molK. Còn trong trường hợp được xử lí bằng acid thì: ΔG° = -32,38 kJ/mol; ΔH° = -47,56 kJ/mol; ΔS° = - 42,10 J/molK.

Cũng như trên khảo sát loại bỏ các ion Cr(VI) bằng mùn cưa của cây keo Acacia nilotica [49]. Hiệu quả của việc loại bỏ các ion Cr6 + phụ thuộc vào độ pH của môi trường, nồng độ ban đầu của chất ô nhiễm. Đường hâp phụ tuân theo phương trình đẳng nhiệt Freundlich và Langmuir. Dung lượng hấp phụ cực đại của mùn cưa cây keo nilot-ica được xử lý bằng 96,1 mg/g đến 147,1 mg/g ở pH = 2. Đường hấp phụ được mô tả bởi phương trình đẳng nhiệt Langmuir.

Hấp phụ các ion Cr(VI), Pb(II), Hg(II) và Cu(II) bằng mùn cưa Acacia nilotica [51]. Các nghiên cứu xác định rằng nồng độ ban đầu (1-5 mg/l) không làm ảnh hưởng đến hiệu quả của việc loại bỏ các ion Cr(VI) và Hg(II) (~ 100 %); ion trên Pb(II) và Cu(II). Chú ý rằng việc tăng lượng chất hấp thụ 0,5 - 1,2 g/l và thời gian tiếp xúc, sẽ làm tăng hiệu quả hấp phụ các ion. Ta quan sát

thấy giá trị hấp phụ tối đa các ion kim loại đạt ở pH = 6 (Hình 1). Mức độ tối đa loại bỏ các ion Hg(II), Cu(II), Pb(II) và Cr(VI) tương ứng là 99,4; 92,2; 94,6 và 99,3 %. Các thông số nhiệt động của quá trình hấp phụ (Bảng 3.3). Các tính toán cho thấy đường hấp phụ được mô tả tốt bởi các phương trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich.

Hình 1. Sự phụ thuộc hiệu quả loại bỏ các ion kim loại phụ thuộc vào độ pH của môi trường nước

Quả của cây keo là một kén thuôn dài hình trứng, hình mác hoặc tuyến tính, thẳng hoặc cong nhiều cách khác nhau, hơi lép hoặc có khớp, có lông tơ hoặc trơn. Hạt giống có hình cầu thon dài, thường dẹt, màu đen hoặc màu nâu nhạt, căn phối sợi, ngắn, đôi khi dài.

Quả của cây keo được xem xét như là một vật liệu hấp phụ để loại bỏ ion kim loại nặng [52-54]. Đặc biệt, hấp phụ ion Cu(II) bằng quả cây keo Acacia nilotica tùy thuộc vào độ pH, nhiệt độ dung dịch, liều lượng chất hấp phụ và nồng độ chất ô nhiễm. Nó đa được chứng minh rằng việc tăng thời gian tiếp xúc 5-180 phút, độ pH = 2 - 9, lượng vỏ keo 1-5 g/l thì khả năng loại bỏ ion Cu2

+ được tăng lên. Khi nhiệt độ tăng từ 298 K đến 338 K và nồng độ của các ion đồng 7,18 - 35,9 g/l hiệu quả giảm. Các nhiệt thông số quá trình hấp phụ: ΔH° = - 9609 kJ/mol và ΔS ° = - 41.328 J/molK, cho biết quá trình là tỏa nhiệt [52]. Để tăng tính hấp phụ cho ion Cu2 + được đề xuất chọn vỏ cây keo Acacia nilotica chứa ZnCl2 [53]. Hơn nữa, chúng tôi thấy rằng sự hấp thụ của các ion Cu(II) khi có sự có mặt của ion Ni (II) và Cr(VI) bị giảm sút.Báo cáo về việc sử dụng vỏ cây keo (Aca-

cia saligna) để loại bỏ các ion Cd(II) trong môi trường nước. Vật liệu hấp thụ được sử dụng là quả. Đường hấp phụ được mô tả bởi phương trình Freundlich.

Hạt keo (đậu) cũng được quan tâm như một vật liệu hấp phụ cho việc loại bỏ ion kim loại nặng




Bảng 3.3. Các thông số hấp phụ nhiệt động các ion kim loại bằng mùn cưa Acacia nilotica

ion kim loại Т, oС ΔG°

kJ/mol

ΔH°kJ/mol

ΔS°kJ/

molK

Cr(VI)

20

30

40

−3,488

−5,776

−8,843

0,037

0,043

0,0527,461

Hg(II)

20

30

40

−7,128

−8,100

−8,843

0,113

0,112

0,11226,005

Pb(II)

20

30

40

0,598

0,357

0,176

0,071

0,070

0,06821,62

Cu(II)

20

30

40

0,071

−0,132

−0,248

0,1014

0,098

0,09629,79

trong môi trường nước. Đặc biệt, chúng tôi đa nghiên cứu chiết tách các ion Cu (II) bằng hạt cây keo xoắn (Acacia tortilis) [55]. Xác định đặc tính hấp phụ của các loại hạt của cây keo xoắn được nghiền nát: hòa tan trong nước: 6,8%, tổng diện tích bề mặt: 370 m2/g và tổng số khối lượng: 0,265 cm3/g. Sau nghiền nát bột đậu, chỉ số là 4,4%, đến 640 m2/g và 0,405 cm3/g. Tiến hành thí nghiệm xác định rằng hiệu suất hấp phụ tốt nhất đạt được ở pH = 3 và t = 30 phút; với sự gia tăng nhiệt độ từ 293 K đến 323 K năng lực hấp thụ tối đa tăng lên 435 - 578 mg/g. Thông số nhiệt động của các ion Cu2 + hấp phụ đậu keo xoắn ở nồng độ ban đầu của các ion là 198,2 và 398,2 mg/dm3. Chúng tôi thấy rằng các động học của quá trình hấp phụ được mô tả bằng các thứ giả thứ hai (R = 1); giá trị trong khoảng nhiệt độ 293 - 323 với thành phần: ΔG° = - (4,35 - 5,15) kJ/mol, ΔH° = 9,13 kJ/mol và ΔS° = 0045 kJ/ molK và đường hấp phụ đẳng nhiệt được mô tả chính xác hơn bởi phương trình Freundlich.

Ngoài ra, nghiên cứu hấp phụ ion Cd(II) bằng đậu cây keo Acacia tortilis [56]. Tiến hành thí nghiệm xác định rằng hiệu suất hấp phụ đạt tốt nhất ở pH = 3,4 và t = 30 phút, T = 30 oC, hàm lượng quả là 0,1 g/l và nồng độ ban đầu của các ion Cd2+ là 200 mg/l. Giá trị hấp phụ tối đa đạt được tại các điều kiện nêu trên là 835 mg/g. Tính toán

thực hiện xác định rằng đường hấp phụ được mô tả chính xác hơn bởi phương trình Freundlich. Các thông số nhiệt động của quá trình này ở khoảng nhiệt độ 283 - 313K: ΔG° = - (4,77 - 6,07) kJ/mol, ΔH° = 8,1 kJ/mol và ΔS° = 0044 kJ/molK.

Nhựa keo (nhựa của cây keo Ấn Độ) - thông thường nó là chất nhựa rắn trong suốt tùy thuộc vào loại keo khác nhau. Ban đầu là chất lỏng nhớt, cố định trong không khí. Nhựa keo có thể hòa tan trong nước ấm (trong nước lạnh thì khó hơn) để tạo thành một dung dịch axit yếu. Nhựa keo bao gồm chủ yếu arabinitol (hỗn hợp gồm kali, canxi, và muối magie); tách nhỏ bằng cách thủy phân axit để arabinose, galactose, rhamnose và acid glucuronic. Arabino chậm nhưng hoàn toàn có thể hòa tan trong lượng gấp đôi nước lạnh tạo thành một màu hơi vàng, trong suốt, dày, chất lỏng dính.

Loại bỏ các ion Cd(II) và Pb(II) bằng cách sử dụng nhựa cây keo (Acacia nilotica). Các thí nghiệm được thực hiện với muối magie khác nhau như độ pH, thời gian tiếp xúc và nhiệt độ của dung dịch ở một lượng thuốc thử 2,5 g/l và ion kim loại nồng độ ban đầu là 50 ppm. Chúng tôi đa xây dựng đồ họa 3D cho biết rằng việc khai thác tối đa các ion Cd(II) là 97,5 % đa được quan sát thấy ở pH = 5, thời gian hấp phụ các 25 phút và T = 70 oC, ion Pb(II) (80%) với pH = 4, thời gian tương tác trong 20 phút và T = 50 oC.

Các kết quả nghiên cứu trước đây cho thấy, thành phần của cây keo có chứa một lượng lớn tannin và flavonoid [59, 60], chẳng hạn như: quercetin, catechin, kvertsitrin, kaempferol, rutin, và nhiều chất khác. Như được biết, tannin và fla-vonoids không hòa tan được các ion kim loại nên phải lọc để tách các thành phần của cây keo.

Vì vậy, năm 1935 đa có nghiên cứu loại bỏ các ion Ca2 + và Mg2 + bằng dịch chiết xuất từ gỗ keo Acacia molissima [61]. Các sản phẩm ngưng tụ của tannin từ keo Acacia molissima và formaldehyde đa được nghiên cứu để tách các ion Cu2 + và Cr6

+ [62]. Trên cơ sở giá trị hấp phụ thấp của năng lượng hoạt hóa (EAKT = 3 kcal/mol hấp phụ ion Cu (II) và 2 kcal/mol hấp phụ ion Cr (VI)) cho biết quá trình hấp phụ không phụ thuộc vào nhiệt độ .

Các polyme thu được bằng cách ngưng tụ của các chiết xuất tanin trong thành phần của quả cây keo Acacia nilotica và formaldehyde đa được nghiên cứu để loại bỏ ion Mn(II) [63]. Thí nghiệm được làm khi nồng độ ban đầu của Mn2 + là 5 - 20

24




mg/l, hiệu quả khử là 60 - 76%. Theo phương trình Langmuir cho tính toán khả năng hấp phụ tối đa của thuốc thử là 15,54 mg/g. Cụ thể, năng lượng hấp phụ (11,04 kJ/mol), cho kết luận rằng cơ chế chủ yếu là trao đổi ion. Giá trị hấp phụ các ion NH4 + là 11,4 mg/g và năng lượng hoạt hóa hấp phụ là 8,9 kJ/mol.

Ngoài ra, các chất chiết xuất từ cây keo đen (Acacia mearnsi) cho thấy tính chất keo tụ tốt khi loại bỏ chất rắn làm vẩn đục [65]. Và nó giúp làm giảm vi khuẩn coliform và các hình thức liên cầu đến 80 – 99 %.

Ngoài các thành phần nêu trên, cây keo còn được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm vô cơ học termolizaty và than đá, thu được bằng cách xử lý nhiệt của lá, gỗ và vỏ cây [66 -78].

Mẫu cacbon của lá cây keo Acacia nilotica thu được bằng cách xử lí trong lò vi sóng dưới công suất 800 W trong 5 phút [66]. Sau đó được nghiền nát đến kích thước 125-250 µm và dùng để loại bỏ các ion Cr(VI) nồng độ 2,03 - 3,39 mmol/l. Kết quả đạt tốt nhất ở pH = 6 với thời gian tiếp xúc t = 90 phút, và hàm lượng chất hấp thụ là 0,4 g/l. Đường hấp phụ đẳng nhiệt được mô tả đầy đủ bằng phương trình Langmuir (R2 = 0,9984).

Ngoài ra chúng tôi còn khảo sát loại bỏ ion Cr(VI) bằng cacbon của lá cây keo Acacia nilot-ica thu được dưới nhiệt 300 oC được xử lí bằng H2SO4 [67] hoặc H3PO4. Tiến hành thí nghiệm xác định rằng giá trị hấp phụ đạt lớn nhất ở pH = 2 [68] và pH = 3. So sánh hiệu xuất hấp phụ của ion Cr(VI) bằng than được xử lí bằng các axit nói trên. Kết quả như sau: giá trị hấp phụ lớn nhất ở nồng độ ban đầu ion Cr6 + là 50 - 200 mg/g ở 120 phút, tương đương thời gian như vậy nếu dùng axit sulfuric là 12,13 mg/g và 36,29 mg/g và với axit photphoric là 11,94 và 35,61 mg/g. Đường hấp phụ đẳng nhiệt của các ion cacbon crom, thu được bằng cách xử lý bằng H2SO4 được mô tả bởi các phương trình Dubinin-Radushkevich (R2 = 0,9849), dung dịch H3PO4 – bởi phương trình Fre-undlich (R2 = 0,9953) và Frenkel – Halsey - Hill (R2 = 0,995).

Cacbon thu được từ lá cây keo Acacia niloti-ca được xử lí bằng axit sulfuric cũng được dùng nghiên cứu để loại bỏ các ion Co(II) [69]. Nó được khảo sát ở pH = 5 với sự gia tăng nồng độ ban đầu của các ion Co2 + là 20 - 200 mg/l cho khả năng hấp phụ và mức độ thanh lọc được giảm. Đường

hấp phụ đẳng nhiệt được mô tả bởi phương trình Freundlich.

Ngoài ra, để hấp phụ ion Cu (II) chúng tôi sử dụng cacbon thu được từ lá của cây keo Acacia nilotica qua xử lí trong dung dịch ZnCl2 và nung trong lò đến nhiệt độ là 300 oC trong 6 giờ. Kết quả thu được giá trị hấp phụ cao nhất khi: nồng độ ban đầu của ion Cu2 + giữa 50 và 200 mg/l tại pH = 5, với lượng chất hấp phụ là 1 g/l (Co = 50 mg/l). Đường hấp phụ đẳng nhiệt được mô tả đầy đủ (R2 = 0,9955) bằng phương trình Freundlich, và Frenkel – Halsey - Hill. Các thông số nhiệt động lực học quá trình hấp phụ (C0 là 50 mg/l, lượng chất hấp phụ là 0,2 g, pH = 5, t = 2 giờ) ở nhiệt độ 293 - 323 K: ΔG° = 0,567 - 1,112 kJ/mol, ΔH° = 12,454 kJ/mol và ΔS° = 41,92 j/molK.

Than được tinh chế bằng nung lá của cây keo Nilotica ở 400 oC trong 0,5 giờ, có thể hấp phụ được ion florua 5ppm ở 27 oC và pH = 6. Thí nghiệm tiến hành thấy rằng với sự gia tăng hàm lượng dung dịch chất hấp thụ và thời gian hấp phụ thì mức độ loại bỏ các ion florua được tăng lên. Các khảo sát cho thấy rằng đường đẳng nhiệt hấp phụ được mô tả đầy đủ bởi phương trình Freun-dlich [71].

Than sinh từ gỗ cây keo Acacia tortilis đa được nghiên cứu như một chất hấp thụ để loại bỏ các ion Cr(VI) với nồng độ ban đầu 5-50 mg/l [72]. Kết quả hấp phụ tối đa ion Cr6+ quan sát thấy ở pH = 5,6, T = 24 oC, thời gian là 5 phút, lượng chất hấp phụ là 10 g/l, Co = 50 mg/l là 2,61 mg/g. Đường hấp phụ được tốt như nhau được mô tả bởi các phương trình đẳng nhiệt Langmuir và Freun-dlich (R2 = 0,999).

Ngoài ra nghiên cứu ion hấp phụ Cr(VI) bằng than từ gỗ cây keo tai tượng. Nó xác định rằng các hạt than thu được có kích thước trung bình 49,9 nm, diện tích bề mặt là 377 m2/g và khả năng hấp phụ tối đa ion Cr6 + là 37,16 mg/g [73].

Sử dụng than thu được từ những mảnh gỗ cây keo Acacia karroo để hấp phụ các ion Ni (II) và Zn (II). Cho thấy khả năng hấp phụ tối đa ion Ni2+ và Zn 2 + là 9,0 và 7,99 mg/g đạt được ở pH = 6,0 và 4,0.

Than từ gỗ cây keo (Acacia farnesiana) khi nung ở 700 oC trong 7 giờ, được dùng để hấp phụ các ion florua ở nồng độ ban đầu là 1,5-15 mg/l, pH = 6,9, hàm lượng chất hấp phụ = 4 g/l, t = 40




phút và T = 30 oC với công suất hấp phụ tối đa ở nồng độ (Co = 15 mg/l) là 2,622 mg/g chất.

Vỏ của quả cây keo cũng được sử dụng để sản xuất than hoạt tính. Đặc biệt, than của vỏ quả cây keo Acacia Nilotica nung tại 5250C và xử lí bằng kẽm clorua, đa được dùng để loại bỏ Fe (II) [76]. Chúng tôi thấy rằng giá trị hấp phụ đạt cao nhất tại nồng độ ban đầu của các ion Fe2 + là 10 mg/l, thời gian tiếp xúc 45 phút và hàm lượng chất hấp thụ 1 g/l, ở pH = 6. Nó xác định được rằng các đường đẳng nhiệt hấp phụ được mô tả bởi các phương trình Langmuir (R2 = 0,992), và động học tuân theo mô hình động học bậc 1.

Vỏ của quả cây keo Acacia Nilotica được nghiên cứu như là một chất hấp thụ cho việc loại bỏ các Ni(II). Khi nồng độ ban đầu ion Ni2+ là 100 mg/l, lượng chất hấp phụ là 0,2 mg/l, t = 60 phút và T = 303 K, mức độ hấp phụ cao nhất của các ion là (84%) đa được quan sát thấy ở pH = 6. Đường hấp phụ được mô tả đầy đủ nhất của phương trình đẳng nhiệt Langmuir và tuân theo mô hình động học bậc 2.

Than của vỏ cây keo nilotica và được xử lí bằng Ni0,5Zn0,5Fe2O4, nghiên cứu để loại bỏ các ion Pb(II). Xác định khả năng hấp phụ tối đa của thuốc thử là 36,7 mg/g. Các khảo sát đa chỉ ra rằng quá trình hấp phụ tuân theo mô hình động học bậc 2, và đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir.

4. KẾT LUẬNTrên đây là nội dung nghiên cứu về việc sử

dụng các thành phần của cây keo (lá, mùn cưa, vỏ cây và gỗ, vỏ quả, trái cây) và các chiết xuất của nó làm vật liệu hấp phụ và thuốc thử để loại bỏ ion kim loại nặng trong môi trường nước. Khả năng tăng hiệu suất của hấp phụ bằng cách biến đổi hóa học của vật liệu hấp phụ chế biến hóa chất khác nhau. Thấy rằng kết quả tốt nhất là thành phần của keo Acacia nilotica. Đường hấp phụ được mô tả thường xuyên nhất bằng phương trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich, động học tuân theo mô hình động học bậc 2.


1. P.K. Sharma, S.l Ayub, C.N. Tripathi, International Refereed Journal of Engineering and Science, 2, 8, 18-27 (2013).

2. M.A. Mohammed, A. Shitu, M.A. Tadda, M.

Ngabura, International Research Journal of Environment Sciences, 3, 3, 62-71 (2014).

3. C. Saka, O. Sahin, M.M. Kucuk, International Journal of Environmental Science and Technology, 9, 379–394 (2012).

4. R.K. Gautam, A. Mudhoo, G. Lofrano, M.C. Chattopadhyaya, Journal of Environmental Chemical Engineering, 2, 239–259 (2014).

5. G. Zhao, X. Wu, X. Tan, X. Wang, The Open Colloid Science Journal, 4, 19-31 (2011).

6. N.T. Abdel-Ghani, G.A. El-Chaghaby, International Journal of Latest Research in Science and Technology, 3, 1, 24-42 (2014).

7. T.A.H. Nguyen, H.H. Ngo, W.S. Guo, J. Zhang, S. Liang, Q.Y. Yue, Q. Li, T.V. Nguyen, Bioresource Technology, 148, 574–585 (2013).

8. И.Г. Шайхиев, Все материалы. Энциклопедический справочник, 3, 15-25 (2010).



11. А.А. Алексеева, И.Г. Шайхиев, С.В. Степанова, Известия Уфимского научного центра РАН, 3, 19-30 (2015).

12. И.Г. Шайхиев, К.И. Шайхиева, Вестник технологического университета, 19, 4, 127-141 (2016).





17. И.Г. Шайхиев, К.И. Шайхиева, Вестник технологического университета, 19, 22, 162-

26




167 (2016).

18. H. Yu, G.H. Covey, A.J. O’Connor, International Journal of Environment and Pollution, 34, 1-4, 427-450 (2008).

19. A. Sen, H. Pereira, M.A. Olivella, I. Villaescusa, International Journal of Environmental Science and Technology, 12, 391–404 (2015).

20. Б.Н. Кузнецов, Н.В. Чеснокова, И.П. Иванова, Е.В. Веприкова, Н.М. Иванченко, Journal of Siberian Federal University. Chemistry, 2, 232-255 (2015).

21. https://ru.wikipedia.org/wiki/акация

22. D.S. Seigler, Biochemical Systematics and Ecology, 31, 8, 845–873 (2003).

23. S.R. Devi, M.N.V. Prasad, Bioresource Technology, 36, 2, 189-192 (1991).

24. L.J. Rather, Shahid-ul-Islam, F. Mohammad, Sustainable Chemistry and Pharmacy, 2, 12–30 (2015).

25. M. Al-Mamun, M. Poostforush, S.A. Mukul, K. Parvez, A. Subhan, Scientia Iranica. Transactions C: Chemistry and Chemical Engineering, 20, 1871-1880 (2013).

26. S. Waseem, M.I. Din, S. Nasir, A. Rasool, Arabian Journal of Chemistry, 7, 6, 1091–1098 (2014).

27. P. Thilagavathy, T. Santhi, International Journal of Science and Research, 3, 5, 393-399 (2014).

28. M.A. Ackacha, L.A. Elsharif, International Journal of Environmental Science and Development, 3, 6, 584-589, (2012).

29. M.A. Ackacha, L.A. Elsharif, 2012 International Conference on Geological and Environmental Sciences, Singapoore, 36, 80-84 (2012).

30. M. Lal, Sumit, S. Sharma, V. Gupta, European Chemical Bulletin. Section B-Research Paper, 2, 3, 144-148 (2013).

31. S. Meftah, M. Ackacha, International Journal of Advances in Chemical Engineering & Biological Sciences, 3, 1, 6-9 (2016).

32. P. Khristova, I. Karar, Bioresourse Technology, 68, 209–213 (1999).

33. D.P. Tiwari, D.N. Saksena, D.K. Singh, Asia-

Pacific Journal of Chemical Engineering, 5, 1-2, 79–88 (1997).

34. N. Rani , A. Gupta, A.K. Yadav, Environmental Technology, 27, 6, 597-602 (2006).

35. D.K. Singh, D.N. Saksena, D.P. Tiwari, Indian Journal of Environmental Health, 36, 4, 272-277 (1994).

36. M.F. Talhi, A. Cheriti, N. Belboukhari, L. Agha, C. Roussel, Desalination and Water Treatment, 21, 1-3, 323-327 (2010).

37. D. Pathania, R.K. Rana, D. Singh, International Journal of Theoretical & Applied Sciences, 1, 1, 25-31(2009).

38. T.M. Fouzi, C. Abdelkrim, A. Leila, B. Nasser, International Journal of Chemtech Applications, 2, 1, 1-7 (2013).

39. S.S. Dubey, R.K. Gupta, Separation and Purification Technology, 41, 21–28 (2005).

40. D. Dwivedi, V.R. Chourey, Current World Environment, 4, 1, 179-182 (2009).

41. M.N.V. Prasad, M. Greger, T. Landberg, International Journal of Phytoremediation, 3, 3, 289–300 (2001).

42. J. Khabibi, W. Syafii, R.K. Sari, Environmental Science and Pollution Research, 23, 16, 16631–16640 (2016).

43. A.R. Yaria, M.S. Siboni, S. Hashemi, M. Alizadeh, Archive of Hygiene Science, 2, 3, 114-124 (2013).

44. P.P. Ndibewu, R.L. Mnisi, S.N. Mokgalaka, R.I. McCrindle, Journal of Materials Science and Engineering, B 1, 843-853 (2011).

45. C. Saka, O. Sahin, M.M. Kucuk, International Journal of Environmental Science and Technology, 9, 379–394 (2012).

46. V. Stankovic,D.Bozic, M.Gorgievski, G. Bogdanovic, Chemical Industry & Chemical Engineering Quarterly, 15, 4, 237−249 (2009).

47. A Baig, T. Kazi, A.Q. Shah, G.A. Kandhro, H.I. Afridi, S. Khan, N.F Kolachi, Journal of hazardous materials, 178, 1-3, 941-948 (2010).

48. C. Mahamadi, International Journal of Physical




Sciences, 8, 11, 406-410 (2013).

49. P. Thilagavathy, T. Santhi, Journal of Applied Phytotechnology in Environmental Sanitation, 3, 3, 81-86 (2014).

50. L. Sharma, S.C. Sharma, Tenside Surfactants Detergents, 52, 1, 41-53 (2015).

51. A.K. Meena, K. Kadirvelu, G.K. Mishra,C. Rajagopal, P.N. Nagar, Journal of Hazardous Materials, 150, 604–611 (2008).

52. B.A. Dar, A. Taher, A. Wani, M. Farooqui, Journal of Environmental Chemistry and Ecotoxicology, 5, 2, 17-20 (2013).

53. R. Thenmozhi, T. Santhi, Research on Chemical Intermediates, 41, 3, 1327–1341 (2015).

54. G. Mahajan, D. Sud, Separation Science and Technology, 50, 3, 354-364 (2015).

55. M.A. Ackacha, S.A. Meftah, Journal of Clean Energy Technologies, 1, 1, 57-64 (2013).

56. M.A. Ackacha, S.A. Meftah, International Journal of Environmental Science and Development, 5, 4, 375-379 (2014).

57. Https://ru.wikipedia.org/wiki/Гуммиарабик.

58. S. Bouazizi, B. Jamoussi, D. Bousta, International Journal of Engineering Research & Technology, 5, 5, 32-41, (2016).

59. Juliana David Correia, dissertation for the Degree of Master, Lisboa, Portugal, 2015. 40 p.

60. E. Malan, D.G. Roux, Phytochemistry, 14, 8, 1835-1841 (1975).

61. B.A. Adams, E.L. Holmes, Journal of Society Chemical Industry, 54, 1-6 (1935).

62. H. Yamaguchi, R. Higasida, M. Higuchi, I. Sakata, Journal of Applied Polymer Science, 45, 8, 1463-1472 (1992).

63. M.M. Kamel, A.M.A. El-Mgeed, M.A.I. El-Hewaihy, Water Science and Technology: Water Supply, 13, 5, 1236-1248 (2013).

64. M.M. Kamel, Journal of International

Environmental Application & Science, 9, 2, 238-246 (2014).

65. J. Sánchez-Martín , M. González-Velasco, J. Beltrán-Heredia, Journal of Wood Chemistry and Technology, 29, 2, 119-135 (2009).

66. A.L. Prasad, S. Thirumalisamy, Journal of Chemistry, 2013, ID 354328, 7 p., http://dx.doi.org/10.1155/2013/354328.

67. P. Thilagavathy, T. Santhi, BioResources, 8, 2, 1813-1830 (2013).

68. P. Thilagavathy, T. Santhi, International Journal of Science and Research, 3, 5, 308-314 (2014).

69. P. Thilagavathy, T. Santhi, Chinese Journal of Chemical Engineering, 22, 11–12, 1193–1198 (2014).

70. P. Thilagavathy, T. Santhi, BioResources, 9, 3, 3805-3824 (2014).

71. S. Kumar, A. Gupta, J.P. Yadav, Journal of Environmental Biology, 29, 2, 227-232 (2008).

72. C.W. Muriuki, U.N. Mutwiwa, P.G. Home, F.N. Kilonzo, Journal of Sustainable Research in Engineering, 1, 3, 30-38 (2014).

73. M. Danish, R. Hashim, M.N.M. Ibrahim, M. Rafatullah, O. Sulaiman, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 97, 19-28 (2012).

74. J. Singh, R. Sharma, A. Ali, Journal of Water Reuse and Desalination, 3, 3, 268-276 (2013).

75. Y. Hanumantharao, M. Kishore, K. Ravindhranath, International Journal of Plant, Animal and Environmental Sciences, 1, 3, 209-223 (2011).

76. M.H. Elhussien, International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 5, 10, 298-307 (2015).

77. R.Thenmozhi, T. Santhi, International Journal of Environmental Science and Technology, 12, 1677–1686 (2015).

78. F. Omidvar Hosseini, F. Moeinpour, Journal of Water Reuse and Desalination, (2016), jwrd2016073; DOI: 10.2166/wrd.2016.073.

28




1. GIỚI THIỆU

Ngày nay, Việt Nam có những con số tăng trưởng ấn tượng về thị trường điện thoại từ năm 2010 và xu hướng này ngày càng phát triển. Vì vậy, công nghiệp chế tạo smartphone là ngành công nghệ cao đang được nhà nước và các hang như Viettel, Fpt, Bkav... quan tâm phát triển. Trước khi đưa ra ngoài thị trường điện thoại phải trải qua rất nhiều bài kiểm tra độ bền, nhiệt, môi trường và được tối ưu hóa phần mềm.Trong đó, mô phỏng va đập do đánh rơi (drop-test) là một trong những bài kiểm tra quan trọng để đánh giá độ bền smartphone trong quá trình sử dụng. Theo các tiêu chuẩn được sử dụng thì smarphone thường được thả rơi từ độ cao 100 - 150cm. Chẳng hạn, chuẩn IEC áp dụng cho sản phẩm có trọng lượng nhỏ hơn 2 kg và rơi từ độ cao 100 cm mà không bị hư hỏng. Tiêu chuẩn MIL yêu cầu độ cao là 122 cm trong khi Intel đề nghị độ cao rơi là 150 cm [1]. Bản chất của drop-test là kiểm tra độ bền va đập của hàng loạt các linh kiện từ CPU, pin, bảng mạch, nắp lưng, camera, màn hình, vỏ nhôm AL7050.

Drop-test được thực hiện cả trên thiết bị thử

và mô phỏng công nghiệp. Kết quả của nghiên cứu mô phỏng sẽ tìm ra được các thiết kế có vấn đề, vị trí nguy hiểm, và đưa ra thiết kế tối ưu trước khi chế tạo ra sản phẩm thực. Khi sản xuất smart-phone hàng loạt, mô phỏng công nghiệp thường được tiến hành trước và đóng vai trò quan trọng sống còn để giảm số sản phẩm chế thử, tiết kiệm chi phí và giá thành, cải thiện độ bền, độ cứng và độ tin cậy của sản phẩm và rút ngắn thời gian chế tạo. Ảnh hưởng của các vật liệu đến quá trình drop-test của điện thoại đa được khảo sát trong nghiên cứu của Abhijith [1]. Ragou và cộng sự [2] đa thực hiện mô phỏng 3D cả bài toán nhiệt và bài toán rơi cho mô hình điện thoại đơn giản chỉ gồm thân, pin và bo mạch và đa đưa ra một thiết kế mới nhằm giảm chấn cho điện thoại. Một nghiên cứu gồm cả thực nghiệm và mô phỏng drop-test đa được giới thiệu bởi Hwan và cộng sự [3]. Mô hình điện thoại mô phỏng ở đây chỉ gồm vỏ trước, vỏ sau và pin. Park và cộng sự [4] đa khảo sát bài toán drop-test đầy đủ cho chi tiết quan trọng của điện thoại là bo mạch bằng cả thực nghiệm và mô phỏng trên LS-Dynas. Tuy nhiên, chưa có một nghiên cứu drop-test nào sử dụng một mô hình điện thoại phức tạp gần với thực tế nhất được giới thiệu.

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU VA ĐẬP CỦA SMARTPHONE SAMSUNG GALAXY S6 EGDE PLUS

DROP-TEST ANALYSIS OF SAMSUNG GALAXY S6 EDGE PLUS SMART PHONE

Lê Quang Vinh1, Nguyễn Đình Thanh1, Nguyễn Mạnh Cường2, Trần Thanh Đạt2, Vũ Đình Trung2

1Khoa Cơ khí, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì2Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

ABSTRACT

Smartphone has played an increasingly important role in the modern life and it is the high-tech indus-try which is being concern by the state and by companies like Viettel, FPT, Bkav ... In mass production, the industrial simulation plays a vital role to reduce the number of trial-manufactured products, cost and depense, to improve durability, rigidity and reliability of the products and to shortern manufacturing time. To design a reliable and safer product, this paper employed ANSYS Explicit Dynamics industrial software to study the drop-test of the Samsung Galaxy S6 Edge + smartphone which is realistically modeled in detail. Our research has also presented a design to ensure safety for the components inside smartphones

Keywords: smartphone, drop-test, impact, test




Nghiên cứu này sử dụng phần mềm công nghiệp Ansys Explicit Dynamics nhằm khảo sát thử nghiệm drop-test của smartphone Samsung Galaxy S6 Edge + được mô phỏng một cách chi tiết và đầy đủ gồm 35 linh kiện rất gần với sản phẩm thực. Bài báo đa đưa ra một quy trình tính toán drop-test hoàn chỉnh cho điện thoại và xác định được những vùng nguy hiểm ảnh hưởng đến vị trí gắn các chi tiết bên trong, từ đó đưa ra gợi ý thiết kế tối ưu hơn nhằm đảm bảo an toàn cho các linh kiện bên trong smartphone Samsung Galaxy S6 Edge+.

2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trong nghiên cứu này, smarphone sẽ được thả

rơi từ độ cao 150 cm và va chạm với nền cứng. Bằng cách cân bằng động năng va chạm và vận tốc thu được, ta tính được độ cao yêu cầu cho thử nghiệm drop-test theo công thức:

(1)

Trong đó :

vo: vận tốc rơi tại thời điểm chạm sàn

g: gia tốc trọng trường và h là chiều cao rơi chọn theo tiêu chuẩn

Các tính toán sẽ được tiến hành tính từ thời điểm smartphone bắt đầu chạm vào sàn cứng tuyệt đối với vận tốc vo.

Yêu cầu đặt ra của nghiên cứu là mô phỏng thử nghiệm rơi trên mô hình smartphone gần nhất với thực tế. Vì tính chất phức tạp của mô hình nên việc giải bài toán được thực hiện bằng phương pháp Phần tử hữu hạn trên phần mềm Ansys Explicit Dynamics. Phương trình vi phân của bài toán cần giải quyết trong phương pháp Phần tử hữu hạn được biểu diễn như sau:

[M]{}+[C]{ }+[K]{u }={P} (2)

Với [M], [C], [K] và {P} lần lượt là các ma trận khối lượng, ma trận giảm chấn, ma trận độ cứng và vector tải trọng đặt vào hệ. Các vector {u}, {}, { là các vector chuyển vị, vận tốc và gia tốc của smartphone.

Bước tiếp theo của nghiên cứu là đặt các điều kiện biên lên các linh kiện của điện thoại. Với mô hình smartphone phức tạp gồm 35 chi tiết, việc áp đặt chính xác các liên kết lên toàn bộ các linh

kiện rất khó khăn. Trong Ansys Explicit Dynam-ics có khoảng 18 loại liên kết khác nhau nên cần chọn lựa ra các điều kiện biên phù hợp. Rất nhiều nghiên cứu, thử nghiệm về liên kết đa được thực hiện và kết luận được rút ra là dạng liên kết node-to-surface cho ta kết quả nhanh và chính xác cho bài toán đặt ra.

Một vấn đề nữa cần phải giải quyết là Ansys Explicit sử dụng thuật toán vi phân explicit để giải phương trình chuyển động (2). Việc tích phân theo thời gian cho kết quả ổn định chỉ khi bước thời gian ∆t nhỏ hơn một giá trị giới hạn về bước tính thời gian và phụ thuộc vào giá trị tần số riêng lớn nhất của một phần tử. Dựa trên bước thời gian giới hạn này nên phương pháp explicit có hiệu quả và hữu ích cho các quá trình chuyển tiếp rất ngắn và chuyển vị cần xác định được tính theo công thức:

[ ] [ ] { } { } [ ]{ } ...2112 +−=

∆+

∆ + nnn uKPuCt

Mt

(3)

Bước tính thời gian được chọn trong nghiên cứu này là 0.0001 giây và thời gian tính toán cho cả mô hình là 257 giờ. Việc lựa chọn được thời gian phù hợp đòi hỏi rất nhiều nghiên cứu sâu hơn nữa về toán và tốn rất nhiều thời gian mô phỏng cho mô hình phức tạp của Samsung Galaxy S6 Edge+.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬNTrong phần này, nghiên cứu sẽ đưa ra quy trình

giải quyết bài toán mô phỏng drop-test trên phần mềm Ansys, thực hiện mô phỏng và đánh giá các kết quả thu được. Quy trình này bao gồm các bước:

a) Mô phỏng smartphone trên phần mềm CAD, nhập mô hình CAD vào phần mềm Phần tử hữu hạn (Ansys Explicit) và chỉnh sửa để mô hình có thể sử được trong phần mềm công nghiệp

b) Nhập các thông số vật liệu, đặt các điều kiện biên, lực và các điều kiện đầu (vận tốc)

c) Giải bài toán drop-test sử dụng phần mềm công nghiệp

d) Khai thác và nhận xét kết quả

3.1. Mô phỏng Galaxy S6 Edge+ trên phần mềm Solidworks

Sử dụng các kích thước chuẩn của hang sản xuất, mô hình 3D của Samsung Galaxy S6 Egde+ đa được mô phỏng trên phần mềm Solidworks với

30




Hình 3.1. Mô hình Samsung Galaxy S6 Edge + trên Solidworks

đầy đủ 35 linh kiện bao gồm: khung nhôm nguyên khối, Màn hình, xốp Plyfoam, Camera trước và sau, tai nghe, màn hình, vỏ sau, khung nhựa, bo mạch, tấm cách nhiệt, pin, vi xử lý, …Đây là mô hình rất phức tạp rất gần với điện thoại thực tế nhằm cho ta các kết quả mô phỏng chính xác và tin cậy (Hình 3.1).

3.2. Nhập mô hình CAD vào phần mềm Phần tử hữu hạn Ansys Explicit Dynamics

Tại bước này mô hình CAD 3D của smartphone sẽ được nhập vào phần mềm Ansys. Dạng file. IGS được lựa chọn nhằm đưa ra kết quả phù hợp với bản chất của bài toán. Với mô hình phức tạp đa xây dựng gồm rất nhiều linh kiện lắp ghép với nhau, rất nhiều lỗi đa được phát hiện và đa được chỉnh sửa thành công để chuẩn bị cho việc giải quyết bài toán drop-test (xem Hình 3.2).

Hình 3.2. Mô hình chi tiết Samsung Galaxy S6 Edge+ trên phần mềm Ansys

3.3. Xây dựng mô hình Phần tử hữu hạn cho bài toán drop-test

Tiếp theo, ta cần cung cấp các thông số cho mô hình phần tử hữu hạn như vật liệu, kiểu phần tử, cách chia lưới, liên kết, điều kiện biên để Ansys có thể hiểu và giải quyết bài toán.

Bảng 3.1 giới thiệu các loại vật liệu sử dụng trong nghiên cứu và các thông số tương ứng. Mô hình đa tính đến hầu hết các loại vật liệu thực tế sử dụng trong Galaxy S6 Edge+.

Bước tiếp theo của quy trình bao gồm việc chọn kiểu phần tử và cách chia lưới. Với mô hình phức tạp này, cách chia lưới tự động là hợp lý nhất. Phần mềm sẽ tính toán tự động kích thước lưới chia và kiểu phần tử thích hợp (xem Hình 3.1). Tuy nhiên, nếu cần chúng ta cũng có thể tăng hoặc giảm kích thước phần tử. Các thông số về chia lưới được biểu diễn trong Bảng 3.2.

Sau đó, ta cần đặt các liên kết và điều kiện biên cho các linh kiện và cho toàn bộ điện thoại. Các điều kiện này được tóm tắt trong Bảng 3. Ở đây, các lực liên kết và lực ma sát giữa các bộ phận của smartphone đều được tính đến nhằm đảm bảo kết quả thu được có độ tin cậy cao.

3.4. Kết quả mô phỏng drop-test

Có nhiều bài kiểm tra drop-test khác nhau tùy thuộc vào mỗi hang sản xuất hoặc mỗi chuẩn như CCS hoặc Intel. Tổng cộng có 12 bài test hoặc 6 theo như chuẩn khác nhau nhưng ở nghiên cứu này ta chỉ phân tích bài toán smartphone rơi đứng với độ cao 150 cm theo chuẩn Intel. Phương rơi của bài toán được thể hiện trên Hình 3.4.

Hình 3.3. Smartphone đã được chia lưới

Hình 3.4. Vị trí rơi ban đầu của smartphone




Bảng 3.2. Thông số về chia lưới, nút, phần tử

Loại phần tử Solid 3D

Kích thước phần tử nhỏ nhất 1,00 mm

Kích thước phần tử lớn nhất 2,00 mm

Chất lượng chia lưới CaoTổng số nút 58878

Tổng số phần tử 157670

Bảng 3.3. Các điều kiện đầu cho bài toán rơi

Loại Thông sốĐộ cao rơi từ 1500 (mm)

Gia tốc trọng trường 9,81 (m/s2)Mốc thế năng Mặt đáy

Các hệ số ma sát 0,68/0,3/0,25/...Độ cứng của sàn Cứng tuyệt đối

Kết quả mô phỏng về phân bố ứng suất và biến dạng cho một số chi tiết quan trọng nhất của smartphone được biểu diễn trên các Hình từ 3.5 đến 3.10.

Quá trình mô phỏng đa giúp chúng ta nhận biết được các vị trí nguy hiểm về ứng suất và biến dạng trên từng linh kiện của smartphone, giúp nhà thiết kế lựa chọn và tối ưu hóa thiết kế trước khi đưa vào sản xuất. Cụ thể là với mặt kính ứng suất lớn nhất ở vị trị tiếp xúc có giá trị 371,43 GPa và biến dạng lớn nhất có giá trị 0,2875 mm. Các vị

trí có ứng suất của bo mạch và khung nhôm rất tương đồng với nhau. Ứng suất lớn nhất nằm ở góc bo mạch, chỗ đặt bộ lọc Murata với các giá trị 434,22 MPa cho khung nhôm. Biến dạng của bo mạch lớn nhất ở vị trí phía dưới, ở nơi tiếp xúc với pin với giá trị 0,31951mm và biến dạng lớn nhất của khung là 0,12 mm nằm gần nút nguồn. Tuy nhiên, các giá trị này đều nắm trong giới hạn cho phép của vật liệu chứng tỏ các kỹ sư Samsung đa nghiên cứu và thiết kế để điện thoại đảm bảo đủ độ bền sau khi rơi.

Các Hình từ 3.11 đến 3.16 biểu diễn sự biến thiên theo thời gian các giá trị ứng suất và biến dạng lớn nhất của smatphone theo thời gian rơi từ 0 đến 10-4 giây. Các giá trị lớn nhất của ứng suất và biến dạng trong khoảng thời gian này đều nằm trong giới hạn cho phép của vật liệu nên điện thoại sau khi rơi có thể hoạt động bình thường.

3.5. Thiết kế mới để giảm va đập

Một trong những ưu điểm nổi bật của mô phỏng công nghiệp là dựa vào kết quả thu được ta có thể đưa ra hoặc tối ưu kết cấu nhằm giảm thiểu ứng suất hay biến dạng của các chi tiết. Vì khung nhôm là chi tiết chịu lực chính nên trong nghiên cứu này, chúng ta sẽ đưa ra một phương án thiết kế mới để giảm ứng suất của khung nhôm. Sau đó, quá trình mô phỏng lại bài toán rơi được tiến hành và kết quả so sánh với khung nhôm trước khi thay đổi thiết kế sẽ chứng minh cho ta ưu điểm của thiết kế mới này.

Có rất nhiều biện pháp gia cường cho khung

Bảng 3.1. Các loại vật liệu sử dụng và thông số

Vật liệu Linh kiện Khối lượng riêng kg/m3

Mô đun đàn hồi

GPa

Hệ số Poisson

Mô đun cắt GPa

Polycarbonate Khung nhựa 1220 2,4 0,39 829,1Lithium-F Pin 2638 4.9 4,2Fe-Cacbon Cách âm 7850 200 0,3 76,9

Silicon Bo mạch, camera 2329 180 0,2 75Gorrila Glass 4 Màn hình trước, sau 2440 71,8 0,21 29,6

Hợp kim nhôm Khay sim, khiên đỡ cammera 2710 71 0,33 26,6

AL7000 Khung nhôm 2843 71,1 0,33 26,7Đồng Tấm nhiệt 8900 110 0,34 46,4

32




Hình 3.5. Ứng suất của mặt kính điện thoại Hình 3.6. Biến dạng của mặt kính

Hình 3.7. Ứng suất của bo mạch điện thoại Hình 3.8. Biến dạng của bo mạch

Hình 3.9. Ứng suất của khung nhôm điện thoại Hình 3.10. Biến dạng của khung nhôm

như bố trí gân trợ lực, thêm các miếng xốp giảm chấn, bo tròn các góc nhọn, siết chặt các ốc ví... Phương án được chọn ở đây là thêm các gân gia cao tương ứng là 1mm-1mm-1mm. Các gân này cách nhau 10mm và bố trí dọc theo cạnh khung như trên Hình 3.17. Ngoài ra, theo kết quả thu được ở trên ta cần chú ý đến vị trí nguy hiểm của filter Murata và vị trí biến dạng lớn của khung. Tại các vị trí này ta sẽ dùng keo gắn thêm hai tấm xốp giảm chấn với vật liệu polyfoam và chiều dày 0.25mm như trên Hình 3.18.

Các hình trên cho thấy ứng suất lớn nhất trên khung nhôm đa giảm đi rõ rệt từ 434 MPa xuống còn 417 MPa. Các giá trị này nhỏ hơn ứng suất kéo của vật liệu là 495MPa. Quan trọng hơn là vị trí ứng suất lớn nhất lúc này đa thay đổi. Vị trí nguy hiểm mới là phía dưới pin, bên trái nơi không có chi tiết gì quan trọng đặc biệt, không còn ảnh hưởng đến bo mạch như trước.

Trong quá trình rơi, đồ thị ứng suất khung nhôm trước khi thay đổi (Hình 3.21) cho ta giá trị lớn nhất là 434 MPa cao hơn đồ thị ứng suất khung nhôm sau khi thay đổi (Hình 3.22) là 417 MPa. Như vậy, thiết kế mới được đưa ra là ưu việt hơn vì đa giảm được ứng suất của khung nhôm là chi tiết chịu ứng suất lớn nhất trong quá trình drop-test. Quy trình mô phỏng drop-test đa xây dựng chứng tỏ rất nhiều ưu việt và rât hiệu quả trong tối ưu hóa smartphone.

Hình 3.18. Thiết kế thêm đệm giảm chấn




Hình 3.11. Đồ thị sự thay đổi ứng suất của mặt kính điện thoại theo thời gian

Hình 3.12. Đồ thị biến dạng của mặt kính theo thời gian

Hình 3.13. Đồ thị ứng suất của bo mạch Hình 3.14. Đồ thị biến dạng của bo mạch điện thoại theo thời gian

Hình 3.15. Đồ thị ứng suất của khung nhôm điện thoại

Hình 3.16. Đồ thị biến dạng của khung nhôm

Hình 3.17. Thiết kế cũ (trên) và mới thêm gân gia cường (dưới) của khung smartphone

34




Hình 3.19. Ứng suất của khung nhôm điện thoại trước khi thay đổi thiết kế

Hình 3.20. Ứng suất của khung nhôm điện thoại sau khi thay đổi thiết kế

Hình 3.21. Đồ thị ứng suất của khung nhôm điện thoại trước khi thay đổi thiết kế

Hình 3.22. Đồ thị ứng suất của khung nhôm điện thoại sau khi thay đổi thiết kế

4. KẾT LUẬNNghiên cứu đa thành công trong việc xây dựng

mô hình drop-test cho smartphone Samsung Gal-axy S6 Edge+ một cách chi tiết gồm 35 linh kiện rất gần với thực tế với đầy đủ các bộ phận như màn hình, pin, khung nhôm, các tấm xốp giảm chấn, bo mạch, vi xử lý, ốc vít… nhằm thu được kết quả mô phỏng chính xác nhất. Các nghiên cứu về vật liệu đa được tiến hành và cho ta các thông số tin cậy về các vật liệu phù hợp với bài toán drop-test của điện thoại. Các điều kiện biên thích hợp giữa các linh kiện và điều kiện rơi của bài toán cũng đa được khảo sát tỉ mỉ. Một quy trình mô phỏng drop-test cho điện thoại cũng đa được giới thiệu. Các kết quả thu được cho thấy:

Quy trình mô phỏng drop-test giúp ta hiểu rõ được ứng xử của các linh kiện của điện thoại khi rơi, thậm chí trước khi điện thoại được chế tạo, giúp giảm giá thành sản xuất, tăng năng suất và rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra tiêu dùng

Nghiên cứu mô phỏng drop-test xác định cho ta các vị trí nguy hiểm về ứng suất, biến dạng, nứt vỡ… Từ đó, các nhà thiết kế tránh không gắn các linh kiện quan trọng lên các chỗ đó hay đưa ra các

thiết kế mới phù hợp hơn. Trên cơ sở đó ta có thể tối ưu hóa thiết kế của smartphone.

Việc xây dựng mô hình phức tạp hơn cũng như nếu được cung cấp các thông tin hoàn thiện hơn về vật liệu, quy trình mô phỏng này sẽ có độ tin cậy cao hơn và tiến gần đến thực tế.

Dựa trên các kết quả thu được, bài báo cũng đa đưa ra được một thiết kế tối ưu hơn cho smart-phone với việc thêm gân tăng cứng và các tấm xốp giảm chấn. Khi đó, ứng suất tại các vị trí nguy hiểm đa giảm đi rõ rệt.

Nghiên cứu này có thể được phát triển để áp dụng cho mô hình chi tiết hơn với các thông tin vật liệu đầy đủ hơn nhằm cho ta kết quả mô phỏng chính xác nhất. Ngoài ra, đây cũng là cơ sở cho các bài toán tối ưu thiết kế của điện thoại hay cho các bài toán có tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ.


1. SAbhijith, Shivam Balla, D.Davidson Je-baseelan, Joseph Daniel, C. Jebaraj (2015). Sustainability as part of product design using




1. a mobile phone case, Journal of Chemical and Pharmaceutical Sciences, Vol 5, 320-325

2. Raghu B CP, Anand SNPP,Vitala H R P (2015). Thermal Flux assessment and Drop test of a smart phone –A case study, International Journal of Scientific Engineering and Applied Science (IJSEAS) - Volume-1, Issue-3,220-229

3. Chung-Li Hwan, Meng-Ju Lin, Chih-Ching Lo and Wen-Liang Chen (2011).

Drop tests and impact simulation for cell phones, Journal of the Chinese Institute of Engineers Vol. 34, No. 3, 337–346

4. Seungbae Park, Chirag Shah, Jae Kwak, Changsoo Jang and James Pitarresi (2007). Transient Dynamic Simulation and Full-Field Test Validation for A Slim-PCB Of Mobile Phone under Drop / Impact, ECTC 2007. P 924. Reno, NV USA.

Thiết bị hấp phụ, giải hấp

36




NGHIÊN CỨU SỰ TRUYỀN NHIỆT BIẾN THIÊN THEO THỜI GIAN TRONG IPHONE 6 PLUS

STUDY ON TRANSIENT HEAT TRANSFER IN IPHONE 6 PLUS

Vũ Đức Bình1, Lê Quang Vinh1, Nguyễn Mạnh Cường2, Trần Thanh Đạt3, Vũ Đình Trung4

1,2Khoa Cơ khí, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì3,4Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

ABSTRACT

The investigation, calculation and control of the temperature in the smartphone is a complex and difficult process due to restrictions on the complexity of the components as well as small spaces. Indus-trial softwares are effectively used in mass production to study the problem of heat transfer in a smart-phone. This research has performed the simulation, calculation and analysis of transient heat transfer for Iphone 6 Plus smartphones with two heat sources using Ansys software. This article has introduced a process of simulation and calculation for the problem of transient heat transfer in smartphones, and thereby determine the time of the highest temperature as well as the dangerous position by overheating of the inside components. Some suggestions for better heat dissipation design have also been proposed and thus, save costs and shorten production time.

Keywords: smartphone simulation, transient thermal analysis, heat transfer in smartphone, thermal simulation

1. GIỚI THIỆU

Smartphone bao gồm rất nhiều linh kiện sinh và truyền nhiệt như pin, vi xử lý, nguồn, bo mạch khiến hệ thống tiêu thụ rất nhiều năng lượng và cũng sản sinh ra rất nhiều nhiệt lượng. Đặc biệt, khi thời gian sử dụng máy càng dài, nhiệt lượng sinh ra rất lớn có thể dẫn đến treo hoặc làm hỏng các linh kiện. Bài toán khảo sát truyền nhiệt theo thời gian trong smartphone là một trong những bài toán phức tạp và quan trọng khi chế tạo smartphone với mục đích đưa ra một thiết kế tản nhiệt tối ưu cho hàng trăm linh kiện trong một không gian rất chật hẹp. Ngày nay, việc khảo sát bài toán truyền nhiệt trong smartphone được thực hiện trên các phần mềm mô phỏng và so sánh với các thử nghiệm thực tế. Việc sử dụng các phần mềm mô phỏng đa giúp các hang điện thoại tiết kiệm đáng kể các chi phí về thời gian và công sức thiết kế, rút ngắn thời gian sản xuất và đưa sản phẩm ra thị trường. Bài toán truyền nhiệt được rất nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Bằng mô hình mô phỏng truyền nhiệt 3D, B.Jayachandraiah và cộng sự [1] đa khảo sát bài toán truyền nhiệt của điện thoại Sony Xperia Tipo. Gurrum và cộng

sự [2] đa thực hiện một nghiên cứu về truyền nhiệt do pin của smartphone và giới thiệu các kết quả của quá trình truyền nhiệt theo thời gian cho một số linh kiện chính trong điện thoại sử dụng phương pháp thực nghiệm. Một phương pháp giảm nhiệt bằng cách chế tạo và gắn thêm một quạt tản nhiệt đa được giới thiệu và thực hiện bởi Grimes và cộng sự [3]. Bhagwat và Prasad [4] đa tóm tắt lại một số phương pháp giải quyết bài toán truyền nhiệt cho điện thoại và máy tính bảng. Raghou và cộng sự [5] đa tiến hành một nghiên cứu khá đầy đủ về truyền nhiệt bình ổn, truyền nhiệt theo thời gian và bài toán rơi điện thoại đa được thực hiện. Gần đây, Luo và cộng sự [6] đa đưa ra một mô hình truyền nhiệt và tiến hành thực nghiệm để khảo sát phân bố nhiệt trong điện thoại chịu một nguồn nhiệt duy nhất. Tuy nhiên, các nghiên cứu trên chỉ tập trung vào chỉ một nguồn sinh nhiệt (pin hoặc bo mạch) còn các nghiên cứu toàn diện hơn về các vấn đề nhiệt trong điện thoại hầu như không được công bố do yêu cầu bảo mật của các hang điện thoại.

Bài báo này xây dựng một quy trình mô phỏng bài toán truyền nhiệt thay đổi theo thời gian cho smartphone qua mô hình Iphone 6 Plus với hai nguồn nhiệt là pin và chip vi xử lý. Các kết quả thu




được của nghiên cứu giúp các kỹ sư rút ra được một thiết kế hợp lý, chọn vật liệu phù hợp và đưa ra được phương án tản nhiệt hiệu quả hơn. Đặc biệt, nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng và có giá trị ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất smartphone tại Việt nam khi các hang Viettel, FPT, Bkav... đang bắt đầu nghiên cứu và chế tạo hàng loạt các loại điện thoại.

2. LÝ THUYẾT VỀ TRUYỀN NHIỆT Trong điện thoại, cả ba dạng truyền nhiệt thông

dụng đều xảy ra đồng thời: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Trước tiên, ta cần tìm hiểu các công thức ứng dụng để mô phỏng các dạng truyền nhiệt trên.

2.1. Bài toán dẫn nhiệt

Ở đây, phương trình Fourrier được sử dụng để tính dòng nhiệt Q (W) theo công thức:

Q = (1)

Trong đó: k(W/mK) là hệ số dẫn nhiệt, A (m2) là diện tích truyền nhiệt2.2. Truyền nhiệt do đối lưu

Xét hiện tượng đối lưu trên bề mặt có diện tích A(m2), Ts là nhiệt độ ban đầu của bề mặt và T∞ là nhiệt độ bình ổn cuối cùng của cả bề mặt và môi trường. Dòng nhiệt đối lưu được tính theo công thức:

Q = h A(Ts-T∞) (2)Với h (W/m2 K) là hệ số đối lưu nhiệt.

2.3. Truyền nhiệt do bức xạ

Khi hai bề mặt có nhiệt độ T1 và T2, trao đổi nhiệt bức xạ giữa chúng được tính như sau:

Q= ε σ F12 A1() (3)Trong đó ε là độ phát xạ của bề mặt 1 và F12 là

hệ số tầm nhìn.

2.4. Mô phỏng quá trình truyền nhiệt trên phần mềm công nghiệp Ansys

Do tính chất phức tạp của kết cấu smartphone, nghiên cứu này sẽ sử dụng phần mềm công nghiệp Ansys để giải quyết bài toán truyền nhiệt theo thời gian với do hai nguồn phát nhiệt cho điện thoại Ip-hone 6 Plus là pin và vi xử lý. Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) được sử dụng để giải quyết bài toán đa đặt ra. Phương trình ma trận PTHH cần giải ở đây có dạng:

(K + Kh + Kr) T = RQ + Rq + Rh + Rr (4)Với : K : ma trận dẫn nhiệt của hệ không kể

đến hiện tượng đối lưu và bức xạKh : phần bổ sung do hiện tượng đối lưu vào ma

trận dẫn nhiệt chung của hệ

Kr: phần bổ sung do hiện tượng bức xạ vào ma trận dẫn nhiệt chung của hệ

RQ :véc tơ nhiệt lượng do nguồn nhiệt điểm

Rq : véc tơ nhiệt lượng do dòng nhiệt sinh ra

Rh : véc tơ nhiệt lượng do đối lưu

Rr: véc tơ nhiệt lượng do bức xạ

T: véc tơ nhiệt độ cần tìm

Khi lựa chọn các phần tử 3D có tính đến ẩn số nhiệt độ, phần mềm công nghiệp đa tích hợp các công thức (1), (2), (3) và dùng thuật toán PTHH để giải thành công phương trình (4).

2.5. Các bước giải bài toán truyền nhiệt thay đổi theo thời gian cho smartphone Iphone 6 Plus

Quy trình giải bài toán truyền nhiệt theo thời gian cho điện thoại trên phần mềm Ansys bao gồm:

+ Bước 1. Mô phỏng mô hình 3D của điện thoại Iphone 6 Plus trên phần mềm CAD (Solidworks) càng chi tiết và càng gần với thực tế càng tốt. Sau đó nhập mô hình CAD 3D đa xây dựng vào Ansys và chỉnh sửa mô hình nếu có lỗi. Phần này đòi hỏi nhiều thời gian và kinh nghiệm

+ Bước 2. Chọn phần tử cho bài toán truyền nhiệt (phần tử Solid 3D có tính đến nhiệt độ tại các nút)

+ Bước 3. Đặt các điều kiện biên : nguồn nhiệt (pin, vi xử lý), các liên kết giữa các linh kiện, các hình thức truyền nhiệt giữa các linh kiện và giá trị thời gian mô phỏng. Đây là phần dài và khó khăn nhất.

+ Bước 4. Giải quyết bài toán bằng PTHH

+ Bước 5. Khai thác các kết quả thu được và rút ra kết luận, các gợi ý về thiết kế.

2.6. Kết quả mô phỏng và nhận xét

2.6.1. Truyền nhiệt theo thời gian trong smart-phone Iphone 6 Plus với hai nguồn sinh nhiệt

Trong mục này, quy trình mô phỏng nhiệt nói trên sẽ được ứng dụng để giải bài toán truyền nhiệt theo thời gian cho smartphone Iphone 6 Plus với

38




hai nguồn truyền nhiệt là pin và chip vi xử lý A8 của Apple. Các kết quả thu được về nhiệt độ và gradient nhiệt sẽ cho chúng ta các thông tin về phân bố nhiệt độ theo thời gian và hướng truyền nhiệt trong điện thoại.

Mô phỏng 3D Iphone 6 Plus

Hình 2.1. Mô hình chi tiết Iphone 6 PlusTheo các thông số trên bản vẽ kỹ thuật của

hang, chúng tôi đa xây dựng thành công mô hình 3D của Iphone 6 Plus với 52 chi tiết, rất gần với cấu hình của một smartphone thực. Hình 2.1 thể hiện các linh kiện của điện thoại sử dụng cho bài toán mô phỏng nhiệt, bao gồm hầu hết các chi tiết quan trọng nhất để giải bài toán: pin, vi xử lý, khung nhôm, màn hình, bo mạch. Mô hình Iphone 6 Plus sau đó đa được đưa vào Ansys và đa được chỉnh sửa thích hợp để chuẩn bị giải bài toán truyền nhiệt theo thời gian.

Vật liệu

Bảng 2.1. Thông số vật liệu của các linh kiện

Vật liệu Linh kiện Độ dẫn nhiệt(W/m/oK)

Polycarbonat Tấm đệm 0,2Al7005 Vỏ 140

Alumium Khung 237Gorrila Glass 4 Kính 0,96

Silicon Bo mạch 148Lithium Pin 85

Các thông số vật liệu cho các linh kiện được thu thập từ các tài liệu kỹ thuật của hang. Bảng 2.1 thể hiện các thông số của các vật liệu cho bài toán truyền nhiệt trong smartphone

Kiểu phẩn tử và chia lưới

Do tính phức tạp của mô hình này, việc chia lưới tự động của Ansys được sử dụng, giúp hạn chế được các sai số do kích thước lưới không phù hợp tại các vị trí góc, cạnh. Phần tử Solid3D có tính đến ẩn nhiệt độ tại các nút được sử dụng cho bài toán. Mô hình sau khi chia lưới được biểu diễn trên Hình 2.2.

Hình 2.2. Chia lưới Iphone 6 Plus

Nguồn sinh nhiệt và điều kiện biên

Việc phân tích chính xác các nguồn sinh nhiệt và điều kiện biên là rất phức tạp, yêu câu nhiều thời gian, kinh nghiệm và có ảnh hưởng quyết định đến kết quả của phân tích nhiệt.

Nguồn sinh nhiệt

Điểm mới của bài báo này so với các nghiên cứu trước là khảo sát đồng thời ảnh hưởng của hai nguồn sinh nhiệt là pin và vi xử lý A8. Dựa trên các thông số của pin và vi xử lý, ta tính được công suất sinh nhiệt của hai linh kiện này.

Điều kiện biên

Về mặt cơ học, các chi tiết được liên kết với nhau bởi lực liên kết và lực ma sát. Còn điều kiện biên cho bài toán nhiệt theo thời gian bao gồm:

+ Các bề mặt điện thoại có truyền nhiệt đối lưu với môi trường với các thông số: h=50W/m2 và T∞=300K và bên trong là 25W/m2

Kết quả phân tích và thảo luận

Nghiên cứu sẽ thực hiện mô phỏng, tính toán sự thay đổi nhiệt độ trên Iphone 6 Plus với thời gian 600s cho hai trường hợp sau:

+ Trường hợp 1. Điện thoại hoạt động trong phòng ở nhiệt độ 22oC và không có bức xạ mặt trời.

+ Trường hợp 2. Điện thoại được sử dụng ngoài trời với nhiệt độ 35oC, có bức xạ mặt trời chiếu vào màn hình với cường độ 700 calo/cm2

2.6.2. Phân bố nhiệt độ của điện thoại khi ở trong phòng

Sau khi thực hiện tính toán trên Ansys, các kết quả thu được về phân bố nhiệt trên toàn bộ điện thoại và các linh kiện quan trọng được biểu diễn trên các hình 2.3, 2.4, 2.5, 2.6 và 2.7. Các vị trí có nhiệt độ lớn nhất trên các linh kiện cũng được chỉ ra trên các hình vẽ (các mũi tên màu đỏ).




Hình 2.3. Phân bố nhiệt độ trên toàn bộ điện thoại

Hình 2.4. Phân bố nhiệt độ trên khung nhôm

Hình 2.5. Phân bố nhiệt độ trên mặt kính Hình 2.6. Phân bố nhiệt độ trên bo mạch

Hình 2.7. Phân bố nhiệt độ trên pinCác giá trị nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất trên

các linh kiện chính của Iphone 6 Plus được tóm tắt lại trong Bảng 2.3. Kết quả thu được cho thấy mặt kính và bo mạch là nơi có nhiệt độ cao hơn, phù hợp với tính chất của các vật liệu và sự bố trí các linh kiện nhỏ hơn trên các chi tiết này. Tuy nhiên, các nhiệt độ này vẫn trong giới hạn cho phép để điện thoại vẫn có thể hoạt động bình thường.

Bảng 2.2. Nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất trên một số linh kiện của điện thoại

Linh kiệnNhiệt độ (0C)

Nhỏ nhất Lớn nhấtCả điện thoại 22,05 30,99Khung nhôm 22,12 30,30

Mặt kính 28,65 30,91Bo mạch 28,69 30,99

Pin 28,88 30,17Sự biến thiên của nhiệt độ lớn nhất (đường màu

xanh) và nhỏ nhất (đường màu đỏ) cho toàn điện thoại được biểu diễn ở Hình 2.8. Trong khoảng thời gian khảo sát (600s), nhiệt độ nhỏ nhất và lớn

nhất đều tăng với tốc độ tăng giảm dần, tiến tới giá trị ổn định được quy định bởi hang thiết kế. Để tìm ra giá trị này cần có các nghiên cứu với mô hình điện thoại hoàn chỉnh hơn và máy tính có cấu hình công nghiệp cùng với thời gian tính kéo dài.

Hình 2.8. Biến thiên nhiệt độ của điện thoại đặt trong phòng

2.6.3 Phân bố nhiệt độ của điện thoại khi hoạt động ở ngoài trời

Trong trường hợp này, điện thoại chịu cả ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường và bức xạ nhiệt

40




của mặt trời. Sau khi đặt các điều kiên biên này vào mô hình và tiến hành giải bài toán, ta thu được các kết quả về phân bố nhiệt trên toàn bộ điện thoại và các linh kiện quan trọng được biểu diễn trên các Hình 2.9, 2.10, 2.11, 2.12 và 2.13. Các vị trí có nhiệt độ lớn nhất trên các linh kiện cũng được chỉ ra trên các hình vẽ (mũi tên màu đỏ).

Bảng 2.3. Nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất trên một số linh kiện của điện thoại

Linh kiệnNhiệt độ (0C)

Nhỏ nhất

Lớn nhất

Cả điện thoại 22,06 31,27Khung nhôm 28,92 30,57

Mặt kính 28,93 31,19Bo mạch 28,98 31,27

Pin 29,16 30,45Các giá trị nhiệt độ nhỏ nhất và lớn nhất của các linh kiện điện thoại được thể hiện trong Bảng 3. Qua bảng này ta thấy các linh kiện và vị trí có

nhiệt độ cao tương tự như trong trường hợp 1. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của nhiệt độ cao và bức xạ nhiệt, các nhiệt độ đều có giá trị lớn hơn.

Sự thay đổi của nhiệt độ lớn nhất (đường màu xanh) và nhỏ nhất (đường màu đỏ) theo thời gian cho toàn điện thoại khi hoạt động ngoài trời được thể hiện trên Hình 18. Xu hướng tăng nhiệt ở đây cũng tương tự như trường hợp điện thoại ở trong phòng. Tuy nhiên, hai đường cong này đều có độ dốc lớn hơn, chứng tỏ nhiệt độ trong điện thoại tăng nhanh hơn khi chịu ảnh hưởng của nhiệt độ cao cùng với bức xạ nhiệt của mặt trời.

Các kết quả này cho thấy nhiệt độ cao tập trung ở mặt kính và bo mạch, đặc biệt là nơi đặt vi xử lí nên việc bố trí lại các linh kiện như tụ điện, bộ nhớ và vi xử lý hợp lý cùng với việc thay đổi vật liệu của mặt kính có thể giúp giảm nhiệt trong điện thoại. Một số phương pháp tản nhiệt có thể áp dụng ở đây là dùng khiên nhôm tản nhiệt, bơm keo tản nhiệt, thay đổi tính chất của các tấm cách và truyền nhiệt hay gắn thêm quạt gió hoặc làm

Hình 2.9. Phân bố nhiệt độ trên toàn bộ điện thoại

Hình 2.10. Phân bố nhiệt độ trên khung nhôm

Hình 2.11. Phân bố nhiệt độ trên mặt kính Hình 2.12. Phân bố nhiệt độ trên bo mạch

Hình 2.13. Phân bố nhiệt độ trên pin




mát bằng dung dịch. Kết quả mô phỏng cũng cho thấy việc cho smartphone hoạt động dưới thời tiết nóng nực có thể dẫn đến nhiều tác hại nghiêm trọng cho màn hình điện thoại, có thể gây ứng suất do biến dạng nhiệt của mặt kính và các bộ phận khác. Khung nhôm có vai trò khá quan trọng trong tản nhiệt vì nó hấp thụ nhiệt từ màn hình điện thoại và truyền rộng ra khắp thể tích, khiến nhiệt tỏa đều ra môi trường.

Hình 2.14. Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của điện thoại

2.6.4 Gradient nhiệt

Một thông số quan trọng cần khảo sát là gra-dient nhiệt vì nó phản ánh sự chuyển động của dòng nhiệt và hướng truyền nhiệt. Các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của gradient được trình bày trong Bảng 2.4. Hình 2.15, 2.16 và 2.17 biểu diễn gradi-ent nhiệt theo các phương tương ứng X, Y và Z cho bài toán khảo sát trong Trường hợp 2.

Kết quả này cho thấy nhiệt có xu hướng truyền rất nhanh từ bên trong ra cạnh ngoài của điện

thoại. Vì vậy, viền và vỏ kim loại đóng vai trò quan trọng giúp tăng tốc độ tản nhiệt.

Bảng 2.4. Các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của gradient nhiệt theo các phương

Hướng Nhỏ nhất Lớn nhấtDòng nhiệt (W/m2)

Trục X

Truc Y

Trục Z

-15455,00

-12092,00

-13739,90

12545,00

67546,30

16429,00

3. KẾT LUẬNBài báo đa thành công trong việc đưa ra được

quy trình mô phỏng và tính toán truyền nhiệt thay đổi theo thời gian cho smartphone để tính toán truyền nhiệt theo thời gian cho smartphone Iphone 6 Plus với hai nguồn truyền nhiệt là pin và vi xử lý A9.

Các kết quả thu được đa cho thấy nhiệt độ tập trung chính ở trên mặt kính và bo mạch, đặc biệt là ở vị trị tiếp xúc giao nhau giữa vi xử lý, khung nhôm và pin. Các nhiệt độ này tăng dần khi smart-phone làm việc. Một số gợi ý về biện pháp tản nhiệt như quạt, keo hay khiên tản nhiệt cũng đa được đưa ra nhằm cải thiện khả năng thoát nhiệt của các linh kiện smartphone.

Nghiên cứu này có thể được phát triển cho bài toán nhiệt hoàn chỉnh khi tính đến tất cả các nguồn sinh nhiệt (pin, bo mạch, vi xử lý, dây dẫn mạch, biến dạng các chi tiết do nhiệt hay tối ưu hóa các linh kiện nhằm giảm nhiệt độ bên trong của smartphone.

Hình 2.15. Gradient nhiệt theo phương X Hình 2.16. Gradient nhiệt theo phương Y

Hình 2.17. Gradient nhiệt theo phương Z

42




1. B. Jayachandraiah (2013). Modeling and Simulation 3D heat Conduction for Xperia Tipo Model Mobile Phone, International Journal of Engineering Science and Innovative Technology, Volume 2, (6), 446-450

2. Siva P. Gurrum, Darvin R. Edwards, Thomas Marchand-Golder, Jotaro Akiyama, Satoshi Yokoya, Jean-Francois Drouard, Franck Dahan (2012). Generic thermal analysis for phone and tablet systems, IEEE 62nd Electronic Components and Technology Conference, 1488-1492

3. Ronan Grimes, Ed Walsh, Pat Walsh (2010). Active cooling of a mobile phone handset, Applied Thermal Engineering 30, 2363-2369

4. Arpana Bhagwat, Prasad G R (2015). Approaches to Thermal Management in Handheld Devices: A Survey, International

Journal of C omputer Trends and Technology (IJCTT), Vol 21, (2), 56-60

5. Raghu B C, Anand SNP, P,Vitala H RP (2015). Thermal Flux assessment and Drop test of a smart phone – A case study, International Journal of Scientific Engineering and Applied Science (IJSEAS), Vol 1(3), 220-229

6. Zhaoxia Luo, Hyejung Cho, Xiaobing Luo, Kyung-il Cho (2008). System thermal analysis for mobile phone, Applied Thermal Engineering 28, 1889–1895

7. B.Jayachandraiah (2013). Thermal Analysis of a Nokia Lumia 900 Model Cellular Phone Using Ansys, International Journal of Engineering Research&Technology, Vol 2 (11), 2230-2233


Thiết bị phản ứng chiết tách hợp chất hữu cơ quy mô bán công nghiêp




NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ KHÓA CỨNG LEEKC BẢO VỆ BẢN QUYỀN PHẦN MỀM

RESEARCH DESIGN HARD LOCK LEEKC COPYRIGHT PROTECTION SOFTWARE

Trần Thị Hiệp

Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Công nghiêp Việt Trì

ABSTRACT

In the world, the software protected by Serial number has been cracked a lot, which caused huge losses to companies producing software. Recognizing the urgency of using the higher security measures to protect software copyrights.

The idea of studying to design locking device called LEEKC is an optimal solution for companies and businesses using software as it is a device that has many powerful enhancements, along with measures to improve security with hardware authentication, as well as the development of the data encryption algorithm with more than 200 algorithms are used. With the basic solutions outlined above, the study to design the locking device LEEKC has a certain number of improvements in order to enhance the security of software programs

Keywords: research designed locking device, software copyright protection

1. GIỚI THIỆUĐối với thế giới, trong báo cáo về điều tra vi phạm bản quyền phần mềm toàn cầu có một nội dung mới là khảo sát ý kiến công chúng đối với người sử dụng máy tính cá nhân về thái độ và hành vi của công chúng liên quan đến nạn vi phạm bản quyền phần mềm, do hang nghiên cứu về các vấn đề xa hội Ipsos Public Affairs thực hiện. Khảo sát cho thấy có sự ủng hộ cao đối với quyền sở hữu trí tuệ với 70% đối tượng được khảo sát cho biết sẵn sàng trả phí cho người sáng tạo ra sản phẩm để khuyến khích phát triển tiến bộ công nghệ. Đáng chú ý hơn nữa là tỷ lệ ủng hộ quyền sở hữu trí tuệ đạt mức cao nhất ở những thị trường có tỷ lệ vi phạm cao. Đây là một tín hiệu đáng mừng cho việc sản xuất các phần mềm cũng như bảo vệ cao cho phần mềm. Điều này chứng tỏ rằng, nếu các công ty sản xuất phần mềm có một biện pháp bảo mật tốt, thì người dùng sẵn sàng trả phí để mua chương trình phần mềm. Chính vì thế, theo khảo sát hàng quý, thị trường thiết bị bảo mật bản quyền phần mềm khu vực châu Á/Thái Bình Dương của IDC. Thị trường thiết bị bảo mật trong khu vực châu Á/Thái Bình Dương trừ Nhật Bản (APEJ) đa tăng lên đến 318,2 triệu USD doanh thu tại các nhà máy trong quý IV năm 2010, đạt mức tăng trưởng 6% so với cùng kỳ năm 2009[3]. Theo William Stallings một nửa trong số 116 quốc gia và lanh thổ được điều

tra trong năm 2010 có tỉ lệ vi phạm từ 62% trở lên, với tỉ lệ vi phạm bình quân toàn cầu là 42%. Tỉ lệ vi phạm ở các nước đang phát triển cao gấp 2,5 lần so với những nước phát triển; giá trị thương mại của các phần mềm bị vi phạm (31,9 tỉ đô la Mỹ) chiếm hơn một nửa giá trị vi phạm của toàn thế giới. Một trong những phương thức vi phạm bản quyền là mua một giấy phép phần mềm nhưng cài đặt trên nhiều máy tính. Đa số người sử dụng máy tính cá nhân trên thế giới cho rằng quyền sở hữu trí tuệ và bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ đem lại những lợi ích kinh tế cụ thể: 59% số người được điều tra trên toàn thế giới cho rằng quyền Sở hữu trí tuệ đem lại lợi ích cho nền kinh tế; 61% cho rằng quyền Sở hữu trí tuệ tạo thêm số việc làm.

Đối với Việt Nam, theo một thống kê của cơ quan Business Software Alliance (BSA) và IDC cho rằng tỉ lệ vi phạm bản quyền ở Việt Nam là ở mức 85% năm 2009 và nằm ở mức cao của thế giới. Thực tế, hiện nay tình trạng vi phạm bản quyền phần mềm ở Việt Nam còn khá phổ biến dưới nhiều hình thức từ cung cấp, bán và sử dụng trái phép. Có thể nói, những nguy hại từ việc làm bất hợp pháp này đa gây ra thiệt hại vô cùng lớn đối với các công ty phần mềm cũng như cản trở sự phát triển của ngành công nghệ thông tin quốc gia. Xuất phát từ thực tế cũng như xu hướng phát triển

44




hiện nay, việc nghiên cứu, chế tạo một thiết bị đảm bảo yêu cầu bảo mật mạnh, có nhiều cải tiến phục vụ nâng cao hiệu quả, đảm bảo an toàn bảo mật cho chương trình phần mềm. Chính vì nhu cầu cấp thiết đó, bài báo định hướng nghiên cứu thiết bị khóa cứng LEEKC được hình thành dựa trên sự kết hợp giữa mô hình phần cứng và hơn 200 thuật toán.

2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU2.1. Giải pháp đối với khóa cứng LEEKC

Khóa cứng LEEKC là một thiết bị có nhiều cải tiến mạnh mẽ, nhằm hướng đến lợi ích bảo mật cho chương trình phần mềm của người dùng. Với các giải pháp trong nâng cao độ bảo mật với việc xác thực phần cứng, cũng như các phát triển với thuật toán ma hóa dữ liệu.

2.2. Nâng cao độ bảo mật với việc xác thực phần cứng

Việc xác thực bản quyền phần mềm với phần cứng của thiết bị, đem lại rất nhiều lợi thế, cũng như tăng cường bảo mật với phần mềm. Vì các thông số được coi là duy nhất như sau:

- Thông số định danh (ID) của của phần cứng, ứng với mỗi thiết bị khóa cứng có một số định danh là duy nhất. Thông số này là mặc định, từ phía nhà sản xuất thiết bị khóa cứng, không được chỉnh sửa bởi bất cứ ai.

- Chip được sử dụng là dòng chip đa được cải tiến, mạnh mẽ, đảm bảo độ an toàn bảo mật dữ liệu được lưu trong chip. Thêm vào đó, việc dòng chip mới có chế độ tự xóa toàn bộ dữ liệu nếu có bất kỳ hiện tượng cố đọc hay cố ghi dữ liệu lên chip, sau khi chip đa được nhà sản xuất khóa, ngay lập tức sẽ xóa toàn bộ dữ liệu trong chip. Điều này đảm bảo độ bảo mật, tránh mất thông tin, dữ liệu cũng như bản quyền của chương trình và thiết bị.

- Kết hợp với thông số thiết bị phần cứng, là thông số phần mềm từ nhà sản xuất phần mềm. Vì vậy, nếu có thiếu một trong hai thông số, không thể đăng ký được bản quyền phần mềm, phần mềm sẽ không chạy được.

- Trong chip của thiết bị, sẽ cung cấp bộ nhớ dung lượng 10Kbyte, để người dùng có thể lưu thêm các thông tin chứng thực.

- Thiết bị sẽ cung cấp cho người sử dụng 4 Password, nhằm tăng cường khả năng xác thực của thiết bị.

- Xác thực các thông số thiết bị cố định từ phía nhà phát triển phần mềm. Trong suốt thời gian chạy phần mềm, sẽ liên tục có các thông số hỏi kết quả thuật toán từ chip của thiết bị, với các tham số thuật toán từ chương trình. Thời gian hỏi sẽ là khoảng thời gian random bất kỳ đối với thiết bị, đa được nhà phát triển phần mềm tính toán, cài đặt cho phù hợp.

- Các dữ liệu được bảo mật tuyệt đối trong bộ nhớ của chip sử dụng. Nếu có bất kỳ hiện tượng cố đọc, hoặc cố ghi một cách trái phép lên thiết bị sẽ tự động xóa toàn bộ bộ nhớ.

- Đặc biệt, trong quá trình tích hợp khóa cứng vào phần mềm, từ phía nhà sản xuất khóa cứng sẽ khuyến cáo truyền thông số từ phần mềm xuống khóa cứng. Nếu trong quá trình chạy phần mềm, không có thông số này, phần mềm sẽ chạy sai. Điều này sẽ tăng cường độ bảo mật của thiết bị khóa cứng.

2.3. Thuật toán ma hóa dữ liệu.

Do thiết bị khóa cứng và máy tính sẽ liên tục trao đổi thông tin truyền nhận, quá trình hỏi đáp sẽ diễn ra với thời gian được tính toán là random trong khoảng thời gian giới hạn cho phép của người phát triển phần mềm. Dữ liệu truyền nhận sẽ bao gồm các thông số cơ bản của thiết bị, và tham số và kết quả đa được tính toán với thuật toán xác định khóa đa được nhà phát triển phần mềm lựa chọn cho phù hợp. Vì vậy mà việc truyền nhận dữ liệu cần được bảo mật, tránh bị nghe trộm.

Thuật toán ma hóa AES256 bit sẽ đáp ứng được yêu cầu này. Với tốc độ ma hóa phù hợp, ma hóa AES256 sẽ đảm bảo độ bảo mật cho dữ liệu truyền nhận giữa thiết bị khóa cứng và chương trình phần mềm. Lựa chọn thuật toán AES256 vô cùng thích hợp và đảm bảo độ bảo mật cho việc ma hóa những khung dữ liệu, được truyền nhận liên tục giữa máy tính và thiết bị khóa cứng.

Xét về phương diện thực thi AES là thuật toán mật ma khối chạy rất nhanh trên chip. AES có thể thực thi với lượng nhỏ ma lệnh, tiết kiệm RAM và thực hiện số vòng nhỏ. Các biến đổi trong vòng ma hóa được thiết kế hỗ trợ song song, đây là bước tiến bộ quan trọng, đón đầu sự phát triển của các dòng CPU đa lõi, hỗ trợ tính toán song song… và các phần cứng chuyên dụng khác. Đây là thuật toán không sử dụng các phép tính số học, do đó đơn giản cho kiến trúc phần cứng.




Tính mới khi áp dụng AES là với kích thước khóa là 256 bit lần đầu tiên được áp dụng, chỉ dành cho những thông tin tuyệt mật, đảm bảo rằng nếu có bị bắt thông tin giữa chừng, cũng không thể nào dò ra được khóa của chương trình.

2.4. Các thuật toán xác thực khóa cứng

Người sử dụng có thể tự tính toán để lựa chọn các toán tử phù hợp (từ các toán tử được cho phép sử dụng), tính toán ra các thuật toán theo yêu cầu phần mềm của mình. Điều này sẽ làm tăng tính bảo mật cũng như tối ưu cho chương trình. Sau quá trình tính toán, chọn lọc thì các toán tử được lựa chọn, đáp ứng được các yêu cầu trên sẽ là: Toán tử cộng, trừ, nhân, chia, mod, xor.

Tính mới ở các thuật toán xác thực này là sự kết hợp linh hoạt việc sử dụng các toán hạng cũng sẽ được random, và để tăng cường độ bảo mật sẽ có 4 toán hạng được sử dụng tham gia với 3 toán tử mà các thuật toán khác chưa đề cập đến. Điều này sẽ tăng cường độ bảo mật của chương trình. Sử dụng 6 toán tử, 4 toán hạng. Sẽ có tối đa 216 thuật toán được sử dụng.

Với các giải pháp cơ bản được nêu ra ở trên, thiết bị khóa cứng LEEKC đa có một số cải tiến nhất định, mạnh mẽ giúp cho việc nghiên cứu phát triển thiết bị khóa cứng có thêm các biện pháp, ý tưởng nhằm nâng cao tính bảo mật cho chương trình phần mềm.

Hình 1.1. Lưu đồ thuật toán làm việc của hệ thống.

2.5. Cấu trúc cơ bản của khóa cứng LEEKC.

2.5.1 Cải tiến về cấu trúc phân cưng cơ bản khóa cưng LEEKC

Phần cứng cơ bản của thiết bị khóa cứng gồm:

- Một chip khả trình. Chip có nhân ARM, kiến trúc dòng Cortex M3. Theo [4][5], ưu điểm của việc sử dụng dòng chip Cortex-M3 STM32 là một vi điều khiển tiêu thụ năng lượng thấp và đạt hiệu suất cao. Nó có thể hoạt động ở điện áp 2V, chạy ở tần số 72MHz và dòng tiêu thụ chỉ có 36mA với tất cả các khối bên trong vi điều khiển đều được hoạt động. STM32 có hệ thống bảo vệ xung nhịp có thể phát hiện lỗi của bộ dao động chính bên ngoài (thường là thạch anh) và tự động chuyển sang dùng bộ dao động nội RC 8MHz. Bộ nhớ Flash của STM32 có thể được khóa để chống truy cập thông qua cổng debug. Khi tính năng bảo vệ được kích hoạt, bộ nhớ Flash cũng được bảo vệ chống ghi để ngăn chặn ma không tin cậy được chèn vào bẳng vector ngắt.

- Theo [2] mạch thiết bị, sử dụng giao tiếp kiểu HID (Human Interrupt Device) và cổng cắm USB chuẩn 2.0. Với USB truyền tín hiệu có tốc độ truyền dữ liệu là 12Mb/s hay USB toàn tốc đa đáp ứng được nhu cầu truyền dữ liệu rất tốt với máy tính và thiết bị.

Hình 2.1. USB Cable2.5.2 Các cải tiến mạnh về cấu trúc và thuật toán

Đối với khóa cứng LEEKC giải pháp được đưa ra đối với việc cải tiến thuật toán nhằm nâng cao hiệu quả bảo mật gồm 2 giải pháp chính. Cải tiến thuật toán ma hóa dữ liệu đường truyền và cải tiến với thuật toán của người sử dụng. Với độ yêu cầu bảo mật dữ liệu đường truyền cao, chọn độ dài của khóa là 256 bit. Việc sử dụng thuật toán AES256 bit cũng là một cải tiến mạnh của thiết bị khóa cứng.

Ưu điểm của việc sử dụng thuật toán ma hóa AES-256 bit: Xét về độ an toàn thì thiết kế và độ dài khóa của thuật toán AES (128, 192 và 256 bít) là đủ an toàn để bảo vệ các thông tin được xếp vào loại tối mật (secret). Các thông tin tuyệt mật (top secret) sẽ phải dùng khóa 192 hoặc 256 bít.

Xét về phương diện thực thi: AES là thuật toán mật ma khối chạy rất nhanh trên phần cứng. AES có thể thực thi trên chip với lượng nhỏ ma lệnh,

46




tiết kiệm RAM và thực hiện số vòng nhỏ. Các biến đổi trong vòng ma hóa được thiết kế hỗ trợ song song, đây là bước tiến bộ quan trọng, đón đầu sự phát triển của các dòng CPU đa lõi, hỗ trợ tính toán song song… và các phần cứng chuyên dụng khác. Đây là thuật toán không sử dụng các phép tính số học, do đó đơn giản cho kiến trúc phần cứng.

3. ĐÁNH GIÁ VỀ HIỆU NĂNG CỦA KHÓA CỨNG LEEKC

Sau quá trình nghiên cứu, phát triển thiết bị khóa cứng theo hướng trên. Việc có cải tiến trong sử dụng ARM STM32F103RCT6 của hang ST Microelectronic, sẽ đẩy mạnh hiệu quả hoạt động của khóa cứng. Dễ dàng thấy được hiệu năng của thiết bị khóa cứng đa được nâng cao rõ rệt. Với các ưu thế về cấu trúc bộ nhớ, hệ thống ngắt, hệ thống gỡ lỗi, và các chế độ hoạt động của ARM, tốc độ của thiết bị trong việc tính toán, truyền nhận, ma hóa đáp ứng được yêu cầu thực tế. Với tiềm năng trên của chip, việc sử dụng nâng cấp hơn về các thuật toán ma hóa, thuật toán xác nhận thiết bị, chắc chắn vẫn đảm bảo được yêu cầu về tốc độ sử dụng của thiết bị khóa cứng.

4. KẾT LUẬNBài báo đa tìm hiểu nghiêm túc việc nghiên

cứu và phát triển thiết bị khóa cứng. Ngoài việc tổng quan về tình hình bảo mật bản quyền phần mềm bằng thiết bị khóa cứng, tiến hành nghiên cứu phát triển thiết bị khóa cứng LEEKC. Đồng thời cũng đa đánh giá được một số ưu nhược điểm cơ bản của thiết bị. Độ an toàn của thiết bị đối với chương trình phần mềm được bảo vệ, áp dụng được các thuật toán ma hóa mạnh trong việc bảo mật chương trình phần mềm.


1. William Stallings: Cryptography and Network Security Principles and Practices, Fourth Edition, (2005).

2. Jan Axelson: USB Complete Fourth Edition, (2008).

3. Joe Flynn: Design of a USB Device Driver, (2010).

4. ARM Vietnam: STM32_GEM3M User’s Manual, (2010).

5. ARM Vietnam: Kiến trúc cơ bản của STM32_ARM Cortex M3, (2010).

Trung tâm điều khiển Scada




47

1. Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG CỦA CHẤT THẢI RẮN NGÀNH ĐIỆN TỬ Sự phát sinh chất thải rắn (CTR) trong ngành sản xuất điện tử, ngoài các thành phần hữu cơ polymer còn có các kim loại bán dẫn và đất hiếm. Đặc biệt một số kim loại có độc tính rất cao cũng được sử dụng nhiều trong sản xuất như: As, Se, Sb, Hg… Do đó chất thải rắn điện tử có thể được coi như là một trong những chất thải nguy hại.

Hình 1.1. Chất thải công nghiệp điện tử

Trước đây Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đa đưa một danh mục các chất nguy hại gồm 11 chất, sau đó vào năm 1993 được bổ sung thêm 13 chất khác, như vậy trong danh mục các chất nguy hại do WHO chỉ định bao gồm 24 chất. Trong danh mục 24 chất độc hại có một số các kim loại và các hợp chất của nó: Cd và các hợp chất, Pb và các hợp chất, Cr+6 và các hợp chất, As và các hợp chất, Hg và các hợp chất, Se và các hợp chất.

Theo quy định của nhiều nước cho thấy: Một số kim loại sử dụng trong công nghiệp điện tử là những chất nguy hại với nồng độ giới hạn cho phép của chúng trong không khí 0,0001 – 1,0 mg/m3 và trong nước 0,0001 – 2,0 mg/m3, nếu chất thải của chúng không được thu gom và xử lý để phát tán ra môi trường sẽ mang lại hậu quả không thể lường trước và việc xử lý là vô cùng khó khăn và tốn kém. Khi đó các công nghệ môi trường thông dụng không thể áp dụng được mà phải áp

dụng các phương pháp công nghệ đặc biệt.[1]

Theo số liệu điều tra sơ bộ một số công ty sản xuất và lắp ráp hàng điện tử trên địa bàn thành phố Hà Nội cho thấy loại chất thải rắn phát sinh chủ yếu là bìa catton, xốp, plastic, gỗ, rẻ lau, găng tay, bo mạch hỏng, linh kiện hỏng, chân linh kiện, bùn thải chứa kim loại nặng từ trạm xử lý nước thải....Lượng và loại chất thải rắn tại một số công ty điển hình được thể hiện ở Bảng 1.1.

Các chất độc hại phát sinh từ rác thải của ngành điện tử chủ yếu là các kim loại nặng như chì, thuỷ ngân, crôm trong các bảng mạch, pin và các bóng đèn điện tử. Trong các TV và bóng đèn điện tử có chứa trung bình 1,8 kg chì (phụ thuộc vào kích thước và cấu tạo). [2]

Đa số các kim loại và các hợp chất của nó trong chất thải rắn điện tử bán dẫn đều có khả năng gây ra các đột biến làm rối loạn các quá trình trao đổi vật chất và năng lượng gây ra những khuyết tật trong các tế bào và cơ thể sống mắc phải một số chứng bệnh viêm nhiễm, ung thư, rối loạn nội tiết... Chẳng hạn nếu bị nhiễm độc thuỷ ngân con người có thể mắc một số chứng bệnh: đau bụng nôn mửa, thiếu máu. Khi bị nhiễm độc Asen liều cao có thể bị tử vong, liều thấp, tích tụ lâu có thể mắc các chứng bệnh nan y như ung thư.

Ngoài ra các chất ổn nhiệt có nguồn gốc từ các hợp chất brôm thường được bổ sung vào các sản phẩm nhựa điện tử. Do đó, nếu không có biện pháp quản lý và xử lý thích hợp, triệt để, sẽ phát tán độc tố ra môi trường.

Nói chung các nguyên tố, các kim loại có trong chất thải rắn điện tử và các hợp chất của chúng đều là những chất độc hại. Ngoại trừ một số các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, tạo mùi, dễ phát hiện bằng cảm quan đề phòng tránh, còn lại đại đa số các độc tố trong chất thải rắn điện tử là không mùi, điều đó làm cho sự phát hiện và đề phòng trở nên khó kiểm soát.

Đó chính là điều đáng quan tâm nhất và cần phải tổ chức quan trắc môi trường nước một cách

XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN NGÀNH ĐIỆN TỬ

Nguyễn Thị Hiền

Khoa Công nghệ Môi trường, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì

48




Cty điện tử

LoạiĐống

ĐaOrion Hanel

Sumitomo Bakelite

Giảng Võ

Canon Việt Nam

Hà Nội (Hanel) Tổng

Bìa catton 22,0 1440 6,00 2,00 883 15,0 2368Nilon, nhựa 1,5 270 1,00 0,5 430 1,5 747,5Gỗ 5,0 330 10 - 101 2,5 448,5Xốp 2,5 24 5 0,5 46 0,5 78,5Bùn thải - 1560 60 - - - 1620Thuỷ tinh - 600 - - 10 - 610Huỳnh quang thể - 4,8 - - - - 4,8Frit giass (hợp chất chì) - 6 - - - - 6

Giẻ lau, găng tay 0.2 40 3 0,3 - 0,15 43,65Bo mạch hỏng, mạch in 0,5 - 1,8 0,05 15 0,075 18,1

Chân linh kiện, linh kiện hỏng 7 - - 0,3 15 1,5 23,8

Các kim loại khác 2 24 2 - 1300 - 1331,8Tổng lượng 40,7 4298,8 88,8 3,65 2800 21,225 7259,65

chặt chẽ để có được sự cảnh báo trước, để đề phòng được một số bệnh tật gây ra do ô nhiễm.

2. BIỆN PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮNĐể giảm thiểu ô nhiễm, thu hồi các kim loại

quý hiếm cần tăng cường các biện pháp sau:

- Các chất thải sẽ được thu gom, phân loại và tuỳ theo từng loại chất thải mà áp dụng các phương pháp xử lý khác nhau: Phần có thể tái chế được thu mua bởi các đơn vị chuyên dụng. Phần chất thải khác không thể tái chế hoặc không biết tái chế thì đem chôn lấp hoặc xuất khẩu. Phần không tái chế chủ yếu là các kim loại màu, kim loại hiếm.

- Xây dựng các công cụ pháp lý quản lý chất thải điện tử:

+ Xây dựng các tiêu chuẩn áp dụng cho mọi khía cạnh của việc quản lý chất thải nói chung cũng như chất thải nguy hại và chất thải công nghiệp điện tử nói riêng. Các tiêu chuẩn chủ yếu bao gồm: Tiêu chuẩn kỹ thuật và tiêu chuẩn vận hành được áp dụng cho phân loại, lưu chứa, thu gom vận chuyển chất thải rắn, cũng như quản lý, bảo dưỡng các phương tiện. các tiêu chuẩn này

cũng bao gồm các quy định về giảm thiểu và tái chế chất thải.

+ Các tiêu chuẩn kỹ thuật và vận hành liên quan tới việc thu gom chất rắn, tiêu chuẩn quy định rõ các loại hình thùng chứa, các điểm thu gom, lượng và thu gom tại các công ty sản xuất điện tử, cũng như yêu cầu đối với các loại xe thu gom.

- Triển khai áp dụng các công cụ kinh tế như đánh thuế chất thải, phạt hay trợ cấp nhằm mục tiêu khuyến khích các cơ sở sản xuất triển khai các biện pháp như giảm thiểu phát sinh chất thải tại nguồn; tuần hoàn, tái sử dụng chất thải; thay đổi nguyên liệu; áp dụng công nghệ sản xuất tiên tiến, thân thiện với môi trường.

- Xây dựng các cơ sở tái chế, xử lý rác thải điện tử tập trung.

- Tổ chức các hội thảo chuyên đề, chương trình tập huấn cho các cơ sở sản xuất nhằm nâng cao nhận thức, cung cấp các thông tin về chính sách công nghệ và môi trường, thông tin về công nghệ tiên tiến, về mô hình quản lý và xử lý rác thải điện tử hiện đang được áp dụng trên thế giới cũng như ở Việt Nam.

- Cung cấp thông tin kỹ thuật và thiết lập mạng

Nguồn: Kiểm kê chất thải điện tử ở Việt Nam, JICA 2007

Bảng 1.1. Lượng và loại chất thải rắn tại một số công ty điển hình (tấn/năm)




49

trao đổi thông tin về quản lý chất thải rắn điện tử.

- Biên soạn tài liệu hướng dẫn quản lý và xử lý chất thải điện tử.Tiến hành công tác quan trắc và cưỡng chế đối với việc thực hiện nghiêm chỉnh các quy định về môi trường nhằm thúc đẩy việc thực hiện các giải pháp xử lý và giảm thiểu chất thải.

- Áp dụng các biện pháp giảm thiểu phát sinh chất thải ngay tại nguồn: Áp dụng các giải pháp từ đơn giản như quản lý nội vi đến các giải pháp về tuần hoàn, tái sử dụng lại chất: giải pháp về cải tiến công nghệ, thiết bị; hay các giải pháp về thay thế công nghệ, thiết bị tiên tiến.

- Tái thu hồi kim loại.

- Xử lý chất thải phát sinh trong quá trình tái chế.

Ngoài các biện pháp trên, chất thải rắn ngành điện tử còn có thể được tái chế, vì đây là phương pháp xử lý hiệu quả và than thiện môi trường nhất. Hình 2.1 là quy trình tái chế mạch điện tử lỗi (hỏng)

Hình 2.1. Sơ đồ công nghệ quy trình tái chế mạch điện tử

Toàn bộ bản mạch điện tử bị lỗi, hỏng, cũ ... được phân tách riêng biệt ra các loại (tụ điện, đai sắt, nhôm).

Phần bản mạch còn dính các linh kiện cho vào ngâm trong dung dịch axit 15% để toàn bộ các

mối hàn gắn các linh kiện vào tấm bản mạch bị tan ra. Từ đó toàn bộ các linh kiện sẽ bị rụng ra, sau đó phân ra các loại khác nhau rồi tiến hành xử lý như sau:

Loại 1: Bản mạch - Toàn bộ bản mạch này được rửa sạch rồi đem nghiền nhỏ, bột nghiền được đưa vào tháp tuyển phân loại. Phần bột đồng nặng bị lắng xuống dưới, phần bột nhựa phít hoặc bông thủy tinh nổi lên trên. Từ đây ta sẽ tách riêng được bột đồng và phần bột nhựa. Đồng bột được đúc thỏi hoặc sản xuất muối Đồng sunphat. Phần bột nhựa phít và bông thủy tinh được tiêu hủy trong lò đốt.

Loại 2: Các loại chân rắc cắm - Phần này có loại dính nhựa hoặc không, phần không có nhựa ta đem hòa tách để tách các kim loại ra khỏi nhau như: Đồng, sắt, vàng. Phần có nhựa ta tiến hành nghiền nhỏ rồi tuyển nổi tách riêng phần bột kim loại và bột nhựa.

Loại 3: Các loại IC được nghiền nhỏ rồi tách các kim loại quý ra riêng biệt như: Au, Ag, Pd, Cu.

Có thể thấy, chất thải điện tử có mức độ nguy hiểm lớn và ngày càng gia tăng đến mức cần phải xúc tiến các hoạt động tái chế nhằm giảm thiểu lượng chất thải điện tử cũng như mang lại lợi ích kinh tế và tiết kiệm nguồn tài nguyên. Bên cạnh đó, phát triển hoạt động tái chế sẽ góp phần phát triển công nghiệp môi trường ở Việt Nam.


1. Hoàng Thúy Lan, Phan Thanh Tùng (2009), Công tác quản lý chất thải điện tử trên thế giới và ở Việt Nam, Hội tuyển tập các báo cáo hội thảo Khoa học, chất thải điện tử Việt Nam – thực trạng và giải pháp, Hà Nội.

2. Ngô Thị Ngọc Thúy, Huỳnh Trung Hải (2009), Bước đầu nghiên cứu hòa tan chọn lọc Cu, Ag, Au trong bản mạch điện tử thải, Hội tuyển tập các báo cáo hội thảo Khoa học, chất thải điện tử Việt Nam – thực trạng và giải pháp, Hà Nội.

50




1. MỞ ĐẦUNhững tiến bộ của công nghệ thông tin đa mở

ra những hướng mới trong việc nghiên cứu giáo dục nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. Các áp lực ngày càng tăng khi khối lượng kiến thức ngày một nhiều dẫn đến người giáo viên phải thay đổi về phương pháp, phương tiện cũng như mô hình dạy học. Nhưng thay đổi như thế nào có hiệu quả đáp ứng được yêu cầu của đào tạo là vấn đề lớn đặt ra.

Thật vậy đào tạo dựa trên máy tính và công nghệ truyền thông đang là xu thế tất yếu của thời đại. Nó đa và đang tồn tại dưới các hình thức:

- Computer aided instruction: Dạy học với sự trợ giúp của máy tính.

- Internet based training: Đào tạo dựa trên in-ternet

- Web based training: Đào tạo dựa trên web

Xu hướng của thế giới là hướng tới một môi trường học tập ảo (Virtual learning environment)

Hơn thế nữa thế kỷ 21 là thế kỷ của dạy học lấy người học làm trung tâm, dạy học nhằm phát triển năng lực người học. Người thầy thay cho việc dạy nội dung nay chuyển sang dạy phương pháp học. Quá trình dạy học đa phát triển từ cấp độ tái tạo sang kiến tạo và nay là dạy học sáng tạo.

Vậy ứng dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy ra sao để phát triển năng lực và tư duy sáng tạo người học là câu hỏi lớn được đặt ra.

Trong bài viết này chúng tôi phân tích về thực trạng sử dụng công nghệ thông tin (IT) tại các trường đại học hiện nay, trên cơ sở đó đưa ra giải phát về việc ứng dụng IT trong giảng dạy có hiệu quả thông qua mô hình lới học đảo ngược.

2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1. Thực trạng sử dụng công nghệ thông tin trong dạy học [2]

Hiện nay IT phát triển đa trở thành công cụ đắc lực cho người dạy, các giảng viên đều tự trang bị cho mình những kiến thức và công cụ nhất định về IT để lên lớp. Tuy nhiên việc sử dụng và lạm dụng những phương tiện này đang trở nên phổ biến dưới các hình thức sau đây:

* Chuyển từ đọc – chép sang nhìn – chépGiảng viên sử dụng máy tính để biến giờ dạy

trên lớp thành buổi trình chiếu nói theo Slide, chuyển từ đọc – chép sang nhìn – chép. Một số giảng viên lạm dụng Slide hình ảnh động trong giờ học, vô tình biến giờ học thành buổi chiếu phim khoa học, vai trò của giảng viên bị lu mờ, giảng viên trở thành người chiếu phim, hay thuyết minh phim. Theo nghiên cứu của những nhà sinh lý học, nếu như một dạng hoạt động được kéo dài quá 15 phút thì khả năng làm việc sẽ bị giảm sút rất nhanh. Việc áp dụng thường xuyên các phương tiện nghe nhìn ở trên lớp sẽ dẫn đến sự quá tải về thông tin do người học không kịp tiêu thụ hết khối lượng kiến thức được cung cấp. Sự quá tải lớn về thị giác sẽ ảnh hưởng đến chức năng của mắt, giảm thị lực và ảnh hưởng xấu đến việc dạy và học.

* Phát tài liệu, bài giảng điện tử cho sinh viên trước giờ học

Nhiều trường đại học yêu cầu giảng viên phải phát tài liệu trước cho sinh viên hoặc đưa cả bài giảng điện tử lên mạng, các videoclip đọc bài giảng lên website cho sinh viên xem, để sinh viên tự do sao chép. Do đó sinh viên đều biết trước nội dung giảng viên dạy, nên khi giảng viên muốn tổ chức hoạt động nhóm, dạy học nêu vấn đề thì kết quả thảo luận đa có trong tài liệu, sinh viên sẽ sử dụng tài liệu đa có, phương pháp dạy học đó sẽ không còn hiệu quả. Thậm chí khi có tài liệu trong tay, giảng viên lại giảng theo kịch bản như tài liệu,

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG GIẢNG DẠY – MÔ HÌNH LỚP HỌC ĐẢO NGƯỢC

Nguyễn Quốc Khánh1, Hoàng Ngọc Dũng2

1Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì2Phòng Đào tạo, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì




51

người học sẽ không muốn đến lớp vì toàn bộ nội dung bài giảng đa có trên slides.

* Nội dung bài giảng điện tử hàng năm không được cập nhật, không có sự thay đổi hình thức trình bày

Ngày nay với các công nghệ thu phát hiện đại, chỉ cần giảng viên giảng lần đầu thì nội dung sẽ được ghi lại, và chỉ một cái nhấn bàn phím, toàn bộ bài giảng đó sẽ được các sinh viên lớp khác thu được. Vì vậy, nếu hàng năm giảng viên không làm “tươi mới” bài giảng, không thay đổi kịch bản sư phạm, người học khi có đủ tài liệu sẽ nắm bắt được toàn bộ các tình huống mà giảng viên sẽ thực hiện trong tiết học, giảng viên sẽ không còn tạo được yếu tố bất ngờ, không còn gây hứng thú cho người học nữa.

Tóm lại, qua các phân tích thực trạng trên cho thấy, IT là phương tiện giúp giảng viên tăng khả năng truyền thụ kiến thức, nhưng cũng chính tốc độ phát triển “quá nóng” của IT đang làm “vô hiệu hóa” các phương pháp dạy học của giảng viên. Khi người giáo viên đổi mới về mặt phương tiện nhưng không đổi mới về mặt phương pháp và mô hình tổ chức dạy học thì hiệu quả giờ học sẽ không đạt như mong muốn.

2.2. Thế kỷ 21 là thế kỷ của dạy học sáng tạo[2],[3]

Với sự tiến bộ phi thường của Công nghệ thông tin, khối lượng thông tin và tri thức tăng theo hàm mũ trong khi đó thời gian đào tạo ở nhà trường là cố định. Vậy nếu đặt mục tiêu là trong thời gian học 4,5 năm ở nhà trường là truyền đạt một khối lượng kiến thức cho một nghề nào đó để khi ra trường sinh viên sử dụng nó để hành nghề là không khả thi. Mặt khác công nghệ luôn thay đổi những kiến thức người học học ở cơ sở đào tạo sau khi ra trường đa trở nên lỗi thời, chưa kể là khi đang ngồi trên ghế nhà trường những kiến thức đó đa lỗi thời nếu như người dạy không chịu cập nhật. Do vậy việc thay đổi cấp độ dạy học từ tái tạo sang kiến tạo và sáng tạo là điều tất yếu đối với giáo dục Việt Nam.

* Dạy học sáng tạo- Quá trình dạy học tập trung mục tiêu phát

triển năng lực và tư duy sáng tạo của người học.

- Đề cao vấn đề dạy phương pháp học tập cho người học hơn là dạy nội dung học tập. Có nghĩa là cần quan tâm người học sẽ học tập như thế nào?

- Bảo đảm tính đồng bộ của quá trình dạy học.Tạo nhiều cơ hội tham gia cho người học.

- Sử dụng đa dạng phương pháp, hình thức tổ chức và phương tiện, tài liệu dạy học.

- Dành nhiều thời gian cho hoạt động vận dụng, giao tiếp; hoạt động nhóm nhỏ, giải quyết vấn đề.

- Tăng cường trực quan hoá, dạy học đa giác quan; đa trí tuệ.

- Nhiều thông tin phản hồi tới giáo viên

- Đánh giá dựa trên năng lực thực hiện

* Dạy học sáng tạo sẽ giúp người học phát triển được đầy đủ các cấp độ nhận thức của bản thân:

- Biết (Knowledge): Ghi nhớ các sự kiện, thuật ngữ, nguyên lý dưới hình thức mà sinh viên đa được học.

- Hiểu (Comprehension): Hiểu các tư liệu đa được học, người học phải có khả năng diễn giải, mô tả tóm tắt thông tin thu thập được.

- Ứng dụng (Application): ứng dụng được các thông tin, kiến thức vào tình huống khác với tình huống đa học.

- Phân tích (Analysis): Biết tách từ tổng thể thành bộ phận và biết rõ sự liên hệ giữa các thành phần đó với nhau cùng với cấu trúc của chúng.

- Tổng hợp (Synthesis): Biết kết hợp các bộ phận thành một tổng thể mới từ tổng thể ban đầu

- Đánh giá (Evaluation): Biết so sánh, phê phán, chọn lọc, quyết định và đánh giá trên cơ sở tiêu chí xác định.

- Chuyển giao(Tranfer): Có khả năng diễn giải, thuyết phục và truyền thụ các kiến thức đa tiếp thu được cho đối tượng khác.

- Sáng tạo (Creating): Sáng tạo ra những giá trị mới trên cơ sở các kiến thức đa tiếp thu được.

2.3. Ứng dụng mô hình lớp học đảo ngược trong dạy học[1,5]

Để áp dụng IT có hiệu quả vào dạy học nhằm phát triển năng lực và tư duy sáng tạo của người học sau đây chúng tôi đưa ra quy trình tổ chức và thực hiện mô hình lớp học đảo ngược ở một số môn học chuyên ngành công nghệ thông tin tại trường Đại học công nghiệp Việt Trì như sau:

52




* Xây dựng hệ thống học tập trực tuyến.Để áp dụng thành công mô hình dạy học chúng

tôi đa xây dựng một hệ thống hỗ trợ học tập trực tuyến tại địa chỉ http://khanhmckm.com với các chức năng:

- Cho phép upload bài giảng điện tử lên

- Tạo ngân hàng câu hỏi thi trắc nghiệm và tạo đề thi để tổ chức thi trực tuyến tự động.

- Tổ chức hội họp trực tuyến

- Tạo diễn đàn thảo luận

- Cho phép nộp bài tập trực tuyến

- Quản lý hồ sơ điện tử của sinh viên thông qua tài khoản học tập: Thông tin sinh viên, các hoạt động sinh viên đa tham gia, điểm số sinh viên đa đạt được.

* Thay đổi phong cách và phương pháp học tập của sinh viên

Do sinh viên đầu vào của trường thường là học sinh có kết quả học tập trung bình ở các trường phổ thông. Theo đánh giá của chúng tôi những học sinh này không phải là học kém mà là lười học và không có phương pháp học tập tốt. Vậy việc phân tích để cho họ hiểu là họ không phải không có năng lực mà họ chỉ chưa biết phát huy năng lực của mình, họ không phải là người học kém mà họ chỉ là người chưa biết cách học tập, họ sẽ có kết quả tốt nếu họ thay đổi cách học sang cách học mới thay vì sử dụng cách học thụ động với kết quả thấp họ vẫn quen dùng.

Phân tích cho họ thấy bức tranh công việc của họ trong tương lai. Chứng minh cho họ thấy yêu cầu đặt ra đối với một sinh viên mới ra trường trong xa hội hiện đại đó là thay vì cố học thuộc càng nhiều càng tốt kiến thức khi ngồi trên ghế nhà trường thì học phương pháp học tập. Rèn luyện cho bản thân kỹ năng tự học, kỹ năng học tập theo nhóm, kỹ năng phân tích đánh giá, kỹ năng giải quyết vấn đề và khả năng thích nghi với một yêu cầu mới trong công việc.

Để làm tốt điều này chúng tôi thường bỏ ra một tiết đầu tiên cho mỗi môn học để thuyết giảng cho sinh viên.

* Tổ chức lớp học theo mô hình lớp học đảo ngược

- Cấp cho sinh viên một tài khoản và hướng dẫn sử dụng hệ thống hỗ trợ học tập trực tuyến.

- Thực hiện giảng dạy: Mỗi một bài học ứng với modul tuần được thực hiện như sau:

+ Phần tự học ở nhà: Sinh viên chủ động đăng nhập vào hệ thống để

học phần bài giảng, làm bài tập phần Bài tập kiểm tra đánh giá việc tự học ở nhà của sinh viên. Sinh viên có thể tham gia làm bài tập nhiều lần đến khi có kết quả như mong muốn. Sinh viên tương tác với phần mềm học tập không cần sự có mặt của giáo viên.

+ Các bước giảng dạy trên lớp:Bước 1: Kiểm tra đầu giờ

Hình 2.1. Hệ thống học tập trực tuyến




53

Giáo viên sử dụng kết quả đánh giá của hệ thống học tập trực tuyến để kiểm tra đánh giá phần tự học ở nhà của sinh viên và nhận xét sơ bộ kết quả tự học ở nhà của sinh viên.

Giáo viên sử dụng 5 bài tập kiểm tra đầu giờ để kiểm tra ngẫu nhiên 5 sinh viên. Sử dụng kết quả kiểm tra này đối chiếu với kết quả bài tập kiểm tra việc tự học ở nhà của sinh viên để chứng thực việc tự học của sinh viên và đánh giá kết quả tự học ở nhà của sinh viên.

Bước 2. Giáo viên hướng dẫn sinh viên vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn.

Sử dụng các bài tập trắc nghiệm tương tác dưới dạng lựa chọn hoặc điền khuyết để giúp sinh viên vận dụng kiến thức đa học vào thực tiễn.

Nêu tình huống có vấn đề trong thực tế, sử dụng video chiếu cho sinh viên xem vấn đề đó trong thực tế , tổ chức cho sinh viên thảo luận theo nhóm để giải quyết vấn đề.

Tiếp theo giáo viên đưa ra phần nội dung mở rộng, định hướng cho sinh viên tìm hiểu qua tài liệu, giáo trình điện tử và nguồn thông tin từ Inter-net. Giao bài tập về nhà cho sinh viên dưới dạng bài tập cá nhân và bài tập nhóm.

Bước 3. Chuẩn bị bài học ở nhà

Yêu cầu sinh viên về nhà hoàn thiện và nộp bài trực tuyến. Cuối buổi học giáo viên yêu cầu nội dung sinh viên phải thực hiện sau buổi học:

Tham gia thảo luận theo thời gian đa định

Tham gia làm bài tập kiểm tra theo tuần

Hoàn thiện phần mở rộng kiến thức ở trên lớp và nộp bài trực tuyến cho giáo viên.

Học: Bài giảng tự học ở nhà tuần tiếp theo và làm bài tập kiểm tra đánh giá việc tự học ở nhà của sinh viên tuần tiếp theo.

+ Sau buổi học trên lớpSinh viên thực hiện việc học tập ở nhà theo yêu

cầu của giáo viên đa giao.

*Tổ chức thi hết học kỳMôn học được chia thành 11 bài tương ứng với

11 tuần của hệ thống học tập trực tuyến. Mỗi tuần có 40 câu hỏi (bài tập kiểm tra đánh giá tuần ) với các độ từ dễ đến khó, như vậy cuối học kỳ môn học sẽ có một ngân hàng câu hỏi 440 câu hỏi. Giáo viên sử dụng ngân hàng câu hỏi này để ra đề thi

trắc nghiệm cuối kỳ và sử dụng hệ thống học tập trực tuyến tổ trức thi hết kỳ tại phòng thi online của nhà trường.

2.4. Mô hình người giáo viên theo phương pháp dạy học đảo ngược (gọi tắt là giảng viên đảo ngược)

Mô hình “lớp học đảo ngược” trên là bước thay đổi về chất của phương pháp dạy học. Để thực hiện thành công phương pháp dạy học này, bản thân từng giảng viên ngoài yếu tố sư phạm phải tự “nâng cấp” cả trình độ chuyên môn và các kỹ năng mới sau:

- Trước hết, giảng viên đảo ngược phải là nhà khoa học am hiểu chuyên môn đang dạy và kỹ năng trình bày giống như một diễn viên điện ảnh để thể hiện được cảm xúc trước máy quay (không có người xem) khi thực hiện Video clip bài giảng.

- Giáo viên đảo ngược kiêm luôn vai trò là đạo diễn cho chính mình, trở thành người thiết kế, tổ chức và hướng dẫn để SV tự chiếm lĩnh nội dung học tập, chủ động đạt các mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độ theo yêu cầu của chương trình. Trên lớp, sinh viên hoạt động là chính, giảng viên bề ngoài có vẻ nhàn nha hơn, nhưng trước đó khi soạn giáo án, giảng viên phải đầu tư công sức, thời gian rất nhiều mới có thể thực hiện bài lên lớp với vai trò người gợi mở, cố vấn, trọng tài trong các hoạt động tìm tòi hào hứng, tranh luận sôi nổi của sinh viên,…

- Trong lớp học, vai trò của giảng viên đảo ngược khác với giảng viên truyền thống. Nếu như người giảng viên truyền thống chỉ truyền bá kiến thức, thì giảng viên đảo ngược lại coi trọng truyền bá tinh thần khoa học và phong cách khoa học, còn kiến thức khoa học thì người học phải lo tích cực mà chiếm lĩnh. Kiến thức cần giảng cho người học nằm trong bài giảng video clip, còn tinh thần khoa học, phong cách khoa học,… do chính các giảng viên tích luỹ và thể hiện qua việc giảng viên hướng dẫn thảo luận, giải bài tập trên lớp. Nếu dạy như trong sách thì giảng viên giỏi hay kém chuyên môn rất khó phân biệt. Tinh thần khoa học và phong cách khoa học của người thầy mới thể hiện đúng đẳng cấp của các giảng viên và đây là điều để phân biệt cách dạy truyền thống và cách dạy đảo ngược.

- Trong quá trình hướng dẫn sinh viên thảo luận trong lớp, giảng viên đảo ngược vừa phải có kỹ

54




năng của người dẫn chương trình , vừa phải giống như một nghệ sĩ trên bục giảng để “truyền lửa” lòng nhiệt tình cho SV.

3.KẾT LUẬN

Đổi mới phương tiện dạy học và phương pháp dạy học trong thời đại bùng nổ thông tin là vấn đề vẫn đang được nhiều nhà sư phạm quan tâm. Trên đây là một số trao đổi của chúng tôi về ứng dụng của công nghệ thông tin trong giảng dạy với mô hình lớp học đảo ngược. Với mong muốn đóng góp tích cực vào công cuộc ứng dụng công nghệ thông tin trong đổi mới phương pháp giảng dạy tại khoa Công nghệ thông tin nói riêng và trường Đại học Công nghiệp Việt Trì nói riêng, bài viết nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy của khoa để đào tạo ra những sinh viên đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ XXI.


1. Nguyễn Quốc Khánh, Tổ chức lớp học đảo ngược dạy học phần kiến trúc máy tính với sự

hỗ trợ của hệ thống trực tuyến, tạp chí thiết bị giáo dục, số 127 tháng 03 năm 2016

2. Ngô Tứ thành, Nghiên cứu xây dựng mô hình và thử nghiệm “dạy học đảo ngược” chuyên ngành kỹ thuật ở Đại học Bách khoa Hà Nội, Đề tài cấp trường, 2015.

3. Phạm Hồng Hạnh, Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả dạy học bằng các phương tiện dạy học hiện đại, Báo cáo khoa học cấp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội năm 2013.

4. PGS. Trần Khánh Đức, Lý luận và Phương pháp dạy học hiện đại, Nhà Xuất bản ĐH Quốc Gia Hà Nội, 2014.

5. PGS. Trần Khánh Đức, Giáo dục và phát triển nguồn nhân lực trong thế kỷ XXI, Nhà Xuất bản giáo dục Việt Nam.

6. Flipped Classroom-đảo ngược lớp học truyền thống, http://news.zing.vn/Flipped-Classroom--dao-nguoc-lop-hoc-truyen-thong-post476193.html, truy cập 11h30 ngày 22/11/2015.

Thiết bị điều khiển Điện - Thủy lực




55

1. ĐẶT VẤN ĐỀ Giảng dạy lý luận Mác – Lênin trong hệ

thống các trường đại học là đưa lý luận khoa học tiên tiến xâm nhập vào lực lượng xa hội ưu tú, hình thành ở đội ngũ trí thức (tương lai) có đủ phẩm chất chính trị, bản lĩnh và trí tuệ để bảo vệ và xây dựng đất nước, vì mục tiêu “dân giàu, nước mạnh, công bằng, dân chủ, văn minh”. Vì thế, bên cạnh việc coi trọng nâng cao chất lượng đào tạo về chuyên môn, nghiệp vụ, các trường đại học phải coi trọng việc giảng dạy và học tập các bộ môn Mác - Lênin để góp phần đào tạo nguồn nhân lực phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước.

2. NỘI DUNGNgay từ những khoá học đầu tiên của trường

Đại học Nhân dân, Hồ Chí Minh đa đưa ra yêu cầu phải giáo dục toàn diện. Bên cạnh các tri thức về nghề nghiệp có tính chuyên ngành, Người đặt việc giáo dục lý luận Mác - Lênin ở vị trí hàng đầu, trở thành một nội dung thiết yếu của mọi ngành học, mọi đối tượng học đại học, bởi lẽ, theo Người, cách mệnh trước hết “phải giảng dạy lý luận và chủ nghĩa cho dân hiểu”. Bởi trong thời đại ngày nay, chủ nghĩa Mác - Lênin là học thuyết cách mạng nhất, khoa học nhất, chân chính nhất; chủ nghĩa Mác - Lênin cùng với tư tưởng Hồ Chí Minh trở thành nền tảng tư tưởng và kim chỉ nam cho mọi hành động của toàn Đảng, toàn dân. Vị trí, vai trò của khoa học Mác - Lênin, tư tưởng Hồ Chí Minh trong nội dung giáo dục nói chung, giáo dục đại học nói riêng được chế định bởi dung lượng tri thức đặc thù của học thuyết và đối tượng tác động của học thuyết đó.

Đối tượng tác động của giáo dục đại học là sinh viên - một lực lượng xa hội to lớn, có vai trò quan trọng quyết định tương lai, vận mệnh của mỗi quốc gia - dân tộc. Đối với Việt Nam, Đảng ta xác định: Thanh niên, sinh viên là rường cột của nước nhà, chủ nhân tương

lai của đất nước, là lực lượng xung kích trong xây dựng và bảo vệ Tổ quốc xa hội chủ nghĩa, một trong những nhân tố quyết định sự thành bại của sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước, hội nhập quốc tế và xây dựng chủ nghĩa xa hội. Thanh niên, sinh viên luôn được đặt ở vị trí trung tâm trong chiến lược bồi dưỡng, phát huy nhân tố và nguồn lực con người. Vì thế, chăm lo, phát triển thanh niên vừa là mục tiêu, vừa là động lực bảo đảm cho sự phát triển bền vững của đất nước. Do đó, trong phạm vi bài viết này tôi xin trình bày một số mục tiêu của việc giảng dạy và học tập các môn khoa học Mác - Lênin với sứ mệnh đào tạo nguồn nhân lực cho đất nước trong tương lai như sau:

2.1 Xác lập cơ sở thế giới quan, phương pháp luận khoa học và cách mạng cho sinh viên, đội ngũ cán bộ trí thức tương lai

Chúng ta biết rằng, trí thức không có quan hệ riêng và trực tiếp đối với sở hữu tư liệu sản xuất. Do vậy, trí thức không phải là một giai cấp, trí thức là một tầng lớp xa hội. Mặc dù là một tầng lớp xa hội đặc biệt, nhưng điều đó không có nghĩa trí thức là “siêu giai cấp”, “đứng trên giai cấp”, “trọng tài của các giai cấp”, mà trí thức chỉ là một tầng lớp phụ thuộc vào giai cấp thống trị của nền sản xuất đương thời. Về tư tưởng, trí thức không có hệ tư tưởng độc lập. Về mặt chính trị, trí thức không có một đường lối chính trị cách mạng. Về mặt tổ chức, do điều kiện lao động và điều kiện sống của tầng lớp trí thức “không cho phép họ thống nhất lực lượng một cách trực tiếp rộng rai, không cho họ được giáo dục trực tiếp trong lao động tập thể có tổ chức”[1]. Vì vậy, Lênin khẳng định: “Nếu không nhập cuộc với một giai cấp thì giới trí thức chỉ là một con số không mà thôi”[1].

Xét về mặt lịch sử và bản chất, lý luận Mác - Lênin là sự tổng kết kinh nghiệm đấu tranh của loài người, của phong trào công nhân ở tất cả các

MỤC TIÊU GIẢNG DẠY, HỌC TẬP CÁC MÔN KHOA HỌC MÁC - LÊ NIN ĐỐI VỚI VIỆC ĐÀO TÀO NGUÔN NHÂN LỰC TRONG CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HIỆN NAY

Nguyễn Cẩm Nga

Bộ môn Lý luận Chính trị, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì

56




nước từ trước tới nay. Đó là một hệ thống có căn cứ khoa học của các quan điểm triết học, kinh tế, chính trị, xa hội; là học thuyết về nhận thức và cải tạo thế giới, về những quy luật phát triển của tự nhiên, xa hội và tư duy con người, về những con đường, cách thức cách mạng lật đổ chế độ bóc lột và xây dựng chế độ cộng sản chủ nghĩa, trong đó hình thành các nhân cách phát triển tự do: “Sự phát triển tự do của mỗi người là điều kiện cho sự phát triển tự do của tất cả mọi người”[1]. Chủ nghĩa Mác - Lênin là hệ tư tưởng của giai cấp công nhân mà đội tiền phong của nó là Đảng Cộng sản. Giáo dục lý luận Mác - Lênin cho sinh viên là nhằm trang bị cho họ quan điểm đúng đắn và phương pháp biện chứng duy vật, nghĩa là nắm được “tinh thần của chủ nghĩa Mác - Lênin; học tập lập trường, quan điểm và phương pháp của chủ nghĩa này để áp dụng lập trường, quan điểm và phương pháp ấy mà giải quyết cho tốt những vấn đề thực tế trong công tác cách mạng của chúng ta”[1] và để tiếp thu các môn học khác có hiệu quả và chất lượng cao hơn. Bởi chủ nghĩa Mác - Lênin là thế giới quan khoa học và phương pháp luận chung cần thiết cho sự phát triển của các khoa học.

Như vậy, thông qua giảng dạy và học tập các môn khoa học Mác - Lênin, ở các góc độ, khía cạnh khác nhau của mỗi môn học, khoa học Mác - Lênin trang bị cho sinh viên một thế giới quan duy vật biện chứng và phương pháp luận khoa học, giúp cho họ có những công cụ nhận thức và hoạt động trong thực tiễn luôn vận động và phát triển không ngừng. Lênin viết: “Triết học của Mác là một chủ nghĩa duy vật triết học hoàn bị, nó cung cấp cho loài người và nhất là cho giai cấp công nhân những công cụ nhận thức vĩ đại”[1].

2.2. Hình thành và bồi dương nhân sinh quan cách mạng (cộng sản chủ nghĩa) cho sinh viên

Nhân sinh quan cách mạng là hệ thống quan niệm về cuộc đời, về ý nghĩa mục đích cuộc sống của người cộng sản. Nhân sinh quan cách mạng được hình thành trên cơ sở thế giới quan khoa học Mác - Lênin. Theo Hồ Chí Minh: “không có lý luận về chủ nghĩa xa hội khoa học thì không thể có lập trường giai cấp vững vàng”[1]. Do đó, giáo dục lý luận Mác - Lênin là nhằm hình thành nhân sinh quan khoa học và cách mạng, lập trường, quan điểm giai cấp vững vàng; củng cố định hướng chính trị, tăng cường lập trường giai cấp. Bởi vì, chính chủ nghĩa Mác - Lênin là tiền đề xây

dựng niềm tin khoa học, lập trường giai cấp vững vàng cho thanh niên, sinh viên, một đối tượng hết sức nhạy cảm, khát khao khám phá cái mới để tự khẳng định vị thế xa hội của mình, giúp họ sống, chiến đấu, lao động và học tập vì mục tiêu dân giàu, nước mạnh, công bằng, dân chủ, văn minh; kiên trì độc lập dân tộc gắn liền với chủ nghĩa xa hội; đập tan âm mưu “diễn biến hoà bình” của các thế lực thù địch hòng làm lung lạc tinh thần kiên định chủ nghĩa xa hội ở thanh niên, sinh viên.

2.3. Định hướng về các giá trị, chuẩn mực tư tưởng, đạo đức lối sống cho đội ngũ trí thức tương lai

Xét về chiều sâu bản chất nhân văn, chủ nghĩa Mác - Lênin là khoa học làm người, là khoa học giúp hình thành tư tưởng, đạo đức, lối sống mới của con người. Điều cốt lõi tinh tuý này được Hồ Chí Minh nhận thức rất rõ: “Nhân dân ta từ lâu đa sống với nhau có tình có nghĩa như thế. Từ khi có Đảng ta lanh đạo và giáo dục, tình nghĩa ấy càng cao đẹp hơn, trở thành tình nghĩa đồng bào, đồng chí, tình nghĩa năm châu bốn biển một nhà. Hiểu chủ nghĩa Mác - Lênin là phải sống với nhau có tình, có nghĩa. Nếu thuộc bao nhiêu sách mà sống không có tình, có nghĩa thì sao gọi là chủ nghĩa Mác - Lênin”[1]. Vì vậy, việc giảng dạy, học tập các bộ môn khoa học Mác - Lênin, tư tưởng Hồ Chí Minh là bước đi quan trọng, làm tiền đề cho việc giáo dục chính trị, tư tưởng, đạo đức, lối sống mới “mình vì mọi người, mọi người vì mình”, “cần, kiệm, liêm chính, chí công vô tư”… cho sinh viên có hiệu quả.

2.4. Tuyên truyền giáo dục cho sinh viên đường lối đổi mới và các chủ trương, chính sách của Đảng và pháp luật của Nhà nước

Nhiệm vụ của các bộ môn khoa học Mác - Lênin ở trường đại học là làm cho sinh viên hiểu rằng, đường lối của Đảng là hệ thống các quan điểm, phương hướng, nhiệm vụ, phương thức tổ chức thực hiện (trên các mặt chính trị, kinh tế, quân sự, văn hoá, xa hội, tư tưởng, tổ chức…), nhằm thực hiện thắng lợi sự nghiệp xây dựng chủ nghĩa xa hội ở nước ta. Những tư tưởng cơ bản của Đảng trong đường lối chung và đường lối cụ thể được thể chế hoá thành các văn bản quy định của Nhà nước để mọi tổ chức và cá nhân tuân theo. Đường lối của Đảng, pháp luật và chính sách của Nhà nước là kết quả của quá trình nghiên cứu, tìm tòi vận dụng sáng tạo chủ nghĩa Mác - Lê nin, tư




57

tưởng Hồ Chí Minh vào thực tiễn nước ta và từ thực tiễn tổng kết thành lý luận, xây dựng thành đường lối của Đảng, chính sách, pháp luật của Nhà nước. Và thông qua thực tiễn để kiểm nghiệm, bổ sung và hoàn thiện các đường lối, chính sách đó.

Từ sự hiểu biết về lý luận, đường lối, chủ trương, chính sách, pháp luật của Đảng và Nhà nước, sinh viên tự giác trong các hoạt động của mình. Đối với xa hội, sinh viên phải chấp hành đầy đủ trách nhiệm người công dân, sống và làm việc theo Hiến pháp và pháp luật. Đối với nhà trường, sinh viên thực hiện nghiêm nội quy của Nhà trường, có quan hệ đúng mực, đúng đạo lý với các thầy cô giáo; có quan hệ tốt, thân ái với bạn bè. Đối với gia đình, sinh viên là con ngoan, trò giỏi, hiếu thảo. Đối với bản thân, sinh viên phải nỗ lực phấn đấu rèn đức, luyện tài, học tập đạt kết quả cao, vì tương lai của đất nước và vì ngày mai lập nghiệp.

2.5. Góp phần hình thành nhân cách con người mới xa hội chủ nghĩa, con người phát triển toàn diện

Chúng ta biết rằng, sinh viên là từ khi vào trường đại học cho đến khi ra trường vẫn còn đang trong quá trình hình thành và phát triển nhân cách. Nhân cách của sinh viên ở đây được hiểu một cách toàn diện là đức và tài, năng lực thể chất và năng lực trí tuệ… Đó là sự thống nhất giữa mặt cá nhân và mặt xa hội ở mỗi người cụ thể, là thái độ ứng xử của mỗi con người trước hiện thực cuộc sống. Nhân cách là tư cách và phẩm chất của con người. Nhân cách con người mới xa hội chủ nghĩa được bộc lộ cả ở đạo đức và tài năng, phẩm chất và năng lực, có bản lĩnh chính trị vững vàng, tự lập, tự chủ, có hoài bao và ước mơ, năng động và sáng tạo bước vào cuộc sống.

Giáo dục sinh viên cần chú ý thực hiện tốt giáo dục một cách toàn diện, song phải coi trọng hơn nữa việc giáo dục sinh viên thấm nhuần lý tưởng, đạo đức cách mạng, nâng cao chất lượng giáo dục văn hoá và đào tạo nghề nghiệp. Nghị quyết Hội nghị lần thứ năm Ban chấp hành Trung ương Đảng (khoá VIII) đa chỉ rõ: giáo dục sinh viên phải hết sức coi trọng giáo dục đạo lý làm người, ý thức trách nhiệm, nghĩa vụ công dân, lòng yêu nước, yêu chủ nghĩa xa hội, đạo đức, lối sống, nếp sống văn hoá, lịch sử dân tộc và bản sắc dân tộc, ý chí vươn lên vì tương lai của mỗi người và tiền đồ của đất nước; bồi dưỡng ý thức và năng lực phát huy

giá trị văn hoá dân tộc, tiếp thu tinh hoa văn hoá nhân loại. Ngoài ra, giáo dục nhân cách sinh viên cần phải đẩy mạnh giáo dục sức khoẻ và thể chất. Để học tập và lao động tốt, mỗi người cần phải có sức khoẻ. Sức khoẻ là cơ sở để suy trì và phát triển trí tuệ một cách bình thường.

Chúng ta thực hiện giáo dục toàn diện để phát triển nhân cách sinh viên. Mỗi môn khoa học được giảng dạy ở các trường đại học đều có vai trò của mình trong việc giáo dục vào phát triển nhân cách cho sinh viên. Nhưng các môn khoa học Mác - Lênin có vai trò quan trọng trong việc giáo dục sinh viên có bản lĩnh chính trị vững vàng, tự lập, tự chủ, năng động và sáng tạo bước vào cuộc sống, giải đáp và giải quyết những vấn đề thực tiễn đặt ra theo định hướng xa hội chủ nghĩa.

3. KẾT LUẬNCó thể nói, các môn khoa học Mác - Lênin có

vai trò quan trọng hàng đầu trong việc đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài khoa học và công nghệ trong các trường đại học ở nước ta. Nhưng hiện nay ở các trường đại học, vị trí và chất lượng, hiệu quả giảng dạy các bộ môn khoa học Mác - Lênin và tư tưởng Hồ Chí Minh còn có không ít những yếu kém, bất cập. Đó là do các nguyên nhân chính sau đây: Do nhận thức của một bộ phận không nhỏ sinh viên chưa thật sự đúng đắn về các môn khoa học Mác - Lênin coi đây là sự “áp đặt”, đơn thuần là “lập trường chính trị”, tư tưởng hơn là có tác dụng thực sự đối với người học; Thực tiễn thế giới và trong nước đa có nhiều thay đổi, nhưng các giáo trình, tài liệu tham khảo của các bộ môn khoa học này có phần còn lạc hậu so với thực tiễn hoặc chưa có sự giải đáp thuyết phục đối với người học; Đội ngũ giảng viên còn chậm đổi mới về phương pháp giảng dạy chưa tạo được hứng thú cho người học.

Chính những điều này làm xuất hiện tâm lý không coi trọng các môn học này, và không đối xử với nó như một khoa học thực sự kéo dài cho đến ngày nay. Để các môn khoa học Mác - Lênin có vị trí xứng đáng hơn trong các trường đại học, một mặt, cần tiếp tục nâng cao chất lượng đội ngũ giảng viên và đổi mới và nâng cao chất lượng nội dung, chương trình, giáo trình, phương pháp dạy - học bộ môn; Nâng cao nhận thức cho sinh viên về yêu cầu học tập và nâng cao trình độ hiểu biết các môn khoa học Mác - Lênin, tư tưởng Hồ Chí Minh

58




vì “có học tập lý luận Mác - Lênin mới củng cố được đạo đức cách mạng, giữ vững lập trường, nâng cao sự hiểu biết và trình độ chính trị, mới làm được công tác Đảng giao phó cho mình”. Sinh viên phải biết vận dụng kiến thức của những môn học này vào việc nghiên cứu học tập những môn chuyên ngành, hiểu sâu sắc hơn những kiến thức chuyên ngành và biết vận dụng lý luận của chủ nghĩa Mác - Lênin, tư tưởng Hồ Chí Minh trong việc phân tích tình hình trong nưcớc và tình hình quốc tế, với thế giới quan và phương pháp luận khoa học cách mạng.


1. Hồ Chí Minh: Toàn tập, Nxb Chính trị quốc gia, Hà Nội.2002

2. GS.TS Phan Ngọc Liên, Hồ Chí Minh về giáo dục, Nxb Từ điển bách khoa, Hà Nội. 2007

3. Tư tưởng Hồ Chí Minh về giáo dục, Nxb Lao động, Hà Nội, Hà Nội 2006

4. GS. Song Thành, Hồ Chí Minh- Nhà tư tưởng lỗi lạc, Nxb Lý luận chính trị quốc gia, Hà Nội, 2005

Đồng chí Hoàng Dân Mạc, Bí thư Tỉnh ủy, CTHĐND Tỉnh Phú Thọ và đoàn công tác của tỉnh ủy thăm Phòng thực hành tự động hóa thuộc Khoa Điện




59

1. ĐẶT VẤN ĐỀChất lượng lao động ngày càng được quan tâm

và được đánh giá như một trụ cột quan trọng, động lực chính của cạnh tranh kinh tế. Đặc biệt, trong cách mạng công nghiệp 4.0 chất xám và kỹ năng mềm của mỗi cá nhân sẽ là nhân tố quyết định hiệu quả, năng suất của nền sản xuất xa hội. Vậy trong giáo dục đào tạo cần phải có sự đổi mới toàn diện, bao gồm cả những đổi mới nhằm định hướng hình thành kỹ năng mềm cho sinh viên. Đó chính là chiến lược phát triển phù hợp thông qua giáo dục đào tạo nhằm tạo ra sự chuyển dịch cơ cấu lao động, cơ cấu kinh tế, hướng phát triển khoa học công nghệ tạo điều kiện, tiền đề thực hiện cách mạng 4.0 ở Việt Nam hiện nay.

2. NỘI DUNG2.1. Cách mạng công nghiệp 4.0 – bản chất và tác động đối với nguồn nhân lực

Cho đến nay thế giới đa trải qua 4 cuộc cách mạng công nghiệp (CMCN) từ sự ra đời của đầu máy hơi nước, đến quá trình hình thành, phát triển của các ngành công nghiệp cơ khí và bán tự động; tiếp đó là sự phát triển của ngành năng lượng và ứng dụng năng lượng vào sản xuất và đời sống. Đến nay, cuộc CMCN lần thứ 4 (cách mạng 4.0) đang được hình thành trên nền tảng cuộc CMCN lần thứ 3. Đó là cuộc cách mạng công nghệ số, đặc trưng là sự kết hợp các công nghệ giúp xóa nhòa ranh giới giữa các lĩnh vực vật lý, số hóa và sinh học cả trong đời sống, sản xuất, cũng như trong giáo dục đào tạo.

Nhân loại đang ở giai đoạn đầu của cuộc cách mạng 4.0. Internet ngày càng phổ biến, các cảm biến nhỏ, mạnh hơn với giá thành rẻ hơn, trí tuệ nhân tạo đang ngày càng khẳng định vị trí. Công nghệ số với phần cứng máy tính, phần mềm và hệ thống mạng ngày càng phức tạp hơn, được tích hợp nhiều hơn và vì vậy trong cách mạng 4.0, thị trường lao động sẽ bị thách thức nghiêm trọng giữa chất lượng cung và cầu lao động cũng như

cơ cấu lao động sẽ có nhiều biến động. Khi tự động hóa thay thế con người trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế, người lao động chắc chắn sẽ phải thích ứng nhanh với sự thay đổi của sản xuất nếu không sẽ bị dư thừa hay thất nghiệp.

Theo dự báo, trong một số lĩnh vực, với sự xuất hiện của robot, số lượng nhân viên sẽ giảm đi 1/10 so với hiện nay, như vậy, 9/10 nhân lực còn lại sẽ phải chuyển nghề hoặc thất nghiệp. Hàng loạt nghề nghiệp cũ sẽ mất đi, thị trường lao động ở các quốc gia cũng như quốc tế sẽ phân hóa mạnh mẽ giữa nhóm lao động có kỹ năng thấp và nhóm lao động có kỹ năng cao (kỹ năng bao gồm cả kỹ năng cứng và kỹ năng mềm). Cách mạng 4.0 không chỉ đe dọa việc làm của những lao động trình độ thấp mà ngay cả lao động có kỹ năng bậc trung cũng sẽ bị ảnh hưởng, nếu như họ không được trang bị những kỹ năng mới - kỹ năng sáng tạo cho nền kinh tế 4.0.

Những thách thức trên đối với Việt Nam là không hề nhỏ. Trong một báo cáo của Tổ chức Lao động quốc tế (ILO) công bố tháng 7-2016 cho biết, có đến 86% lao động trong các ngành dệt - may và giày dép tại Việt Nam có nguy cơ cao mất việc làm dưới tác động của những đột phá về công nghệ, do cách mạng 4.0 đem lại. Theo Thượng tướng Nguyễn Văn Thành, Thứ trưởng Bộ Công an, cách mạng 4.0 làm gia tăng nguy cơ mất việc làm, thất nghiệp, nhiều ngành đối mặt thách thức lớn do cạnh tranh khốc liệt. Đa có cảnh báo về việc Việt Nam sẽ mất 5 triệu việc làm vào năm 2020 vì chất lượng nhân lực chỉ đạt 3,79 điểm (thang điểm 10); đứng thứ 11/12 nước ở châu Á tham gia xếp hạng. Ngoài ra, các chỉ số khác cũng rất thấp như năng lực cạnh tranh 4,3/10; tỷ lệ lao động qua đào tạo có bằng cấp, chứng chỉ trong năm 2015 chỉ đạt 20,3%. Nhân lực Việt Nam còn thiếu kỹ năng, đặc biệt là kỹ năng mềm như ngoại ngữ, công nghệ thông tin, kỹ năng làm việc nhóm, giao tiếp, tác phong công nghiệp… Thực tế, trình

CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP 4.0 VÀ VẤN ĐỀ ĐÀO TẠO KỸ NĂNG MỀM CHO SINH VIÊN HIỆN NAY

Trần Thị Trang, Lại Thị Hiếu

Bộ môn Lý luận Chính trị, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì

60




độ sản xuất hiện tại của Việt Nam đang ở giai đoạn công nghiệp 2.0 hoặc công nghiệp 3.0, sản xuất chính vẫn ở trình độ thấp bởi thiếu hụt các công nghệ mới, thiếu thông tin, kỹ năng, cơ sở hạ tầng và hỗ trợ. Để trở thành người trong cuộc của kỷ nguyên 4.0, ngoài sự hỗ trợ của Nhà nước, phân tích dữ liệu, quản lý nền kinh tế, thì nguồn nhân lực là yếu tố chính cần được phát triển và cải thiện.

Cách mạng 4.0 không chỉ tác động về sản xuất, mà còn ảnh hưởng sâu rộng đến đời sống xa hội, giáo dục - đào tạo, lao động, việc làm, an ninh, chính trị... Vì vậy, các nước đang phát triển như Việt Nam cần đầu tư cho khoa học và công nghệ, đổi mới công nghệ, tạo môi trường kinh doanh năng động để thúc đẩy lan tỏa công nghệ, cải thiện thị trường lao động bằng việc đổi mới hệ thống giáo dục - đào tạo, chú trọng đến nâng cao trình độ chuyên môn cho học sinh, sinh viên, trong đó cần thiết phải bổ sung vào chương trình giáo dục đào tạo kỹ năng mềm một cách hệ thống nhằm tạo ra đội ngũ nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu của nền sản xuất trong cuộc cách mạng 4.0.

2.2. Ky năng mềm cho sinh viên hiện nay – sự cần thiết đối với nguồn nhân lực trong cách mạng 4.0

Trong cách mạng 4.0, yêu cầu đối với người lao động sẽ ngày càng khắt khe. Những yêu cầu đó không chỉ bó hẹp trong phạm vi kiến thức chuyên ngành mà còn bao gồm cả kỹ năng sống, sự nhanh nhạy trong xử lý công việc, cũng như sử dụng thành thạo ngoại ngữ và công nghệ thông tin. Tuy nhiên, có một thực tế là chương trình giáo dục đào tạo ở các cơ sở giáo dục phần lớn mới chỉ đang chú trọng đến việc trang bị kiến thức chuyên ngành, kỹ năng sống và các kỹ năng mềm cần thiết chưa được xây dựng thành khung chương trình cứng. Với thực tế như vậy sinh viên chưa thể có được hành trang đầy đủ để bước vào thị trường lao động tìm kiếm những công việc như mong muốn với mức thu nhập phù hợp. Yêu cầu đặt ra hiện nay là bên cạnh việc không ngừng nâng cao kiến thức chuyên môn, ngoại ngữ, công nghệ thông tin thì cần thiết phải quan tâm đến việc học tập và hoàn thiện các kỹ năng mềm.

Kỹ năng mềm (soft skills) được hiểu là tất cả các kỹ năng giúp con người tư duy và tương tác với nhau trong công việc, chủ yếu là những kỹ năng thuộc về tính cách con người, không mang tính chuyên môn, bao gồm: kỹ năng giao tiếp;

kỹ năng thuyết trình; kỹ năng làm việc nhóm; kỹ năng quản lý quỹ thời gian; kỹ năng lanh đạo; kỹ năng học và tự học; kỹ năng đàm phán…

Cách mạng 4.0 được đánh giá sẽ vượt ra khỏi quy mô công xưởng, doanh nghiệp khi vạn vật được kết nối Internet. Khi lượng thông tin trao đổi sẽ tăng lên gấp hàng trăm thậm chí hàng nghìn lần, điều đó sẽ nảy sinh ra 3 sự thay đổi lớn.

Thứ nhất là thời đại sản xuất một sản phẩm với số lượng lớn sẽ dần kết thúc. Thay vào đó là khả năng tiếp nhận nhu cầu của khách hàng và truyền tới công xưởng sản xuất ngay trong thời gian thực. Các dây chuyền sản xuất sẽ tự động kết hợp với nhau để sản xuất đơn chiếc với mức giá thấp như hiện nay. Đây gọi là thời đại sản xuất hàng loạt sản phẩm đơn chiếc theo nhu cầu của khách hàng.

Thứ hai là sự thay đổi thiết kế của sản phẩm. Hiện nay, giá trị gia tăng của ngành sản xuất phụ thuộc chủ yếu vào việc gia công vật liệu thành sản phẩm, đưa vào đó phần mềm hoặc hệ thống điều khiển. Tuy nhiên trong tương lai hệ thống kết nối internet sẽ thu thập nhu cầu của khách hàng, dựa trên cở sở đó nhà sản xuất sẽ chỉ cập nhật phần mềm để lên đời sản phẩm như những chiếc điện thoại thông minh hiện nay. Không những sản phẩm, mà thiết bị sử dụng trong sản xuất cũng chỉ cần cập nhật phần mềm để thêm tính năng mới mà không cần phải thay mới chi tiết hay bộ phận.

Thứ ba, vai trò của các doanh nghiệp công nghệ thông tin sẽ thay đổi. Hiện nay, hầu hết các doanh nghiệp sản xuất đang chủ động phát triển sản phẩm, và vai trò của các doanh nghiệp công nghệ thông tin chỉ là hỗ trợ. Tuy nhiên, với khả năng thu thập và phân tích dữ liệu các doanh nghiệp công nghệ thông tin sẽ nắm được nhu cầu của khách hàng và tự đưa ra được sản phẩm tương ứng. Sau đó họ sẽ thuê doanh nghiệp sản xuất làm sản phẩm giúp mình.

Với những thay đổi lớn trong nền sản xuất của cách mạng 4.0 sẽ thúc đẩy tốc độ và tần suất tương tác giữa các đồng nghiệp, không chỉ trong bộ phận mà là toàn hệ thống. Kỹ năng mềm là chìa khóa để giúp cho mọi giao tiếp và hợp tác trở nên hiệu quả hơn. Vậy nên việc đào tạo kỹ năng mềm đối với sinh viên hiện nay – nguồn nhân lực tương lai của cách mạng 4.0 là cần thiết. Có thể đánh giá vai trò và lợi ích của kỹ năng mềm qua một số nội dung:

Thứ nhất, kỹ năng mềm tạo cho sinh viên có




61

ý chí và tinh thần lạc quan, sự tự tin trước đám đông.

Sự tự tin và tinh thần lạc quan luôn đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống. Nó có thể mang lại thành công cho mỗi chúng ta, giúp chúng ta có thái độ tích cực trong mọi tình huống, giải quyết tốt vấn đề gặp phải. Để có được nhóm kỹ năng mềm này các em sinh viên cần chủ động, có những kiến thức và kỹ năng cơ bản trong giao tiếp và ứng xử trước người khác.

Thứ hai, kỹ năng mềm giúp cho sinh viên giao tiếp hiệu quả, có tinh thần đồng đội, hòa đồng với tập thể. Cách mạng 4.0 là thời đại của cuộc cách mạng kỹ thuật số với hàng loạt công nghệ mới như: Trí tuệ nhân tạo, công nghệ điện toán đám mây… đặc biệt là internet kết nối vạn vật. Khi đó có thể con người hoàn toàn sống và làm việc trong thế giới ảo, sự giao tiếp, hợp tác trong thế giới thực sẽ bị hạn chế. Trong điều kiện đó kỹ năng mềm giúp cho bản thân mỗi người tự điều chỉnh hành vi hành động, tạo ra sự sự hợp tác, cân bằng trong thế giới thực. Thực tế hiện nay khi sinh viên tốt nghiệp, tham gia phỏng vấn tuyển dụng, các nhà tuyển dụng rất quan tâm tới những ứng viên thể hiện được khả năng làm việc tốt trong tập thể, hòa đồng với tập thể. Điều này không chỉ dừng lại ở tính cộng tác mà còn thể hiện ở khả năng lanh đạo khi có thời điểm thích hợp.

Thứ ba, kỹ năng mềm giúp sinh viên hình thành tính sáng tạo, lối suy nghĩ thông minh và khả năng tự học.

Trong cách mạng 4.0, tốc độ thay đổi công nghệ sẽ nhanh hơn bao giờ hết, do vậy tốc độ thay đổi trong giáo dục, tự giáo dục cũng cần phải gia tăng tương ứng. Người ta ước tính gần 50% kiến thức môn học trong năm đầu tiên của bốn năm học kỹ thuật của một sinh viên sẽ trở nên lỗi thời khi ra trường. Vì vậy, tính sáng tạo, lối suy nghĩ thông minh và khả năng học tự học của mỗi sinh viên được đánh giá cao khi muốn tiếp cận công nghệ kỹ thuật đang có sự thay đổi từng ngày, từng giờ. Bên cạnh đó, kỹ năng mềm sẽ trang bị cho sinh viên phương pháp giải quyết công việc sáng tạo và thông minh nhất có thể.

Với vai trò và tầm quan trọng của kỹ năng mềm trong đào tạo nguồn nhân lực cho kỷ nguyên 4.0, cần thiết phải chú trọng đúng mức việc đào tạo, hình thành kỹ năng mềm cho sinh viên trong giai đoạn hiện nay.

2.3. giải pháp đào tạo ky năng mềm cho sinh viên nhăm đáp ứng yêu cầu của cuộc cách mạng 4.0

Về phía nhà trường: Các trường đại học, cao đẳng cần phải xây dựng các chương trình giảng dạy kỹ năng mềm cho sinh viên như một môn học trong chương trình đào tạo. Đây là cách thức hiệu quả để định hình những nhìn nhận bước đầu của sinh viên đối với kỹ năng mềm, để thuật ngữ này không trở nên xa lạ đối với mỗi sinh viên.

Ứng dụng mạnh mẽ công nghệ thông tin vào các hoạt động quản lý dạy và học. Bước đầu hình thành phòng học đa phương tiện, hệ thống thiết bị ảo mô phỏng, thiết bị thực tế ảo. Đẩy mạnh các hoạt động nghiên cứu khoa học ứng dụng công nghệ, phương tiện dạy học cũng như công nghệ thông tin trong dạy và học. Chú trọng các nghiên cứu mô phỏng, nghiên cứu tương tác người – máy nhằm phát huy tính sáng tạo, tích cực, chủ động của sinh viên. Đặc biệt, trong môi trường 4.0, phương pháp đào tạo cần phải thay đổi căn bản trên cơ sở lấy người học làm trung tâm và ứng dụng công nghệ thông tin trong thiết kế cũng như truyền đạt bài giảng. Cùng với đó là sự đổi mới căn bản hình thức và phương pháp thi, kiểm tra trong giáo dục theo hướng đáp ứng năng lực làm việc và tính sáng tạo của người học.

Đối với xa hội, đặc biệt là vai trò của các doanh nghiệp trong đào tạo nguồn nhân lực: Trong kỷ nguyên 4.0, các hoạt động đào tạo cần phải được gắn kết với doanh nghiệp nhằm rút ngắn khoảng cách giữa đào tạo, nghiên cứu và ứng dụng. Đẩy mạnh phát triển đào tạo tại doanh nghiệp, phát triển các “trường” trong doanh nghiệp để đào tạo nhân lực phù hợp với công nghệ và tổ chức của doanh nghiệp. Tăng cường việc gắn kết giữa cơ sở giáo dục và doanh nghiệp, hướng tới doanh nghiệp thực sự là “cánh tay nối dài” trong hoạt động đào tạo của cơ sở giáo dục, nhằm hình thành năng lực nghề nghiệp cho sinh viên trong quá trình đào tạo và thực tập tại doanh nghiệp.

Về phía sinh viên: Cần chủ động và tích cực tham gia vào các chương trình đào tạo kỹ năng mềm của nhà trường cũng như các tổ chức xa hội. Mạnh dạn, tự tin thuyết trình trước đám đông, rèn luyện kỹ năng giao tiếp, tích cực thảo luận và làm việc nhóm. Điều này giúp sinh viên tiếp cận với cách trao đổi ý kiến trong nhóm, tích lũy kinh nghiệm giải quyết bất đồng cũng như kinh nghiệm lanh đạo.

62




Không ngừng học, tự học để trau dồi kiến thức chuyên môn và những kiến thức bổ trợ khác như ngoại ngữ hay công nghệ thông tin… nhằm tăng chất lượng, hiệu quả học tập và đặc biệt là để đáp ứng yêu cầu về nguồn nhân lực của cách mạng 4.0.

Tiếp tục thực hiện chương trình giáo dục đào tạo toàn diện, đáp ứng mục tiêu chuẩn đầu ra của các ngành, đặc biệt là đáp ứng ngày càng tốt hơn các yêu cầu của thời đại cách mạng 4.0 về nguồn nhân lực, trường Đại học Công nghiệp Việt Trì luôn quan tâm đến việc đào tạo, hình thành và phát triển kỹ năng mềm cho sinh viên. Các học phần trong khung chương trình đào tạo, ngoài mục tiêu về kiến thức thì mục tiêu về thái độ, kỹ năng luôn được chú trọng. Đặc biệt nhà tường quan tâm sâu sắc đến việc hình thành kỹ năng tin học, ngoại ngữ cho sinh viên, đồng thời nhà trường còn phối hợp với tổ chức giáo dục Tâm Việt thực hiện các khóa đào tạo kỹ năng mềm chuyên sâu cho sinh viên

toàn trường. Chương trình đào tạo cử nhân, kỹ sư luôn được nhà trường chú trọng đổi mới theo hướng mang đến cho sinh viên nhiều hơn các cơ hội trải nghiệm thực tế, nâng cao các kỹ năng đáp ứng yêu cầu công việc trong thời đại 4.0.

3. KẾT LUẬNKhi cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 ngày

càng tác động mạnh mẽ, khi cuộc sống ngày càng phát triển, môi trường làm việc ngày càng trở nên năng động với tính cạnh tranh cao thì kỹ năng mềm là một trong những đòi hỏi quan trọng đối với nguồn nhân lực. Những kỹ năng này sẽ góp phần bổ trợ cho kiến thức chuyên môn của người lao động nhằm tăng năng suất lao động tạo ra hiệu quả cao trong công việc. Do đó, ngay từ khi còn học tập trên giảng đường, sinh viên cần hiểu rõ vai trò quan trọng của kỹ năng mềm, tăng cường học tập, trau dồi những kỹ năng này để thực sự trở thành người trong cuộc của kỷ nguyên 4.0.

Sinh viên chuẩn bị ra trường phỏng vấn trong Ngày hội việc làm Trường Đại học Công Nghiệp Việt Trì năm 2017




63

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHÔNG NGỪNG ĐẦU TƯ TRANG THIẾT BỊ HIỆN ĐẠI PHỤC VỤ ĐÀO TẠO, NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Nguyễn Tiến Khí

Trung tâm Ứng dụng Kỹ thuật Phân tích, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì

Trong những năm qua, bên cạnh việc nâng cao chất lượng đội ngũ giảng viên, chương trình đào tạo tiên tiến, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì đa đầu tư mua sắm nhiều máy móc và thiết bị hiện đại theo chuẩn VILAS để phục vụ cho công tác đào tạo và nghiên cứu khoa học. Các trang thiết bị này được nhà trường đầu tư rất đồng bộ từ khâu xử lý mẫu đến các máy phân tích với độ chính xác đến ppm và ppb.

1. Lò phá mẫu băng vi sóng Qlab Pro (Hãng sản xuất Questron – Canada)

Được sử dụng chuyển hóa mẫu về dạng dung dịch trong bình kín, thân thiện với môi trường và người vận hành trong quá trình phân tích. Thời gian phá mẫu nhanh, tiết kiệm chi phí, hóa chất, chuyển hóa mẫu triệt để theo yêu cầu phân tích. Phần mềm tích hợp trên điện thoại kết nối với máy phá mẫu qua kết nối bluetooth.

Hình 1. Lò phá mẫu bằng vi sóng Qlab Pro

2. Máy phá mẫu tế bào Q700 (Hãng sản xuất Qsonia – Mỹ)

là thế hệ máy hiện đại được điều khiển bằng cảm ứng qua màn hình LCD touch screen dễ thao tác và sử dụng. Máy cài đặt và lưu được nhiều chương trình phá mẫu, thay đổi được trong quá trình phá mẫu; lưu để phục vụ cho các lần làm việc kế tiếp. Mẫu bị phá nhung vẫn giữ nguyên được cấu trúc của các hợp chất, tế bào, phục vụ cho các mẫu thực phẩm, các mẫu về sinh học, y tế.

Hình 2. Máy phá mẫu tế bào Q700

3. Hệ thống các thiết bị xử lý mẫu

Hệ thống các thiết bị phục vụ công tác xử lý mẫu như máy đo pH, máy ly tâm, cất cô quay chân không, autoclave…được sử dụng để tinh chế và chuyển mẫu về điều kiện tối ưu khi nghiên cứu.

Hình 3. Máy đo pH

Hình 4. Máy ly tâm

64




4. Hệ thống thiết bị phản ứng T10 (Hãng sản xuất Thermo Scientific - Mỹ)

Hệ thống thiết bị phản ứng được thiết kế và sử dụng cho các quá trình mô phỏng và tối ưu phản ứng hoá học. Để phục vụ công tác thí nghiệm và nghiên cứu khoa học về lĩnh vực hóa hữu cơ nhà trường đầu tư hệ thống thiết bị phản ứng đồng bộ, có kết nối điều khiển để cài đặt các thông số chính xác cho các quá trình phản ứng phức tạp một cách dễ dàng. Thiết bị này cũng có thể tách các chất từ hỗn hợp cách chất hữu cơ và hợp chất thiên nhiên.

5. Hệ thống thiết bị quang phổ hồng ngoại FT-IR Cary 630 (Hãng sản xuất Agilent – Mỹ)

Được sử dụng để xác định chính xác các cấu trúc hợp chất, có thể sử dụng hệ thống thiết bị FTIR 630 với kho phổ chuẩn đầy đủ, liên tục được cập nhật. Được sử dụng định tính và định lượng nhanh nguyên liệu đầu vào các ngành dược phẩm, Thú y, Thực phẩm, Hóa chất, Hóa dầu, Mỹ phẩm, Nhựa – Cao su, Giày da

6. Máy quang phổ khả kiến (Hãng sản xuất SE-COMAM – Pháp)

Khi muốn định lượng các chất có trong mẫu có nhiều phương pháp lựa chọn các thiết bị thích hợp để phân tích, tùy vào hàm lượng và chỉ tiêu. Nếu phép phân tích là bán vi lượng hoặc vi lượng ta có thể xác định thông qua phương pháp trắc quang trên máy Prim Light Advance của Pháp với khoảng sóng 330 ~ 990 nm.

7. Máy quang phổ tử ngoại khả kiến UV-VIS Specord 50 (Hãng sản xuất Analytik Jena – Đức)

Với khoảng đo từ 190 - 1100 nm được kết nối với máy tính cùng phần mềm bản quyền chính hang. UV-Vis dùng để phân tích định lượng dựa trên cơ sở đo độ hấp thụ ánh sáng đặc trưng cũng như độ truyền quang ở các bước sóng khác nhau. Dựa bào độ hấp thụ quang có thể xác định được nồng độ các chất trong dung dịch.

Hình 5. Thiết bị Cô quay chân không

Hình 7. Hệ thống thiết bị phản ứng T10

Hình 8. Hệ thống thiết bị quang phổ hồng ngoại FT-IR Cary 630Cary 630

Hình 9. Máy quang phổ khả kiến

Hình 6. Autoclave




65

Hình 11. Máy quang phổ hai chùm tia Halo DB 20

Hình 13. Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử NovAA 350 BU

Hình 10. Máy quang phổ tử ngoại khả kiến UV-VIS Specord 50

Bên cạnh đó có thể sử dụng máy quang phổ khả kiến hai chùm tia Halo DB 20, của hang Dy-namica, Thụy sỹ.

8. Máy chuẩn độ điện thế tự động T50 (Hãng sản xuất Metler Toledo – Mỹ).

Máy có thể sử dụng trong các phép chuẩn độ: axit- bazơ, oxi hóa – khử, tạo phức, kết tủa thông qua các điện cực làm việc thuận nghịch với các chất (ion): H+, H3PO4; Cu2+; Fe2+; Cl- ….hoặc sử dụng như máy đo pH có độ chính xác tới 3 con số có số ở hàng thập phân. Các phép chuẩn độ hay cách đo đều đa được chương trình hóa giúp dễ dàng trong quá trình sử dụng và giúp độ chính xác được nâng cao.

9. Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử NovAA 350 BU (Hãng sản xuất Analytik Jena - Đức)

Trong phép phân tích dạng vết của các nguyên tố kim loại có thế sử dụng hệ máy hiện đại quang phổ hấp thụ nguyên tử NovAA 350 BU, có thể phân tích được nhiều loại đối tượng như mẫu môi trường, thực phẩm, dược phẩm…máy phân tích cho độ chính xác rất cao và tiện dụng, đặc biệt là trong phân tích các nguyên tố kim loại nặng như Cu, Pb, Cd, As…

Trong thời gian tới, Nhà trường sẽ tiếp tục đầu tư các thiết bị hiện đại tiến tiến như máy HPLC, TEM, SEM, XRD, ICP, TGA, XPS…. Để phục vụ cho công tác đào tạo và nghiên cứu khoa học của Nhà trường.

Hình 12. Máy chuẩn độ điện thế tự động T5O




THÔNG TIN TUYỂN SINH ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NĂM 2017

Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì thông báo tuyển sinh đại học hệ chính quy năm 2017 như sau:

1. Chỉ tiêu tuyển sinh: 1260 chỉ tiêu

2. Phương thức tuyển sinh: Nhà trường tổ chức xét tuyển theo 2 phương thức

Xét tuyển dựa vào kết quả kỳ thi THPT quốc gia:Thí sinh có tổng điểm 3 môn thi của tổ hợp dùng để xét tuyển đạt từ ngưỡng đảm bảo chất lượng

(điểm sàn) trở lên theo quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Thí sinh có hộ khẩu thường trú từ 3 năm trở lên, học 3 năm liên tục và tốt nghiệp THPT tại các tỉnh thuộc khu vực Tây Bắc, Tây Nguyên và Tây Nam bộ được xét tuyển với kết quả thi (tổng điểm 3 môn thi của tổ hợp dùng để xét tuyển) thấp hơn điểm sàn 1.0 điểm.

Xét tuyển dựa vào kết quả học tập THPT:Thí sinh tốt nghiệp THPT trong năm 2017 hoặc tốt nghiệp THPT từ năm 2016 trở về trước có tổng

điểm trung bình cả năm học lớp 12 của 3 môn học theo tổ hợp môn đăng ký xét tuyển đạt từ 18.0 điểm (Chưa cộng điểm ưu tiên đối tượng, khu vực).

3. Các ngành đào tạo, tổ hợp các môn xét tuyển và chỉ tuyển xét tuyển

Ngành học Ma ngành Chỉ tiêu

Tổ hợp các môn xét tuyển

Các ngành đào tạo đại học:

1. Ngành Hóa học: Các chương trình đào tạo1.1. Kỹ sư Hóa phân tích1.2. Kỹ sư Hóa lý1.3. Kỹ sư Hóa sinh ứng dụng1.4. Kỹ sư Hóa vật liệu

52440112 120

- Toán, Lý, Hóa;- Toán, Lý, Anh;- Toán, Hóa, Sinh;- Toán, Văn, Anh.

2. Ngành Công nghệ ky thuật Hóa học: Các chương trình đào tạo2.1. Kỹ sư Công nghệ Hóa vô cơ - Điện hóa 2.2. Kỹ sư Công nghệ điện hóa và bảo vệ kim loại 2.3. Kỹ sư Công nghệ Hóa hữu cơ – Hóa dầu2.4. Kỹ sư Công nghệ giấy và xenlulo2.5. Kỹ sư Công nghệ vật liệu polyme và compozit2.6. Kỹ sư Công nghệ hóa Silicat2.7. Kỹ sư Công nghệ Hoá dược2.8. Kỹ sư Quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa

học - Thực phẩm2.9. Kỹ sư Máy và thiết bị công nghệ hóa chất-Dầu

khí2.10. Kỹ sư Công nghệ hóa thực phẩm2.11. Kỹ sư Công nghệ chế biến khoáng sản2.12. Kỹ sư Công nghệ Nhiên liệu rắn

52510401 160


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP





3. Ngành Công nghệ ky thuật Môi trường: Các chương trình đào tạo

3.1. Kỹ sư quản lý tài nguyên môi trường

3.2. Kỹ sư công nghệ môi trường

52510406 80


4. Ngành Công nghệ Sinh học: Các chương trình đào tạo

4.1. Kỹ sư Công nghệ sinh học môi trường4.2. Kỹ sư Công nghệ sinh học thực phẩm4.3. Kỹ sư Công nghệ sinh học

52420201 50


5. Ngành Công nghệ Ky thuật Cơ khí: Các chương trình đào tạo5.1. Kỹ sư Công nghệ chế tạo máy5.2. Kỹ sư Công nghệ hàn5.3. Kỹ sư Công nghệ kỹ thuật máy công cụ 5.4. Kỹ sư Cơ khí hóa chất5.5. Kỹ sư Công nghệ sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị

cơ khí

52510201 120


6. Ngành Công nghệ Ky thuật Điện, Điện tử: Các chương trình đào tạo

6.1. Kỹ sư Điện tử viễn thông6.2. Kỹ sư Điện công nghiệp6.3. Kỹ sư Điện tử công nghiệp6.4. Kỹ sư Hệ thống điện

52510301 200


7. Ngành Công nghệ Ky thuật Điều khiển, Tự động hóa: Các chương trình đào tạo

7.1. Kỹ sư Điều khiển tự động 7.2. Kỹ sư Tự động hóa công nghiệp

7.3. Kỹ sư Đo lường - Điều khiển công nghiệp

52510303 60


8. Ngành Công nghệ Thông tin: Các chương trình đào tạo

8.1. Kỹ sư Công nghệ phần mềm8.2. Kỹ sư Hệ thống thông tin kinh tế8.3. Kỹ sư Mạng máy tính8.4. Kỹ sư An toàn thông tin8.5. Kỹ sư Khoa học máy tính

52480201 180







9. Ngành Kế toán: Các chương trình đào tạo9.1. Cử nhân Kế toán doanh nghiệp9.2. Cử nhân Kế toán kiểm toán

52340301 150


10. Ngành Quản trị kinh doanh: Các chương trình đào tạo

10.1. Cử nhân Quản trị kinh doanh tổng hợp10.2. Cử nhân Quản trị kinh doanh du lịch khách sạn 10.3. Cử nhân Quản trị kinh doanh thương mại

quốc tế10.4. Cử nhân Quản trị Maketing10.5. Cử nhân Quản trị nhân sự10.6. Cử nhân Quản trị doanh nghiệp công nghiệp

và xây dựng

52340101 60


11. Ngành Ngôn ngữ Anh: Các chương trình đào tạo11.1. Cử nhân Phiên dịch Tiếng Anh11.2. Cử nhân Biên dịch Tiếng Anh11.3. Cử nhân Tiếng Anh thương mại

52220201 80

-Toán, Văn, Anh;-Văn, Anh, Sử;-Toán, Lý, Anh;-Toán, Hóa, Anh.

4. Hồ sơ, thời gian và hình thức xét tuyển đợt 1

4.1. Đối tượng xét tuyển dựa vào kết quả kỳ thi THPT quốc gia

Thí sinh nộp phiếu đăng ký xét tuyển đợt 1 cùng với hồ sơ dự thi tốt nghiệp THPT quốc gia theo quy định của Bộ Giáo dục và đào tạo.

4.2. Đối tượng xét tuyển dựa vào kết quả học tập THPT

a. Hồ sơ xét tuyển- Phiếu đăng ký xét tuyển (theo mẫu của Đại học Công nghiệp Việt Trì);

- Học bạ THPT (bản sao hợp lệ);

- Bằng tốt nghiệp THPT (bản sao hợp lệ) hoặc Giấy chứng nhận tốt nghiệp THPT tạm thời nếu tốt nghiệp năm 2017;

- Các giấy tờ chứng nhận ưu tiên (nếu có);

- 01 Phong bì dán tem và ghi rõ địa chỉ, số điện thoại của người nhận.

b. Thời gian xét tuyển đợt 1: Từ ngày 15/3/2017 đến 04/8/2017

• Thí sinh có thể đăng ký xét tuyển online tại website: www.vui.edu.vn, thí sinh trúng tuyển khi nhập học phải nộp đầy đủ hồ sơ theo đúng quy định.

5. Địa điểm tiếp nhận hồ sơ

Cơ sở Việt Trì: Số 9, đường Tiên Sơn - Phường Tiên Cát - TP.Việt Trì - Phú Thọ.

Cơ sở Lâm Thao: xa Tiên Kiên - huyện Lâm Thao - tỉnh Phú Thọ.




TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ CAM KẾT ĐẢM BẢO VIỆC LÀM CHO SINH VIÊN SAU KHI TỐT NGHIỆP

Thực hiện cam kết của nhà trường đối với người học sau khi tốt nghiệp được nhà trường tư vấn, đảm bảo việc làm đúng ngành nghề đào tạo. Căn cứ chỉ tiêu và các ngành tuyển sinh đào tạo năm 2017, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì thông báo xét tuyển và cam kết đảm bảo việc làm đối với sinh viên khóa tuyển sinh năm 2017 như sau:

1. Phương thức tuyển sinh: Nhà trường tổ chức xét tuyển theo 2 phương thứcXét tuyển dựa vào kết quả kỳ thi THPT quốc gia:

Thí sinh có tổng điểm 3 môn thi của tổ hợp dùng để xét tuyển đạt từ ngưỡng đảm bảo chất lượng (điểm sàn) trở lên theo quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Thí sinh có hộ khẩu thường trú từ 3 năm trở lên, học 3 năm liên tục và tốt nghiệp THPT tại các tỉnh thuộc khu vực Tây Bắc, Tây Nguyên và Tây Nam bộ được xét tuyển với kết quả thi (tổng điểm 3 môn thi của tổ hợp dùng để xét tuyển) thấp hơn điểm sàn 1.0 điểm.Xét tuyển dựa vào kết quả học tập THPT:

Thí sinh tốt nghiệp THPT trong năm 2017 hoặc tốt nghiệp THPT từ năm 2016 trở về trước có tổng điểm trung bình cả năm học lớp 12 của 3 môn học theo tổ hợp môn đăng ký xét tuyển đạt từ 18.0 điểm (Chưa cộng điểm ưu tiên đối tượng, khu vực).2. Các ngành tuyển sinh, tổ hợp các môn xét tuyển

Ngành học Ma ngành Tổ hợp các môn xét tuyển

Đại học: Thời gian đào tạo 4 năm

1. Ngành Hóa học 52440112


2. Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 52510401

3. Ngành Công nghệ kỹ thuật Môi trường 52510406

4. Ngành Công nghệ Sinh học 52420201

5. Ngành Công nghệ kỹ thuật Cơ khí 52510201

6. Ngành Công nghệ kỹ thuật Điện, Điện tử 52510301

7. Ngành Công nghệ kỹ thuật Điều khiển, Tự động hóa 52510303

8. Ngành Công nghệ thông tin 52480201

9. Ngành Kế toán 52340301

10. Ngành Quản trị kinh doanh 52340101

11. Ngành Ngôn ngữ Anh 52220201

-Toán, Văn, Anh;-Văn, Anh, Sử;-Toán, Lý, Anh;-Toán, Hóa, Anh.




Ngành học Ma ngành Tổ hợp các môn xét tuyển

Cao đẳng: Thời gian đào tạo 3 năm

1. Công nghệ kỹ thuật hóa họcXét điểm tổng kết

năm lớp 12. Điều kiện nhận hồ sơ: Thí sinh

tốt nghiệp THPT

2. Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử3. Công nghệ kỹ thuật Cơ khí4. Công nghệ thông tin5. Kế toán

3. Cam kết giới thiệu việc làm

3.1. Trình độ đại học - 100% sinh viên được tư vấn, giới thiệu việc làm sau khi tốt nghiệp; - Đối với sinh viên các ngành khối kỹ thuật như: Công nghệ kỹ thuật hóa học; Hóa học; Công nghệ kỹ thuật cơ khí; Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử; Công nghệ kỹ thuật Điều khiển, tự động hóa; Công nghệ kỹ thuật môi trường; Công nghệ sinh học; Công nghệ thông tin, ...Nhà trường đảm bảo tìm việc làm cho sinh viên. Nếu sinh viên không được tư vấn, đảm bảo việc làm sau khi tốt nghiệp, nhà trường sẽ hoàn trả 100% học phí đào tạo cho người học.3.2. Trình độ cao đẳng

Năm 2017 nhà trường tuyển 500 sinh viên đào tạo cho dự án của các doanh nghiệp. Sinh viên các ngành Công nghệ kỹ thuật hóa học, Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử, Công nghệ kỹ thuật Cơ khí, Công nghệ thông tin nhà trường cam kết đảm bảo việc làm sau khi tốt nghiệp, nếu nhà trường không đảm bảo việc làm cho sinh viên sẽ hoàn trả 100% học phí đào tạo cho người học.4. Hồ sơ và thời gian xét tuyển

4.1. Đối tượng xét tuyển dựa vào kết quả kỳ thi THPT quốc gia: Theo quy định của Bộ Giáo dục và đào tạo.

4.2. Đối tượng xét tuyển dựa vào kết quả học tập THPT

a. Hồ sơ xét tuyển- Phiếu đăng ký xét tuyển (theo mẫu của Đại học Công nghiệp Việt Trì);- Học bạ THPT (bản sao hợp lệ);- Bằng tốt nghiệp THPT (bản sao hợp lệ) hoặc Giấy chứng nhận tốt nghiệp THPT tạm thời nếu tốt nghiệp năm 2017;- Các giấy tờ chứng nhận ưu tiên (nếu có);- 01 Phong bì dán tem và ghi rõ địa chỉ, số điện thoại của người nhận.

b. Thời gian xét tuyểnĐợt 1: Từ ngày 15/3/2017 đến 04/8/2017Đợt 2: Từ ngày 05/8/2017 đến 15/8/2017Đợt 3: Từ ngày 16/8/2017 đến 26/9/2017Đợt 4: Từ ngày 27/8/2017 đến 10/9/2017

5. Địa điểm tiếp nhận hồ sơ

Cơ sở Việt Trì: Số 9, đường Tiên Sơn - Phường Tiên Cát - TP.Việt Trì - Phú Thọ.Cơ sở Lâm Thao: xa Tiên Kiên - huyện Lâm Thao - tỉnh Phú Thọ.

• Hotline: 02103.827305; 02103.848636; 0989.323383; 0979.703666• Địa chỉ website: www.vui.edu.vn• Địa chỉ facebook: TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ (VUI)Mọi chi tiết liên quan đến công tác tuyển sinh xin liên hệ: Phòng Tuyển sinh và Quan hệ với doanh nghiệp

– Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì, điện thoại: 02103.827305 hoặc xem trên website: www.vui.edu.vn



THÔNG TIN TUYỂN SINHMỘT SỐ HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ TRƯỜNG

Lãnh đạo nhà Trường làm việc với Tổng Giám đốc Công ty Minami fuji – Nhật Bản

Lế bế giảng và trao bằng tốt nghiệp năm 2017

Đồng chí Hoàng Dân Mạc - Bí thư tỉnh ủy, CTHĐND tỉnh Phú Thọ trồng cây lưu niệm tại Trường

Lãnh đạo Nhà trường làm việc với ông Renganathan Mariappan chuyên gia giáo dục Singapore

Lãnh đạo Nhà trường làm việc với đoàn công tác Ngân hàng Phát triển châu Á (ADB)

Khai trương câu lạc bộ thể thao Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì

Lễ trao học bổng khuyến khích học tập học kỳ I năm học 2016-2017

Ngày hội việc làm Trường Đại học Công Nghiệp Việt Trì năm 2017

số 1 2017 - vui.edu.vnvui.edu.vn/uploads/contents/files/s-01-nm-2017compressed.pdf · trong...

Documents