Bột huỳnh quang - đột phá về công nghệ chế tạo đèn huỳnh quang

Đại diện nhóm nghiên cứu, đồng thời cũng là chủ nhiệm đề tài, TS Trịnh Xuân Anh cho biết: với mục tiêu hoàn thiện công nghệ chế tạo bột huỳnh quang ba màu và bột micro-nano điện tử sử dụng trong công nghiệp chế tạo đèn huỳnh quang và huỳnh quang compact tiết kiệm điện với quy mô 10 - 15kg/ngày; hoàn thiện công nghệ chế tạo dung dịch nano điện tử ứng dụng trong chế tạo điện cực cho đèn huỳnh quang và huỳnh quang compact với quy mô 2 - 3 lít/ngày. Nhóm nghiên cứu đã đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng của đèn huỳnh quang ống và đèn huỳnh quang compact bằng công nghệ chế tạo bột huỳnh quang ba màu và các chất phụ trợ.

Theo đó, bột huỳnh quang ba màu được sản xuất theo quy trình công nghệ gồm 5 giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên là chuẩn bị dung dịch hỗn hợp các muối hòa tan chứa các nguyên tố trong bột huỳnh quang bằng quá trình khuấy trộn. Tiếp đó, hỗn hợp phản ứng được gia nhiệt và điều chỉnh pH để cho phản ứng thủy phân và ngưng tụ xảy ra. Trong quá trình phản ứng các hạt rắn kết tủa sẽ được hình thành và được bao bọc xung quanh bởi các tác nhân hoạt động bề mặt hoặc polymer. Bước thứ ba, hỗn hợp rắn - lỏng từ hệ phản ứng được chuyển qua thiết bị lọc khung - bản để tách hai pha rắn và lỏng. Phần hạt rắn đọng lại được tiến hành ép khô trên máy lọc. Sau khi ép khô trên máy lọc khung bản các hạt rắn được sấy khô trên thiết bị sấy và nghiền sơ bộ cho các hạt rắn tơi mịn. Cuối cùng, sau khi qua quá trình sấy hỗn hợp rắn được cho qua lò nung thiêu kết ở nhiệt độ trên 1.0000C nhằm phân hủy các muối vô cơ và các thành phần hữu cơ nhằm chuyển hóa thành oxit và cấu trúc pha ổn định. Sau đó sản phẩm được đem đi nghiền và sàng phân loại theo cỡ hạt.

Hóa chất sử dụng trong dự án là các hóa chất công nghiệp có độ sạch trên 99%, trong đó các tạp chất có ảnh hưởng mạnh đến tính ổn định của bột huỳnh quang là Mn và Fe. Trong quá trình sản xuất bột huỳnh quang, nhóm nghiên cứu đã tiến hành xử lý nguyên liệu đầu vào để loại bỏ các tạp chất bằng các quá trình làm sạch chuẩn như: quá trình kết tủa cacbonat hóa, quá trình kết tủa oxalate hóa, quá trình kết tủa sunphat hóa và quá trình kết tủa sulfur. Sau các quá trình này, thí nghiệm sẽ thu được các dạng tinh thể muối có độ sạch cao để sử dụng cho quá trình sản xuất bột huỳnh quang ở bước tiếp theo.

Về sản xuất dung dịch bột điện tử, quy trình này bao gồm 5 giai đoạn chính: tinh chế các nguyên liệu muối ban đầu để đạt độ sạch 99.99%; trộn hợp các muối cacbonat của Ba, Sr, Ca theo tỉ lệ tối ưu; phân tan hỗn hợp các muối trong dung dịch; trộn hợp dung dịch hỗn hợp muối với keo kết ính; đóng gói và lưu kho. Một số yếu tố được đặt ra nhằm hoàn thiện công nghệ trong quá trình sản xuất dung dịch bột điện tử như: cần phải đẩy mạnh nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phát xạ điện tử (tỉ lệ thành phần nguyên tố, ảnh hưởng của kích thước tinh thể, hàm lượng keo kết dính, độ pH, dung môi); nghiên cứu công nghệ phân tán các tính thể muối trong dung dịch keo; thử nghiệm keo bột điện tử trên điện cực của đèn compact và khảo sát tính chất và độ bền của điện cực.

Nhận xét về dự án này, nhiều chuyên gia cho biết: việc phát hiện ra bột ba màu đã thực sự tạo ra một cuộc cách mạng trong việc chế tạo đèn huỳnh quang, cho phép tạo ra loại đèn huỳnh quang compact có mật độ dòng, hiệu suất và hệ số trả màu cao. Hiện tại, dự án đã sản xuất và cung cấp cho Công ty cổ phần Bóng đèn phích nước Rạng Đông các sản phẩm bột huỳnh quang chuyên dụng thay thế một phần cho nhập khẩu như: sản phẩm bột huỳnh quang 3 phổ 6500K cho đèn xuất khẩu (đã hoàn thành trên 700kg); sản phẩm bột điện tử cho đèn khởi động nhanh xuất khẩu và thị trường trong nước (đã hoàn thành gần 200 lít dung dịch). Tổng giám đốc Công ty cổ phần Bóng đèn phích nước Rạng Đông Nguyễn Đoàn Thăng vui vẻ cho biết: đèn huỳnh quang của Rạng Đông sử dụng bột huỳnh quang 3 màu tiết kiệm điện năng hơn 10% và cho ánh sáng cao hơn khoảng 25 - 30% so với bóng đèn loại cũ của Rạng Đông sản xuất.

TS Trịnh Xuân Anh khẳng định: dự án đã đem lại hiệu quả trong việc nâng cao hiệu suất, thời gian sống của đèn huỳnh quang và huỳnh quang compact, qua đó giúp làm giảm một lượng điện năng tiệu thụ cho chiếu sáng và đồng thời giảm lượng chất, khí thải CO2 cũng như thủy ngân ra môi trường. Ngoài ra, kết quả tích cực của Dự án cũng đã giúp giảm được phần nào chi phí nguyên vật liệu đầu vào cho đơn vị sản xuất và giúp chủ động trong việc cung cấp nguồn nguyên vật liệu, bảo đảm đáp ứng nhanh yêu cầu của các khách hàng xuất khẩu.