Nghiên Cứu Điều Chế Vật Liệu Nano Fe3O4 Và Khả Năng Sử Dụng Chúng Trong Chế Tạo Lớp Phủ Chống Ăn Mòn Kim Loại 6836955.Pdf

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI BÁO CÁO TỔNG KẾT KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CẤP ĐẠI HỌC QUỐC GIA Tên đề tài NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU NANO Fe3O4 VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CHÚNG TRONG CHẾ TẠO LỚP PHỦ CHỐ[.]

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI BÁO CÁO TỔNG KẾT KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CẤP ĐẠI HỌC QUỐC GIA Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU NANO Fe3O4 VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CHÚNG TRONG CHẾ TẠO LỚP PHỦ CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI Mã số đề tài: QG.12.05 Chủ nhiệm đề tài/dự án: PGS.TS NGUYỄN XUÂN HOÀN Hà Nội, tháng năm 2014 MỤC LỤC PHẦN I THÔNG TIN CHUNG PHẦN II NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Mục tiêu 2 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu tiến hành Nội dung kết nghiên cứu .4 3.1 Mô tả kết nghiên cứu đạt 3.1.1 Tổng hợp hạt nano oxit sắt từ Fe3O4 phương pháp thuỷ nhiệt .6 3.1.2 Nghiên cứu tổng hợp oxit sắt đỏ (-Fe2O3) phương pháp thuỷ nhiệt 10 3.1.3 Biến tính hữu hố hạt nano oxit sắt từ Fe3O4 14 3.1.3.1 Biến tính hữu hoá hạt nano oxit sắt từ Fe3O4 với tác nhân silan 14 3.1.3.2 Biến tính hữu hố hạt nano oxit sắt từ Fe3O4 với chất ức chế Alkyl ammonium 2-benzothiazolythio succinic acid 16 3.1.4 Chế tạo tổ hợp nanocompozit epoxy chứa hạt nano oxit sắt từ Fe3O4; nano oxit sắt từ hữu hóa cho thép cacbon Đánh giá khả bảo vệ chống ăn mòn kim loại chúng .19 3.1.4.1 Khả bảo vệ chống ăn mòn lớp phủ bảo vệ có chứa oxit sắt .20 3.1.4.2 Khả bảo vệ chống ăn mòn lớp phủ bảo vệ nano Fe3O4 với nano Fe3O4 biến tính silan 23 3.1.4.3 Khả bảo vệ chống ăn mòn lớp phủ bảo vệ nano Fe3O4 với nano Fe3O4 biến tính với chất ức chế ăn mịn 28 KÊT LUẬN 34 3.2 Đánh giá kết nghiên cứu đạt 36 Thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): Khơng 37 PHẦN III SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI/DỰ ÁN 37 Sản phẩm khoa học công nghệ đào tạo 37 1.1 Sản phẩm khoa học công nghệ 37 1.2 Kết đào tạo 39 Sản phẩm khác: .40 Tổng hợp kết sản phẩm KHCN đào tạo đăng ký hoàn thành đề tài/ dự án .40 PHẦN IV TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KINH PHÍ 41 PHẦN V KIẾN NGHỊ 42 CÁC PHỤ LỤC - Danh sách báo khoa học, đăng (gửi đăng) tạp chí Khoa học chuyên ngành nước quốc tế - Danh sách NCS, HVCH, Sinh viên đào tạo - Các văn định phê duyệt, báo cáo tiến độ thuyết minh đề tài PHẦN I THÔNG TIN CHUNG Tên đề tài: Nghiên cứu điều chế vật liệu nano Fe3O4 khả sử dụng chúng chế tạo lớp phủ chống ăn mòn kim loại Mã số: QG.12.05 Danh sách chủ nhiệm, thành viên tham gia thực đề tài/dự án TT Chức danh, học vị, họ tên PGS.TS Nguyễn Xuân Hoàn PGS.TS Nguyễn Thị Cẩm Hà TS Nguyễn Minh Ngọc NCV Nguyễn Thị Dung PGS.TS Trịnh Anh Trúc Đơn vị cơng tác Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam Chức danh thực đề tài/dự án Chủ trì đề tài Ủy viên Ủy viên Ủy viên Ủy viên Tổ chức chủ trì: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Thời gian thực hiện: 24 tháng 5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 10 năm 2012 đến tháng 10 năm 2014 5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng… năm… 5.3 Thực thực tế: từ tháng 10 năm 2012 đến tháng 10 năm 2014 Sản phẩm đăng ký: 6.1 Sản phẩm khoa học công nghệ: + Tạp chí khoa học chuyên ngành quốc gia: 01 + Tạp chí khoa học chuyên ngành quốc tế (gửi đăng): 01 + Báo cáo trình bày (oral poster) Hội nghị, Hội thảo khoa học quốc tế, quốc gia: 01 + 50 g sản phẩm hạt sắt từ Fe3O4 có kích thước nanomet dùng cho việc nghiên cứu q trình hữu hoá để chế tạo lớp phủ nanocompozit + 60 mẫu sản phẩm tổ hợp nanocompozit epoxy chứa hạt nano oxit sắt từ Fe3O4 (tổng hợp), -Fe2O3 (tổng hợp, thương mại) biến tính khơng biến tính hữu phủ thép cacbon (kích thước 10x15 cm2) dùng để khảo sát trình bảo vệ chống ăn mòn thép cacbon dung dịch NaCl 3% 6.2 Sản phẩm đào tạo:  Nghiên cứu sinh (hỗ trợ đào tạo phần): 01 NCS (NCS Nguyễn Thu Trang)  Thạc sĩ : 01 HVCH  Cử nhân/ Cử nhân nhiệm vụ chiến lược, sinh viên nghiên cứu khoa học: 01 – 02 6.3 Các sản phẩm khác: Tổng kinh phí phê duyệt đề tài, dự án: 170 triệu đồng PHẦN II NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Mục tiêu - Tạo lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn kim loại thân thiện mơi trường thơng qua việc nghiên cứu hoạt tính chất lớp phủ polyme nano compozit epoxy sử dụng oxit kim loại kích thước nanomet để bảo vệ chống ăn mòn thép cacbon - Xác định khả bảo vệ lớp phủ sở sử dụng hạt nano oxit sắt từ (Fe3O4), oxit sắt từ hữu hóa (được tổng hợp Phịng thí nghiệm) so sánh với pigment oxit sắt truyền thống oxit sắt đỏ (-Fe2O3, hematit thương mại, tổng hợp Phịng thí nghiệm) Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu tiến hành 2.1 Phương pháp tiếp cận Để thực mục tiêu đề tài đặt ra, đề tài nghiên cứu chia làm giai đoạn: Giai đoạn 1: Chế tạo vật liệu nano Fe3O4 (kích thước < 100 nm) Nghiên cứu hữu hóa oxit sắt từ  Tổng hợp vật liệu nano Fe3O4, -Fe2O3 phương pháp thuỷ nhiệt  Nghiên cứu hữu hóa oxit sắt từ Fe3O4 và/hoặc oxit sắt đỏ truyền thống (-Fe2O3, hematit) tác nhân 3-Aminopropyl trimethoxy silan hợp chất 2-benzothiazolythio succinic acid  Khảo sát đặc trưng hạt nano Fe3O4 tổng hợp, -Fe2O3 phương pháp : cấu trúc dựa nhiễu xạ tia X (XRD), hình thái học bề mặt thông qua kỹ thuật chụp ảnh SEM (hoặc FESEM, TEM), phân bố kích thước hạt, chuyển pha dạng thù hình phân tích nhiệt vi sai TDA/TG/DSC  Đo khảo sát điện tích bề mặt hạt (thế Zeta) trước sau hữu hố, sở giải thích khả ghép nối hấp phụ (UV-vis) bề mặt hạt nano Fe3O4, -Fe2O3 Giai đoạn 2: Nghiên cứu tính chất khả bảo bệ chống ăn mòn lớp phủ epoxy chứa nano Fe3O4; epoxy chứa nano oxit sắt từ hữu hóa; nanocompozit epoxy chứa với pigment oxit sắt truyền thống oxit sắt đỏ (-Fe2O3, hematit)  Chế tạo lớp phủ epoxy, lớp phủ epoxy chứa nano Fe3O4 nano oxit sắt từ hữu hóa  Chế tạo lớp phủ compozit epoxy chứa với pigment oxit sắt truyền thống oxit sắt đỏ (-Fe2O3, hematit) thép cacbon kỹ thuật  Đánh giá tính chất lý màng compozit: độ bám dính và/hoặc độ bền va đập  Khảo sát khả bảo vệ chống ăn mòn lớp phủ phương pháp tổng trở điện hóa  Mơ hình hóa đưa sơ đồ mạch điện tương đương cho phép xác định tính chất điện hóa màng tính tốn thơng số điện hóa Một số phép phân tích cấu trúc khác khảo sát nghiên cứu (TEM, FESEM, IR, DSC, …) 2.2 Phương pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu, đặc trưng tính chất cho vật liệu chế tạo sau:  Xác định pha nhiễu xạ tia X thiết bị nhiễu xạ D5005 Siemens D8 Advance Bruker (λCuKα = 1.5418 Å, 2θ steps = 0.03°/step)  Hình thái học bề mặt hạt nano Fe3O4 α-Fe2O3 chế tạo, mặt cắt màng sơn chế tạo quan sát thiết bị SEM Hitachi-S4800,  Các hạt nano Fe3O4 chế tạo, sau biến tinh hữu hóa với tác nhân 3-Aminopropyl trimethoxy silan hợp chất 2-benzothiazolythio succinic acid; Các màng sơn chế tạo chụp phổ hồng ngoại thiết bị FT-IR Nexus 670 Nicolet, thiết bị Jasco FTIR/6300  Đo điện bề mặt hạt khảo sát độ bền hạt vật liệu trước sau biến tính hữu hóa theo mơi trường thơng qua thiết bị đo Zeta Phoremeter IV (CAD instrumentation)  Khảo sát lượng chất hữu hấp phụ thiết bị đo quang 2800/ UV-vis spectrometer (Cole Parmer) D4000 Hach, sử dụng cuvet thạch anh  Tính chất từ (độ từ hóa bão hịa vật liệu từ tính thiết bị đo từ kế mẫu rung DMS 880 - Digital Measurement Systems  Xác định độ bền nhiệt vật liệu chế tạo thiết bị phân tích nhiệt vi sai Labsys TG/DSC SETARAM DTG-60H Shimadzu (gia nhiệt đến 900oC, tốc độ gia nhiệt 10oC/phút, khí khơng khí)  Phổ tổng trở đo máy AUTOLAB P30 Các phép đo đặt chế độ quét tự động dải tần số từ 100kHz đến 10 mHz Phổ tổng trở điện hóa cục thiết bị Solartron 1275  Xác định độ bám dính cuả màng sơn chế tạo hệ ADHESION TESTER model 525 hãng Erichsen, theo tiêu chuẩn ASTM D-4541 Và phương pháp điểm (ISO 14679-1997), hệ Instron1 3367 (Norwood, Massachusetts, USA)  Độ bền va đập màng sơn đo máy Erichsen model 304 theo tiêu chuẩn ISO D-58675 Nội dung kết nghiên cứu Việt Nam thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, có bờ biển dài khoảng 3000 km, nên việc nghiên cứu chống lão hóa vật liệu nói chung ăn mịn kim loại nói riêng có ý nghĩa đặc biệt quan trọng Cho đến chưa có thống kê thức thiệt hại ăn mòn gây Việt Nam Bảo vệ chống ăn mòn kim loại vấn đề quốc gia quan tâm thiệt hại ăn mòn gây Theo thống kế Tổ chức ăn mòn giới, thiệt hại ăn mòn hàng năm chiếm khoảng 3% tổng thu nhập quốc dân giới [1] Ăn mòn kim loại xảy địa điểm: mơi trường đất, khơng khí, nước (mơi trường tự nhiên), mơi trường biển Do đó, việc nghiên cứu bảo vệ chống ăn mòn kim loại nhiều nhà khoa học giới quan tâm nghiên cứu từ nhiều năm Có nhiều phương pháp khác để bảo vệ kim loại chống lại ăn mòn tổng kết như: bảo vệ catot, dùng chất ức chế hữu cơ, bọc vật liệu bền ăn mòn cao, sử dụng lớp phủ hợp kim hay dùng lớp sơn phủ bảo vệ, [2] Việc sử dụng nano oxit kim loại phân tán lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn bước đầu phát triển vài năm gần đây, kích thước nhỏ hạt nên sử dụng nồng độ thấp giữ nguyên tính chất polyme Trong cơng trình nghiên cứu công bố, hạt nano sử dụng phổ biến SiO2, TiO2, ZnO, Al2O3, nano clay, cacbon nanotube, Các hạt/sợi thêm vào epoxy, alkyd polyanilin hệ nanocompozit để bảo vệ chống ăn kim loại ghi nhận gia tăng khả bảo vệ chống ăn mòn [3-7] Với phát triển khoa học công nghệ vật liệu nano với tính chất trội vật liệu phát kéo theo loạt ứng dụng tiềm cho loại vật liệu Trong số đó, hạt nano có từ tính FeO, Fe3O4, Fe2O3, tập trung nghiên cứu nhiều từ năm 2000 trở lại Nhờ có độ từ hóa bão hịa cao dạng kích thước nano, đồng kích thước đối tượng tiềm định hướng cho nhiều ứng dụng quan trọng: sử dụng làm vật liệu hấp phụ asen trình xử lý nước nhiễm asen, sinh-dược học, tách triết làm giàu AND, tác nhân tạo độ tương phản cho thiết bị cộng hưởng từ MRI, chế tạo bio-sensơ, vật liệu dẫn truyền thuốc,… [8-11] Với xu hướng phát triển vật liệu tiên tiến, việc nghiên cứu polyme nanocompozit với hạt nano đa chức đáp ứng nhu cầu chế tạo vật liệu thông minh Ví dụ tổ hợp epoxy nanocompozit với hạt phân tán ống nano cacbon bao bọc oxit sắt từ nano oxit sắt từ tạo nên vật liệu mang lúc tính chất quý báu từ tính, quang điện, cảm biến, hấp thụ sóng điện từ… [7,12-16] Các hạt nano oxit sắt (FeO, Fe3O4, Fe2O3,…) nhiều cơng trình nghiên cứu đề cập đến dạng độc lập pigment lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn [17-21] Những nghiên cứu dừng lại mức độ khảo sát, nhiều trường hợp chế vận chuyển vi cấu trúc cịn chưa hiểu rõ Vì vậy, địi hỏi phải có nghiên cứu kỹ lưỡng Một điểm bất lợi phân tán nano Fe3O4 polyme tính dễ co cụm hạt; vậy, việc xử lý hữu hóa sử dụng màng cần thiết, mặt làm cho hạt dễ phân tán hơn, mặt khác làm tăng khả tương thích pha vơ hữu nền, tạo thành màng đặc khít hơn, điều chưa thấy đề cập đến tài liệu tham khảo Tiếp cận nghiên cứu giới nhằm mở rộng hướng ứng dụng vật liệu Việt Nam, nghiên cứu điều chế vật liệu dạng bột nano Fe3O4 nano α-Fe2O3 phương pháp thủy nhiệt, thực biến tính hữu hóa chúng với tác nhân hữu hóa Aminopropyl trimethoxy silane, muối alkyl ammonium axit 2-benzothiazolythio succinic; sở đề chế tạo tổ hợp nanocompozit epoxy chứa hạt nano oxit sắt định hướng ứng dụng làm lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn kim loại 3.1 Mô tả kết nghiên cứu đạt 3.1.1 Tổng hợp hạt nano oxit sắt từ Fe3O4 phương pháp thuỷ nhiệt Các hỗn hợp phản ứng chuẩn bị theo tỷ lệ mol Fe2+/Fe3+ = 1,0 môi trường kiềm cao KOH 6M chuyển hoàn toàn vào hệ thiết bị phản ứng thủy nhiệt Hỗn hợp phản ứng tiến hành điều kiện nhiệt độ 150oC, thời gian phản ứng Sản phẩm sau phản ứng trung hòa pH = 7, lọc rửa hết ion tạp hoạt hóa cồn tuyệt đối để bảo vệ bề mặt hạt tránh khỏi oxi hóa oxi khơng khí q trình sấy khơ Vật liệu sau tổng hợp khảo sát tính chất từ cách định tính nam châm, khảo sát định lượng kết thu được: Hình 1: Khảo sát định tính tính chất từ vật liệu đường cong từ hóa vật liệu Vật liệu sau tổng hợp có tính chất từ tính tốt so sánh với nghiên cứu khác [10, 25] Từ đồ thị hình ta thấy vật liệu Fe3O4 có độ từ bão hòa 79.9 emu/g, Trong bảng biểu thị mối liên quan từ độ bão hòa (Ms), từ dư (Mr) lực kháng từ (Hc) vật liệu Bảng 1: Tính chất từ tính mẫu Fe3O4 Ms (emu/g) 79.9 Tính chất từ tính Mr (emu/g) 10.3 Hc (Oe/g) 120.0 Hình trình bày giản đồ nhiễu xạ tia X chụp mẫu tổng hợp Fe3O4 Intensity (a.u) Theta (deg.) Hình 2: Giản Gi đồ nhiễu xạ tia X mẫu ẫu vật liệu Fe3O4 Tất pic ên giản gi đồ nhiễu xạ đặc trưng ưng cho pha tinh th thể Fe3O4 (thuộc cấu trúc lập phương, ương, nhóm đối đ xứng Fd-3m, a = 8.393(1) Å, ICSD collection code: 159959) [22, 23] Khơng tìm thấy th có mặt pha tạạp chất khác Fe2O3, FeO, hay FeOOH có mặt giản đồ nhiễu xạ Kết ết chụp phổ hồng ngoại mẫu Fe3O4: pic đặc ặc tr trưng liên kết Fe– –1 O cấu trúc Fe3O4 tương ứng 586, 434 cm , pic ại 3440, 1624 cm–1 đặc trưng cho liên kết –OH xuất phổ hồng ngoại [24] Hình thái học vàà kích thước thư hạt vật liệu nano Fe3O4 ợc giới thiệu tr ảnh SEM độ phân giải khác Hình 3: Ảnh chụp SEM mẫu vật liệu Fe3O4 ại độ phóng đại khác Có thể thấy hình ình thái học h kích thước hạt Fe3O4 đđồng hình dạng hạt Kích thước ớc hạt trung bình b nhỏ 100 nm Hình 4: Giản đồ phân tích nhiệt TG/DTA mẫu vật liệu Fe3O4 Pic tỏa nhiệt 174,5oC đặc trưng cho q trình oxi hóa hạt nano oxit sắt từ, Fe3O4 thành γ-Fe2O3 với cấu trúc tinh thể tương tự cấu trúc nano Fe3O4 Sau đó, pic tỏa nhiệt 570oC tương ứng cho chuyển dạng thù hình dạng oxit sắt (III), ε-Fe2O3 α-Fe2O3 [26-28] Để khẳng định giải thích trên, lượng mẫu bột nano-Fe3O4 tổng hợp từ phản ứng thủy nhiệt nung hóa lị nung có mặt oxi khơng khí khoảng nhiệt độ khác dựa kết phân tích nhiệt vi sai TG/DTA: 190 oC, 400 oC 650 oC với thời gian Mẫu nung xong lấy khỏi lò nung nhiệt độ cao làm nguội bình hút ẩm Sản phẩm phân tích nhiễu xạ tia X, kết thu hình Màu sắc bột oxit sắt: Màu nâu – đỏ Màu nâu Màu nâu Màu đen Hình Giản đồ mẫu bột Fe3O4 tổng hợp thủy nhiệt (150 oC/ h) nung khơng khí nhiệt độ: a) - 25 oC, b) - 190 oC, c) - 400 oC, d) - 650 oC Từ hình 5, ta xác định pha γ-Fe2O3 cho mẫu nano-Fe3O4 nung nhiệt độ 190 oC 400 oC, pha α-Fe2O3 cho mẫu nung nhiệt độ Có thể nhận thấy rằng, sau thực kết tủa ion Fe3+ môi trường kiềm KOH, tiền chất sản phẩm Fe(OH)3 tạo thành Kết hoàn toàn phù hợp xác định điện bề mặt chủ yếu tập trung giá trị dương Khi không lọc rửa tiền sản phẩm mà thực phản ứng ln mơi trường cịn chứa ion chất phản ứng sản phẩm thu khơng phải α-Fe2O3 mà thu pha α-FeOOH Một cách tương tự thu sản phẩm oxi hidroxit Fe thay đổi pH môi trường phản ứng nhiệt độ thời gian phản ứng Trước thủy nhiệt Sau thủy nhiệt Hình Giản đồ phân bố điện bề mặt tiền sản phẩm (a) sản phẩm phản ứng thủy nhiệt (b), giản đồ XRD phổ FT-IR sản phẩm thủy nhiệt tương ứng Hình 10 ảnh chụp SEM mẫu bột α-FeOOH Ta thấy chủ yếu vật liệu có hình dạng que dạng với kích thước khơng đồng 11 Hình 10: Ảnh chụp SEM c mẫu bột α-FeOOH độ phóng đại khác Như vậy, việc hình ình thành pha α-Fe2O3 phản ản ứng tổng hợp thủy nhiệt từ hydoxit sắt bị cản trở nhiều yếu tố khác nhau, mà mà ph phải kể đến có mặt ion cịn dư mơi trường trư phản ứng ột yếu tố Để minh chứng, ứng, tiền sản phẩm phản ứng thủy nhiệt đ lọc bỏ vàà lo loại hết ion dư, kết đo bề mặt phổổ hồng ngoại đ hình 11 Lọc trước thủy nhiệt Hình 11: Điện ện bề mặt sản phẩm lọc lọ trước ớc thủy nhiệt vvà phổ IR Trên giản ản đồ Zeta, giá trị bề mặt trung bình b tập ập trung chuyển dịch điện ện tích 0, phổ hồng ngoại chụp cho thấy sản phẩm khơng cịn c lẫn ẫn ion vvà liên kết đặc trưng ưng cho pha ferrihydrit Tiếp Ti tục phân tán tiền sản phẩm ẩm đđã lọc rửa môi trường KOH điều ều chỉnh pH ~ v thực ực phản ứng thủy nhiệt theo quy tr trình, kết sau: Hình 12a 12 giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu α-Fe Fe2O3 tổng hợp 12 (a) (b) (c) Hình 12 Giản đồ nhiễu xạ tia X (a), ảnh chụp SEM (b) đường cong phân bố cỡ hạt tia Laser (c) α-Fe2O3 Từ giản đồ nhiễu xạ tia X so sánh mẫu tổng hợp với giản đồ chuẩn αFe2O3, nhận thấy rõ ràng có mặt pha α-Fe2O3 xác định đỉnh nhiễu xạ đặc trưng trùng với đỉnh nhiễu xạ cấu trúc α-Fe2O3 sở liệu ICSD (nhóm đối xứng R-3c, a = 5,035 Å, c = 13,753 Å) tương tự nghiên cứu khác công bố [22, 33, 34] Tương ứng với đỉnh nhiễu xạ đặc trưng α-Fe2O3 mặt phẳng mạng tinh thể với cường độ lớn gồm: (012), (104), (110), (113), (024), (116), (018), (214), (300) Các dạng cấu trúc khác Fe2O3 beta, gamma epsilon, hyđroxit Fe(OH)3 khơng tìm thấy giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu tổng hợp Thông số mạng tinh thể thực nghiệm mẫu vật liệu α-Fe2O3 tổng hợp : a = 5,03454 Å, c = 13,7520 Å xác định phân tích Rietveld sử dụng phần mềm tính tốn PowderCell Từ ảnh chụp SEM cho thấy hạt α-Fe2O3 thu có hình dạng hạt tương đối đồng với kích thước khoảng 100 nm (hình 12b) Kết chụp phân bố cỡ hạt bột α-Fe2O3 phân tán mơi trường nước hình 12c cho giá trị kích thước hạt trung bình 96 nm Các phân bố kích thước hạt xác định giá trị 10,0% D, 50,0% D 90,0% D tương ứng 68, 95 138 nm Với đơn pic đường cong phân bố lần cho phép khẳng định đồng kích thước hạt vật liệu 13 Từ phổ IR (hình 13a) ta thấy xuất pic đặc trưng, pic 3427 1628 cm–1 đặc trưng cho nước hấp phụ nhóm hyđroxyl Các pic 559 476 cm–1 đặc trưng liên kết Fe-O cấu trúc α-Fe2O3 [24] (a) (b) Hình 13: Phổ FTIR (a) giản đồ phân bố điện bề mặt (b) nano α-Fe2O3 Trên hình 13b giản đồ phân bố điện bề mặt hạt nano α-Fe2O3 xác định máy đo điện động (thế Zeta) Khi phân tán môi trường nước cất, bề mặt hạt tập trung chủ yếu giá trị –40 mV Giá trị Zeta trung bình đo –39,07 mV Giá trị điện âm giải thích gắn kết nhóm hyđroxyl có mặt mơi trường phản ứng lên bề mặt hạt α-Fe2O3 Ta kết luận hạt α-Fe2O3 tổng hợp phương pháp thủy nhiệt phân tán tồn bền môi trường phân tán nước cất Trên đồ thị tập trung đơn pic nên kết luận hạt αFe2O3 điều chế có phân bố điện tích hạt đồng ngoại suy tương đồng kích thước hạt vật liệu α-Fe2O3 tổng hợp, kết thu phù hợp với ảnh chụp SEM đường cong phân bố kích cỡ hạt vật liệu hình 12b,c 3.1.3 Biến tính hữu hố hạt nano oxit sắt từ Fe3O4 3.1.3.1 Biến tính hữu hố hạt nano oxit sắt từ Fe3O4 với tác nhân silan Cân x gam hạt sắt từ Fe3O4 (với tỉ lệ khối lượng silan/hạt 20%), Pha 100 ml hỗn hợp cồn/ nước cất lần (tỉ lệ 19/1) vào bình nón, khuấy 10 phút Cho thêm 1.0 ml silan đưa vào bình nón tiếp tục khuấy 10 phút để thủy phân silan, sau cho từ từ x gam hạt Fe3O4 chuẩn bị từ trước vào hỗn hợp Khuấy khoảng phút sau đưa vào bình siêu âm 10 phút, Giữ hỗn hợp nhiệt độ 60oC khuấy liên tục 60 phút Lọc thu hồi sản phẩn giấy lọc, tráng rửa etanol để loại silan dư chưa phản ứng Sau sấy khô nhiệt độ 50oC/ 1h Sau biến tính ghép nano Fe3O4-silan ta tiến hành đo khảo sát liên kết vật liệu tổng hợp thu phương pháp đo hồng ngoại IR (FTIR) Các mẫu 14 silan chọn N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl trimethoxy silane (viết tắt NAPS) Aminopropyl trimethoxy silane (viết tắt γ-APS) Hình 14: Phổ hồng ngoại FTIR (a) Fe3O4 chưa biến tính silan, (b) Fe3O4 biến tính với -APS (c) Fe3O4 biến tính với N-APS Từ phổ hồng ngoại (FTIR) Fe3O4 chưa biến tính silan, Fe3O4 biến tính với APS N-APS, ta thấy có liên kết pic với cường độ rộng vùng bước sóng 3400-3447 cm–1 đặc trưng cho dao động hoá trị nhóm –OH, pic vị trí khoảng 1626 cm–1 đặc trưng cho dao động biến dạng nhóm –OH Các pic 1057 997 cm–1 đặc trưng cho dao động hoá trị dao động biến dạng liên kết Si–O, pic bước sóng 2923 cm–1 đặc trưng cho dao động hố trị nhóm –CH2 nhóm propyl aminopropyl trimethoxy silan [35] Các pic đặc trưng liên kết Fe– O cấu trúc Fe3O4 tương ứng 586, 434 cm–1[24], có dịch chuyển pic đặc trưng liên kết Fe–O 586, 434 cm–1 579, 439 cm–1 biến tính với NAPS 584, 453 cm-1 biến tính -APS Hình 15 giản đồ phân bố điện bề mặt, Zeta, hạt nano Fe3O4 nano Fe3O4 biến tính với silan đo môi trường phân tán nước cất Từ giản đồ phân bố Zeta, ta có thấy ba mẫu có pic cực đại vùng giá trị âm, chứng tỏ hạt mẫu vật liệu tổng hợp đồng điện bề mặt hạt bền môi trường nước cất 15 Zeta Potential, mV Fe3O4 Zeta Potential, mV Fe3O4-N-APS Zeta Potential, mV Fe3O4--APS Hình 15: Giản đồ phân bốố điện bề mặt - Thế Zeta mẫuu bi biến tính nano Fe3O4 với silan Tại vùng giá trịị th mẫu xuất píc ưng píc ccủa mẫu nano Fe3O4 biến tính với γ-APS lớn ớn nhất, nhỏ l mẫu nano Fe3O4 Từ cho thấy hạt có ự dịch chuyển điện vùng dương ự thay nhóm –OH– bề mặt nhóm –CH2 Si––O làm cho điện bề mặt hạt Fe3O4 lớn ớn hhơn chưa ghép silan, giá trịị Zeta mẫu Fe F 3O4 -23,1 mV giá trịị Zeta mẫu ghép silan –15,99 15,99 mV –16,71 mV 3.1.3.2 Biến ến tính hữu c hố hạt nano oxit sắt từ Fe3O4 với chất ức chế Alkyl ammonium 2-benzothiazolythio succinic acid Bình nón chứa 100ml 00ml dung dịch d cồn-nước tỉ lệ cồn/nước ớc = 19/1 hhòa tan 20% chất ất ức chế muối alkyl ammonium axit 2-benzothiazolythio benzothiazolythio succinic ((Alkyl ammonium 2-benzothiazolythio benzothiazolythio succinic acid, gọi g tắt Irgacor 153 153) Cho vào bình lượng ợng oxit sắt từ Fe3O4 Lắc 30’ để yên đểể đạt cân hấp phụ  Một bình đem lọc ọc v sấy 50 oC 10 h, nghiền vàà phân tích đđặc trưng TG/DTA IR (trong khơng khí từ t nhiệt độ phịng đến ến 900 oC)  Đun nóng nhẹ bình ình lại l (50-60 oC) tới ới gần cạn hết dung mơi đem sấy, nghiền phân hân tích đặc đ trưng TG/DTA IR Kết ết phân tích nhiệt: Sự hấp phụ mẫu ức chế trên bbề mặt hạt nano oxit sắt ên hình 16 So sánh với v đường ờng DTA mẫu oxit Fe3O4 ban đầu (hình 4) ; pic toảả nhiệt xuất tr đường DTA khoảng nhi nhiệt độ từ 200 đến 500 o C, ứng với trình ình phân hủy h nhiệt hợp chất Irgacor 153, hoàn toàn kh khẳng định ự có mặt chất ức chế tr bề mặt hạt nano sắt từ 16 Labsys TG Figure: Experiment: FO-L02 16/09/2011 Procedure: RT > 800C (10C.min-1) (Zone 2) Crucible: PT 100 µl Mass (mg): 63.35 TG/% HeatFlow/µV d TG/%/min 40 Exo dTG Atmosphere:Air Peak :251.31 °C Peak :390.91 °C Peak :324.52 °C -0.5 20 Peak :599.86 °C DTA -1.0 0 TG -1.5 -20 -1 -2.0 -40 Mass variation: -2.92 % -2 -2.5 -60 -3 100 Labsys TG 200 300 400 500 Figure: Experiment: FO-D02 17/10/2011 Procedure: RT > 800C (10C.min-1) (Zone 2) 600 700 Crucible: PT 100 µl Atmosphere:Air Mass (mg): 79.44001 TG/% 11.2 Furnace temperature /°C HeatFlow/µV d TG/%/min Exo dTG 40 Peak :415.84 °C 8.4 Peak :191.97 °C Peak :257.30 °C 20 Peak :646.44 °C -2 5.6 DTA 2.8 0.0 -4 TG -20 Mass variation: -2.89 % -2.8 Mass variation: -4.93 % -5.6 -40 -6 -8.4 -60 Mass variation: -3.26 % -11.2 100 200 300 400 500 600 700 Furnace temperature /°C Hình 16: Giản đồ phân tích nhiệt vi sai TG/DTA mẫu Fe3O4 sau hấp phụ chất ức chế Irgacor 153 theo cách khác Kết chụp hồng ngoại (hình 17) cho thấy pic đặc trưng cho phân tử Irgacor 153 [36, 37], khẳng định hạt hấp phụ phân tử chất ức chế 100.0 110.0 95 100 90 3902 90 80 Độ truyền qua (%) Độ truyền qua (%) 85 722 693 75 800 70 991 900 1118 65 60 1392 55 %T 633 1613 50 2925 45 40 35 30 3397 25 20 15 10 632 2559 2337 2177 2856 2925 1261 866 2032 1118 1396 80 1630 3414 70 60 %T 50 40 30 20 10 FO-L01 0.0 4000.0 0.0 4000.0 3746 3822 3600 3200 2800 2400 2000 1800 cm-1 1600 1400 1200 1000 800 600.0 -1 3600 3200 2800 2400 2000 1800 cm-1 1600 1400 1200 1000 800 600.0 -1 Số sóng (cm ) Số sóng (cm ) Hình 17: Phổ hồng ngoại mẫu Fe3O4 sau hấp phụ chất ức chế Irgacor 153 theo cách khác 17 Để xác định lượng chất ức chế Irgacor 153 hấp phụ oxit Fe3O4, tiến hành nghiên cứu hấp phụ dựa thiết bị UV-Vis xác định bước sóng cực đại Abs = 292 nm Bằng việc lập đường chuẩn để xác định lượng chất sau hấp phụ môi trường etanol kết ghi hình 18 0.4 Do hap thu quang (Abs) 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 y = 0.0377x - 0.0111 0.05 R = 0.9955 -0.05 10 12 Nong (mg/l) Hình 18: Đường chuẩn chất ức chế hữu ethanol tuyệt đối Thực tiếp khảo sát cân hấp phụ môi trường ethanol tuyệt đối (bảng 3), vậy, thời gian đạt cân hấp phụ 15 phút Bảng 3: Ảnh hưởng thời gian đến cân hấp phụ Irgacor 153 Thời gian (phút) Lượng 2benzothiazolythio succinic acid lại (mg) 15 30 60 120 180 300 150 137,3 136,5 136,2 136 136,1 135,7 Tiếp khảo sát hấp phụ cực đại ứng với hàm lượng chất ức chế khác môi trường ethanol tuyệt đối (bảng 4) Bảng 4: Khảo sát hấp phụ cực đại hấp phụ phân tử hữu Irgacor 153 oxit Fe3O4 Stt C0 (mg/l) Cs (mg/l) Γ (mg/g) Cs/ Γ (mg/l) 100 58,265 21,078 2,764 200 138,211 30,894 4,474 400 287,262 56,938 5,045 500 373,983 62,384 5,995 18 600 466,125 66,275 7,033 800 639,566 79,423 8,053 1000 819,783 89,216 9,189 1500 819,783 105,315 12,223 2000 1788,617 103,619 17,262 Trong đó: C0: nồng độ đầu Irgacor 153; Cs: nồng độ Irgacor 153tại cân hấp phụ; Γ : Đại lượng hấp phụ Từ liệu thực nghiệm mơ hình hấp phụ Langmuir tính tốn đại lượng hấp phụ cực đại 142 mg/g Như vậy, lượng phân tử chất hữu Irgacor 153 hấp phụ gam oxit Fe3O4 tương ứng xấp xỉ 142 mg Bằng phương pháp đo Zeta hạt oxit Fe3O4 trước sau biến tính hữu hóa với chất ức chế Irgacor 153 môi trường etanol ta thu kết bảng Bảng 5: Điện bề mặt mẫu Fe3O4 Fe3O4 hấp phụ phân tử Irgacor 153 Điện bề mặt (mV) Trung bình (mV) Fe3O4 40,83 40,10 39,76 36,28 38,45 39,1 Fe3O4 sau hấp phụ 24,64 22,49 21,27 22,82 21,38 +22,5 Có thể nhận thấy có mặt chất ức chế hữu Irgacor 153 bề mặt hạt nano Fe3O4 làm dịch chuyển điện bề mặt hạt nano Fe3O4 từ ~ 39,1 mV sang vùng điện dương ~ +22,5 mV 3.1.4 Chế tạo tổ hợp nanocompozit epoxy chứa hạt nano oxit sắt từ Fe3O4; nano oxit sắt từ hữu hóa cho thép cacbon Đánh giá khả bảo vệ chống ăn mòn kim loại chúng Mẫu thép sử dụng thép CT3 có kích thước (10x15x0,2 cm) Mẫu thép bảo quản ngâm dầu Mẫu rửa dầu xà phịng, lau sấy khơ Sau tiến hành loại bỏ gỉ sắt mẫu thép máy mài, đánh bóng giấy giáp có độ mịn 400, rửa nước cất, cồn tuyệt đối sấy khô Màng sơn tạo mẫu thép máy tạo màng spin-coating Cân vật liệu nano Fe3O4 -Fe2O3, (có khơng biến tính hữu hóa) nghiền mịn cối mã não khoảng 15 phút đưa toàn số hạt vào cốc (100ml 19 50ml) Thêm dung môi trợ phân tán, siêu âm khoảng 15 phút cho hạt phân tán hồn tồn Sau tiếp tục thêm từ từ epoxy vào hỗn hợp trên, vừa rung siêu âm Cuối cho thêm lượng đóng rắn định vào hỗn hợp, khuấy nhẹ tiến hành tạo màng sơn 3.1.4.1 Khả bảo vệ chống ăn mòn lớp phủ bảo vệ có chứa oxit sắt Nghiên cứu tính chất bảo vệ màng epoxy có chứa nano oxit sắt tiến hành với mẫu sơn: mẫu epoxy không chứa phụ gia, mẫu epoxy chứa 1% nano Fe3O4, nano -Fe2O3 nano γ-Fe2O3 Khả bảo vệ chống ăn mòn màng sơn khảo sát phương pháp đo tổng trở điện hóa theo thời gian ngâm mơi trường NaCl 0,5M Hình 19 trình bày phổ tổng trở dạng Bode màng sơn epoxy epoxy chứa nano oxit sắt sau ngày, 14 ngày 70 ngày thử nghiệm dung dịch NaCl 0,5M Phổ tổng trở mẫu sơn khác nhau, dạng phổ giá trị tổng trở Đối với mẫu sơn epoxy khơng chứa phụ gia (hình 19a), sau ngày thử nghiệm phổ tổng trở có bậc thang nhánh modul điểm uốn vùng tần số cao nhánh góc pha, thể khả ngăn cách màng Tuy nhiên, sau tuần thử nghiệm, giá trị modul góc pha đồng thời sụt giảm Theo tài liệu công bố, sụt giảm bong rộp màng sơn, hậu thẩm thấu nước chất điện ly qua màng Sau thời gian dài thử nghiệm (70 ngày), đường góc pha mẫu epoxy xuất thêm điểm uốn vùng tần số thấp, đặc trưng cho trình điện hóa xảy ranh giới màng/bề mặt kim loại Đối với mẫu sơn epoxy chứa nano -Fe2O3 (hình 19b), đường modul tổng trở có bậc thang vùng tần số cao đường thẳng vùng tần số thấp, đường thẳng đặc trưng cho trình khuyếch tán xảy qua màng sơn Giá trị modul giảm dần theo thời gian thử nghiệm, cho thấy suy giảm màng Đối với mẫu sơn epoxy chứa nano γ-Fe2O3, phổ tổng trở giữ nguyên hình dạng theo thời gian, giá trị giảm dần, thể suy giảm màng (hình 19c) Đối với mẫu sơn epoxy chứa nano Fe3O4 (hình 19d), thời gian thử nghiệm ngắn (1ngày 14 ngày), đường modul tổng trở đường góc pha khơng đổi, với bậc thang, chứng tỏ khả ngăn cách cao màng sơn Sau thời gian thử nghiệm dài (70 ngày), đường modul tổng trở đường góc pha xuất điểm uốn vùng tần số thấp, thể q trình điện hóa bề mặt kim loại, chứng tỏ nước tác nhân ăn mòn ngấm qua màng tới bề mặt kim loại So sánh mẫu sơn thử nghiệm, mẫu sơn epoxy chứa nano Fe3O4 có giá trị modul tổng trở lớn ổn định môi trường thử nghiệm 20 80 80 40 20 60 40 20 (b) (a) -2 -1 Log tần số (Hz) 4 -2 -1 Log tần số (Hz) 10 80 40 20 -1 Log tần số (Hz) 40 20 (d) -2 60 (c) -2 -1 Log tần số (Hz) Hình 19: Phổ tổng trở dạng Bode thép phủ màng epoxy (a), epoxy chứa nano -Fe2O3 (b), epoxy chứa nano γ-Fe2O3 (c) epoxy chứa nano Fe3O4 sau ngày (○), 14 ngày (●) 70 ngày (×) thử nghiệm dung dịch NaCl 0,5M Chiều dày màng sơn 35±1 µm Q trình suy giảm màng sơn đánh giá cách theo dõi modul tổng trở tần số 100 mHz theo thời gian thử nghiệm [6,36] Hình 20 trình bày biến thiên gía trị modul tổng trở tần số 100 mHz theo thời gian thử nghiệm môi trường NaCl 0,5M mẫu sơn epoxy epoxy chứa nano oxit sắt loại Giá trị modul tổng trở mẫu thử nghiệm có xu hướng giảm dần theo thời gian, thể suy giảm màng môi trường xâm thực Tuy nhiên trình suy giảm mẫu sơn khác nhau, phụ thuộc vào loại chất nano oxit sắt đưa vào màng Giá trị modul tổng trở (Z100mHz) mẫu epoxy suy giảm 14 ngày, sau 21 Góc pha (độ) 60 Góc pha (độ) 80 Log Z (Ω.cm2) Log Z (Ω.cm2) Góc pha (độ) 60 Log Z (Ω.cm2) GócDpha (độ) Log Z (Ω.cm2) giữ ổn định giá trị thấp, thấp so với mẫu khác Giá trị Z100mHz mẫu epoxy chứa 1% nano -Fe2O3 γ-Fe2O3 giảm dần theo thời gian, sau 70 ngày thử nghiệm Z100mHz mẫu chứa -Fe2O3 đến giá trị mẫu epoxy Sự biến thiên giá trị Z100mHz mẫu chứa nano γ-Fe2O3 giồng mẫu chứa nano -Fe2O3 giá trị Z100mHz cao Giá trị Z100mHz mẫu chứa nano Fe3O4 giữ khơng đổi vịng 15 ngày, sau giảm dần theo thời gian thử nghiệm Tuy nhiên giá trị Z100mHz mẫu sơn chứa Fe3O4 cao so với mẫu thử nghiệm khác Z100 mHz (.cm2) 10 10 10 10 10 10 20 40 60 80 Thời gian thử nghiệm (ngày) Hình 20: Biến thiên giá trị modul tổng trở tần số 100 mHz theo thời gian thử nghiệm môi trường NaCl 0,5M mẫu sơn epoxy (○), epoxy chứa nano -Fe2O3 (×), epoxy chứa nano γ-Fe2O3 () epoxy chứa nano Fe3O4 (●) Các kết đo tổng trở điện hóa màng sơn epoxy chứa nano oxit sắt khác cho thấy có mặt nano oxit sắt hàm lượng thấp (1%) làm gia tăng khả bảo vệ chống ăn mòn màng sơn epoxy Trong số loại nano oxit sắt sử dụng, nano oxit sắt từ (Fe3O4) có khả gia cường tốt cho màng sơn epoxy Kết hợp với phương pháp đo tổng trở điện hóa, tính chất lý màng sơn chứa nano oxit sắt khảo sát Bảng trình bày tính chất lý mẫu sơn epoxy epoxy chứa nano oxit sắt hệ đo Adhesion Tester model 525 theo tiêu chuẩn ASTM D-4541 ISO D-58675 22 Bảng 6: Kết đo độ bám dính độ bền va đập màng sơn epoxy chứa nano oxit sắt Độ bám dính Độ bền va đập (MPa) (Kg.cm) Epoxy 0,64 180 Epoxy + α-Fe2O3 0,95 180 Epoxy + γ-Fe2O3 1,18 ≥200 Epoxy + Fe3O4 1,64 ≥200 Mẫu Các kết nghiên cứu bảng cho thấy, thêm nano oxit sắt vào màng sơn epoxy, tính chất lý màng sơn cải thiện, mức độ gia tăng tùy thuộc vào loại oxit sắt Màng sơn epoxy chứa nano Fe3O4 có tính chất lý cao (độ bám dính 1,64 MPa độ bền va đập 200 kg cm), màng sơn epoxy chứa α-Fe2O3 có tính chất lý thấp (độ bám dính độ bền va đập nhỏ nhất) Các kết khảo sát khả bảo vệ chống ăn mòn màng sơn epoxy chứa nano oxit sắt α-Fe2O3, γ-Fe2O3 Fe3O4 cho thấy có mặt nano oxit sắt với hàm lượng thấp 1%, tính chất bảo vệ chống ăn mịn tính chất lý màng sơn epoxy gia tăng, đáng kể màng sơn epoxy chứa nano Fe3O4 Tải FULL (52 trang): https://bit.ly/3fQM1u2 Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ 3.1.4.2 Khả bảo vệ chống ăn mòn lớp phủ bảo vệ nano Fe3O4 với nano Fe3O4 biến tính silan Nano Fe3O4 biến tính nano với loại silan N-(2-Aminoethyl)-3aminopropyl trimethoxy silane (viết tắt N-APS) aminopropyl trimethoxy silan (viết tắt -APS), sau hạt nano biến tính (3%) phân tán vào màng epoxy để bảo vệ chống ăn mịn thép Hình 21 trình bày phổ tổng trở dạng Bode màng sơn epoxy chứa nanoFe3O4 (Fe), nano-Fe3O4 biến tính N-APS (Fe-N-APS) nano-Fe3O4 biến tính γ-APS (Fe- γ-APS) 23 80 20 Log Z (Ω.cm2) 40 60 40 20 (a) (b) 3 -2 -1 Log tần số (Hz) -2 -1 Log tần số (Hz) 80 60 40 Góc pha (độ) Log Z (Ω.cm2) (c) -2 20 -1 Log tần số (Hz) Tải FULL (52 trang): https://bit.ly/3fQM1u2 Dự phịng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Hình 21: Phổ tổng trở dạng Bode thép phủ màng epoxy chứa Fe3O4 (a), epoxy chứa nano Fe3O4-N-APS (b) epoxy chứa nano Fe3O4-γ-APS sau ngày (○), 14 ngày (●) 70 ngày (×) thử nghiệm dung dịch NaCl 0,5M Chiều dày màng sơn 35±1 µm Quan sát phổ tổng trở màng sơn cho thấy, màng sơn epoxy chứa nano Fe3O4 (hình 21a) có tính bảo vệ chống ăn mịn tốt, tính chất điện hóa màng khơng thay đổi 70 ngày thử nghiệm môi trường xâm thực Màng sơn epoxy chứa nano Fe3O4 biến tính với N-APS (hình 21b) có tính điện hóa tương tự màng sơn chứa nano Fe3O4 khơng biến tính Sự biến tính hạt nano-Fe3O4 hợp chất silan N-APS khơng làm cải thiện tính chất bảo vệ chống ăn mòn màng sơn epoxy chứa nano sắt từ 24 Góc pha (độ) Góc pha (độ) Log Z (Ω.cm2) 60 80 Màng sơn epoxy chứa nano Fe3O4 biến tính với γ-APS (hình 21c) có dạng phổ tổng trở khác biệt so với màng sơn epoxy chứa nano Fe3O4 nano Fe3O4-N-APS Đường tổng trở xuất điểm uốn đường góc pha đường thẳng 45º đường modul vùng tần số thấp Giá trị tổng trở màng sơn cao so với mẫu thử nghiệm khác suy giảm theo thời gian thử nghiệm Theo tài liệu công bố [37], thông số đồ thị tổng trở vùng tần số cao đặc trưng cho tính chất màng, cụ thể khả rào chắn với môi trường xâm thực Để so sánh rõ ảnh hưởng xử lý bề mặt hạt nano sắt từ đến tính chất rào chắn màng sơn, hình 22 trình bày modul tổng trở tần số Hz (Z1Hz) màng epoxy chứa nano Fe3O4 nano Fe3O4 xử lý bề mặt loại silan hữu 10 Z1Hz (.cm2) 10 10 10 7 7 10 10 10 Fe Fe-N-APS Fe-γ-APS Hình 22: Giá trị Z1Hz màng sơn epoxy chứa nano-Fe3O4 (Fe), nano-Fe3O4 biến tính N-APS (Fe-N-APS) nano-Fe3O4 biến tính γ-APS (Fe-γ-APS) sau ngâm dung dịch NaCl 0,5M Hình 22 cho thấy khả rào chắn màng sơn epoxy chứa nano Fe3O4 biến tính hợp chất silan cao rõ rệt so với màng sơn epoxy chứa nano Fe3O4 khơng xử lý bề mặt Điều giải thích sau xử lý bề mặt hạt nano Fe3O4 khả tương hợp hạt tốt với polyme làm tăng khả phân tán Sự phân tán tốt hạt màng làm giảm khả thẩm thấu qua màng nước oxy màng Vì modul tổng trở tăng Sự suy giảm màng sơn epoxy chứa nano Fe3O4 nano Fe3O4 biến tính silan theo dõi qua biến thiên giá trị modul tổng trở tần số 100 mHz theo thời gian thử nghiệm môi trường xâm thực (NaCl 0,5 M) Hình 23 trình bày biến thiên Z100mHz màng sơn 25 6836955 ... ức chế hữu cơ, bọc vật liệu bền ăn mòn cao, sử dụng lớp phủ hợp kim hay dùng lớp sơn phủ bảo vệ, [2] Việc sử dụng nano oxit kim loại phân tán lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn bước đầu phát triển vài... đào tạo - Các văn định phê duyệt, báo cáo tiến độ thuyết minh đề tài PHẦN I THÔNG TIN CHUNG Tên đề tài: Nghiên cứu điều chế vật liệu nano Fe3O4 khả sử dụng chúng chế tạo lớp phủ chống ăn mòn kim. .. 3.1.4.2 Khả bảo vệ chống ăn mòn lớp phủ bảo vệ nano Fe3O4 với nano Fe3O4 biến tính silan 23 3.1.4.3 Khả bảo vệ chống ăn mòn lớp phủ bảo vệ nano Fe3O4 với nano Fe3O4 biến tính với chất ức chế