1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

tổng hợp và đặc trưng vật liệu nano

60 638 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 60
Dung lượng 4,44 MB

Nội dung

• Chiến lược tổng hợp dựa trên cơ sở :• Chiến lược tổng hợp dựa trên cơ sở :... Vai trò siêu âm:a Kết tủa hạt nano trên bề mặt ceramic và polymer b Chèn các hạt nano vào vật liệu xốp mes

Trang 2

25/01/2013 2

Trang 3

25/01/2013 3

Trang 4

Th ị tr ườ ng th ế g ớ i

Trang 5

Nghiên c ứ u

Trang 6

Các v ấ n đề k ỹ thu ậ t công ngh ệ nano

• Ki ể m soát kích th ướ c và c ả i ti ế n ph ươ ng pháp

Trang 7

Ti ế n b ộ k ỹ thu ậ t trong công ngh ệ nano

K ỹ thu ậ t Hi ệ n t ạ i Ti ề m n ă ng

Phân tán và che ph ủ Thi ế t b ị c ả n nhi ệ t D ẫ n truy ề n thu ố c

Thi ế t b ị quang L ớ p ph ủ nano đ a

D ẫ n truy ề n thu ố c L ọ c HC hay phân t ử

V ậ t li ệ u b ề m ặ t l ớ n Xúc tác D ự tr ữ n ă ng l ượ ng

Ch ấ t h ấ p ph ụ Pin m ặ t tr ờ i

polybutadiene / polystyrene

Trang 8

Ti ế n b ộ k ỹ thu ậ t trong công ngh ệ nano

K ỹ thu ậ t Hi ệ n t ạ i Ti ề m n ă ng

V ậ t li ệ u h ỗ tr ợ VL t ừ tính m ề m G ố m siêu d ẻ o

VL siêu c ứ ng VL siêu b ề n

Xi m ă ng nanocomposite (dental)

Ch ấ t làm l ạ nh t ừ tính

C ả m bi ế n y sinh Nanotube trong quang

h ọ c

Y sinh h ọ c Xúc tác sinh h ọ c Bioelectronics

Bioinspired prostheses

C ả m bi ế n sinh h ọ c Thi ế t k ế phân t ử

Trang 10

• Chiến lược tổng hợp dựa trên cơ sở :

• Chiến lược tổng hợp dựa trên cơ sở :

Trang 11

S ơ đồ t ổ ng h ợ p

Vật liệu cấu trúc nano

C ắ t nh ỏ t ừ kh ố i (Phân tán) -Nghi ề n c ơ h ọ c

-Kh ắ c (electron beam lithography)

Trang 12

chùm electron

Trang 15

1) Phương pháp vật lý: Hồ quang than, Laser , Bẫy hơi….

Trang 16

CHI Ế N L ƯỢ C T Ổ NG H Ợ P H Ạ T NANO

Trang 17

Quá trình Sol-gel

Trang 18

• Chi phí nguyên li ệ u chính xác

Trang 19

Áp d ụ ng

Trang 20

M ự c in/ polymer và x ố p nano

Polymer

Support time Polymer

Support time Nanoporous

Trang 21

H ạ t nano SiO2 đơ n phân tán

Trang 22

SiO2đơ n phân tán

Trang 23

H ạ t đơ n phân tán SiO2 làm t ừ TEOS

Trang 25

Ph ươ ng pháp Solvothermal

Trang 26

Ph ươ ng pháp Solvothermal : oxyt tungsten

Trang 27

Hóa h ọ c h ỗ tr ợ b ở i siêu âm

Trang 28

Vai trò siêu âm:

a) Kết tủa hạt nano trên bề mặt ceramic và polymer

b) Chèn các hạt nano vào vật liệu xốp meso

c) Chế tạo hạt cầu cỡ micro và nano chứa protein

Fig 2 SEM images detailing various stages of t-Se wire growth: (a) Spherical colloids

of a-Se synthesized by reducing selenious acid with hydrazine (b) Colloidal particles recovered from an ethanol dispersion right after sonication (for 30 s) Note that these particles have undergone a morphological change (c) A sample obtained at the initial stage of wire growth (d) The final product, in which all a-Se colloids have already been transformed into t-Se nanowires with a uniform diameter.

Trang 29

Ph ươ ng pháp hóa ướ t : Dùng goethite ( α -FeO(OH)) làm nguyên li ệ u

chuy ể n thành hematite ( α -Fe2O3), gia nhi ệ t trong dòng hydrogen t ạ o s ả n

ph ẩ m

Có h ỗ tr ợ Microwave : Phân h ủ y dung d ị ch n ướ c Fe 2+ /Fe 3+ đồ ng th ờ i phân

ly urea v ớ i s ự h ỗ tr ợ vi sóng

Trang 30

Kh ử trong dung d ị ch

• T ổ ng h ợ p h ạ t nano nickel

• C ỡ h ạ t trung bình 80 ± 20 nm

• Hình d ạ ng h ạ t : c ầ u, đơ n phân tán

• H ạ t to nh ấ t: 150 nm

• B ề m ặ t : m ị n

• T ạ p ch ấ t < 100 ppm

Trang 32

Ph ươ ng pháp kh ử hóa h ọ c pha l ỏ ng

• Đơn giản, dễ thực hiện : hệ muối kim loại được khử

bằng aluminohydride, borohydride, hypophosphite,

formaldehyde, oxalate, tartrate…

• Thí dụ : nano vàng

– Khử dung dịch chloroauric acid – Khử dung dịch chloroauric acid (H[AuCl4]) ion Au3+ bị khửthành Au

– Hạt nano < 100 nm sol màu đỏ

– Hạt lớn màu vàng

Trang 34

Ch ế t ạ o nano Pt-Ni

Trang 35

• Citrat, tác nhân ứ c ch ế h ạ t l ớ n lên

• Acid ascorbic, tác nhân kh ử y ế u

• CTAB, template d ạ ng que

35

Trang 36

S ự l ớ n lên c ủ a m ầ m

Trang 37

Cylindrical micelle

Trang 38

hợp chất này phản ứng tạo kim

loại

J P Spatz, A Roescher, M Möller Adv Mater 8/4 (1996)

Trang 39

3-D framework hosts (Carbon sieves, Zeolites, Polymers, cages, buckyball comlexes)

V ậ t li ệ u: vô c ơ , h ữ u c ơ hay c ơ kim

Ch ấ t cách đ i ệ n, bán d ẫ n , kim lo ạ i, siêu d ẫ n

Kích th ướ c : 5-10.000 Å (channels), 3-50 Å (interlamellar spaces),

10.000 Å (cavity diameters) J Mater Chem 7/7 (1997) 1089ff.

Trang 41

• Tạo lỗ xốp nano bằng thủy động hoc, tạo bọt khí trong

Trang 42

H ệ nano đơ n phân tán

• Yêu cầu tạo hệ nano đơn phân tán

• Phương pháp tổng hợp pha khí thích hợp nhất, kiểm

soát độ đơn phân tán tốc độ tạo mầm và lớn lên

• Ngăn ngừa được sự keo tụ do khuếch tán và đối lưu

• Độ ổn định hạt (chống kết tụ) phụ thuộc sự phân bố hạt

• Độ ổn định hạt (chống kết tụ) phụ thuộc sự phân bố hạt

nano trong môi trường lỏng :

- Các hạt bán dẫn được làm bền bằng dung môi

phân cực (Murray et al 1993)

- Hạt nano kim loại làm bền bằng phân tử HDBM

- Hạt nano kim loại làm bền bằng lớp bao bọc silica

Trang 43

T ạ o m ạ ch nano- s ợ i nano

• Các phân t ử polyme đượ c dùng làm đơ n v ị c ấ u trúc c ơ s ở để ch ế

t ạ o rây phân t ử nano x ố p, v ậ t li ệ u sinh h ọ c.

• T ổ h ợ p h ạ t nano là các đơ n v ị gi ố ng polyme g ồ m hàng tr ă m ho ặ c

hàng ngàn phân t ử coi nh ư là các s ợ i l ượ ng t ử v ậ t li ệ u t ừ tính,

ch ấ t ph ụ gia bê tông.

• Có hóa tính, c ơ tính khác v ớ i các ti ể u phân ban đầ u

• Tùy thu ộ c kích th ướ c h ạ t và thành ph ầ n v ậ t li ệ u - l ự c liên k ế t

gi ữ a các t ổ h ợ p có th ể là l ự c v ậ t lý (t ạ o h ạ t micro) hay liên k ế t hóa

gi ữ a các t ổ h ợ p có th ể là l ự c v ậ t lý (t ạ o h ạ t micro) hay liên k ế t hóa

h ọ c m ạ nh (t ạ o h ạ t nano) hay liên k ế t l ưỡ ng c ự c t ừ tính r ấ t m ạ nh

(t ạ o h ạ t nano t ừ tính)

• Tùy thu ộ c t ừ tính và đ i ệ n tích các h ạ t nano, có th ể áp t ừ tr ườ ng

ngoài hay đ i ệ n tr ườ ng vào để ki ể m soat kích th ướ c t ổ h ợ p.

Trang 44

T ạ o nano d ạ ng bó (fiber) hay ố ng(tube)

• Sử dụng kỹ thuật membrane-template (Martin 1994)

• Membrane mang các rãnh nano đồng nhất tạo nên

bằng phương pháp ma sát điện hóa

Trang 45

VL nano dùng d ạ ng phân tán và che ph ủ

• Độ b ề n c ơ V ậ t li ệ u nano d ạ ng b ộ t có c ơ tính v ượ t tr ộ i h ơ n VL

truy ề n th ố ng nh ư s ứ , composite, h ợ p kim

• Tính siêu d ẫ n Brus (1996) K ế t t ủ a nanocrystals trên ch ấ t n ề n c ả i

thi ệ n tính ch ấ t đ i ệ n và quang

• Kh ả n ă ng che ph ủ Vì c ấ u trúc nano làm t ă ng s ố tâm ho ạ t độ ng nên

có nhi ề u nguyên t ử ở ranh gi ớ i che ph ủ b ề m ặ t t ă ng gi ả m

l ượ ng v ậ t li ệ u c ầ n (Solomaon and Hawthorne 1983).

• Kh ả n ă ng ph ố i h ợ p v ớ i VL đắ t ti ề n :Ch ấ t màu, thu ố c phân tán t ố t

• Kh ả n ă ng ph ố i h ợ p v ớ i VL đắ t ti ề n :Ch ấ t màu, thu ố c phân tán t ố t

d ạ ng nano (Schnur 1994).

• Môi tr ườ ng S ử dung h ạ t nano trong che ph ủ s ẽ làm gi ả m l ượ ng

dung môi (h ữ u c ơ ) độ c h ạ i Gi ả m ch ấ t th ả i độ c h ạ i che ph ủ nano

làm gi ả m giá thành và b ả o v ệ môi tr ườ ng

Trang 46

• Chùm ion – FIB

• Nhi ễ u x ạ

– X-Ray – Electron – RBS(Rutherford

Trang 47

Kính hi ể n vi quét probe

Trang 48

Scanning Probe Microscopes (SPMs)

• Điều khiển tương tác giữa probe và bề mặt mẫu

• Nhìn thấy 1 ảnh thực sự

• Có 2 loại:

– Scanning Tunneling Microscope (STM)

– Atomic Force Microscope (AFM)

Trang 49

Scanning Tunneling Microscopes (STMs)

Trang 52

L ự c đẩ y ion-ion t ừ ion trên

b ề m ặ t làm cong giá đỡ

tip kim c ươ ng

Gi ữ l ự c c ố đị nh, quét tip qua b ề m ặ t

Ghi hình ả nh không Ghi hình ả nh không gian c ủ a b ề m ặ t

52

Trang 53

Nh ữ ng gì nhìn th ấ y….

Nickel t ừ STM ZnO t ừ AFM

Trang 55

• Electron – Auger, AES

Trang 57

Auger electrons

Secondary electron imaging

Backscattered electron imaging Transmitted Photons out

Electrons In

Photons out

Energy Dispersive Spectroscopy

Wavelength Dispersive Spectroscopy

e

Trang 58

Photons In

Infrared

Photons OutFourier Transform Infrared Spectroscopy

Raman Visible Ultraviolet

XPS, X-ray Photoelectron Spectroscopy

Trang 59

Ions Out

SIMS, Secondary Ion Mass

Trang 60

Công c ụ X-Ray

• X-Ray Spectroscopy

– Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS)

– Wavelength Dispersive X-ray Spectroscopy (WDS)

• X-ray fluorescence (XRF)

• X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)

• X-Ray Diffraction

Ngày đăng: 14/06/2014, 17:15

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w