Phân tíh ấu trú, thành phần và sự tương tá plasmon ủa vàng trên zno tăng ường khả năng xú tá quang hóa xử lý môi trường bằng á phương pháp quang họ

Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI H C BÁCH KHOA HÀ N IỌỘLUẬN VĂN THẠC SĨPhân tích c u trúc, thành ph n và s ấầự tương tác plasmon của vàng trên ZnO tăng cường khả năng xúc tác quang hố xử lý mơi trường

TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Phân tích c u trúc, thành ph n và s ấ ầ ự tương

tác plasmon c ủa vàng trên ZnO tăng cườ ng

khả năng xúc tác quang hoá xử lý môi

LÊ TI ẾN ĐẠ T

dat.lt1423@gmail.com

Ngành Hóa h c ọ

Giảng viên hướng d n: TS Vũ Anh Tuấn ẫ

Viện: K ỹthuật hoá h c ọ

HÀ NỘI, 9/2020

ký c a GVHD Chữ ủ

Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061132227181000000

C NG HÒA XÃ H I CH Ộ Ộ Ủ NGHĨA VIỆT NAM

Độ ậ – ực l p T do H nh phúc – ạ

B N XÁC NH N CH NH S A LU Ả Ậ Ỉ Ử ẬN VĂN THẠC SĨ

H và tên tác gi ọ ả luận văn: Lê Tiến Đạt

Đề tài luận văn: Phân tích c u trúc, thành ph n và s ấ ầ ự tương tác plasmon của vàng trên ZnO tăng cường kh ả năng xúc tác quang hoá xử lý môi trường b ng các ằphương pháp quang học

Chuyên ngành: Hóa học

Mã số SV: CB190043

Tác giả, Người hướng d n khoa h c và Hẫ ọ ội đồng ch m luấ ận văn xác nhận tác gi ả

đã sửa ch a, b sung luữ ổ ận văn theo biên bản h p Họ ội đồng ngày 15/12/2020 v i ớcác nội dung sau:

- B sung tình hình nghiên cổ ứu trong nước và ngoài nước liên quan đến đề tài nghiên c u ứ

- B sung trích d n tài li u tham kh o ổ ẫ ệ ả

- Chuy n mể ục cơ chế vào ph n gi i thích k t qu ầ ả ế ả

- B sung gi i thích k t qu ổ ả ế ả

Ngày 15 tháng 12 năm 2020

Giáo viên hướng d n ẫ Tác gi luả ận văn

Vũ Anh Tuấn Lê Tiế n Đ ạt

CHỦ ỊCH HỘ T I Đ ỒNG

Lê Minh Thắng

ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

Tên đề tài: Phân tích cấu trúc, thành ph n và s ầ ự tương tác plasmon của vàng trên ZnO tăng cường kh ả năng xúc tác quang hoá xử lý môi trường bằng các phương pháp quang h c ọ

Ngành: Hóa học

Người hướng dẫn: TS Vũ Anh Tuấn

TS Vũ Anh Tuấn Giáo viên hướng d n ẫ(Ký và ghi rõ h tên) ọ

Em xin bày t lòng biỏ ết ơn vớ ấ ải t t c các gi ng viên c a B môn Hóa phân ả ủ ộtích, Viện Kỹ thuật Hoá học, Đạ ọi h c Bách khoa Hà Nội đã tạo điều ki n t i giúp ệ ố

em hoàn thành luận văn ủ c a mình

Luận văn được s tài tr cự ợ ủa đề tài nghiên cứu cơ bản trong khoa h c t nhiên ọ ự

và k ỹthuậ ột B Khoa h c và Công ngh , mã s 104.05-2018.333 ọ ệ ố

Học viên

Lê Tiế n Đ ạt

Tóm tắ t nội dung luận văn

Luận văn này trình bày kết qu nghiên c u v kh ả ứ ề ả năng xúc tác quang của

v t liậ ệu Au/ZnO, đồng th i nghiên c u s ờ ứ ự ảnh hưởng của tương tác plasmon đến

hi u suệ ất xúc tác quang Đầu tiên, v t liậ ệu ZnO đượ ổc t ng h p bợ ằng phương pháp thuỷ nhiệt đơn giản Vi c pệ ha t p các h t nano Au trên ZnO ạ ạ được th c hiự ện thông qua phương pháp khử hóa h c V t li u t ng họ ậ ệ ổ ợp được sau đó đem đi phân tích

c u trúc, hình thái, liên kấ ết thông qua các phương pháp phân tích hiện đại như: SEM, TEM, XRD, FT-IR, DR/UV – Vis, EPR,… Ảnh hưởng c a s ủ ự tương tác plamon c a các hủ ạt nano Au trên ZnO đến kh ả năng xúc tác quang của v t li u ậ ệAu/ZnO được nghiên c u ứ thông qua điều ki n chi u sáng khác nhau Ngoài ra, các ệ ế

y u t ế ố ảnh hưởng đến kh ả năng xúc tác quang phân hủy các ch t màu hấ ữu cơ như: hàm lượng Au tối ưu, nồng độ chất màu ban đầu, lượng ch t xúc tác, pH dung dấ ịch

và các chất màu khác nhau cũng được nghiên c u chi ti K t qu ứ ết ế ả thu được cho thấy m u ZnO có c u trúc d ng hoa phân t ng vẫ ấ ạ ầ ới kích thước 15 20 nm Các h– ạt nano Au được phân tán đồng đều trên b m t và xung quanh các cánh hoa ZnO, ề ặ

độ tinh khi t cao C u trúc c a v t li u ZnO không b ế ấ ủ ậ ệ ị thay đổi sau khi pha t p, hình ạthái v t li u Au/ZnO tr lên ch t ch ậ ệ ở ặ ẽ và dày đặc hơn, hàm lượng Au pha t p trên ạZnO tối ưu là 5% S ự tương tác plasmon của Au trên ZnO dẫn đến s h p th m nh ự ấ ụ ạánh sáng vùng kh kiả ến, tăng cường kh ả năng xúc tác quang phân hủy các chất màu hữa cơ độ ại trong nước h c thải, đặc biệt trong điều ki n s d ng ánh sáng mệ ử ụ ặt trời Bên cạnh đó, việc nghiên c u các y u t ứ ế ố ảnh hưởng đến kh ả năng xúc tác quang phân hủy chất màu tartrazine TA ủ ( ) c a v t li u Au/ZnO cho thậ ệ ấy các điều

ki n tệ ối ưu: pH dung dịch ban đầu là 11, nồng độ dung dịch TA ban đầu là 10 mg/L

và hàm lượng xúc tác thích h p là 0,5 g/L ợ Như vậy, trong luận văn này, việ ổc t ng

h p thành công v t li u Au/ZnO c u trúc phân tợ ậ ệ ấ ầng đã mở ra kh ả năng ứng d ng ụ

r ng rãi trong vi c x ộ ệ ử lý môi trường

Lê Tiến Đạt

H C VIÊN Ọ(Ký và ghi rõ h tên) ọ

MỤ C LỤC

M Ở ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 M c tiêu cụ ủa đề tài 2

3 Nội dung cơ bản của đề 2tài

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Đối tượng và ph m vi nghiên c u 3ạ ứ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 41.1 T ng quan v vổ ề ật liệu bán d n 4ẫ

1.1.1 Khái niệm ch t bán d n 4ấ ẫ1.1.2 C u trúc chấ ất bán dẫn 41.1.3 Năng lượng vùng c m 6ấ1.1.4 Phân lo i các loạ ại chất bán d n 7ẫ1.2 T ng quan v vổ ề ật liệu nano k m oxit (ZnO) 8ẽ

1.2.1 Tính chất vật lý và hoá học 81.2.2 C u trúc tinh th 10ấ ể1.2.3 Hình thái của vật liệt nano ZnO 111.2.4 Ứng d ng cụ ủa kẽm oxit 121.2.5 Các phương pháp tổng h p ợ ZnO 131.3 T ng quan v nano vàng 15ổ ề

1.3.1 Giới thiệu v kim lo i vàng 15ề ạ1.3.2 Giới thiệu v nano vàng 17ề1.3.3 Tính chất của hạt nano vàng 171.3.4 Ứng d ng cụ ủa hạt nano vàng 181.3.5 Các phương pháp tổng h p h t nano vàng 20ợ ạ1.4 Hiện tượng cộng hưởng plasmon b m t 22ề ặ

1.5 Pha t p các h t nano Au lên b mạ ạ ề ặt vật liệu ZnO 23

1.6 Vấn đề ử x lý chất thải độc hại hiện nay 24

1.6.1 T ng quan v ổ ề nước thải chứa các chất màu hữu cơ độc hại 24

1.6.2 Các phương pháp xử lý nước thải hiện nay 27

1.7 T ng quan v ổ ềchất màu hữu cơ Tartrazine 27

1.8 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 28

CHƯƠNG 2 THỰC NGHI M 30Ệ 2.1 Hóa chất và d ng c 30ụ ụ 2.1.1 Hoá chất 30

2.1.2 D ng c thí nghi m 30ụ ụ ệ 2.2 T ng h p vổ ợ ật liệu nano ZnO d ng hoa 31ạ 2.3 Pha t p các h t nano Au lên vạ ạ ật liệu ZnO 32

2.4 Các phương pháp đặc trưng vật liệu 33

2.4.1 Phương pháp nhiễu x Rownghen-XRD (X-Ray Diffraction) 33ạ 2.4.2 Phương pháp kính hiển vi điển t quét - SEM (Scanning Electron ử Microscope) 34

2.4.3 Phương pháp kính hiển vi điện t truy n qua - TEM ử ề (Transmission Electron Microscopy) 35

2.4.4 Phương pháp phổ h ng ngoồ ại - FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) 36

2.4.5 Phổ ph n x khu ch tán t ngo i kh kiả ạ ế ử ạ ả ến - DR/UV-Vis (Diffuse Reflectance Ultraviolet Visible)- 36

2.4.6 Phổ ộng hưở c ng thu n t ậ ừelectron - EPR (Electron Paramagnetic Resonance) ……… 37

2.5 Phương pháp đánh giá hiệu qu v t li u thông qua kh ả ậ ệ ả năng phân hủy các chất hữu cơ trong nước 39

CHƯƠNG 3 KẾT QU NGHIÊN C U VÀ TH O LU N 41Ả Ứ Ả Ậ

3.1 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng Au pha tạp trên ZnO đến hi u qu cệ ả ủa

vật liệu Au/ZnO 41

3.2 K t qu ế ả phân tích và so sánh các đặc trưng của v t li u gi a ZnO và ậ ệ ữ Au/ZnO 47

3.2.1 Kết quả phân tích SEM và EDS 47

3.2.2 Kết quả phân tích TEM 48

3.2.3 Kết quả phân tích XRD 49

3.2.4 Kết quả phân tích FT- 50IR 3.2.5 Kết quả phân tích EPR 51

3.3 Khảo sát kh ả năng hấp ph cụ ủa vậ ệt li u Au/ZnO 52

3.4 Khảo sát m t s yộ ố ế ố ảnh hưởng đếu t n kh ả năng xúc tác quang của v t li u ậ ệ Au/ZnO trong xử lý môi trường nước 53

3.4.1 Ảnh hưởng của các điều ki n chi u sáng khác nhau 53ệ ế 3.4.2 Ảnh hưởng của nồng độ chất màu ban đầu 54

3.4.3 Ảnh hưởng của khối lượng ch t xúc tác 55ấ 3.4.4 Ảnh hưởng c a pH dung dủ ịch chất màu ban đầu 57

3.4.5 Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 và O2 58

3.4.6 Ảnh hưởng của các chất màu khác nhau 61

KẾ T LUẬN 63

TÀI LIỆU THAM KH O 64Ả

DANH MỤC HÌNH ẢNHHình 1.1 Giản đồ ể bi u di n các liên k t c ng hóa tr trong m ng tinh th c a silic ễ ế ộ ị ạ ể ủ[13] 5Hình 1.2 S hình thành các electron và l ng "t do" khi m t electron có th ự ỗ trố ự ộ ểthoát ra kh i liên k t cỏ ế ủa nó [13] 6Hình 1.3 (a) Chất bán d n lo i n và (b) Ch t bán d n lo i p [13] 8ẫ ạ ấ ẫ ạHình 1.4 Kẽm oxit 8Hình 1.5 C u trúc tinh th c a ZnO [17] 10ấ ể ủHình 1.6 Cấu trúc lập phương tâm mặt tinh th Au [43] 17ểHình 1.7 Màu sắ ủa các keo vàng nano theo kích thước c c hạt 17Hình 1.8 Hiện tượng cộng hưởng plasmon b m t [49] 23ề ặHình 1.9 Một số ứ ng d ng c a chấụ ủ t màu hữu cơ trong công nghiệp 25Hình 1.10 Công thức và các thông s c a chất màu Tartrazine 27ố ủHình 2.1 Sơ đồ t ng h p F-ZnOổ ợ ……… 31Hình 2.2 Sơ đồ ổ t ng h p Au/ZnO 32ợHình 2.3 Sự tán x tia X trên b m t tinh thể 33ạ ề ặHình 2.4 Một số bước sóng đặc trưng cho mộ ốt s nhóm chức trong phổ FT IR - 36Hình 2.5 Phản x ạ gương và phản x khuy ch tán t b m t nhám 37ạ ế ừ ề ặHình 2.6 Mức năng lượng cho m t spin electron (mộ S = 1/2) trong t ừ trường Bo 38Hình 2.7 Mô hình đánh giá khả năng xử lý ch t màu c a các xúc tác 39ấ ủHình 3.1 Màu s c c a v t liắ ủ ậ ệu Au/ZnO khi thay đổ ỉ ệ hàm lượi t l ng Au pha t p ạtrên ZnO………41Hình 3.2 (a) Ph DR/UV-ổ Vis và (b) Đồ Tauc c a các m u ZnO, Au/ZnO-1, thị ủ ẫAu/ZnO-3, Au/ZnO-5 và Au/ZnO-7 42Hình 3.3 (a) Kh ả năng hấp ph TA c a ch t xúc tác vụ ủ ấ ới các hàm lượng Au ph ủtrên ZnO khác nhau; (b) Các đường cong động h c 43ọ

Hình 3.4 Cơ ch xúc tác quang c a (a) ZnO và (b) Au/ZnO 44ế ủHình 3.5 Hình ảnh SEM c a (a-b) ZnO, (c-d) Au/ZnO vủ ới độ phân gi i khác nhau; ả(e) hình nh ánh x EDS và (f) ph ả ạ ổEDS của Au/ZnO 47Hình 3.6 Hình TEM của (a-b) ZnO; (c-d) Au/ZnO vớ ội đ phân gi i khác nhau 48ảHình 3.7 Phổ XRD c a ZnO và Au/ZnO 49ủHình 3.8 Phổ -FT IR c a các m u ZnO và Au/ZnO 51ủ ẫHình 3.9 Phổ EPR c a các m u ZnO và Au/ZnO t i nhi t ủ ẫ ạ ệ độ phòng 51Hình 3.10 Khảo sát kh ả năng hấp ph c a v t li u Au/ZnO 52ụ ủ ậ ệHình 3.11 (a) Ảnh hưởng của các điều ki n chiệ ếu sáng khác nhau đến kh ả năng xúc tác quang phân h y TA củ ủa Au/ZnO; (b) Các đường cong động học 53Hình 3.12 (a) Ảnh hưởng c a nủ ồng độ TA ban đầu đến hi u qu xúc tác quang ệ ả

c a v t liủ ậ ệu Au/ZnO; (b) Các đường cong động học và (c) Dung lượng phân hủy 55Hình 3.13 (a) Ảnh hưởng c a nủ ồng độ chất xúc tác Au/ZnO đến hi u qu phân ệ ả

hủy TA; (b) Các đường cong động học và (c) So sánh dung lượng phân h y TA ủkhi s dử ụng hàm lượng xúc tác khác nhau 56Hình 3.14 (a) Ảnh hưởng c a pH dung dủ ịch TA ban đầu đến hi u qu xúc tác ệ ảquang c a Au/ZnO; (b) ủ Các đường cong động học; (c) Dung lượng phân h y TA ủ

tại các giá trị pH khác nhau và (d) Đồ thị xác đị nh pHPZC 57Hình 3.15 (a) Ảnh hưởng c a nủ ồng độ H2O2 thêm vào đến hi u qu phân hu TA; ệ ả ỷ(b) Các đường cong động học và (c) Dung lượng phân hu ỷTA ở các nồng độ H2O2 khác nhau 60Hình 3.16 (a) Ảnh hưởng c a Hủ 2O2 và O2 n kh đế ả năng phân huỷ chất màu TA và (b) Các đường cong động h c 61ọHình 3.17 (a) Ảnh hưởng c a các chất màu khác nhau đếủ n hi u qu xúc tác quang ệ ả

của Au/ZnO; (b) Các đường cong động h 62ọc

DANH M C B NGỤ Ả

B ng 1.1 Chả ất lượng nước thải của một số nhà máy d t nhu m t i Hà N i 26ệ ộ ạ ộ

B ng 3.1 Các peak nhi u xả ễ ạ, FWHM và kích thước tinh th c a các m u ZnO và ể ủ ẫAu/ZnO xét tại các m t ph ng m ng khác nhau 50ặ ẳ ạ

EDS Phổ tán sắc năng lượng tia X Energy Dispersive Spectroscopy EPR Phổ cộng hưởng spin electron Electron paramagnetic resonance FT- IR Quang phổ chuyển đổi hồng ngoại Fourier Fourier-transform infrared spectroscopy

SEM Kính hiển vi điện tử quét Scan electron microscope TEM Kính hiển vi điện tử truyền qua Transmission electron microscopy

DR/UV-VIS Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến Diffuse reflectance Ultraviolet-Visible

Để xử lý các chất hữu cơ, hiện có nhiều phương pháp khác nhau như hấp phụ, keo tụ công nghệ màng, Fenton cổ điển, UV Fenton và Fenton điện hoá,… trong , -

số đó phương pháp oxy hóa các hợp chất hữu cơ bằng oxy không khí sử dụng chất bán dẫn làm xúc tác quang dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời là một hướng nghiên cứu mới được quan tâm phát triển và ứng dụng rộng rãi trong và ngoài nước

Trong số các chất bán dẫn như Ag3PO4, ZnO, TiO2, CdS, SnO2,…, kẽm oxit (ZnO) đã thu hút nhiều s ự chú ý vì năng lượng vùng c m cao (ấ 3.37 eV), năng lượng liên kết lớn (60 eV), hoạt động xúc tác quang trong vùng UV cao, không

độc h i, ổn định hoá h c và t ng hạ ọ ổ ợp đơn giả Tuy nhiên, cũng có một số hạn chế nkhi sử dụng ZnO làm chất xúc tác quang, chẳng hạn như khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời thấp do năng lượng vùng cấm khá cao, quá trình tái tổ hợp giữa electron và lỗ trống diễn ra nhanh chóng đã giới hạn các ứng dụng thực tế của nó [1] Để giải quyết vấn đề này, giải pháp đưa ra là pha tạp một lượng thích hợp kim loại quý như Ag, Au,… vừa tăng cường khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời, đồng thời ngăn chặn sự tái tổ hợp giữa electron và lỗ trống, đem lại khả năng xúc tác quang phân hủy các chất hữu cơ hiệu quả [1-6] Các h t nano vàng có kh ạ ả năng

h p th và tán x ánh sáng cao g p 4 6 l n so v i các phân t ấ ụ ạ ấ – ầ ớ ử màu thông thường [7] Hơn nữa, đặc tính ưu việ ủt c a hạt nano vàng là không độc, có c u trúc ấ ổn định,

2

có s ự tương tác cao trên bề ặ ớ m t v i các phân t khác Vử ới các đặc tính này, nano vàng đã được nghiên c u r t nhi u trên các chứ ấ ề ất mang như ZnO, TiO2, CeO2,… để tăng cường các tính ch t củ ậấ a v t liệu, đặc bi t là trong ng d ng x ệ ứ ụ ử lý môi trường nước

Kết hợp những điều trên, em quyết định thực hiện đề tài: “Phân tích cấu

trúc, thành phần và sự tương tác plasmon của vàng trên ZnO tăng cường khả năng xúc tác quang hoá xử lý môi trường bằng các phương pháp quang học”.

2 M c tiêu cụ ủa đề tài

(i) Ch tế ạo được v t li u nano-composite Au/ZnO có c u trúc và hình thái ậ ệ ấnhư mong muốn, v i các t l khác nhau ớ ỉ ệ và độ tinh khi t cao ế

(ii) Ứng d ng v t li u c i ti n Au/ZnO ch tụ ậ ệ ả ế ế ạo được để ử lý môi trườ x ng nước b ô nhi m b i các ch t màu hị ễ ở ấ ữu cơ khó phân hủy dưới tác d ng c a các ụ ủnguồn sáng khác nhau, đặc biệt là ánh sáng mặt trời

3 Nội dung cơ bả n của đề tài

(i) T ng h p v t li u nano ZnO c u trúc phân t ng và pha t p các h t nano ổ ợ ậ ệ ấ ầ ạ ạ

Au lên vậ ệt li u ZnO

(ii) Nghiên cứu các đặc trưng của vật liệu v c u trúc và hình thái ề ấ

(iii) Nghiên c u ứ ảnh hưởng c a s ủ ự tương tác plasmon của Au trên ZnO và

kh o sát các y u t nh ả ế ố ả hưởng đến hi u qu xúc tác quang phân h y Tartrazine và ệ ả ủcác chất màu hữu cơ của vật liệ ả ếu c i ti n Au/ZnO

(iv) Đề xuất cơ chế ph n ng xúc tác quang ả ứ

3

(iv) Nghiên c u ứ ảnh hưởng c a s ủ ự tương tác plamon của các h t nano Au trên ạZnO đến kh ả năng xúc tác quang của v t liậ ệu Au/ZnO thông qua điều ki n chi u ệ ếsáng khác nhau Ngoài ra, các y u t ế ố ảnh hưởng đến kh ả năng xúc tác quang phân

h y các ch t màu hủ ấ ữu cơ như: hàm lượng Au tối ưu, nồng độ chất màu ban đầu, lượng ch t xúc tác, pH dung d ch và các chấ ị ất màu khác nhau cũng được nghiên

c u chi tiứ ết

5 Đố i tư ợng và ph m vi nghiên c u ạ ứ

- Đối tượng nghiên cứu:

(i) Vật liệu nano ZnO và vật liệu c i ti n Au/ZnO ả ế

(ii) Các ch t màu hấ ữu cơ nghiên cứu: tartrazin (TA), xanh metylen (MB), janus xanh B (JGB), congo đỏ (CR)

- Phạm vi nghiên c u: ứ

(i) Nghiên c u ứ ảnh hưởng c a s pha t p Au trên ZnO n c u trúc và hình ủ ự ạ đế ấthái của vậ ệt li u

(ii) Nghiên c u kh ứ ả năng xúc tác quang phân hủy TA và các ch t màu h u ấ ữ

cơ khác nhau của v t li u Au/ZnO ậ ệ

v t li u dậ ệ ẫn điện là các v t liậ ệu cho phép các dòng điện truy n qua còn các v t li u ề ậ ệcách điện hay không dẫn điện là các v t li u không cho dậ ệ òng điện truy n qua ềChất bán d n (semiconductor) là v t li u trung gian gi a ch t dẫ ậ ệ ữ ấ ẫn điện và chất cách điện, có nghĩa là có thể ẫn điệ ở d n một điều kiện nào đó, còn ở ột điề m u

ki n khác s không dệ ẽ ẫn điện

1.1.2 C u trúc ch t bán d n ấ ấ ẫ

Chất bán dẫn đượ ạc t o thành t các nguyên t riêng l liên k t với nhau theo ừ ử ẻ ế

m t cộ ấu trúc đều đặn, tuần hoàn để ạ t o thành m t c u trúc ộ ấ theo đó mỗi nguyên t ửđược bao quanh b i 8 electron M t nguyên t riêng l bao g m m t hở ộ ử ẻ ồ ộ ạt nhân được

t o thành t lõi c a proton (các hạ ừ ủ ạt mang điệ dương) và neutron (các hạn t không

có điện tích) được bao quanh b i các electron S lư ng electron và proton b ng ở ố ợ ằnhau, do đó nguyên tử nói chung là trung hòa v ề điện Các electron có các m c ứnăng lượng nhất định, d a trên s ự ố lượng electron trong nguyên t , mử ức năng lượng này khác nhau đố ới v i m i nguyên t trong b ng tu n hoàn Nguyên t trong ch t ỗ ố ả ầ ử ấbán d n là v t li u t nhóm IV c a b ng tu n hoàn, ho c t s k t h p c a nhóm ẫ ậ ệ ừ ủ ả ầ ặ ừ ự ế ợ ủIII và nhóm V (được g i là ch t bán d n III V), ho c c a s k t h p t nhóm II ọ ấ ẫ – ặ ủ ự ế ợ ừ

và nhóm VI (được g i là ch t bán d n II ọ ấ ẫ –VI) Silicon là v t li u bán dậ ệ ẫn được sử

d ng ph bi n nhụ ổ ế ất vì nó là cơ sở cho các chip mạch tích h p (IC) H u h t các pin ợ ầ ế

m t trặ ời cũng được làm t ừ silicon ấ C u trúc c a m t ch t bán dủ ộ ấ ẫn được th hiể ện trong hình 1.1

5

Hình 1.1 Giản đồ ể bi u di n các liên kễ ết cộng hóa tr trong m ng tinh th c a ị ạ ể ủ

silic [8]

C u trúc liên k t quyấ ế ết định các đặc tính v t li u c a ch t bán d n M t s ậ ệ ủ ấ ẫ ộ ựảnh hưởng chính c a c u trúc là gi i h n mủ ấ ớ ạ ức năng lượng mà các electron có th ểđạt được và cách chúng di chuy n trong m ng tinh th Các electron bao quanh ể ạ ể

m i nguyên t trong ch t bán d n là m t ph n c a liên k t c ng hóa tr Liên kỗ ử ấ ẫ ộ ầ ủ ế ộ ị ết

c ng hóa tr bao g m hai nguyên t "chia s " mộ ị ồ ử ẻ ột electron độc thân, sao cho mỗi nguyên t ử được bao quanh b i 8 electron ở Các điệ ửn t trong liên k t c ng hóa tr ế ộ ịđược gi c ữ ố định b i liên k t này và dở ế o đó chúng được định v t i vùng xung quanh ị ạnguyên t Vì chúng không th di chuy n ho c bi n thiên ử ể ể ặ ế năng lượng, các electron trong liên kết không được coi là "t do" và không th ự ể tham gia vào dòng điện, s ự

h p th hoấ ụ ặc các quá trình vật lý khác đòi hỏ ự ệi s hi n di n cệ ủa các electron tự do Tuy nhiên, ch không tuyỉ ở độ ệt đối, ấ ả t t c các electron mới ở trong m t s ộ ự

s p x p ngo i quan ắ ế ạ Ở nhiệt độ cao, điện t có th ử ể thu được đủ năng lượng để thoát

ra kh i liên k t cỏ ế ủa nó, và khi đó, điệ ử ẽ ựn t s t do di chuy n trong m ng tinh th ể ạ ể

và tham gia vào quá trình d n nhiẫ Ở ệt độ phòng, ch t bán dấ ẫn có đủ các electron

t ự do để cho phép nó dẫn dòng điện, trong khi hoở ặc gần nhiệt độ tuyệ ốt đ i, chất bán d n hoẫ ạ ột đ ng giống như chất cách điện

S hi n di n c a liên k t t o ra hai trự ệ ệ ủ ế ạ ạng thái năng lượng riêng bi t cho các ệelectron Vị trí năng lượng th p nh t c a electron là tr ng thái liên k t c a nó ấ ấ ủ ở ạ ế ủTuy nhiên, nếu electron có đủ nhiệt năng để phá v liên k nó s nên t do ỡ ết, ẽtrở ựKhi electron không th ể đạt được các giá tr ịnăng lượng trung gian v i hai m c này; ớ ứ

nó hoặc ở ộ ị trí năng lượ m t v ng th p trong liên k t, hoấ ế ặc nó đã đạ được đủ năng t

lượng để thoát kh i liên k t ỏ ế và do đó có một năng lượng t i thiểố u nhất định Năng

lượng t i thiểu này đượ ọố c g i là năgn lượng vùng c m c a ch t bán d n ấ ủ ấ ẫ

6

Khoảng trống do các electron để ạ l i cho phép liên k t cế ộng hóa tr di chuy n ị ể

t ừ electron này sang electron khác, do đó dường như một điện tích dương di chuyển qua m ng tinh th Kho ng trạ ể ả ống này thường được g i là "l ọ ỗtrống", và tương tựnhư một electron, nhưng mang điện tích dương

Hình 1.2 S hình thành các electron và l ng "t do" khi m t electron có th ự ỗtrố ự ộ ể

thoát ra kh i liên k t cỏ ế ủa nó [8]

1.1.3 Năng lượng vùng c m ấ

Năng lượng vùng c m c a ch t bán dấ ủ ấ ẫn là năng lượng t i thi u c n thiố ể ầ ết đểchuy n m t electron t ng thái liên k t sang tr ng thái t do mà nó có th tham ể ộ ừtrạ ế ạ ự ểgia vào quá trình d n C u trúc d i c a ch t bán d n cung cẫ ấ ả ủ ấ ẫ ấp năng lượng c a các ủelectron trên trục y và được g i là "biọ ểu đồ vùng" Mức năng lượng thấp hơn của chất bán dẫn được g i là "vùng hóa tr " (EV) và mọ ị ức năng lượng mà tại đó một điệ ửn t có th ể được coi là t ự do được g i là "vùng d n" (EC) Vùng c m (EG) là ọ ẫ ấkho ng cách gi a vùng d n và vùng hóa tr ả ữ ẫ ị

M t khi electron trong vùng d n, nó s t do di chuy n xung quanh chộ ở ẫ ẽ ự ể ất bán d n và tham gia vào quá trình d n Tuy nhiên, s di chuy n c a mẫ ẫ ự ể ủ ột điệ ửn t

đến vùng dẫn cũng sẽ cho phép m t quá trình d n b sung di n ra S di chuy n ộ ẫ ổ ễ ự ể

c a mủ ột điệ ử đến t n vùng dẫn để ạ l i m t không gian tr ng cho mộ ố ột điệ ửn t Một electron từ ộ m t nguyên t lân c n có th di chuy n vào không gian tr ng này, và ử ậ ể ể ố

7

khi electron đó di chuy n, nó s ể ẽ để l i mạ ột l ỗtrống khác Chuyển động liên t c cụ ủa không gian đố ới v i một electron, được g i là "l ng", có th ọ ỗtrố ể được minh họa như chuyển động c a m t hủ ộ ạt mang điện dương qua cấu trúc tinh th ể Do đó, sự di chuy n c a mể ủ ột điệ ử đến t n vùng d n dẫ ẫn đến không ch t o ra mỉ ạ ột điệ ửn t trong vùng d n mà còn t o ra m t l ng trong vùng hóa tr C electron và l ng ẫ ạ ộ ỗ trố ị ả ỗ trố

đều có th tham gia d n truyể ẫ ền và được g i là "h t t i đi n" ọ ạ ả ệ

Khái ni m v mệ ề ột "l ỗtrống" chuyển động tương tự như một bong bóng trong chấ ỏt l ng M c dù nó th c s là ch t l ng chuyặ ự ự ấ ỏ ển động, nhưng dễ dàng mô t ảchuyển động của bong bóng theo hướng ngược lại

1.1.4 Phân loại các loại chất bán d n ẫ

Chất bán dẫn được chia làm hai loại bán dẫn thu n và bán d n pha t p ầ ẫ ạChất bán d n thuẫ ần không được pha v i các ch t khác có nớ ấ ồng độ điệ ửn t mang điện tích âm và n ng ồ mang điện tích dương ằ b ng nhau

Chất bán d n tẫ ạp được pha thêm t p chạ ất để ạ t o nồng độ điệ ửn t và l tr ng ỗ ốkhác nhau Khi pha thêm t p ch t t o ra nạ ấ ạ ồng độ ỗ l ng nhitrố ều hơn nồng độ điện

tử, ta thu được ch được ch t bán d n lo i P Nấ ẫ ạ gượ ạc l i, khi pha thêm t p ch t t o ạ ấ ạ

ra nồng độ ỗ ố l tr ng nh ỏ hơn nồng độ điệ ửn t , ta có ch t bán d n lo i N ấ ẫ ạ

Chất bán d n loẫ ại N đượ ạc t o ra b ng cách pha thêm nguyên t hóa tr V ằ ố ị(thường là As ho c P, ặ Sn) vào chất bán d n thu n ẫ ầ Điều này khi n phân t liên kiế ử ết thừa ra một electron, nên trong bán d n lo i này h i d n ch yẫ ạ ạ ẫ ủ ếu là điệ ửn t , h t dạ ẫn thiểu s là l ốố ỗtr ng Ch t bán d n lo i Pấ ẫ ạ , tương tự ạlo i N, đượ ạc t o ra b ng cách ằpha thêm nguyên t hóa tr hóa tr III vào ố ị ị chất bán d n thu n Phân t liên k t s ẫ ầ ử ế ẽthiếu m t electron, tr ộ ở thành ion dương do đó hạ ẫt d n ch y u là l ốủ ế ỗtr ng h t d n ạ ẫthiể ố là điệ ửu s n t

Kẽm oxit còn có các tên gọi khác như là zinc white, calamine, philosopher’s wool, chinese white, flowers of zinc

Oxit k m là m t ch t d ng b t, màu ẽ ộ ấ ạ ộ trắng, không mùi K m Oxit s không b ẽ ẽ ị

bi n màu tuy nhiên chúng s chuy n sang màu vàng khi b ế ẽ ể ị đun nóng

9

- Nhiệt độ nóng chảy củ ẽa k m oxit cao (1975 °C), khi nung nóng trên 300 °C

nó s chuy n sang màu vàng, khi làm l nh l i s chuy n v màu trẽ ể ạ ạ ẽ ể ề ắng ban đầu ZnO không độc và b biị ến màu khi để trong không khí nhiở ệt độ thường Ngoài

ra, nó còn h p th t tia cấ ụ ốt ực tím và ánh sáng có bước sóng nh ỏ hơn 366 nm, có tính bán dẫn, tính áp điện, h a đi n ỏ ệ

K m oxit là mẽ ột oxit lưỡng tính, nó gần như không tan trong nướ và rược u, nhưng nó tan trong hầu h t các axit như axit hydrocloric ế

ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O

Nó cũng hòa tan trong các bazơ

ZnO + 2NaOH + H2O → Na2(Zn(OH)4) ZnO ph n ng ch m v i các axit béo trong dả ứ ậ ớ ầu để ả s n xu t các cacboxylat ấtương ứng, ch ng hẳ ạn như oleate, hoặc stearat

2C17H35COOH + ZnO → (C 17H35COO)2Zn + H2O Cho k m oxit ph n ng v i cacbon ẽ ả ứ ớ ở môi trường nhiệt độ cao, cacbon có th ể

bi n k m oxit tr v ng thái nguyên t kim loế ẽ ở ề trạ ố ại đơn chất, khi đó kẽm kim loại

s phát huy tẽ ốt hơn hợp chất kẽm oxit

ZnO + C → Zn + CO ZnO có th ph n ng d d i v i b t nhôm và b t magie, cao su clo và d u ể ả ứ ữ ộ ớ ộ ộ ầ

hạt lanh đun nóng gây ra cháy, nổ nguy hiểm

v c khác nhau: hu nh quang, xúc tác quang, y t , cự ỳ ế ảm ến khí, cao su, sơn ngành bicông nghi p, v t li u g m s , phân bón và m phệ ậ ệ ố ứ ỹ ẩm, điện hóa và t bào pin mế ặt trời Ngoài ra, ZnO cũng được s d ng rử ụ ộng rãi, đặc bi t v i vai trò là mệ ớ ột tác nhân

t ⁰

10

kháng khu n mẩ ạnh và đã được ch ng minh c ứ ụthể trong nhi u công trình trên th ề ế

gi [9-11] ới

1.2.2 C u trúc tinh th ấ ể

C u trúc c a ZnO t n tấ ủ ồ ại dưới ba dạng được th hi n trong hình 1.5: c u trúc ể ệ ấ

d ng l c giác Wurtzite ạ ụ ở điều kiện thường, c u trúc lấ ập phương giả ẽ k m (c u trúc ấblende) nhiở ệt độ cao và c u trúc lấ ập phương tâm mặt NaCl (c u trúc rocksalt) ấ

xu t hi n áp suấ ệ ở ất cao Trong đó, ở điều kiện thường, c u trúc Wurtzite là ph ấ ổ

bi n nhế ất của ZnO

Hình 1.5 C u trúc tinh th c a ZnO [12] ấ ể ủ

(a) C u trúc rocksalt; (b) C u trúc blende; (c) C u trúc Wurtzite.ấ ấ ấ

C u trúc rockslat c a ZnO ch ấ ủ ỉ đượ ạo ra dước t i áp suất thủy tĩnh cao khoảng 9,7 GPa, do đó, ZnO xuất hi n d ng c u trúc này là khá hi m M ng tinh th cệ ở ạ ấ ế ạ ể ủa ZnO g m hai phân m ng lồ ạ ập phương tâm mặ ủt c a cation Zn2+ và anion O2- l ng ồvào nhau m t kho ng 1/2 c nh c a hình lộ ả ạ ủ ập phương Mỗi ô cơ sở ồ g m 4 phân t ửZnO [13]

C u trúc tinh th d ng blende c a ZnO là m t tr ng thái c u trúc gi b n xuấ ể ạ ủ ộ ạ ấ ả ề ất

hi n nhiệ ở ệt độ cao Nó g m hai phân m ng lồ ạ ập phương tâm diện xuyên vào nhau 1/4 đường chéo ô m ng Mạ ỗi ô cơ sở ch a 4 phân t ZnO v i v trí các nguyên t ứ ử ớ ị ửnhư sau: 4 nguyên tử Zn n m b n v trí c a t di n t i các tằ ở ố ị ủ ứ ệ ạ ọa độ (0, 0, 0), (0, 1/2, 1/2), (1/2, 0, 1/2), (1/2, 1/2, 0); còn 4 nguyên t ửO nằm ở các tọa độ (1/4, 1/4, 1/4), (1/4, 3/4, 1/4), (3/4, 1/4, 3/4), (3/4, 3/4, 1/4) [13]

C u trúc tinh th c a ZnO d ng l c giác wurtzite là c u trúc ấ ể ủ ở ạ ụ ấ ổn định và bền

v ng c a ZnO ữ ủ ở điều ki n nhiệ ệt độ phòng và áp su t khí quy n và thu c nhóm ấ ể ộkhông gian P63mc ho c C46v M ng l c giác wurtzite có th coi là 2 m ng lặ ạ ụ ể ạ ục

11

giác l ng vào nhau, m t m ng ch a cation Oồ ộ ạ ứ 2- và m t m ng ch a Znộ ạ ứ 2+ và được

dịch đi một kho ng b ng u = 3/8 chiả ằ ều cao (trường hợp lý tưởng) Mỗi ô cơ sởcó hai phân t ửZnO trong đó 2 nguyên tử Zn n m ở ịằ v trí (0, 0, 0), (1/3, 1/3, 1/3); còn

2 nguyên t O nử ằm ở ị v trí (0, 0, u), (1/3, 1/3, 1/3 + u) v i u 3/8 M i nguyên t ớ ỗ ử

Zn liên k t v i 4 nguyên t O nế ớ ử ằm trên 4 đỉnh c a m t t di n gủ ộ ứ ệ ần đều Kho ng ảcách t ừ Zn đến m t trong b n nguyên t b ng u.c, còn ba kho ng cách khác b ng ộ ố ử ằ ả ằ[1/3a3 + c2(u – 1/2)2]1/2 H ng s m ng trong c u trúc l c giác wurtzite (JPCDS 36-ằ ố ạ ấ ụ1451) là a = 3,24256 Å, c = 5,1948 Å M t trong nh ng tính chộ ữ ất đặc trưng của phân m ng l c giác x p ch t là giá tr t s gi a các h ng s m ng c và a N u c/a ạ ụ ế ặ ị ỉ ố ữ ằ ố ạ ế

= 1,633 và u = 0,354 nên các m t không hoàn toàn x p chặ ế ặt Đố ới v i tinh th ZnO, ểc/a = 1,602 và u = 0,354 nên các m t không hoàn toàn x p ch t Tinh th l c giác ặ ế ặ ể ụZnO không có tâm đối xứng, do đó trong mạng t n t i tr c phân c c song song vồ ạ ụ ự ới hướng (001) Liên k t c a m ng ZnO v a là liên k t ion v a là liên k t c ng hóa ế ủ ạ ừ ế ừ ế ộtrị [14]

1.2.3 Hình thái củ ật liệa v t nano ZnO

Trong khoa h c v t li u, ZnO là m t h p ch t bán d n ọ ậ ệ ộ ợ ấ ẫ II – VI với năng lượng vùng c m trấ ực tiế ộp r ng (3,37 eV) và năng lượng liên kết kích thích lớn (60 meV)

ở nhi t đ ệ ộ phòng, do đó rất có tiềm năng trong các lĩnh vực điệ ử, quang điệ ửn t n t

và công ngh ệlaser [15-16] Như đã nêu ở trên, vật liệu này đã và đang hấp d n s ẫ ựchú ý c a nhi u nhà nghiên c u do tính chủ ề ứ ất điện và quang điện độc đáo cũng như các ứng d ng ti m tàng cụ ề ủa nó đến lĩnh vực hu nh quang, quang xúc tác, c m bi n ỳ ả ếkhí, điện hóa và t bào m t trế ặ ời,… Bên cạnh đó, ZnO có các hình thái vô cùng phong phú tùy thuộc vào phương pháp tổng hợp khác nhau, mang đến tiềm năng

ứng d ng trong nhiụ ều lĩnh vực công ngh nano K m oxit có th t n t i các c u ệ ẽ ể ồ ạ ấtrúc m t ộ chiều (1D), hai chiều (2D) và ba chi u (3D) C u trúc mề ấ ột chi u có nhi u ề ềhình thái nh t, bao g m d ng nanorods [17-19], d ng kim (needles) [20], d ng ấ ồ ạ ạ ạ

xo n c (helixes), d ng lò xo (springs) và d ng vòng (rings) [21], dắ ố ạ ạ ạng băng [22],

d ng ng [23-25], dạ ố ạng đai (belts) [26], d ng dây (wires) [27-29], và dạ ạng lưỡi lược (combs) [30] Nhiều hình thái được phát tri n d a trên hình thái nano tể ự ấm như vòng nano, cung nano hay nano d ng hoa V t li u dạ ậ ệ ạng màng thì có ưu điểm hơn

dạng nano đó là dễ thu hồi và tái sử ụng hơn d

Trong công nghi p bê tông, oxit kệ ẽm đượ ử ục s d ng r ng rãi cho bê tông sộ ản

xu t B sung ZnO cấ ổ ải thiện th i gian x lý và sờ ử ức đề kháng c a bê tông ch ng lủ ố ại nước Sơn có chứa b t oxit k m t ộ ẽ ừ lâu đã đượ ửc s d ng làm l p ph ụ ớ ủchống ăn mòn kim lo ại Chúng đặc biệt hiệu qu ả đối với sắt m kạ ẽm Sắt là chấ để ảt b o v bệ ởi vì

ph n ng v i l p ph hả ứ ớ ớ ủ ữu cơ dẫn đến độ giòn, thi u kế ết dính Sơn oxit kẽm gi l i ữ ạtính linh ho t và tuân th cạ ủ ủa họ trên các b m t ề ặ

Trong lĩnh vực y t , kế ẽm oxit đượ ức ng d ng r ng rãi V i nhụ ộ ớ ững tính năng

đa dạng c a mình, ủ ZnO có tác d ng kh trùng, giúp cho các nhà s n xu t có th s ụ ử ả ấ ể ử

dụng để ạ t o ra các lo i chạ ất dưỡng da, cũng như giúp ích r t nhiấ ều cho các nha sĩ trong một vài trường h p nha khoa c ợ ụthể Đồng thời, ZnO còn được ứng dụng để

t o ra các s n phạ ả ẩm kem dưỡng da, ch ng nố ắng cũng như bảo v làn da cệ ủa cơ thểcon người kh i nh ng ỏ ữ ảnh hưởng x u c a tia cấ ủ ực tím mà không để ạ l i nh ng ph n ữ ả

ứng ph ụ như gây ngứa, gây m n ụ

Khả năng kháng khuẩn cao t i t kớ ừ ẽm oxit còn giúp người dùng tr g u, n m ị ầ ấ

da đầu trong các s n ph m d u g i V i đ c tính oxit có kh ả ẩ ầ ộ ớ ặ ả năng khử mùi và di t ệkhu n t t, ZnO ẩ ố còn được sử ụng để ạ d t o ra các loại vải bông, hay các bao bì dùng

để đóng gói các sản phẩm dùng trong lĩnh vự ảc s n xu t đ ấ ồ ăn một cách tương đối

hi u qu Trong th thao, ệ ả ể thuốc bào ch t ZnO ế ừ được dùng thoa lên các mô để

mềm nhằm hạn ch tế ổn thương khi tập luyện

Ngoài ra kẽm oxit còn được ứng dụng trong điệ ửn t , th c ăn chăn nuôi, th y ứ ủ

sản và đặc biệt ngày nay nó đang rất phát tri n trong vai trò là v t li u xúc tác ể ậ ệquang ZnO đang là một chất thay th phù h p cho TiOế ợ 2do năng lượng vùng cấm

c a chúng gi ng nhau (ủ ố 3,2 eV) nhưng chi phí lại thấp hơn Hơn nữa, mộ ốt s các nghiên cứu đã nhấn m nh r ng ZnO th hi n hi u qu tạ ằ ể ệ ệ ả ốt hơn TiO2 trong xúc tác quang để phân hu m t s thu c nhu m trong dung dỷ ộ ố ố ộ ịch nước Nhi u nghiên c u ề ứcũng cho thấy ZnO thân thiện môi trường và kh ả năng phân hủy, khoáng hóa các

chất gây ô nhiễm môi trường c a ZnO rủ ất đáng được chú ý [10, 31- ] 33

1.2.5 Các phương pháp tổng h p ZnO ợ

Cho đến nay, v t liậ ệu nano ZnO đã đượ ổc t ng h p b ng nhi u ợ ằ ề phương pháp như: phương pháp đốt cháy, phương pháp sol – gel, phương pháp thủy nhi t, ệphương pháp nhũ tương, phương pháp kế ủt t a v i nhi u hình dớ ề ạng và kích thước khác nhau Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nh ng h n ch riêng Trong ữ ạ ế

đó, phương pháp thủy nhiệt và phương pháp đốt cháy là hai phương pháp phổ bi n, ếđơn giản và hi u qu ch t o v t li u ZnO vệ ả để ế ạ ậ ệ ới độ tinh th ể hóa và độ tinh khi t ếcao

* Phương pháp đốt cháy:

Phương pháp đốt cháy được biết như là quá trình tổng h p t lan truy n nhiợ ự ề ệt

độ cao SHS Quá trình t ng hổ ợp đốt cháy x y ra ph n ng oxi hoá kh to nhi t ả ả ứ ử ả ệ

m nh gi a h p ph n ch a kim lo i và h p ph n không kim lo i, ph n ạ ữ ợ ầ ứ ạ ợ ầ ạ ả ứng trao đổi

gi a các h p ch t ho t tính ho c ph n ữ ợ ấ ạ ặ ả ứng ch a h p ch t hay h n h p oxi hoá kh ứ ợ ấ ỗ ợ ử

t o ra s n phạ ả ẩm có độ tinh khi t cao và d ế ễ dàng điều khi n kể ích thước và hình d ng ạ

s n ph m ả ẩ

Tùy thu c vào tr ng thái c a các ch t ph n ng, t ng hộ ạ ủ ấ ả ứ ổ ợp đốt cháy có th ểđược chia thành: đốt cháy pha rắn đốt cháy dung dịch và đốt cháy pha khí Để ngăn

ng a s ừ ự tách pha cũng như tạo độ đồ ng nh t cho s n phấ ả ẩm, phương pháp hoá học

ướt thường s d ng các tác nhân t o gel ử ụ ạ

14

Ưu điểm của phương pháp đốt cháy là có th t o ra b t tinh th nano oxit mể ạ ộ ể ịn

ở nhiệt độ thấp hơn trong một th i gian ng n và có th ờ ắ ể đạt ngay đến s n ph m cuả ẩ ối cùng mà không c n ph i x lý nhi t thêm nên h n ch ầ ả ử ệ ạ ế đượ ự ạc s t o pha trung gian

và tiết kiệm được năng lượng

* Phương pháp sol-gel

T sol là t u c a danh t ừ ừ đầ ủ ừ “solution”, còn từ gel là t u cừ đầ ủa “gelation”

S dử ụng phương pháp sol-gel ta có th ểchế ạ t o ra các h p chợ ất ở ạ d ng kh i, siêu ố

m n, màng m ng và s i Mị ỏ ợ ột cách đơn giản nhất, phương pháp này được mô t vả ới hai lo i ph n ạ ả ứng cơ bản là ph n ng thả ứ ủy phân và polyme hóa ngưng tụ Hạt được

t o thành t n tạ ồ ại ở ạ d ng gel [34]

Phương pháp sol-gel được th c hi n theo quy trình sau: ự ệ

Quá trình tạo sol bao g m sựồ hòa tan các ion kim lo i ho c các oxit kim lo i ạ ặ ạ

ki m, các mu i kim lo i hề ố ạ ữu cơ trong dung môi rượu ho c các mu i kim lo i vô ặ ố ạ

cơ trong dung môi nướ ạc t o thành th huy n phù, sol s nh thành khi các huyể ề ẽhì ền phù tr nên ch t keo lở ấ ỏng Sol sau đó chuyển đổi thành gel thông qua s ự ngưng tụ Gel s y khô s chuy n thành xerogel, nhấ ẽ ể ằm tách nước và nhi t phân các ch t hệ ấ ữu

cơ Giai đoạn ti p theo là nung xerogel t o thành tinh th b t [34] ế ạ ể ộ

Ưu điểm của phương pháp này là có thể ử ụ s d ng nhi u lo i v t li u khác ề ạ ậ ệnhau, có kh ả năng thích ứng v i nhiớ ều điều ki n ph n ng, t o ra các h t có kích ệ ả ứ ạ ạthước tương đố ồng đều, đồi đ ng nh t, nh , mấ ỏ ịn… Nhược điểm của phương pháp này là do s khác bi t v tự ệ ề ốc độ thủy phân c a các chủ ất ban đầu có th dể ẫn đến tính không đồng nh t hóa h c, có th t n t i các pha th không mong mu n [34] ấ ọ ể ồ ạ ể ố

* Phương phápthủ y nhi t: ệ

Phương pháp thủy nhiệt được định nghĩa là phương pháp nuôi tinh thể dưới điều ki n nhiệ ệt độ và áp suất nước cao t các chừ ất được hòa tan ở điều ki n và áp ệsuất thường (dưới 100oC và dưới 1 atm)

15

Phương pháp này ra đờ ừ năm 1939, do nhà hóa học người Đứi t c Robert Bunsen đưa ra Ban đầu phương pháp này sử ụng để d chế ạ t o các hạt đơn tinh thể, các khoáng ch t ch a trong m t bình chấ ứ ộ ịu được áp su t và nhiấ ệt độ cao, một gradient nhiệt độ ở hai đầu đố i di n cệ ủa bình được duy trì trong su t quá trình, ố ởđầu nóng hơn sẽ hòa tan các ch t và u lấ ở đầ ạnh hơn các mầm đơn tinh thể ắt đầ b u được hình thành và phát tri n ể

Cho tới nay, phương pháp này đã phát triển hơn rất nhi u so về ới phương pháp truy n th ng, dung môi không còn h n ch ề ố ạ ế ở dung môi nước mà có th s d ng ể ử ụcác dung môi hữu cơ, sử ụ d ng thêm các ch t hoấ ạt động b mề ặt,… với mục đích sử

dụng để chế ạ t o các hạt có kích thước nh ỏ như kích thước c micro mét, nano ỡmét,…

Phương pháp này có đặc điểm là k t tế ủa đồng thời các hiđroxit kim loạ ởi điều ki n nhi t và áp su t cao, khu ch tán các ch t tham gia ph n ng tệ ệ độ ấ ế ấ ả ứ ốt, tăng đáng kể ề ặ ế b m t ti p xúc c a ch t ph n ủ ấ ả ứng, do đó có thể điều ch đư c nhi u v t ế ợ ề ậliệu mong mu n Ngoài ra, s dố ử ụng phương pháp thủy nhi t còn có khá nhiệ ều ưu điểm như: cho sản ph m tinh th ẩ ể có độ tinh khi t cao, s d ng nh ng ti n ch t có ế ử ụ ữ ề ấgiá thành r t o ra s n ph m có giá tr cao, khi s d ng nh ng ti n ch t khác ẻ để ạ ả ẩ ị ử ụ ữ ề ấnhau thì s n phả ẩm điều ch s có hình d ng khác nhau, có th thông qua nhiế ẽ ạ ể ệt độthuỷ nhiệt để điều ch nh ỉ kích thước tinh th [ ] ể 35

Tại nghiên cứu này, vật liệu nano ZnO được lựa chọ ổn t ng hợp theo phương pháp th y nhiủ ệt đơn giản

1.3 T ng quan v nano vàng ổ ề

1.3.1 Giới thiệ ều v kim lo i vàng ạ

a T ng quát ổ

Vàng là tên nguyên t hóa h c có ký hi u là Au; là kim loố ọ ệ ại quý đứng v ịtrí

thứ 79 trong b ng h ốả ệ th ng tu n hoàn, thu c nhóm IB, có cầ ộ ấu hình điện t ửXe5d106s và Xe5d96s2 Nguyên t ử Au có năng lượng hai m c 5d và 6s x p x ở ứ ấ ỉnhau nên có s c nh tranh gi a l p d và l p s Vàng là kim lo i chuy n ti p, m m, ự ạ ữ ớ ớ ạ ể ế ề

d u n, d dát m ng , màu vàng và chi u sáng Vàng không ph n ng v i h u hễ ố ễ ỏ ế ả ứ ớ ầ ết các hóa chất nhưng lại ch u tác d ng cị ụ ủa nước cường toan (HNO3 + 3HCl) để ạo t

16

axit cloroauric, cũng như chịu tác d ng c a dung d ch xyanua c a các kim lo i ụ ủ ị ủ ạ

ki m Kim lo i này có d ng qu ng ho c hề ạ ở ạ ặ ặ ạt trong đá và trong các mỏ ồ b i tích Vàng được dùng làm m t tiêu chu n ti n t nhiộ ẩ ề ệ ở ều nước, cũng như đượ ử ục s d ng trong các ngành trang sức, nha khoa, điệ ửn t ,…

b Tính chất vật lý

Ở ạ tr ng thái kh i, Au kim lo i có ánh kim, màu vàng, cùng nhóm v i Ag và ố ạ ớ

Cu nhưng mềm hơn, có tính dẻo cao, d dát m ng và kéo sễ ỏ ợi Người ta có th dát ểvàng thành lá m ng t i mỏ ớ ức ánh sáng có thể xuyên qua Vàng có tỷ ng chtrọ ất rắn ( 20 ở oC) là 19,32 g/cm3, nhiệt độ nóng ch y là 1063,4 ả oC, nhiệt độ sôi là 2880 oC,

d d n nhi t, dễ ẫ ệ ẫn điện (độ ẫn điệ d n là 40.107 Ω/m, độ ẫ d n nhi t là 350 W/m.K), ệ

b n trong không khí khô và ề ẩm [36] Vàng có r t nhiấ ều đồng v t ị ừ đến

nhưng trong đó chỉ có m t đ ng v b n t n t i trong t nhiên là ộ ồ ị ề ồ ạ ự

4Au + 8KCN + O2 + 2H2O 4K(Au(CN)→ 2) + 4KOH

- S oxy hóa c a vàng trong các h p ch t cố ủ ợ ấ ủa nó thay đổi t -ừ 1 đến +5 nhưng

Au (I) và Au (III) là phổ ế bi n nh t Trấ ạng thái oxy hóa thường g p c a vàng là +1 ặ ủ

17

Hình 1.6 C u trúc lấ ập phương tâm mặt tinh th [38] ểAu

1.3.2 Giới thiệ ều v nano vàng

Cùng v i s phát tri n c a khoa hớ ự ể ủ ọc – công nghệ, nano vàng đang nhận được

r t nhi u s quan tâm c a các nhà khoa h c trong viấ ề ự ủ ọ ệc tổng hợp các kích thước và hình d ng khác nhau, phát tri n và m ra nhiạ ể ở ều cơ hội mới, nhiều hướng ng d ng ứ ụ

c a nó Khác v i d ng vàng kh i, nano vàng th hi n các tính chủ ớ ạ ố ể ệ ất hóa ký đặc trưng tùy thu c vào tộ ừng kích thước và hình d ng khác nhau c a h t nano Các ạ ủ ạtính chất đặc bi t này là tiệ ền đề để phát tri n trong ng dể ứ ụng trong các lĩnh vực như: xúc tác, sinh học, năng lượng,… Các hạt nano vàng có kích thướ ừc t 1 nm

đến 8 m, với nhiều hình dạng khác nhau như hình cầu, hình răng cưa, hình bát diện, hình lục giác hay nanorod,… Ưu điểm chính của hạt nano vàng là chúng không gây độc tế bào và diện tích bề mặt lớn [39]

1.3.3 Tính chấ t của h t nano vàng ạ

* Tính chất quang học: Sự khác nhau đáng chú ý giữa vàng nano và kim loại

vàng dạng khối là sự thay đổi màu sắc của chúng, cụ thể là sẽ chuyển từ màu vàng sang màu đỏ tía, màu xanh hoặc màu tím phụ thuộc vào kích thước của hạt nano (Hình 1.4) Sự thay đổi màu sắc là do hiệu ứng plasmon bề mặt tạo ra

Hình 1.7 Màu sắ ủa các keo vàng nano theo kích thước hạt c c

* Tính dẫn điện: Tính dẫn điệ ốt, điện t n tr kim nh nh vào mở ỏ ờ ật điện điện

t t do cao ử ự

18

* Tính chất từ: Các kim loại quý như vàng, bạc,… có tính nghịch t ng ừ ởtrạthái kh i do s bù tr cố ự ừ ặp điệ ửn t Khi v t li u thu nh ậ ệ ỏ kích thước thì s bù tr s ự ừ ẽkhông còn toàn di n n a và vệ ữ ật liệu có t ừ tính tương đối m nh ạ

* Tính ch t nhiấ ệt: Nhiệt độ nóng chảy củ ậ ệa v t li u ph ụthuộc vào mức độ liên

kết giữa các nguyên tử trong m ng tinh th Trong tinh th , m i m t nguyên t có ạ ể ể ỗ ộ ử

m t s các nguyên t lân c n có liên k t m nh g i là s ph i v Các nguyên t ộ ố ử ậ ế ạ ọ ố ố ị ửtrên b m t v t li u s ph i v nh ề ặ ậ ệ ẽ ố ị ỏ hơn số ph i v c a các nguyên t bên trong ố ị ủ ử ởnên chúng có th d dàng tái s p xể ễ ắ ếp để có trạng thái khác hơn Như vậy, n u kích ếthước c a h t nano gi m, nhiủ ạ ả ệt độ nóng ch y s gi m Ví d , h t nano vàng kích ả ẽ ả ụ ạthước 2 nm có nhiệt độ nóng ch y là 500ả , kích thước 6 nm có nhiệt độ nóng chảy là 950

* Xúc tác trên chất mang: Xúc tác nano vàng thể hiện tính chọn lọc cao Tuy nhiên, các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của vàng chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ Nhưng sự tồn tại của hạt nano vàng (<10 nm) là yêu cầu cần thiết nhất trong quá trình tổng hợp xúc tác vàng Ngoài ra, nano vàng còn có khả năng kháng độc, nhất là chống lại sự nhiễm độc của lưu huỳnh Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng nano vàng trên chất mang có khả năng chịu sự đầu độc của lưu huỳnh gấp 5 – 7 lần so với xúc tác thông thường

1.3.4 Ứng dụng của h t nano vàng ạ

Các h t nano vàng v i các tính chạ ớ ất quang, điện và t c bi t do hình d ng ừ đặ ệ ạ

và kích thước c a chúng, vì vủ ậy, chúng đã được quan tâm đặc biệt trong các lĩnh

v c nghiên cự ứu, đặc biệt trong lĩnh vực c m bi n hóa h c, sinh hả ế ọ ọc [40], quang điệ ửn t [41], xúc tác [42] và điều tr ị ung thư [43],…

* Trong y học:

Các hạt nano vàng có đặc tính t phát nhiự ệt dưới tác d ng c a b c x laser ụ ủ ứ ạĐặc tính này có th ể được s d ng luân phiên hay b sung cho li u pháp tia X trong ử ụ ổ ệchữa tr m t s bị ộ ố ệnh ung thư Các nhà khoa học đã nghiên cứu s phá h y các mô ự ủ

t bào b ng cách s d ng nh ng viên thu c tr ế ằ ử ụ ữ ố ị ung thư bên trong khối u Để đưa

nh ng chữ ất này vào đúng vịtrí, các nhà khoa học tạo ra nh ng viên nh ng rữ ộ ất nhỏ

với kích thước vài nm V ngoài viên nhỏ ộng được c u t o b i nhi u l p polyme ấ ạ ở ề ớ

r t mấ ỏng đặt lên nhau, cho phép chúng vượt qua d dàng l p màng bên ngoài t ễ ớ ế

19

bào Trên b m t viên nh ng là nh ng hề ặ ộ ữ ạt nano được sử ụ d ng t nh ng nguyên t ừ ữ ử

b c và vàng Khi h p th vào nh ng t bào trong kh i u, viên nh ng s di chạ ấ ụ ữ ế ố ộ ẽ uyển

b ng tia h ng ngo i S c nóng này s y nh ng h t vàng di chuy n khi n viên ằ ồ ạ ứ ẽ đẩ ữ ạ ể ế

nh ng v ộ ỡra và phá vỡ ết cấ k u nh ng t bào ác tính ữ ế

* Trong cảm biến:

Các b c m bi n d a trên h t nano vàng có th phát hi n các ion kim loộ ả ế ự ạ ể ệ ại khác nhau b ng cách làm vi trên nguyên tằ ệc ắc thay đổi màu s c do s kắ ự ết hợp các

h t nano vàng Nh ng lo i c m biạ ữ ạ ả ến này đã được s d ng rử ụ ộng rãi để phát hi n ệ

đồng, chì, thủy ngân và asen trong nước

* Trong linh kiện điệ ửn t :

Một ứng d ng quan tr ng khác c a các h t nano vàng là trong các thi t b ụ ọ ủ ạ ế ị

nh Các h t nano vàng ph v i chớ ạ ủ ớ ất cách điện thích hợp để giúp các thi t b ghi ế ị

nh ớ ổn định và cách điện, ngăn sự tích t cụ ủa điện tích khi trường đã được tháo b ỏ

* Trong m phỹ ẩm:

Hiện nay, nano vàng được sử ụ d ng r t nhiấ ều trong mĩ phẩm làm p da: đẹ

- Serum nano vàng được tinh luy n t quá trình phân rã chuy n hóa t o thành ệ ừ ể ạ

d ng phân t nh d dàng th m sâu vào t ạ ử ỏ ễ ấ ế bào đáy của da, kích thích chúng hoạt

động, lo i b nh ng t bào già y u và s n sinh nhanh ra các t bào m i giúp nuôi ạ ỏ ữ ế ế ả ế ớdưỡng làn da kh e m nh ỏ ạ

- Thúc đẩy s ự lưu thông máu: nano vàng có khả năng chống oxi hóa mạnh

mẽ, thúc đẩy s ự lưu thông máu, có hiệu qu ả trong ngăn ngừa lão hóa, cũng như

lo i bạ ỏ nh ng v t tàn nhang, làm cho da sữ ế ạch hơn,…

- Hoạt hóa da: nh ng h t nano vàng h p th trong da làm lo i b nh ng tees ữ ạ ấ ụ ạ ỏ ữbào ch t, giúp da tái t o nh ng t bào m i nhanh chóng Không ch ế ạ ữ ế ớ ỉloại bỏ nh ng ữ

nếp nhăn mà còn thúc đẩy quá trình t ng hổ ợp collagen giúp duy trì độ đàn hồi cho

da

- Trung hòa và làm s ch vì chúng có kh ạ ả năng thải độc, vì th ế ngăn chặn

nh ng vữ ấn đề như mụn và điều tr m n ị ụ

20

* Trong b o v ả ệ môi trường:

X ử lý nước th i b ng màng th m thả ằ ẩ ấu ngược, phát hi n ra các ion kim loệ ại độc hại như những kim lo i n ng Pbạ ặ 2+, Cr2+, Hg2+,… thường là nh ng chữ ất gây độc cho môi trường, gây nên nh ng nguy h i cho s c kh e cữ ạ ứ ỏ ộng đồng n u chúng có ế

mặt trong nước u ng v i nố ớ ồng độ chỉ vài ph n tri u Pbầ ệ 2+ r t nguy hi m cho tr ấ ể ẻ

em, gây nên ch ng ch m phát triứ ậ ển Đầu c m th s c k s d ng nano vàng rả ụ ắ ế ử ụ ất

nhạy để phát hi n ra các ion kim lo i này ệ ạ

Ngoài ra, hi n nay, vi c s d ng mệ ệ ử ụ ột lượng thích h p kim loợ ại quý như Ag hay Au trên chất mang như ZnO, TiO2,… đóng vai trò là chất xúc tác quang trong

x ử lý nước thải cũng đượ ấc r t nhi u nhà khoa h c quan tâm nghiên c u và phát ề ọ ứtriể ứn ng d ng Các ch t xúc tác quang này có kh ụ ấ ả năng phân hủy hi u qu các ệ ảchấ ữu cơ đột h c hại trong nước như phenol, tartrazine, janus green B, bisphenol A,… dưới tác d ng c a nguụ ủ ồn sáng như ánh sáng mặt trời hay đèn UV,… Đây là các ch t h u có b n v ng, khó phân h y sinh h c, kh ấ ữ ề ữ ủ ọ ả năng tồn lưu trong nước thả ấi r t lâu, gây ảnh hưởng t i chớ ất lượng nước cũng như sức kh e cỏ ủa con người 1.3.5 Các phương pháp tổng hợ p hạt nano vàng

Cho đến nay, đã có rất nhiều phương pháp khác nhau để ổ t ng h p các h t ợ ạnano vàng, nhưng mỗi một phương pháp chỉ tối ưu cho vi c t ng h p các h t trong ệ ổ ợ ạ

m t phộ ạm vi kích thước và hình d ng nhạ ất định [7] Phương pháp tổng h p vàng ợnano có th ể được chia thành 4 nhóm chính: nhóm phương pháp khử hóa h c, nhóm ọphương pháp chiếu xạ, nhóm phương pháp sinh tổng hợp và nhóm phương pháp

* Phương pháp sinh tổng hợp: Phương pháp sinh tổng hợp để tổng hợp các hạt nano vàng bằng việc sử dụng các dung môi và tác nhân khử thân thiện với môi trường Sinh tổng hợp các hạt nano vàng đi từ thực vật trong những năm gần đây

đã thành công, tổng hợp hiệu quả, nhanh chóng Tổng hợp nano từ thực vật cho

21

giá thành rẻ so với tổng hợp từ kim loại vàng, đồng thời thực vật cung cấp vàng ở dạng hoàn toàn thích hợp với việc sử dụng công nghệ nano sinh học đang rất phát triển Một ví dụ đó là sử dụng màng sinh học vô trùng tự nhiên (ESM) để tổng hợp các hạt nano vàng có kích thước 25 7 nm

* Phương pháp khử vật lý: Cơ chế chính của phương pháp là dùng các tác nhân vật lý như chùm điện tử hay các sóng điện từ năng lượng cao như tia gamma, tia tử ngoại, tia laser,… khử ion kim loại thành kim loại Phương pháp này có thể thu được các hạt nano có kích thước khác nhau nhưng phải sử dụng các chùm tia

có năng lượng cao gây nguy hại đến sức khỏe con người trong quá trình tổng hợp; đồng thời cần máy móc phức tạp, hiện đại để điều khiển các nguồn năng lượng nên đòi hỏi chi phí cho trang thiết bị cao Chính vì vậy, hiện nay, phương pháp khử vật

lý ít được sử dụng trong nghiên cứu tổng hợp các hạt nano vàng

* Phương pháp khử hóa học: Từ trước đến nay, phương pháp khử hóa học được sử dụng chủ yếu để tổng hợp các hạt nano trong nghiên cứu và trong ứng dụng thực tiễn Có thể nói, khử các hợp chất phức tạp của kim loại trong dung dịch loãng là cách thức chung nhất để tổng hợp các hạt nano kim loại Người ta thay đổi các yếu tố như các tiền chất ban đầu, tác nhân khử, các yếu tố hóa lý,… để điều khiển phản ứng khử và quá trình hình thành, phát triển của hạt nano Để tổng hợp các hạt nano vàng người ta thường khử dung dịch loãng của chloroaurat (AuCl4-) với các chất khử khác nhau như: axit citric, natri tetrahidroborat NaBH4, natri citrat

Na3C6H5O7, etanol,… tùy thuộc vào mục đích muốn đạt được Có thể nói, đây là phương pháp đơn giản và nhanh chóng, hiệu quả để tổng hợp các hạt nano kim loại Hiện nay, người ta mở rộng phương pháp này bằng cách kết hợp sử dụng các tác nhân vật lý và sinh học tác động vào quá trình khử để nâng cao hiệu quả của quá trình

Trong phương pháp khử hóa học, kích thước và sự phân bố kích thước của các hạt nano thu được chịu ảnh hưởng mạnh của loại chất khử dùng để tổng hợp các hạt nano Thông thường, phản ứng dùng chất khử mạnh thì vận tốc phản ứng nhanh và tạo điều kiện thuận lợi để tạo thành các hạt có kích thước nhỏ hơn Chất khử yếu làm vận tốc phản ứng chậm và các hạt nano hình thành có kích thước lớn hơn Tuy nhiên, vận tốc phản ứng chậm lại tạo điều kiện thuận lợi về kích thước hạt, làm cho các hạt tạo thành được đồng nhất hơn Việc lựa chọn tác nhân khử

1.4 Hiện tượng cộ ng hư ởng plasmon b m t ề ặ

Như đã đề ậ ở c p trên, s ự khác nhau đáng chú ý giữ vàng nano và kim lo i ạvàng d ng kh i là s ạ ố ự thay đổi màu s c khác nhau tùy thuắ ộc vào kích thước hạt nano vàng S ự thay đổi này là do hiện tượng plasmon b m t t o ra Chính vì tính ề ặ ạ

chất này mà nano vàng đượ ức ng d ng trong nhiụ ều lĩnh vực khác nhau, đặc bi t là ệtrong xúc tác quang phân h y các chủ ấ ữu cơ độc ht h ại dưới tác d ng cụ ủa ánh sáng

m t tr ặ ời

* Hiện tượng cộng hưởng plasmon b mề ặt: Hiện tượng “cộng hưởng plasmon b mề ặt” (SPR) được giải thích là: điện trường của sóng điệ ừ tác độn t ng lên các electron t do trên b m t h t nano, làm electron b d n v m t phía, gây ự ề ặ ạ ị ồ ề ộ

ra s phân c c (Hình 1.8ự ự ) Sau đó, dưới tác d ng c a l c ph c h i Coulombic, ụ ủ ự ụ ồ các electron sẽ ở ạ ị trí ban đầ tr l i v u Vì có b n chả ất sóng, nên điện trường dao động làm cho sự phân cực này dao động theo S ự dao động này được gọi là “plasmon” Hiện tượng cộng hưởng plasmon b m t là s kích thích các electron t do bên ề ặ ự ựtrong vùng d n, d n t i s ẫ ẫ ớ ự hình thành các dao động đồng pha Khi kích thước của

m t tinh th nano kim lo i nh ộ ể ạ ỏ hơn bước sóng c a b c x t i, hiủ ứ ạ ớ ện tượng c ng ộhưởng plasmon b m t xu t hi n ề ặ ấ ệ

Đố ới v i các h t nano Au, khi t n s c a sóng ánh sáng t i b ng t n s dao ạ ầ ố ủ ớ ằ ầ ố

động của các điệ ử ẫn t d n trên b m t h t nano Au s có hiề ặ ạ ẽ ện tượng cộng hưởng plasmon b mề ặt Ánh sáng được chi u t i h t nano Au, d i tác d ng cế ớ ạ ướ ụ ủa điện trường ánh sáng tới, các điệ ửn t trên b m t h t nano Au ề ặ ạ được kích thích, ng đồthờ ẫi d n tới một dao động đồng pha (dao động t p th ), gây ra mậ ể ột lưỡng cực điện

ở h t nano Auạ Điều này d n t i s h p th m nh c a ánh sáng vùng kh ki n, kéo ẫ ớ ự ấ ụ ạ ủ ả ếtheo s ự thay đổ ới l n v màu s c c a dung d ch nano vàng S ề ắ ủ ị ố lượng và v trí cị ủa

d i plasmon ph ả ụthuộc ch yủ ếu vào kích thước và hình thái của hạt vàng nano Vì

v y, peak cậ ộng hưởng có th ểxuất hi n trong vùng kh kiệ ả ến đến vùng h ng ngoồ ại

g n Ngoài ra, h ng s ầ ằ ố điện môi c a v t li u c u trúc nano, ch s khúc x c a môi ủ ậ ệ ấ ỉ ố ạ ủ