Học phần hóa lý dược đề tài hệ phân tán keo

1 Phương pháp phân tán Phân tán là quá trình dùng năng lượng để phá vỡ lực liên kết bên trong các hạt thô để tạo ra các hạt mới có kích thước của hạt keo.. Về nguyên tắc ngưng tụ tạo hệ

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT Y-DƯỢC ĐÀ NẴNG

KHOA DƯỢC

Đề tài: HỆ PHÂN TÁN KEO

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Đặng Thị Mỹ Huệ

Lớp: ĐH Dược 10B – Nhóm 5

Đà Nẵng - 202 4

MỤC LỤC

Lời mở đầu 2

I Hệ phân tán keo 3

1 Điều chế 3

1 1 Phương pháp phân tán 3

1.2.Phương pháp ngưng tụ 3

2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến điều chế hệ phân tán keo 4

2.a Phương pháp phân tán 4

2.b Phương pháp ngưng tụ 5

3 Hạt keo 6

a) Cấu tạo 6

b) Các yếu tố làm keo tụ 6

II Ứng dụng: Nano sắt 8

1 Định nghĩa Nano sắt 8

2 Điều chế 9

2.1 Các phương pháp điều chế hạt nano 9

2.1.1 Phương pháp Laser Ablation (từ trên xuống) 10

2.1.2 Hình thành hạt nano từ các nguyên tử hoặc ion (từ dưới lên) 11

2.2 Phương pháp thực nghiệm: Chế tạo hạt nano sắt hóa trị 0 12

a) Hóa chất và thiết bị 12

b) Quy trình điều chế 12

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến điều chế nano sắt trong xử lí nước thải 13

3 Ứng dụng nano sắt từ xử lý Cr (IV) trong nước thải công nghiệp 14

3.1 Cơ chế xử lý nước thải của nano sắt 14

3.2 Đối tượng 16

3.3 Cách xử lí 16

3.4 Nguyên tắc xử lý 17

3.5 Yếu tố ảnh hưởng 18

3.6 Kết quả 21

3.7 Một số ứng dụng khác 21

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thế giới phức tạp và đa dạng của hóa học và vật lý, hệ keo hay còn được biết đến là hệ phân tán keo, một lĩnh vực đầy thách thức và hứa hẹn Được định nghĩa bởi sự tương tác giữa hai thể của vật chất, hệ keo mang đến những hiểu biết quan trọng về cách các chất phân tán tương tác và tồn tại trong môi trường đa dạng

Ở cơ bản, hệ keo bao gồm một dạng hỗn hợp nằm giữa sự kết hợp của hỗn hợp đồng nhất và hỗn hợp không đồng nhất Các phân tử hoặc hạt nhỏ của chất phân tánhiện diện trong một môi trường phân tán khác, tạo ra một tương tác động lực và cấutrúc độc đáo Chính điều này đã đưa ra nhiều câu hỏi và thách thức cho cộng đồng khoa học, đồng thời mở ra cánh cửa cho nhiều ứng dụng thực tế trong cuộc sống hàng ngày

Hệ phân tán keo không chỉ giới hạn trong các phòng thí nghiệm với những thí nghiệm hóa học phức tạp; ngược lại, chúng tồn tại xung quanh chúng ta mỗi ngày

Từ bát bơ ngon lành trên bàn ăn hàng ngày đến sự mềm mại của kem sữa tại quán kem góc phố, hệ keo hiện diện trong mọi khoảnh khắc của cuộc sống

Cuộc hành trình khám phá về hệ keo đã bắt đầu từ những ngày đầu của thế kỷ 19, khi nhà khoa học người Scotland Thomas Graham đặt nền móng cho một lĩnh vực nghiên cứu đầy triển vọng Trải qua thời gian và nỗ lực nghiên cứu, chúng ta ngày càng nhận thức rõ hơn về tính chất và ứng dụng của hệ phân tán keo, mở rộng cánh cửa cho sự đổi mới và tiến bộ trong nhiều lĩnh vực khác nhau

Tiểu luận này sẽ dẫn dắt chúng ta vào thế giới phức tạp của hệ keo, tìm hiểu về cấu trúc, tính chất và ứng dụng của chúng trong cuộc sống hàng ngày Một trong nhữngứng dụng tiêu biểu của hệ keo trong thực tế là sự kết hợp độc đáo của nano sắt trong xử lý nước thải Nano sắt, khi được tích hợp vào hệ keo, không chỉ tăng cường khả năng kết tụ các chất ô nhiễm mà còn mở ra những phương pháp xử lý nước thải hiệu quả, giúp cải thiện chất lượng nước và bảo vệ môi trường Chúng ta

sẽ khám phá chi tiết về ứng dụng này trong bài tiểu luận.Hãy cùng nhau khám phá

sự phong phú và đa dạng của hệ keo, nơi mà khoa học và thực tế gặp nhau để tạo ranhững hiểu biết mới và tiến bộ không ngừng

I.Hệ phân tán keo

1.Điều chế

Hệ keo là hệ phân tán có kích thước tiểu phân phân tán khoảng từ 1nm- 500nm

Có 2 phương pháp điều chế:

1 1 Phương pháp phân tán

Phân tán là quá trình dùng năng lượng để phá vỡ lực liên kết bên trong các hạt thô

để tạo ra các hạt mới có kích thước của hạt keo

- Phân tán bằng năng lượng cơ học:

Thủ công: dùng cối chày

Máy móc: máy nghiền bị, máy đồng hóa

- Phân tán bằng năng lượng điện:

Dùng hồ quang điện với điện cực chính là pha phân tán, thường dùng để điều chế keo kim loại, kim loại bay hơi do hồ quang điện phân tán vào môi trường nước

-Phân tán bằng siêu âm: Dùng sóng siêu âm (tần số 10-30 nghìn lần/giây) →

tạo hệ keo

Đặc biệt thuận lợi để phân tán các khối dẻo ưa nước thành hỗn hợp loãng trong nước hoặc các mô mềm như các tổ chức gan, não, thận tạo thành dung dịch đồng thể động vật

-Phân tán bằng tác nhân hóa học (peptit hoá): Là phương pháp chuyển 1 kết

tủa trở lại trạng thái keo nhờ các tác nhân peptit hóa - thường là các tác nhân hóa học

Nếu kết tủa là do hạt keo hấp phụ các ion điện ly tạo sự keo tụ chất peptit hóa phải tách được các ion đó ra khỏi tủa

Nếu kết tủa là do các hạt của các chất phân tán không có các yếu tố bảo vệ (thiếu ion tạo thế, thiếu chất tạo vỏ solvat) → bổ sung thêm các yếu tố bảo vệ

ví dụ: tạo keo xanh phổ

→ KFe[Fe ] + KCL Giai đoạn rửa tủa bằng nước: Nếu tủa đã hấp phụ ion hóa trị cao hoặc có bán kính lớn thì lực hấp phụ khá mạnh→ rửa tủa cho nhiều lần cho đến sạch

Giai đoạn peptit hóa bằng chất điện lỵ khi nhỏ từ từ acid oxalic vào tủa

KFe(Fe(CN)] dung dịch keo xanh phố vì ion oxalate CO, sẽ hấp phụ lên bề mặt hạt keo hạt keo tích điện âm đẩy nhau

Ví dụ: Cho FeCl3 vào ống nghiệm đựng keo thô Fe(OH)3 và lắc, một lúc sau dung dịch có màu đỏ thắm và kết tủa biến mất

1.2.Phương pháp ngưng tụ

Có 3 phương pháp làm ngưng tụ các phân từ trong dung dịch tạo ra tiểu phân keo

* Phương pháp ngưng tụ do phản ứng hóa học: chất mới tạo ra do phản ứng hoá

học có độ tan nhỏ, kết tụ lại tạo tiểu phân keo

Ví dụ: tiểu phân keo lưu huỳnh được tạo thành từ phản ứng: 2H S+₂S+ O2=2H O+2S₂S+

Công thức tiểu phân keo: {[(mS,nHS-)(n-x)H+]xH+}

Ví dụ: tiểu phân keo sắt hydroxyd tạo thành từ phản ứng:

FeCl3+3H2O= Fe(OH)3 +3HCl

Công thức tiểu phân keo:

{[(mFe(OH)3nFe3+)(3n-x)CI-]xCI-}

* Phương pháp ngưng tụ do thay đổi dung môi: khi thay đổi dung môi về độ

phân cực, pH, nồng độ chất điện li, phân tử chất tan sẽ tập hợp lại thành tiểu phân keo

Ví dụ: Điều chế keo lưu huỳnh trong nước, S tan trong rượu nhưng không tan trong

nước Lấy một ít S hoà tan trong rượu sau đó cho dung dịch này vào bình đựng nước, lắc đều, do rượu ít, nước nhiều nên nước là dung môi, các phân tử S không tan trong nước, kết hợp lại thành keo S

* Phương pháp ngưng tụ hơi: pha phân tán được làm bay hơi hoặc thăng hoa,

hơi của pha phân tán in tán và môi trường được ngưng tụ trong buồng lạnh tạo ra

hệ keo Về nguyên tắc ngưng tụ tạo hệ keo để có các tiểu phân nhỏ mịn (trong vùngkích thước hạt keo) cần pha loãng nồng độ, thay đổi dung môi từ từ, đồng thời liên tục khuấy trộn để tránh sự tập hợp tạo tiểu phân lớn thô đại

2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến điều chế hệ phân tán keo

2a Phương pháp phân tán:

a.1 Bằng năng lượng cơ học:

● Kích thước hạt: Năng lượng cơ học cao hơn sẽ tạo ra các hạt keo nhỏ hơn

● Thời gian nghiền: Nghiền càng lâu, kích thước hạt keo càng nhỏ

● Loại máy nghiền: Máy nghiền khác nhau tạo ra các hạt keo có kích thước và hình dạng khác nhau

● Chất ổn định: Chất ổn định giúp ngăn cản các hạt keo kết tụ.Ví dụ: Thêm gelatin vào dung dịch keo sẽ giúp các hạt keo phân tán đều hơn và không bị kết tụ

Ví dụ:

Nghiền nhuyễn cao su trong nước bằng máy nghiền colloid để tạo ra nhũ tương caosu

Dùng máy nghiền đĩa để nghiền mịn bột mì, tạo ra hệ keo lỏng

a.2 Bằng năng lượng điện:

● Hiệu điện thế: Hiệu điện thế cao hơn sẽ tạo ra các hạt keo nhỏ hơn

● Thời gian điện phân: Điện phân càng lâu, kích thước hạt keo càng nhỏ

● Loại điện cực: Loại điện cực ảnh hưởng đến kích thước và hình dạng của các hạt keo

● Chất ổn định: Chất ổn định giúp ngăn cản các hạt keo kết tụ.Ví dụ: Thêm gelatin vào dung dịch keo điện phân sẽ giúp các hạt keo phân tán đều hơn và không

bị kết tụ

Ví dụ:

Điện phân dung dịch muối bạc để tạo ra hệ keo Ag

Điện phân dung dịch axit sunfuric để tạo ra hệ keo SO3.

a3 Bằng siêu âm:

● Cường độ âm thanh: Cường độ âm thanh cao hơn sẽ tạo ra các hạt keo nhỏ hơn

● Thời gian xử lý: Xử lý siêu âm càng lâu, kích thước hạt keo càng nhỏ

● Tần số sóng siêu âm: Tần số cao hơn tạo ra các hạt keo nhỏ hơn

● Chất ổn định: Chất ổn định giúp ngăn cản các hạt keo kết tụ.Ví dụ: Thêm gelatin vào dung dịch keo trước khi xử lý bằng sóng siêu âm sẽ giúp các hạt keo phân tán đều hơn và không bị kết tụ

Ví dụ:

Sử dụng sóng siêu âm để nhũ hóa dầu trong nước, tạo ra nhũ tương dầu-nước

Sử dụng sóng siêu âm để phá vỡ các tế bào, giải phóng các protein nội bào

a4 Bằng tác nhân hóa học:

● Loại tác nhân hóa học: Các tác nhân hóa học khác nhau tạo ra các loại keo khác nhau

Ví dụ: Dùng axit để thủy phân tinh bột sẽ tạo ra keo tinh bột, dùng kiềm để thủy phân protein sẽ tạo ra keo protein

● Nồng độ tác nhân hóa học: Nồng độ cao hơn tạo ra các hạt keo nhỏ hơn

Ví dụ: Dùng axit HCl với nồng độ 1M để thủy phân tinh bột sẽ tạo ra các hạt keo tinh bột nhỏ hơn so với dùng axit HCl với nồng độ 0.5M

● Nhiệt độ: Nhiệt độ cao hơn có thể thúc đẩy phản ứng hóa học tạo ra keo

● Chất ổn định: Chất ổn định giúp ngăn cản các hạt keo kết tụ

2b Phương pháp ngưng tụ:

1 Do phản ứng hóa học:

● Loại phản ứng hóa học: Các phản ứng hóa học khác nhau tạo ra các loại keo khác nhau

● Nồng độ dung dịch: Nồng độ cao hơn tạo ra các hạt keo lớn hơn

● Nhiệt độ: Nhiệt độ cao hơn có thể thúc đẩy phản ứng hóa học tạo ra keo

● Chất ổn định: Chất ổn định giúp ngăn cản các hạt keo kết tụ

2 Do thay đổi dung môi:

● Loại dung môi: Dung môi khác nhau có thể làm thay đổi độ tan của chất keo, dẫn đến sự hình thành keo

● Nồng độ dung môi: Nồng độ dung môi cao hơn có thể làm giảm độ tan của chất keo, dẫn đến sự hình thành keo

● Nhiệt độ: Nhiệt độ cao hơn có thể làm thay đổi độ tan của chất keo, dẫn đến

sự hình thành keo

● Chất ổn định: Chất ổn định giúp ngăn cản các hạt keo kết tụ

3 Ngưng tụ hơi:

● Nồng độ hơi: Nồng độ hơi cao hơn tạo ra các hạt keo lớn hơn

● Nhiệt độ: Nhiệt độ thấp hơn tạo ra các hạt keo lớn hơn

● Áp suất: Áp suất cao hơn tạo ra các hạt keo nhỏ hơn.

● Chất ổn định: Chất ổn định giúp ngăn cản các hạt keo kết tụ

3 Hạt keo:

A Cấu tạo:

Gồm 2 phần : Nhân keo và lớp ngoài

Mỗi hạt keo có một nhân Lớp phần tử nằm phía ngoài của nhân phân li thành các ion và tạo ra các lớp ion quyết định điện

- Nếu lớp này mang điện tích âm thì keo mang điện âm Nếu lớp này mang điện tích dương thì keo mang điện dương

-Phần ngoài lớp ion quyết định điện là lớp ion bù (gồm 2 lớp: lớp ion bất động và lớp ion khuếch tán) mang điện trái dấu với lớp ion quyết định điện

Micell keo bao gồm ba phần :

+ Nhân keo

+ Lớp hấp phụ

+Lớp khuếch tán

Như vậy, Micell keo trung hòa về điện

* Trường hợp nhân keo tích điện dương:

Cách viết công thức như sau:{[(mAgI, nAg+)(n-x)NO3-] xNO3-}

* Trường hợp nhân keo tích điện âm:

Cách viết công thức như sau:{[(mAgI, nI-)(n-x)K+] xK+}

B Các yếu tố làm keo tụ:

- Hiện tượng keo tụ: Các tiểu phân keo kết tụ lại thành tiểu phân lớn Trong một hệ keo không bền vững có thể xảy ra hiện tượng keo tụ

- Độ bền vững của hệ keo phụ thuộc các loại tương tác:

+ Lực tương tác giữa hai tiểu phân (= tổng lực hút và lực đẩy của tĩnh điện)

+Lực hút vander Waal: Hamaker là người đầu tiên thiết lập phương trình mô tả

định lượng về lực hút van der Waals khi hai tiểu phân ở gần nhau

Trong đó R là khoảng cách hai tâm tiểu phân, a- bán kính tiểu phân, A là hằng số Hamaker, R= H + 2a, H là khoảng cách hai mép tiểu phân Khi kích thước tiểu phân tương đối lớn, H/a nhỏ biểu thức trên trở thành:

Fh=Aa/12H

+ Lực đẩy tĩnh điện: Lực này chỉ xuất hiện ở khoảng cách gần, khi lớp khuếch tán

của các hạt micelle đã bắt đầu phủ nhau một phần

+Lực đẩy tĩnh điện: cũng giảm theo khoảng cách Khi các hạt tiến lại gần thì có sự

phân bố lại những ion chất điện li trong môi trường phân tán ở khu vực giữa các hạtkeo Sự phân bố đó làm xuất hiện một áp suất chẻ chống lại sự tiến gần các hạt đó

Do đó, lực đẩy tĩnh điện phụ thuộc vào khoảng cách theo một hàm số phức tạp, nó phụ thuộc vào cả φ1và ζ của hệ.Tương ứng với lực đẩy tĩnh điện có năng lượng P phụ thuộc vào khoảng cách theo một hàm số mũ P = c ebx

Trong đó, c và b là những hằng số phụ thuộc vào bản chất của hệ

+Sự nén lớp điện kép: Khi cho thêm chất tan và các chất điện li với nồng độ cao

các chất này sẽ khuếch tán di chuyển từ dung dịch vào bề mặt làm cho các ion của lớp khuếch tán bị di chuyển vào trong lớp khuếch tán bị nén, bề dày lớp khuếch tán

sẽ giảm Bề dày lớp khuếch tán giảm làm hệ keo kém bền vững

+Ảnh hưởng của chất điện li trơ: Chất điện li trơ không phản ứng với các chất

trong hệ keo, không bị hấp phụ lên bề mặt của nhân keo, do đó không làm thay đổi thế bề mặt Lượng nhỏ chất điện li trơ cho thêm vào hệ ít tác động tới độ bền vững của hệ keo

+Ảnh hưởng của chất điện li không trơ: Chất điện li không trơ có thể thâm nhập,

liên kết với bề mặt rắn của nhân keo, tác động vào lớp bề mặt, lớp hấp phụ và lớp khuếch tán Lượng nhỏ chất điện li không trơ cùng dấu cho thêm vào hệ, làm tăng

độ bền của hệ keo Khi thêm một lượng chất điện li ngược dấu với điện tích nhân keo tới mức có thể làm đổi dấu điện tích tiểu phân keo, hệ keo có thể được phân tántrở lại nhưng không được như ban đầu

+Sự cản trở không gian: Khi các tiểu phân có lớp hấp thụ lên bề mặt tiểu phân góp

phần làm bền hệ keo Khi các tiểu phân có lớp hấp phụ polyme hydrat hóa chạm nhau, sự phản hấp thụ có thể xảy ra ở điểm tiếp xúc Sự đẩy giữa các tiểu phân và

độ ổn định của hệ keo được tăng lên nhờ hiệu ứng đàn hồi Tuy nhiên các tiểu phânđẩy hay hút nhau còn phụ thuộc vào tương tác giữa môi trường phân tán với

polyme và tương tác giữa polyme với polyme

+Lực đẩy do cản trở không gian: được tạo ra chịu ảnh hương của hai yếu tố:

* Kích thước và cấu hình của các phân tử polyme hấp phụ trên bề mặt tiểu phân

* Sự tăng áp suất thẩm thấu do nồng độ của mạch polyme tăng lên trong vùng xen phủ, sự giải phóng các phân tử nước hydrat hóa vào môi trường phân tán

+Sự hydrat hóa: Về mặt nhiệt động học sự ổn định không gian có thể được giải

thích bởi năng lượng tự do Gibbs ( ΔG = ΔH- TΔS) Để hệ phân tán keo ổn định G = ΔG = ΔH- TΔS) Để hệ phân tán keo ổn định H- TΔG = ΔH- TΔS) Để hệ phân tán keo ổn định S) Để hệ phân tán keo ổn định cần thiết ΔG = ΔH- TΔS) Để hệ phân tán keo ổn định G>0, ngược lại để gây keo tụ cần thiết ΔG = ΔH- TΔS) Để hệ phân tán keo ổn định G<0 Hệ phân tán ổn định khi

ΔG = ΔH- TΔS) Để hệ phân tán keo ổn định H>0 và ΔG = ΔH- TΔS) Để hệ phân tán keo ổn định S<0 Các phân tử nước liên kết trong mạch có mức độ tự do kém hơn

các phân tử nước trong môi trường nghĩa là quá trình năng lượng kết quả làm biến thiên enthalpy ΔG = ΔH- TΔS) Để hệ phân tán keo ổn định H>0.

+Yếu tố môi trường phân tán: Dung môi hữu cơ có độ phân cực kém so với nước

do đó khi thêm dung môi hữu cơ vào môi trường phân tán sẽ làm giảm sự phân li của các phân tử, giảm diện tích bề mặt từ đó độ bền của hệ keo kém hơn Trong môi trường pH không thích hợp các polyme có thể bị phân hủy làm giảm độ nhớt, làm giảm độ ổn định của hệ keo

+Yếu tố nhiệt độ: Nhiệt độ tăng làm tăng quá trình phản hấp phụ, làm giảm điện

thế Nhiệt độ tăng còn làm giảm độ nhớt môi trường, tăng tốc độ chuyển động tiểu phân do đó làm giảm ổn định của hệ keo

=> Khi hai hạt keo tiến lại gần nhau Có 2 loại lực xuất hiện: lực hút tĩnh điện và lực đẩy tĩnh điện

Khi lực hút phân tử ưu thế, hạt keo bị hút lại với nhau -> sự keo tụ

II Ứng dụng: Nano sắt

1 Định nghĩa

Hạt sắt nano là những hạt sắt có kích thước siêu mịn (0-100 nm) Vì kíchthước của nano so sánh được với kích thước của tế bào (10-100 nm), virus (20-450nm), protein (5-50 nm), gen (2 nm rộng và 10-100 nm chiều dài) nên sắt nano cónhiều khả năng mà vật liệu sắt ở kích thước thông thường không thể làm được nhờkhả năng hấp phụ, khả năng thẩm thấu qua bề mặt, hoạt tính xúc tác của hạt nanomạnh hơn nhiều so với các hạt có kích thước lớn

Do kích thước rất nhỏ (1- 100nm) trong khi đó kích thước của một số vi sinh vật điển hình khoảng 1000nm vì vậy các hạt sắt nano dễ dàng xâm nhập vào các nguồn nước ngầm với mật độ cao và số lượng hạt lớn được giữ lại trong bùn nước

để tạo ra vùng xử lý tại chỗ

a Cấu trúc hạt sắt nano

Cấu trúc lõi - vỏ, cấu trúc điển hình này giúp sắt nano đóng vai trò quan trọng trong

việc xử lý môi trường Lõi bao gồm chủ yếu sắt kim loại hóa trị 0 trong khi vỏ là hỗn hợp hóa trị Fe(II) và Fe(III) oxit, được tạo thành như là kết quả của quá trình oxi hóa.

b Diện tích bề mặt riêng

Cùng với kích thước vật liệu, cấu trúc lõi-vỏ, kết cấu và diện tích bề mặt riêng cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất vật lý và tính chất hóa học của vật liệu nano Các nghiên cứu đã chỉ ra diện tích bề mặt của vật liệu nano lớn hơn 1-2 bậc so với vật liệu micro

2.Điều chế

2.1 Các phương pháp điều chế hạt nano:

Vật liệu nano được chế tạo bằng hai phương pháp là từ trên xuống (top-down) và từdưới lên (bottom-up)

Phương pháp từ trên xuống là phương pháp tạo vật liệu nano từ vật liệu khối ban đầu gồm phương pháp nghiền, sử dụng các kỹ thuật lazer

Phương pháp từ dưới lên là tạo hạt nano, từ các ion hoặc các nguyên tử, phân tử kết hợp lại với nhau Các ion, nguyên tử, phân tử sau khi được xử lý bằng các tác nhân hóa học, vật lý sẽ kết hợp với nhau hình thành các hạt nano

Hình 1 Hai cách chế tạo hạt nano: từ trên xuống và từ dưới lên

Hạt nano từ tính có thể được chế tạo theo hai phương pháp cơ bản: một là từ vật liệu khối được nghiền nhỏ đến kích thước nano, hai là hình thành hạt nano từ các nguyên tử Phương pháp thứ nhất gồm các phương pháp nghiền và biến dạng như nghiền hành tinh, nghiền rung Phương pháp thứ hai được phân thành hai loại là phương pháp vật lý (phún xạ, bốc bay, ) và phương pháp hóa học (phương pháp kết tủa từ dung dịch, hình thành từ pha khí)

2.1.1Phương pháp Laser Ablation (từ trên xuống):

Vật liệu ban đầu ở dạng khối, dưới tác động của chùm laser, các nguyên tử, phân tửbứt ra khỏi vật liệu khối và đi vào dung dịch Tại bề mặt của mẫu, nơi được chiếu

xạ bởi chùm laser và tại đây hình thành chùm plasma Quá trình hình thành mầm vàphát triển mầm thành các hạt nano xảy ra chủ yếu trong chùm plasma, nơi có nhiệt

độ và áp suất cao

Hình 2 Sơ đồ minh họa quá trình tạo hạt nano bằng phương pháp laser ablation

[Klotz, M., et al., 1999]

Các tác giả (Franzel, L 2012) đã sử dụng vật liệu khối Fe3C trong môi trường ethanol, nguồn laser Nd:YAG, bước sóng 1064 nm, bề rộng xung 750 ps, tần số 10

Hz, năng lượng mỗi xung 12 mJ, tốc độ ăn mòn 0,3 mg/h và thu được các hạt nano

có kích thước khoảng 1-20 nm, giá trị bão hòa từ Ms = 124 emu/g Các hạt nano thu được là sự pha trộn của các hạt Fe3C và Fe3O4

2.1.2 Hình thành hạt nano từ các nguyên tử hoặc ion (từ dưới lên):

a Phương pháp vật lý: thường dược dung để tạo các hạt nano, màng nano (ví dụ: ổ cứng máy tính) Hình thành vật liệu nano từ:

- Nguyên tử để hình thành vật liệu nano được tạo ra từ phương pháp vật lý: bốc hơi nhiệt (đốt, phún xạ, phóng điện hồ quang)

- Chuyển pha: vật liệu được nung nóng rồi cho nguội với tốc độ nhanh để tthu được trạng thái vô định hình, xử lý nhiệt để xảy ra chuyển pha vô định hình –tinh thể (kết tinh), (phương pháp nguội nhanh)

b Phương pháp hóa học: tạo vật liệu nano từ các ion, rất đa dạng tùy thuộc vào vật liệu cụ thể mà người ta phải thay đổi kỹ thuật chế tạo cho phù hợp Có thể tạo các hạt nano, dây nano, ống nano, màng nano, bột nano,… Hình thành vật liệu nano từ: