BIẾN TÍNH VẬT LIỆU BẰNG PHƯƠNG PHÁP INTERCALATION VÀ INSERTION ppt

12/7/2010 604006 - chương 11 11 CHƯƠNG 11 -BIẾN TÍNH VẬT LIỆU BẰNG PHƯƠNG PHÁP INTERCALATION VÀ INSERTION 1. Intercalation vào cấutrúclớp. 2. Insertion vào cấutrúccủa các oxýt kim loại. 3. Trao đổiion. 4. Kỹ thuậttiếnhành–Cáclĩnh vực ứng dụng. 12/7/2010 604006 - chương 11 22 PHẢN ỨNG XÂM NHẬP Nguyên tắc: cho nguyên tử, phân tử, ion lạ (guest) xâm nhậpvàomộtchấtnền(host) Các chấtnềnthường là chấtcócấu trúc lớp, khung, rãnh … Æ Làm thay đổikíchthướccủa rãnh, khoảng cách giữacáclớp…vàthayđổitínhchấtcủavậtliệu 12/7/2010 604006 - chương 11 33 Vậtliệucócấu trúc khung, lớp, mạch 12/7/2010 604006 - chương 11 44 Trung hòa Trung hòa Trung hòa Trung hòa Trung hòa Trung hòa Điện tích âm Điện tích âm Điện tích âm Điện tích âm Đơn chất Grafit Phospho đen Oxit: MoO 3 , V 2 O 5 Chancogienua MX 2 ( M = Ti, Zn, Hg, V, Nb, Ta, Mo, W; X = S, Se) MPX 3 (M=Mg, V, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Cd, In; X = S, Se) Oxit – halogenua MOX (M = Ti, V, Gc, Fe; X =Cl, Br) Titanat (K 2 Ti 4 O 9 ) Silicat – alumosilicat Caolinit (Al 4 Si 4 O 10 (OH) 8 ) Montmorillonit[m{M II [Si 4 O 10 ](OH) 2 }.p[{M 2 III [Si 4 O 10 ](OH)}.nH 2 O Phosphat, hydrophosphat : VOPO 4 , Zr(HPO 4 ) 2 Điện tích lớpKiểu mạng Mộtsố vậtliệucấutrúclớpmạch 12/7/2010 604006 - chương 11 55 PHẢN ỨNG XÂM NHẬP 1.Phản ứng trựctiếp Cho “chấtkhách” phản ứng trựctiếpvới“chấtchủ” “chất khách”: pha hơi hay lỏng “chấtchủ” : pha rắn 2.Phản ứng trao đổiion “Ion chấtkhách” traođổivớicácion trong“chấtchủ” (ion trong chấtchủ phải đủ linh động) 12/7/2010 604006 - chương 11 66 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ GRAFIT Grafite Fullerene 12/7/2010 604006 - chương 11 77 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ GRAFIT Grafite cho các ion xâm nhập á kím, kim loại, muối… 12/7/2010 604006 - chương 11 88 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ GRAFIT 12/7/2010 604006 - chương 11 99 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ GRAFIT Grafite Hợpchất xâm nhậpK trong C 8 K 12/7/2010 604006 - chương 11 1010 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ GRAFIT Æ Trong mạng grafit có sự dịch chuyểncáclớpC nằm trùng nhau theo trụcC [...]...HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ FULLEREN Fulleren kết tinh theo mạng lập phương tâm mặt C60 12/7/2010 604006 - chương 11 11 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ FULLEREN C60 kết hợp được với kim loại kiềm, kiềm thổ vật liệu siêu dẫn trong đó kim loại nằm trong khối cầu C60 kết hợp với phi kim như Br, O kim nằm phía ngoài khối cầu nguyên tử phi... THỂ DISUNFUA CỦA KL CHUYỂN TIẾP Thường dùng phản ứng ở nhiệt độ phòng trong dung môi hữu cơ Li+ xâm nhập vào làm giãn nở mạng lưới và khử Ti+4 đến Ti+3 12/7/2010 604006 - chương 11 15 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ DISUNFUA CỦA KL CHUYỂN TIẾP Có thể dùng phản ứng điện hóa để xâm nhập Li vào TiS2 12/7/2010 604006 - chương 11 16 PHẢN ỨNG XÂM NHẬP Ngoài ra có thể tiến hành phản ứng xâm nhập với... chương 11 17 Phản ứng trao đổi ion : ion môi trường thay thế ion trong chất nền Cấu trúc: - 4 lớp đủ ion O2- xếp khít Al3+ nằm ở hốc bát diện - 1 lớp thiếu ion O2Ion Na+ ở giữa lớp O2- không xít chặt Vật liệu Na2O.n Al2O3 Na+ có thế dịch chuyển 12/7/2010 604006 - chương 11 18 Khi giữ Na2O.nAl2O3 trong muối nitrat nóng chảy (khoảng 300oC) có thể xảy ra phản ứng trao đổi sau: 300 C Na2O.nAl2O3 + 2M+NO3−... 11 12 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ DISUNFUA CỦA KL CHUYỂN TIẾP Hợp chất disunfua của kim loại chuyển tiếp của nhóm IV, V, VI có cấu trúc lớp VD: TiS2 Có thể cho ion hay nguyên tử khác xâm nhâp vào giữa lớp S – S , chất khách chỉ cần thắng lực vanderwalls giữa hai lớp S Ví dụ: Cấu trúc TiS2 12/7/2010 604006 - chương 11 13 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ DISUNFUA CỦA KL CHUYỂN TIẾP Cấu trúc... ⎯⎯⎯ CaO.nAl2O3 + 2NaNO3 → 12/7/2010 604006 - chương 11 19 PHẢN ỨNG TRÊN CƠ SỞ CÁC KHOÁNG SÉT Phản ứng trao đổi trong zeolite [2Na+/zeolit(-)] + Ca2+(dd) [Ca2+/zeolit(-) + 2Na+ (dd) Sơ đồ trao đổi ion và đất sét được chống 12/7/2010 604006 - chương 11 20 Tổng hợp composite Reducing Polar Solvent agent (e.g H2O) MS2 AxMS2 O O O O O O O O colloidal MS2x- O O O O Add polymer solution Nanocomposite (PEO . 12/7/2010 604006 - chương 11 11 CHƯƠNG 11 -BIẾN TÍNH VẬT LIỆU BẰNG PHƯƠNG PHÁP INTERCALATION VÀ INSERTION 1. Intercalation vào cấutrúclớp. 2. Insertion vào cấutrúccủa các oxýt kim loại. 3. Trao. lạ (guest) xâm nhậpvàomộtchấtnền(host) Các chấtnềnthường là chấtcócấu trúc lớp, khung, rãnh … Æ Làm thay đổikíchthướccủa rãnh, khoảng cách giữacáclớp…vàthayđổitínhchấtcủavậtliệu 12/7/2010 604006. Fulleren kếttinhtheo mạng lậpphương tâm mặt 12/7/2010 604006 - chương 11 1212 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ FULLEREN C60 kếthợp đượcvớikimloạikiềm, kiềmthổ Æ vật liệu siêu dẫntrongđókimloạinằm