nghiên cứu tổng hợp bột màu vàng thân thiện với môi trường bi1-x-ycaxznyvo4-(x+y)2 trên nền bivo4

Các bột màu dùng trong gốm sứ,thủy tinh thường là bột màu vô cơ được tạo bởi các oxit kim loại hoặc các hợp chấthình thành từ các oxit kim loại nền, phải có khả năng bền nhiệt và trơ hóa

Khóa luận này được hoàn thành tại Bộ môn Hóa Vô cơ, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế.

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Trần Ngọc Tuyền đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để

tôi hoàn thành tốt khóa luận này.

Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô giáo trong Bộ môn Hóa

Vô cơ, quý thầy, cô giáo Khoa Hóa, Đại học Khoa học Huế đã cho tôi những ý kiến quý báu, tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Xin cảm ơn các cán bộ Phòng công nghệ Công ty men Frit Huế; Phòng thí nghiệm Hóa Ứng dụng, Khoa Hóa học, Trường Đại học

Sư phạm, Đại học Huế; Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên, Đại học quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ tôi hoàn thành tốt khóa luận này.

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn

bè đã luôn động viên, chia sẻ và tạo mọi điều kiện cho tôi trên con đường học tập.

Huế, ngày 09 tháng 06 năm 2014

Sinh viên

Nguyễn Châu Đoan Trang

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CIE Commision Internationale

Eclierege Tổ chức quốc tế về chiếu sáng

FT - IR Fourrier TransformationInfrared Quang phổ hồng ngoại

CIE Commision InternationaleEclierege Tổ chức quốc tế về chiếu sáng

XRD X - Ray Diffraction Nhiễu xạ tia X

FWHM Full Width at Half Maximum Độ rộng nửa chiều cao pic nhiễu xạ

MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn i

Danh mục các từ viết tắt ii

Mục lục iii

Danh mục các bảng v

Danh mục các hình vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 3

1.1 Giới thiệu về bột màu vô cơ 3

1.1.1 Tính chất đặc trưng của bột màu vô cơ 3

1.1.2 Ứng dụng của bột màu vô cơ 4

1.2 Giới thiệu về chất nền BiVO4 4

1.3 Tính độc hại của bột màu vô cơ 5

1.3.1 Tác dụng độc hại của asen 7

1.3.2 Tác dụng độc hại của cadmi 7

1.3.3 Tác dụng độc hại của chì 7

1.3.4 Tác dụng độc hại của thủy ngân 8

1.4 Ứng dụng của các nguyên tố bitmut, canxi, kẽm thể hiện không độc hại đối với cơ thể sinh vật 8

1.4.1 Ứng dụng của nguyên tố bitmut (Bi) 8

1.4.2 Ứng dụng của nguyên tố canxi (Ca) 9

1.4.3 Ứng dụng của nguyên tố kẽm (Zn) 10

1.5 Ứng dụng của bột màu trong việc chế tạo sơn 10

1.5.1 Giới thiệu về sơn 10

1.5.2 Thành phần của sơn 11

1.5.3 Các loại sơn 13

1.5.4 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng sơn tốt 14

1.6 Tình hình nghiên cứu tổng hợp bột màu trong và ngoài nước 14

1.6.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 14

1.6.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 15

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

2.1 Nội dung nghiên cứu 16

2.1.1 Khảo sát ảnh hưởng thành phần phối liệu đến cường độ màu 16

2.1.2 Khảo sát ảnh hưởng chế độ nung 16

2.1.3 Xác định các đặc trưng của sản phẩm bột màu 16

2.2 Phương pháp nghiên cứu 16

2.2.1 Phối liệu được chuẩn bị theo phương pháp bay hơi đến khô 16

2.2.2 Thành phần pha tinh thể của bột màu được xác định theo phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 17

2.2.3 Phương pháp xác định cường độ màu của sản phẩm 18

2.2.4 Phương pháp quang phổ hồng ngoại (FT-IR) 19

2.3 Dụng cụ, hóa chất và thiết bị 19

2.3.1 Dụng cụ 19

2.3.2 Hóa chất 20

2.3.3 Thiết bị 20

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21

3.1 Khảo sát ảnh hưởng thành phần phối liệu đến cường độ màu 21

3.2 Khảo sát ảnh hưởng chế độ nung 23

3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến sự tạo pha tinh thể BiVO4 23

3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu đến cường độ màu của sản phẩm 23

3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nghiền đến cường độ màu của sản phẩm 25

3.3 Xác định các đặc trưng của sản phẩm bột màu 27

3.3.1 Xác định thành phần pha của sản phẩm bột màu 29

3.3.2 Xác định cường độ màu của sản phẩm bột màu 29

3.3.3 Xác định thông số mạng lưới của sản phẩm bột màu 32

3.3.4 Xác định phổ hồng ngoại của sản phẩm bột màu 34

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35

4.1 Kết luận 36

4.2 Kiến nghị 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

PHỤ LỤC 40

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Vị trí pic nhiễu xạ đặc trưng của kiểu cấu trúc scheelite 5

Bảng 3.1 Thành phần và kí hiệu các mẫu khảo sát … 21

Bảng 3.2 Thành phần phối liệu của các mẫu khảo sát…… 22

Bảng 3.3 Các đặc trưng phổ XRD của các mẫu A550, A650, A750… 25

Bảng 3.4 Kết quả đo màu của các mẫu ở thời gian lưu khác nhau……… 27

Bảng 3.5 Kết quả đo màu của các mẫu ở thời gian nghiền khác nhau 28

Bảng 3.6 Các đặc trưng phổ XRD của các mẫu M13, M14, M15, M16, M17……… 31

Bảng 3.7 Kết quả đo màu của các sản phẩm bột màu……… 33

Bảng 3.8 Thông số mạng lưới của các sản phẩm bột màu 34

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp bột màu vàng Bi1-x-yCaxZnyVO4-(x+y)/2 17

Hình 2.2 Hệ tọa độ biễu diễn màu sắc CIE L*a*b* 18

Hình 3.1 Màu của các sản phẩm bột màu vàng Bi1-x-yCaxZnyVO4-(x+y)/2 23

Hình 3.2 Giản đồ XRD của các mẫu A550, A650, A750 24

Hình 3.3 Màu của các mẫu khảo sát ở thời gian lưu khác nhau 26

Hình 3.4 Màu của các mẫu khảo sát ở thời gian nghiền khác nhau 28

Hình 3.5 Giản đồ XRD của các mẫu M1, M10 và M13……… 29

Hình 3.6 Giản đồ XRD của các mẫu M13, M14, M15, M16 và M17……… 30

Hình 3.7 Màu của các sản phẩm bột màu sau khi sơn 32

Hình 3.8 Phổ IR của mẫu M10 35

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Bột màu vô cơ thường được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực ứng dụngkhác nhau chẳng hạn như sơn, mực, nhựa, cao su, gốm sứ, men và thủy tinh Nhữngbột màu này dựa trên cơ sở các oxit, sunfua, photphat của các kim loại chuyển tiếp vàkhông chuyển tiếp, được thêm vào trong thành phần các vật liệu trên để tạo ra màusắc Các hợp chất màu vô cơ bền với nhiệt độ cao, có thể hấp thu chọn lọc ánh sáng,nhờ đó khi ánh sáng chiếu vào, chúng ta sẽ quan sát được một phần ánh sáng khônghấp thu, cũng chính là màu phụ với màu bị hấp thu Các bột màu dùng trong gốm sứ,thủy tinh thường là bột màu vô cơ được tạo bởi các oxit kim loại hoặc các hợp chấthình thành từ các oxit kim loại nền, phải có khả năng bền nhiệt và trơ hóa học ở nhiệt

độ cao, cũng như không phản ứng với các chất tạo men [18]

Tuy nhiên, hiện nay nhiều loại bột màu công nghiệp truyền thống như cromvàng (PbCrO4), cadmi vàng (CdS) lại chứa yếu tố độc hại, chẳng hạn như Pb, Cr, Cd

và Se, gây ảnh hưởng xấu đến cơ thể con người và môi trường [6] Vì vậy, hiện nay xuhướng nghiên cứu tổng hợp bột màu thân thiện với môi trường để thay thế các loại bộtmàu có chứa các nguyên tố độc hại ngày càng trở nên cần thiết và thu hút sự quan tâmcủa rất nhiều nhà khoa khọc trên thế giới

Cho nên, một số nghiên cứu gần đây đã báo cáo về những loại sắc tố màu vàngmới mang tính thân thiện với môi trường Chúng tôi cũng đã làm việc, tìm hiểu vànghiên cứu về sự tổng hợp của các loại bột màu vàng nhằm đáp ứng yêu cầu về môitrường và độ an toàn cho người tiêu dùng

Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung vào việc nghiên cứu tổng hợp bộtmàu vàng trên nền bitmut vanadat (BiVO4), được biết đến như một bột màu vàng vô

cơ thân thiện môi trường do Bi và V là những nguyên tố không độc đối với sinh vật

Cơ chế màu sắc của đơn tà BiVO4 dựa trên quá trình chuyển đổi điện tích từ orbital lai

hóa sp3 (6s của Bi và 2p của O) đến orbital 3d của V trong vùng cấu trúc BiVO4 Mộtmặt khác, trong nghiên cứu này chúng tôi tập trung vào nghiên cứu thay thế một phầncation Bi3+ trong mạng lưới tinh thể BiVO4 bằng các cation Zn2+ và Ca2+ tạo thành cácdung dịch rắn thay thế Bi1-x-yCaxZnyVO4-(x+y)/2, nhằm tạo được các bột màu vàng có màusắc tươi sáng, thân thiện với môi trường Tương ứng với hóa trị II và nhỏ hơn Ca2+

(bán kính ion: 0,112nm) và/ hoặc Zn2+ (0,090 nm) vào Bi3+ (0,117 nm) [6] các vị trí củamạng BiVO4 làm căng nội tại và các khuyết tật mạng tinh thể, làm thay đổi vùng hóatrị orbital 2p của O và làm giảm năng lượng bằng sự thay đổi của orbital 6s của Bihoặc orbital 2p của O trên quỹ đạo lai hóa Hơn nữa cả hai cation Ca2+ và Zn2+ là cácnguyên tố không độc hại [6] Vì vậy, Bi1-x-yCaxZnyVO4-(x+y)/2 loại bột màu được tổnghợp trong nghiên cứu này đều là những loại bột màu vàng mang tính thân thiện môitrường Các thuộc tính màu sắc được đặc trưng hóa và thành phần đã được tận dụnghóa để có được sắc vàng sống động nhất

Xuất phát từ ý nghĩa về mặt khoa học cũng như về mặt thực tiễn, chúng tôi chọn

đề tài khóa luận tốt nghiệp: “Nghiên cứu tổng hợp bột màu vàng thân thiện với môi

trường Bi 1-x-y Ca x Zn y VO 4-(x+y)/2 trên nền BiVO 4 ”.

2 Mục tiêu của đề tài

Tổng hợp được bột màu vàng Bi1-x-yCaxZnyVO4-(x+y)/2 trên nền BiVO4 ở nhiệt độnung thấp, sản phẩm thu được đơn pha, có cường độ phát màu mạnh

Chương 1.

TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

1.1 Giới thiệu về bột màu vô cơ [11]

Theo định nghĩa, bột màu là những bột mịn mà khi phân tán trong môi trườngnào đó thì sẽ tạo màu cho môi trường

Bột màu vô cơ thường là các oxit, các sunphua, photphat, cacbonat, cromat,…của kim loại Ví dụ như Fe2O3 (màu đỏ), Cr2O3 (màu xanh), TiO2, ZnO (màu trắng),…hoặc các oxit phức hợp

1.1.1 Tính chất đặc trưng của bột màu vô cơ

Khác với các chất màu hữu cơ, các bột màu vô cơ chỉ phân tán dưới dạng cáchạt rắn chứ không tan trong môi trường mà chúng tạo màu Do đó cỡ hạt càng bé sẽcho sự phân tán càng tốt và màu sắc đẹp, dễ sử dụng

Ưu điểm của bột màu vô cơ là bền với môi trường, thời tiết, ánh sáng, nhiệt độ,

… Nhược điểm của chúng là do tồn tại dưới dạng hạt phân tán trong môi trường chứkhông tan nên tính chất và khả năng áp dụng phụ thuộc nhiều vào cỡ hạt

Tính chất quang- lý: Giá trị của một loại bột màu vô cơ phụ thuộc vào những

tính chất quang lý của chúng, bao gồm các đặc trưng về cấu trúc tinh thể, cỡ hạt vàphân bố cỡ hạt, dạng hình học của hạt, sự kết tụ… và các tính chất hóa học như thànhphần, độ tinh khiết và độ bền hóa học Có hai thuộc tính quan trọng nhất của bột màu

là khả năng tạo màu cho môi trường mà chúng được phân tán và độ đục (chắn sáng)của bột màu Hai thuộc tính này quyết định giá trị của bột màu và phạm vi ứng dụngcủa nó Độ đục của bột màu là một hàm của cỡ hạt và sự khác nhau giữa chỉ số khúc

xạ giữa hạt màu và môi trường phân tán Tính chất màu của bột màu được xác địnhtrên các đặc trưng như màu sắc, độ bền màu, độ đục, độ đồng nhất của màu, độ bềnthời tiết, bền nhiệt, bền hóa Môi trường phân tán và điều kiện chế tạo là những yếu tốảnh hưởng lớn tới tính chất màu của bột màu

Tính chất hóa học: Các tính chất hóa học quan trọng của bột màu là thành phần

hóa học, độ tinh khiết và hệ số tỉ lượng trong phân tử Các tính chất này quyết địnhtính chất màu và giá trị sử dụng của bột màu Nếu bột màu mà chứa các tạp chất là kimloại nặng, cho dù hàm lượng rất nhỏ thì cũng không được phép sử dụng trong đời sống

và thương mại vì lý do sức khỏe và môi trường

Cấu trúc tinh thể: Cho biết những thông tin về cấu trúc tinh thể như pha tinh

thể, pha tạp chất hay pha nguyên liệu chưa chuyển hoá tồn tại trong hạt màu, độ tinhthể là những đặc trưng quan trọng quyết định đến tính chất màu của bột màu Một bộtmàu lý tưởng là bột màu chỉ chứa một pha đặc trưng và có độ tinh thể cao Sự tồn tạipha thứ hai hoặc pha tạp thường là giảm các tính chất màu của hạt màu

Khả năng phối màu: Khả năng phối màu của bột màu là khả năng mà một bột

màu có thể pha trộn với bột màu khác theo tỉ lệ xác định để tạo ra các màu trung giankhác nhau Quá trình trộn các bột màu khác nhau để tạo ra một hỗn hợp bột màu cómàu sắc mới như mong đợi Khả năng phối màu của bột màu thể hiện ở việc bột màukhi trộn cùng bột màu khác thì vẫn giữ nguyên được các tính chất quý của riêng mình,đồng thời không làm giảm hay phá hủy các tính chất màu của chất màu khác

1.1.2 Ứng dụng của bột màu vô cơ

Bột màu vô cơ được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như để tạomàu cho gốm sứ, thủy tinh, sản xuất mực in, sơn chịu nhiệt, lớp phủ bảo vệ, chất độncho chất dẻo, cao su,…

1.2 Giới thiệu về chất nền BiVO 4 [9]

Bitmut vanadat (BiVO4) là một trong những chất xúc tác quang Các nghiêncứu gần đây cho thấy, chất được ứng dụng nhiều trong việc làm suy giảm các chất ônhiễm hữu cơ trong nước thải BiVO4 còn đem lại hiệu suất cao trong ngành thươngmại như tạo ra các lớp phủ trong ngành công nghiệp nhựa Nó được chứng nhận làkhông độc hại và có thể thay thế các sắc tố độc hại khác như chì, cadmi, cromat trongsơn Nghiên cứu cho thấy, BiVO4 có 3 kiểu mạng lưới tinh thể : mạng lưới tinh thể hệđơn tà scheelite, tứ phương scheelite, tứ giác zircon Báo cáo cho rằng tinh thể BiVO4

hệ tứ phương có khoảng cách năng lượng 2,9 eV chủ yếu hấp thụ tia cực tím UV,trong khi BiVO4 hệ đơn tà với khoảng cách năng lượng 2,4 eV có một dải hấp thụ ánhsáng nhìn thấy đặc trưng Tính quang xúc tác của BiVO4 được ảnh hưởng mạnh mẽbởi sự hình thành và cấu trúc tinh thể của nó Chỉ BiVO4 hệ đơn tà cho hoạt tính nhìnthấy ánh sáng tốt Các hoạt tính quang của BiVO4 đơn tà được chuẩn bị bởi quá trìnhdung dịch nước ở nhiệt độ phòng cao hơn nhiều so với BiVO4 hệ đơn tà chuẩn bị bởimột phản ứng trạng thái rắn thông thường ngay cả trong cấu trúc tinh thể giống nhau.Giai đoạn chuyển tiếp giữa cấu trúc mạng lưới tinh thể hệ đơn tà và hệ tứ phương củaBiVO4 đảo ngược xảy ra vào khoảng 255oC, trong khi quá trình chuyển đổi không thể

đảo ngược từ cấu trúc tứ giác zircon để đơn tà BiVO4 xảy ra sau khi xử lý nhiệt ở

400-500oC và nhiệt độ lạnh hơn nhiệt độ phòng Đơn tà thu được bởi quá trình dịch từvanadat lớp ở nhiệt độ phòng, trong khi BiVO4 hệ đơn tà được điều chế bằng phản ứngtrạng thái rắn bắt đầu từ oxit kim loại ở nhiệt độ trên 600oC Tứ giác zircon được điềuchế bằng phương pháp kết tủa ở nhiệt độ phòng Như vậy, dạng tinh thể thu được phụthuộc vào phương pháp điều chế Một số phương pháp đã được báo cáo trong việctổng hợp BiVO4 như phương pháp trạng thái rắn, phương pháp phân hủy hữu cơ,phương pháp sol- gel, phương pháp kết tủa, phương pháp thủy nhiệt,…Tuy nhiên, chấtlàm kết tủa và tăng trưởng thứ cấp thường xảy ra khi chúng ta làm khô hạt ướt tách rakhỏi dung dịch phản ứng Giai đoạn cấu trúc của BiVO4 đã được nghiên cứu bởi nhiễu

xạ tia X (XRD) Hình thái học của BiVO4 đã được điều tra bằng cách quét hiển vi điện

tử (SEM) và thành phần nguyên tố của BiVO4 đã được xác định bởi năng lượng phântán phổ tia X (EDS)

Vị trí pic nhiễu xạ đặc trưng của kiểu cấu trúc scheelite được thể hiện ở bảng1.1 [14]

Bảng 1.1 Vị trí pic nhiễu xạ đặc trưng của kiểu cấu trúc scheelite

1.3 Tính độc hại của bột màu vô cơ

Từ năm 1975 nhiều báo cáo đã kêu gọi chú ý đến những tác động nguy hiểm cóthể có của các bột màu có chứa cadmi, crom, mangan và thủy ngân Những màu này baogồm các màu đỏ cadmi, vàng cadmi, cam cadmi, crom xanh và oxit crom màu đục,mangan xanh, tím mangan, phẩm màu nâu đen cháy thô, và màu đỏ son (thủy ngânsunfit) Khi kẽm, chì hoặc cadmi kim loại được đun nóng ở nhiệt độ cao, hơi của nó bay

ra có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe nếu liên tục hít phải hơi đó [18]

Nhiều người cảm thấy việc tiếp xúc với các chất màu độc hại với số lượng nhỏnhư vậy sẽ không có nguy hiểm cho sức khỏe của họ Tuy nhiên, điều quan trọng là

phải hiểu rằng liều lượng nhỏ các chất độc hại có thể tích tụ lại gây ảnh hưởng tới sứckhỏe của con người thường xuyên tiếp xúc với nó về sau Cơ thể có thể loại bỏ chấtđộc, nhưng cần một thời gian dài để quá trình loại bỏ được hoàn thành Nếu vật liệuđộc hại được hấp thu với tốc độ nhanh hơn nó có thể bài tiết, sự tích lũy đó có thể gâybệnh nghiêm trọng tùy theo tuổi tác, hoặc tình trạng cơ thể hay yếu tố khác như việc

sử dụng thuốc lá, uống rượu,… Do đó, những bột màu chứa các kim loại nặng cầnphải được loại bỏ hoặc hạn chế sử dụng trong công nghệp [18]

1.3.1 Tác dụng độc hại của asen [1]

Asen có thể tồn tại trong các hợp chất ở ba mức oxy hóa: asen (+5) trong cáchợp chất asenat; asen (+3) trong asenit; và asen (-3) trong khí asin Độc tính của cácdạng asen khác nhau tăng dần theo thứ tự sau: As (+5) < As (+3) < As (-3)

Trong môi trường, vi sinh vật có thể chuyển hóa asen thành dimethylasenate,chất này có thể tích lũy sinh học trong cá, nghêu sò và làm ảnh hưởng đến con ngườiqua chuỗi thức ăn

Các hợp chất của asen (+3) tan được trong dầu mỡ và có thể thâm nhập vào cơthể bằng các con đường tiêu hóa, hô hấp và tiếp xúc qua da Trong 24h sau khi đượchấp thụ asen phân bố đi khắp cơ thể, liên kết với các nhóm –SH của protein tế bào Chỉmột phần nhỏ đi vào tế bào thần kinh Asen cũng có thể thay thế photpho và tích tụtrong xương nhiều năm

Asen (+3) ở nồng độ cao làm đông tụ các protein, có lẽ do asen (+3) tấn côngcác liên kết có nhóm sunfua

Sau khi nhiễm độc cấp tính từ 30 phút đến 2 giờ, nhiều triệu chứng đường ruộtnặng sẽ xuất hiện Các triệu chứng như nôn mửa, tiêu chảy ra máu, đau bụng dữ dội,đau và có cảm giác cháy bỏng thực quản Sau đó một số triệu chứng có thể đi kèm nhưtình trạng giản mạch, co thắc cơ tim, phù não, đau thần kinh ngoại biên Cuối cùng nạnnhân có thể bị vàng da, rối loạn thận và có thể chết trong vòng 24 giờ đến 4 ngày dorối loạn tuần hoàn

Nhiễm độc mạn tính thường đi kèm với các triệu chứng không rõ ràng như tiêuchảy, đau bụng, tăng sắc tố và tăng sừng hóa Cuối cùng có thể dẫn đến hoại tử đầungón tay, ngón chân; thiếu máu; ung thư da, phổi và tế bào mũi

1.3.2 Tác dụng độc hại của cadmi [1]

Nhiễm độc cấp tính gây đau rát ở vùng tiếp xúc Sau khi ăn uống và bị nhiễmđộc cadmi, các triệu chứng chính thường gặp là buồn nôn, nôn, đau bụng Nhiễm độcqua đường hô hấp có thể dẫn đến phù phổi.

Nhiễm độc mãn tính thường được quan tâm đặc biệt vì cadmi bị đào thải khỏi

cơ thể rất chậm, thời gian bán phân hủy trong cơ thể vào khoảng 30 năm Vì vậy, phơinhiễm ở nồng độ thấp có thể dẫn đến tình trạng tích lũy cadmi trong cơ thể

Phần lớn cadmi thâm nhập vào cơ thể con người được đào thải từ từ qua thận,khoảng 1% giữ lại trong thận, do cadmi liên kết với protein tạo thành metallotionein có

ở thận Phần còn lại trong cơ thể dần dần được tích lũy cùng với tuổi tác Khi lượng

Cd2+ được tích lũy đủ lớn, nó có thể thế chỗ ion Zn2+ trong các enzim quan trọng gây rarối loạn tiêu hóa và các chứng bệnh rối loạn chức năng của thận, thiếu máu, tăng huyết

áp, gây dòn xương, phá hủy tủy xương, gây ung thư

1.3.3 Tác dụng độc hại của chì [1]

Tác dụng độc hại chủ yếu của chì là gây ức chế một số enzim quan trọng củaquá trình tổng hợp máu ngăn chặn quá trình tạo hồng cầu Chì ức chế ALA-dehidrazaenzim (I), do đó giai đoạn tạo thành porphobilinogen (II) (là các sản phẩm trung giantrong quá trình tạo hồng cầu) tiếp theo không thể xảy ra được Vì vậy, chì phá hủy quátrình tổng hợp hemoglobin và các sắc tố khác như các sắc tố tế bào (cytochromes)

Chì còn gây hại đến hệ thần kinh, đặc biệt đối với trẻ sơ sinh và trẻ em đang ởtuổi phát triển hệ thần kinh Ngay cả khi chỉ phơi nhiễm chì ở mức độ thấp, trẻ đã cóbiểu hiện hiếu động thái quá, giảm chú ý, thiểu năng trí tuệ, suy giảm thị lực Khi bịphơi nhiễm ở mức nồng độ cao hơn, nạn nhân (cả trẻ em và người lớn) có thể bị bệnhnão Chì phá hủy động mạch nhỏ và mao mạch làm phù não và thoái hóa thần kinh.Triệu chứng lâm sàng gây ra do những tác hại trên có thể là trạng thái lờ đờ, co giật,hôn mê

Do tính chất hóa học tương tự Ca nên trong cơ thể Pb tích lũy ở xương, ở đâychì kết hợp với photpho trong xương rồi di chuyển vào các mô mềm và thể hiện độctính của nó

Ngoài ra, chì còn ảnh hưởng đến hệ sinh sản, gây sẩy thai, ảnh hưởng có hại chotrẻ sơ sinh

Khi hàm lượng trong máu khoảng 0,3 ppm, chì ngăn cản quá trình sử dụng oxy

để oxy hóa glucoza tạo ra năng lượng cho quá trình sống, do đó làm cho cơ thể mệt

mỏi Khi nồng độ trong máu nằm trong khoảng > 0,5 – 0,8 ppm, chì sẽ gây rối loạnchức năng của thận và phá hủy não Ở nồng độ cao hơn (> 0,8 ppm) chì có thể gâythiếu máu do thiếu hemoglobin.

1.3.4 Tác dụng độc hại của thủy ngân [1]

Tính độc của thủy ngân phụ thuộc vào dạng hợp chất hóa học của nó Thủyngân kim loại tương đối trơ và không độc, nếu nuốt thủy ngân vào bụng thì sau đó nólại được thải ra ngoài, không gây hậu quả nghiêm trọng Nhưng hơi thủy ngân nếu hítphải thì rất độc Khi hít phải hơi thủy ngân, thủy ngân sẽ đi vào não qua máu, hủy hoại

hệ thần kinh trung ương

Thủy ngân (I) Hg22+ vào cơ thể thì sẽ tác dụng với ion Cl- có trong dạ dày tạothành hợp chất không tan Hg2Cl2 rồi bị đào thải ra ngoài, nên Hg22+ không độc

Thủy ngân (II) Hg2+ rất độc, nó dễ dàng kết hợp với các amino axit có chứa lưuhuỳnh của protein Hg2+ cũng tạo liên kết với hemoglobin và albumin trong huyếtthanh vì cả hai chất này đều có chứa nhóm –SH Song Hg2+ không thể chui qua màngsinh học nên nó không thể thâm nhập vào các tế bào sinh học

Các hợp chất hữu cơ của thủy ngân có độc tính cao nhất, đặc biệt là ion metylthủy ngân CH3Hg+, chất này tan được trong mỡ, phần chất béo của các màng và trongnão tủy

1.4 Ứng dụng của các nguyên tố bitmut, canxi, kẽm thể hiện không độc hại đối với cơ thể sinh vật

1.4.1 Ứng dụng của nguyên tố bitmut (Bi) [10]

Trong số các kim loại nặng, bitmut là bất thường do độ độc tính của nó thấphơn nhiều so với của các nguyên tố cận kề trong bảng tuần hoàn như chì, tali vàantimon

Oxiclorua bitmut được sử dụng nhiều trong mỹ phẩm Subnitrat bitmut vàsubcacbonat bitmut được sử dụng trong y học Subsalisylat bitmut được dùng làmthuốc chống tiêu chảy

Một số ứng dụng khác là:

- Nam châm vĩnh cửu mạnh có thể được làm ra từ hợp kim MnBi

- Nhiều hợp kim của Bi có điểm nóng chảy thấp và được dùng rộng rãi để pháthiện cháy và hệ ngăn chặn của các thiết bị an toàn cháy nổ

- Bitmut được dùng để sản xuất thép dễ uốn

- Bitmut được dùng làm chất xúc tác trong sản xuất sợi acrylic.

- Nó cũng được dùng trong cặp nhiệt điện (bitmut có độ âm điện cao nhất)

- Vật chuyên chở các nhiên liệu U235 hay U233 cho các lò phản ứng hạt nhân

- Bitmut cũng được dùng trong các que hàn Một thực tế là bitmut và nhiều hợpkim của nó dãn nở ra khi chúng đông đặc lại làm cho chúng trở thành lý tưởng chomục đích này

- Subnitrat bitmut là thành phần của men gốm, nó tạo ra màu sắc óng ánh củasản phẩm cuối cùng

- Bitmut đôi khi được dùng trong sản xuất các viên đạn Ưu thế của nó so vớichì là không độc, vì thế nó là hợp pháp tại Anh để săn bắn các loại chim vùng đầm lầy

Những năm đầu thập niên 1990, các nghiên cứu bắt đầu đánh giá bitmut là sựthay thế không độc hại cho chì trong nhiều ứng dụng:

- Như đã nói trên đây, bitmut được sử dụng trong các que hàn, độc tính thấp của

nó là đặc biệt quan trọng cho các que hàn dùng trong các thiết bị chế tạo thực phẩm

- Một thành phần của men gốm sứ

- Một thành phần trong đồng đỏ

- Thành phần trong thép dễ cắt cho chi tiết có độ chính xác cao của máy móc

- Một thành phần của dầu hay mỡ bôi trơn

- Vật liệu nặng thay chì trong các chì lưới của lưới đánh cá

1.4.2 Ứng dụng của nguyên tố canxi (Ca) [12]

Canxi là nguyên tố thiết yếu cho sinh vật sống đặc biệt trong sinh lý học tế bào,

ở đây có sự di chuyển ion Ca2+ vào và ra khỏi tế bào chất có vai trò mang tính hiệu chonhiều quá trình tế bào Là một khoáng chất chính trong việc tạo xương, răng và vỏ sò,canxi là kim loại phổ biến nhất về khối lượng có trong nhiều loại động vật

Canxi là một thành phần quan trọng của khẩu phần dinh dưỡng Sự thiếu hụt rấtnhỏ của nó đã ảnh hưởng tới sự hình thành và phát triển của xương và răng

Thừa canxi có thể dẫn tới sỏi thận Vitamin D là cần thiết để hấp thụ canxi Cácsản phẩm sữa chứa một lượng lớn canxi

Các ứng dụng khác còn có:

- Chất khử trong việc điều chế các kim loại khác như uran, ziriconi hay thori

- Chất chống oxy hóa, chống sunfua hóa hay cacbua hóa cho các loại hợp kimchứa hay không chứa sắt

- Một chất tạo thành trong các hợp kim của nhôm, đồng, chì hay magie.

- Nó được sử dụng trong sản xuất xi măng hay vữa xây dựng sử dụng rộng rãitrong xây dựng

1.4.3 Ứng dụng của nguyên tố kẽm (Zn) [13]

Kẽm là một chất khoáng vi lượng thiết yếu cho sinh vật và sức khỏe con người.Thiếu kẽm ảnh hưởng đến khoảng 2 tỷ người ở các nước đang phát triển và liên quanđến nguyên nhân một số bệnh Ở trẻ em, thiếu kẽm gây ra chứng chậm phát triển, phátdục trễ, dễ nhiễm trùng và tiêu chảy, các yếu tố này gây thiệt mạng khoảng 800.000 trẻ

em trên toàn thế giới mỗi năm Các enzim liên kết với kẽm trong trung tâm phản ứng

có vai trò sinh hóa quan trọng ở người Ngược lại với mức tiêu thụ quá mức kẽm cóthể gây ra một số chứng như hôn mê, bất động cơ và thiếu đồng

1.5 Ứng dụng của bột màu trong việc chế tạo sơn

1.5.1 Giới thiệu về sơn [17]

Vật liệu sơn là vật liệu có nguồn gốc từ thiên nhiên, nhân tạo hoặc tổng hợp ởdạng lỏng, dùng để quét lên bề mặt của sản phẩm, nhằm chống rỉ cho kim loại, chống

ẩm và chống mục cho gỗ, bảo vệ khỏi tác động của một số hoá chất, đảm bảo điềukiện vệ sinh và để tăng nét đẹp thẩm mỹ cho sản phẩm

Ở nước ta có cây sơn trồng nhiều ở vùng Trung Du, nhựa của nó dùng để tạosơn tương đối đơn giản Ngoài ra còn có nhiều loại dầu thực vật (dầu trẩu, dầu gai, dầulanh, dầu thông ) có thể dùng để chế tạo sơn Là loại vật liệu được sử dụng rất phổbiến, chỉ nói riêng trong ngành xây dựng và trang trí nội thất thì sơn có một vai tròkhông thể thiếu trong việc tăng thêm nét đẹp cho các sản phẩm thiết kế bằng màu sắckhoác lên trên nó

Để đảm bảo tuổi thọ và chất lượng của sơn, cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau:sơn phải nhanh khô (không muộn hơn 24 h sau khi sơn), và ngày nay thường được sơndưới dạng dùng pitôlê thổi từng lớp một, sảnphẩm được hoàn thành nhanh khô hơn và

độ bền cũng cao hơn, rất khó bị trầy tróc Ngoài ra còn phải đảm bảo yêu cầu cáchđiện, cách âm, chịu ẩm ướt

Vật liệu sơn được phân ra làm hai loại: sơn, vecni và các vật liệu phụ Sơn cótác dụng tạo ra lớp màu bảo vệ sản phẩm, vecni thì trong suốt và phủ trang trí lần cuốilên bề mặt sơn Trong công đoạn sơn, phải chuẩn bị các loại vật liệu phụ như: matitbồi mặt, sơn lót, matit gắn, keo sữa để chuẩn bị cho bề mặt sơn

1.5.2 Thành phần của sơn [15, 17]

Tùy thuộc nguyên vật liệu được chọn lựa để đặc chế mà mỗi loại sơn có chứcnăng khác nhau cho việc sử dụng Bốn thành phần chính để đặc chế ra sơn bao gồm:tinh màu, chất kết dính (chất tạo màng), dung môi và phụ gia

1.5.2.1 Tinh màu

a) Tinh màu gốc

- Titan đioxit là tinh màu chính rất đắt, có tác dụng làm màu sơn trắng và tạo ra

độ phủ cao cho cả sơn mờ và bóng

- Tinh màu tạo nên màu sắc, độ phủ của sơn qua sự hấp thụ ánh sáng đượcchọn lọc Có hai loại tinh màu:

• Tinh màu hữu cơ thể hiện màu sắc rực rỡ, không được bền cho ngoại thất

• Tinh màu vô cơ không chói như màu hữu cơ tạo độ phủ cao hơn và bềnhơn cho ngoại thất

b) Tinh màu phụ

Một số bột dẻo không đắt như titan đioxit:

- Đất sét nhôm silicat thường dùng trong nội thất giúp giảm dơ bẩn

- Silica cà silicat tạo độ cứng cho sơn Chất Silca diatomit thường dùng đểkhống chế độ bóng trong sơn và trong vecni

- Bột đá Canxi cacbonat cũng thường được sử dụng, loại này không tạo độ phủcao

- Kẽm oxit giúp chống rêu mốc, ngăn bào mòn và cản sự hoen ố

1.5.2.2 Chất kết dính

Chất kết dính giúp dàn trải các tinh màu gốc và tinh màu phụ, đồng thời liên kếtcác phân tử để tạo thành màng sơn Chất liên kết sẽ tự tạo thành một màng cứngrồi bám dính vào bề mặt được sơn Nếu trong sơn không có đủ chất liên kết sẽ làm chochức năng của sơn yếu, màng sơn không bền vững Ngoài ra chất liên kết còn ảnhhưởng rất nhiều về độ bóng của sơn Nếu như tăng độ rắn của sơn và dùng các phân

tử có độ nhuyễn sẽ ảnh hưởng đến độ bóng của sơn

Chất kết dính trong sơn nước có thành phần từ nhựa cây ở dưới dạng phân tửthật nhỏ, có thể hòa tan trong nước và tạo thành chất trắng đục sệt.Trong quá trình sơn và khô, chất liên kết sẽ bám vào nhau tạo ra một màng co giản, vì

trong lúc khô không bị oxi hóa nên sơn giữ được độ co giản trong suốt thời giansơn còn tốt.

1.5.2.3 Dung môi

Dung môi là một loại chất lỏng dùng pha sơn, tạo cho sơn đạt nồng độ khi thicông Dầu thông, dung môi than đá, spirit trắng, xăng là những loại dung môi thườngđược dùng pha với sơn

Nước là thành phần chính trong sơn đóng vai trò quyện, trộn các nguyên vậtliệu và làm lỏng để dễ thi công Tuy nước không hòa tan được chất liên kết nhưng làmcho tất cả các phân tử được trộn lẫn vào nhau, vì thế không được gọi là dung

môi trong sơn Tỉ lệ độ rắn của sơn sẽ được thể hiện sau khi sơn hoàn toàn được khôqua độ dày trên lớp phủ và điều này sẽ đánh giá độ bền của sơn Sơn tốt thường có độrắn cao và giúp cho độ bền của sơn được lâu hơn

1.5.2.4 Phụ gia

Phụ gia chiếm một tỷ lệ nhỏ trong công thức pha chế sơn với mục đích làm tăngthêm những đặc tính riêng biệt hoặc bổ sung cho những thành phần trong sơn đang thiếu

1) Làm đặc, giảm sự văng sơn trong lúc thi công

2) Chất nhờn làm giảm độ lắng của các phân tử màu trong lúc thi công

3) Chất kháng khuẩn giúp cho sơn được giữ lâu hơn và giảm bớt rêu mốc sinhsản trên bề mặt của sơn

4) Chất chống bọt sẽ phá vỡ những bong bóng tạo ra từ lúc pha chế sơn, quậysơn trước khi thi công hoặc trong lúc thi công sơn

Tuy nhiên, việc trộn thêm phụ gia để tăng những đặc tính riêng thường sẽ gâyảnh hưởng đến chất lượng của sơn và dẫn đến nguy hại cho sơn nếu như không thậntrọng và không am hiểu về hóa chất

Ngoài ra, để tăng nhanh quá trình khô cứng (đóng rắn) cho sơn hoặc vecni, người ta còn sử dụng các chất làm khô.Chất làm khô thường được sử dụng 5- 8% trong sơn và đến 10% trong vecni Trong sơn xây dựng hay dùng dung dịch muối chì- mangan của axit naphtalen làm chất làm khô Chất pha loãng dùng để pha loãng sơn đặc hoặc sơn vô cơ khô Khác với dung môi chất pha loãng chứa một lượng cần thiết chất tạo màng để tạo cho màng sơn chất lượng cao

1.5.3 Các loại sơn [17]

Sơn được chia ra các loại: sơn dầu, sơn men, sơn pha nước, sơn pha nhựa bay hơi.

1.5.3.1 Sơn dầu

Sơn dầu là hỗn hợp của chất tạo màu và chất tạo màu được nghiền mịn trongmáy nghiền cùng với dầu thực vật, được sản xuất dưới hai dạng: Sơn đặc chứa 12 -25% dầu (trước khi dùng phải dùng dầu pha loãng) và loãng chứa 30-35% dầu so vớikhối lượng chất tạo màu Chất lượng sơn dầu được đánh giá bằng hàm lượng chất tạomàu và dầu sơn, được sử dụng phổ biến để sơn các sản phẩm gỗ trang trí nội thất

1.5.3.2 Sơn men

Sơn men là huyền phù chất tạo màu vô cơ hoặc hữu cơ với vecni tổng hợp hoặcvecni dầu Sơn men chứa nhiều chất kết dính nên bề mặt rất dễ bong tróc, bên cạnh đósơn men có độ bền ánh sáng và chống mài mòn tốt, thường dùng để sơn các bề mặtkim loại, bê tông và gỗ phía trong và ngoài nhà Sơn Ankit và Epoxit là hai loại sơnmen phổ biến hiện nay

1.5.3.3 Sơn nước (sơn pha nước)

Sơn nước được chia ra làm nhiều loại (tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng), phổbiến có các loại: sơn vôi, sơn silicat và sơn xi măng

1.5.3.4 Sơn vôi

Sơn vôi gồm có vôi, bột màu, clorua natri, clorua canxi hoặc muối canxi, axit,dầu lanh Dùng để sơn tường gạch, bê tông trong và ngoài nhà Nhược điểm của loạinày là dễ bị rêu và mảng bám nếu sử dụng ở môi trường nhiều độ ẩm và dễ bạc màudưới tác động của áng sáng mặt trời

1.5.4 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng sơn tốt [8]

Hiện nay có 8 tiêu chuẩn đánh giá chất lượng sơn tốt:

1 Độ đồng màu trên toàn bộ bề mặt sơn

7 Khả năng chống thấm đa chiều

8 Khả năng kháng kiềm, các chất hóa học,…

1.6 Tình hình nghiên cứu tổng hợp bột màu trong và ngoài nước

1.6.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Xu hướng nghiên cứu tổng hợp bột màu thân thiện với môi trường để thay thếcác loại chất màu có chứa nguyên tố độc hại ngày càng trở nên cần thiết và thu hút sựquan tâm của rất nhiều nhà khoa học trên thế giới

Gần đây các nguyên tố đất hiếm như Scandium, Yttrium, Lanthanum, Cerium,Praseodymium được nhận thấy có thể tạo ra các bột màu thân thiện với môi trường,không độc hại hoặc ít độc hại hơn so với các chất màu vô cơ truyền thống Nhờ vàocấu trúc điện tử đặc biệt với các orbital f chỉ điền điện tử một phần, các nguyên tố đấthiếm này sở hữu các tính chất từ và quang học đặc biệt [18]

Các nguyên tố đất hiếm [18]:

Praseodymium vàng (ZrSiO4/Pr) được nhận thấy là một trong những chất màu

vô cơ cho màu vàng rất đẹp, thân thiện với môi trường và bền nhiệt, có thể sử dụngtrong chế tạo cao su, thủy tinh, gốm sứ… Tuy nhiên, quá trình điều chế chất màu nàycần phải được tiến hành ở nhiệt độ cao (trên 1000oC) và vì vậy, kéo theo sự phát triểnkích thước tinh thể hạt màu Điều này làm cho praseodymium vàng khó phân tán tốttrong các môi trường phân tán như sơn, mực…

Ngược lại có rất nhiều phương pháp để điều chế CeO2 và những chất màu liênquan ở kích thước hạt nhỏ Các chất màu xuất phát từ oxit CeO2 có độ bền nhiệt và hóahọc rất cao Người ta hy vọng có thể điều khiển màu sắc của CeO2 bằng cách dopingcác nguyên tố khác vào cấu trúc điện từ của CeO2 Cấu trúc này có thể bị thay đổi bằng

cách tạo ra một mức năng lượng trung gian ở giữa orbital 2p của O và orbital 4f của

Ce, từ đó ảnh hưởng lên màu sắc của bột màu

Những nghiên cứu gần đây đều cho rằng cường độ màu sắc mạnh mẽ của cácvật liệu dựa trên nguyên tố đất hiếm dường như xuất phát từ tương tác trao đổi điệntích giữa những thành phần cho và nhận điện tử, trong đó, nguyên tử kim loại đóng vaitrò là tiểu phân nhận điện tử Như vậy, việc thêm các ion kim loại doping vào cấu trúcoxit của các nguyên tố đất hiếm hoặc doping các nguyên tố đất hiếm vào cấu trúckhung mạng của các oxit kim loại chuyển tiếp sẽ cho phép điều chỉnh của vật liệu, từ

đó điều chỉnh màu sắc theo ý muốn Ý tưởng này đã mở ra một hướng nghiên cứumới: nghiên cứu các chất màu oxit kết hợp giữa oxit nguyên tố đất hiếm và oxit kimloại chuyển tiếp

Năm 2009, Sameera đã nghiên cứu tổng hợp chất bột vàng thân thiện với môitrường (BiV)x(CaW)1-xO4 [7]

Năm 2013, Toshiyuki Masui, Taihei Honda, Wendusu, Nobuhito Imanaka đãnghiên cứu tổng hợp bột màu vàng mới và thân thiện với môi trường Bi1-x-yCaxZnyVO4- (x+y)/2 [6].

1.6.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Gần đây ở Việt Nam đề tài nghiên cứu tổng hợp bột màu phát triển mạnh, đã cónhiều công trình nghiên cứu trên nhiều hệ vật liệu khác nhau Tuy nhiên cho đến nayvẫn chưa có công trình nghiên cứu nào về tổng hợp bột màu vàng thân thiện với môitrường

Chương 2.

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nội dung nghiên cứu

2.1.1 Khảo sát ảnh hưởng thành phần phối liệu đến cường độ màu

Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ thay thế cation Bi3+ bằng các cation Ca2+, Zn2+ đếncường độ màu của sản phẩm

2.1.2 Khảo sát ảnh hưởng chế độ nung

Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố: nhiệt độ nung, thời gian lưu, thời giannghiền đến cường độ màu của sản phẩm

2.1.3 Xác định các đặc trưng của sản phẩm bột màu

- Cường độ màu

- Thành phần pha

- Thông số mạng lưới của các sản phẩm bột màu

- Phổ hồng ngoại của sản phẩm bột màu

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phối liệu được chuẩn bị theo phương pháp bay hơi đến khô [6]

Nguyên liệu ban đầu gồm Bi(NO3)3.5H2O, Ca(NO3)2.4H2O, Zn(NO3)2.6H2O,

NH4VO3 được trộn theo tỉ lệ thích hợp Thêm 30 mL dung dịch HNO3 3M vào hỗn hợpphối liệu khuấy trộn Sau đó thêm nước cất vào hỗn hợp theo tỉ lệ thích hợp khuấy đểđược dung dịch đồng nhất trên máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng Độ pH của hỗn hợpđược điều chỉnh đến 6,5 bằng cách thêm từng giọt dung dịch NH3 5%, khuấy đều ởnhiệt độ phòng trong 1 giờ Hỗn hợp được đun cách cát ở nhiệt độ 180oC cho đến khidung môi được bốc hơi Đem sấy, nghiền, nung ở 650oC trong 6 giờ để thu được sảnphẩm

Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp bột màu vàng Bi1-x-yCaxZnyVO4-(x+y)/2

2.2.2 Thành phần pha tinh thể của bột màu được xác định theo phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) [3]

Nhiễu xạ tia X là phương pháp xác định nhanh chóng và chính xác các pha tinhthể của vật liệu Tia X là các sóng điện từ có bước sóng λ = 0,130Å Nguyên tắc củaphương pháp này dựa trên phương trình Braag:

2dsinθ=nλ (1)Trong đó:

- d: khoảng cách giữa các mặt mạng

- n: bậc nhiễu xạ (thường chọn n = 1)

- θ: góc tạo bởi tia tới và mặt phẳng mạng

- λ: bước sóng của tia X

Theo nguyên tắc này, để xác định thành phần pha của mẫu bột, người ta tiếnhành ghi giản đồ nhiễu xạ tia X của nó Sau đó so sánh các cặp giá trị d, θ của các picđặc trưng của mẫu với cặp giá trị d, θ của các chất đã biết cấu trúc tinh thể thông qua