Chế tạo hạt nano bạc sử dụng bức xạ tia X.

http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN MỤC LỤC OBO OK S CO M MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNGQUAN Một số khái niệm 1.1 Vật liệu nano 1.2 Hạt Ag có kích thước nanometers 1.3 Một số tính chất ứng dụng Các phương pháp chế tạo hạt nano Ag 2.1 Phương pháp quang hóa 2.2 Phương pháp hóa khử CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM Chế tạo hạt nano bạc phương pháp quang hóa Phép đo phân tích cấu trúc Quan sát ảnh hình thái ( TEM ) Phép đo phổ hấp thụ UV Vis CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết chế tạo mẫu 3.2 Kết phân tích cấu trúc 3.3 Kết chụp ảnh TEM KẾT LUẬN KIL 3.4 Kết đo phổ hấp thụ TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI NĨI ĐẦU http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Bạc mơt số kim loại người biết đến sử dụng sớm Từ lâu bạc người dùng làm đồ trang trí, trang sức KIL OBO OKS CO M bạc dùng làm thuốc chữa bệnh Cho đến tận ngày bạc kim loại q Hạt nano kim loại khái niệm dùng để hạt có kích thước nano tạo thành từ kim loại Người ta biết hạt nano kim loại hạt nano vàng nano bạc sử dụng từ hàng nghìn năm trước Nổi tiếng cốc Lycurgus người La Mã chế tạo vào khoảng kỉ thứ tư trước Cơng ngun trưng bày bảo tàng Anh Nhưng người đặt móng nghiên cứu hạt nano kim loại Michael Faraday Những nghiên cứu ơng phương pháp chế tạo, tính chất ứng dụng hạt nano vàng Nhưng vài chục năm gần đây, nghiên cứu kim loại q đặc biệt vàng, bạc thu hút ý nhiều nhà khoa học nhờ tính chất lí thú tính chất điện, quang, xúc tác, tượng cộng hưởng plasmon, khả diệt khuẩn Với tính chất đặc biệt, ứng dụng nhiều lĩnh vực điều quan trọng hạt nano bạc chế tạo nhiều phương pháp: dùng ngun liệu đơn giản, phương pháp chế tạo đơn giản.Với lí nêu chúng tơi thực khóa luận: Chế tạo hạt nano bạc sử dụng xạ tia X Đề tài chúng tơi tiến hành thuận lợi, có số cơng trình nghiên cứu báo cáo khoa học chế tạo hạt vàng phương pháp quang hóa Mục đích đề tài: Chế tạo hạt bạc có kích thước nano sử dụng tác nhân xạ tia X dơn sắc Kα Khảo sát tính chất hạt nano bạc phổ nhiễu xạ tia X, phụ thuộc kích thước hạt theo nồng độ thời gian phản ứng, thay đổi phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến theo thời gian nồng độ http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN: KIL OBO OKS CO M 1.1.1 Vật liệu nano: Vật liệu nano vật liệu có chiều có kích thước cỡ nanometers Ngày cơng nghệ chế tạo hạt nano tính chất chúng nhiều nhà khoa học nghiên cứu Lí đạt đến kích thước nanometers tính chất hóa lý cúa vật liệu khác xa hồn tồn so với vật liệu có kích thước lớn Có nhiều cách phân loại,về ta phân loại sau: Về hình dáng vật liệu ta có loại sau: Vật liệu nano khơng chiều: vật liệu mà ba chiều có kích thước nano, ví dụ: chấm lượng tử, hạt nano Vật liệu nano chiều: vật liệu hai chiều có kích thước nano, ví dụ: dây nano, ống nano Vật liệu nano hai chiều: vật liệu chiều có kích thước nano, ví dụ: màng mỏng… Ngồi có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite có phần vật liệu có kích thước nm 1.1.2 Hạt Ag có kích thước nanometers: Trong năm gần đây, việc chế tạo hạt nano bạc tính chất thu hút nhiều quan tâm nhà khoa học Ngày với thiết bị đại nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu loại vật liệu để đưa vào ứng dụng Hạt nano bạc hạt nano sản xuất từ vật liệu khối bạc ion Ag+ từ muối bạc (ví dụ muối AgNO3) http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hạt nano bạc quan tâm nghiên cứu khơng tính chất đặc biệt vật liệu nano hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng cộng hưởng plasmon… Ngồi tính chất trên, hạt nano bạc có khả diệt khuẩn Hạt nano bạc có KIL OBO OKS CO M kích thước nano phát huy tối đa khả kháng khuẩn bạc Hạt nano bạc vật liệu có tính ứng dụng cao, đặc biệt, xử lý mơi trường sinh học 1.2 MỘT SỐ TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG 1.2.1 Tính chất quang: Hạt nano bạc hấp thụ mạnh ánh sáng khả kiến tần số ánh sáng tới cộng hưởng với tần số dao động plasma điện tử dẫn bề mặt hạt bạc, tượng gọi tượng cộng hưởng plasmon bề mặt ( surface plasmon resonane, SPR ) Chính tượng làm cho hạt nano bạc thủy tinh có màu sắc khác ánh sáng truyền qua Điều giải thích dao động tập thể điện tử dẫn đến từ q trình tương tác với sóng điện từ Khi dao động vậy, điện tử phân bố lại hạt nano bạc làm cho hạt nano bạc bị phân cực điện tạo thành lưỡng cực điện Keo vàng có tính chất giống hạt nano bạc hấp thụ mạnh ánh sáng vùng khả kiến xảy tượng cộng hưởng plasmon bề mặt Hình 1.1 q trình dao động tập thể điện tử bề mặt hạt vàng, tương đương với lưỡng cực điện dao động [5] http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 1.1: Q trình dao động tập thể điện tử bề mặt hạt vàng, tương đương với lưỡng cực điện dao động Mie đưa tính tốn để giải thích tượng cho hạt hình cầu bước sóng cộng hưởng vị trí đỉnh cực đại phụ thuộc vào kích thước keo vàng Hình 1.2 phổ hấp thụ keo vàng điển hình hạt có kích thước khơng phải cầu xuất thêm mode dao động khác cá hạt vàng dẫn đến thay đổi phổ hấp thụ Hình 1.2: Phổ hấp thụ keo vàng điển hình [5] http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Thuyết Mie: Sự dịch chuyển đỉnh phổ hấp thụ phía bước sóng cộng hưởng giải thích thuyết Mie KIL OBO OKS CO M Như trình bày mục trên: Tính chất quang hạt nano chủ yếu dao động tập thể điện tử dẫn tương tác với xạ điện từ Điện trường xạ tới gây lưỡng cực hạt nano Lực hồi phục hạt nano bạc cân lại lưỡng cực kết có bước sóng cộng hưởng Giải phương trình Maxwell tần số ánh sáng xét sóng phẳng tán xạ từ hạt nano hình cầu Ngoại trừ bề mặt hạt, ánh sáng coi truyền thẳng mơi trường đẳng hướng, đồng Trong trường hợp ∇2E + k 2E = ∇2 H + k 2H = đó, phương trình Maxwell có dạng: (2.6) σ ext (ω ) số hạng tỉ lệ thơng lượng nhiễu xạ chiều tiến thơng lượng vào Với hạt kích thước nano có đường kính hạt R, hàm điện mơi phức: ε(ω) = ε (ω)+ i ε ( ω) phụ thuộc số điện mơi εm theo phương trình: σ ext (ω ) = ω c ε m3 / 2V ε (ω ) [ε (ω ) + 2ε m ]2 + ε (ω ) (2.7) ε (ω ) = -2εm xuất đỉnh hấp thụ Khi định hướng trường dao động điện trường phải tương ứng Biểu thức Gauss trường hợp là: σ ext = ω 3c ε (1 / P )ε V∑ {ε + [(1 − P )/ P ]ε } j 3/ m 2 j j j m + ε 22 (2.8) với Pj hệ số khử từ cho trục ( A> B = C) định nghĩa sau: PA = với − PA − e2  1 + e   ln  − 1 ; PB = PC =  2 e  2e  − e     B 2  e = 1 −      A   1/   = 1 −   R  (2.9) 1/ , với a,b tỉ số mặt http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Bước sóng đỉnh hấp thụ tính theo cơng thức: λmax = Aε m b − Bε m + C a (2.10) KIL OBO OKS CO M với A, B, C số Khi kích thước hạt tăng đỉnh phổ hấp thụ dịch chuyển phía bước sóng cộng hưởng Ngồi ra, mật độ hạt nano bạc ảnh hưởng đến tính chất quang Nếu mật độ lỗng coi gần hạt tự do, nồng độ cao phải tính đến ảnh hưởng q trình tương tác hạt Điều giải thích bằng: Định luật hấp thụ ánh sáng ( Định luật Lambert-Beer): Xét trường hợp, chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ cường độ I qua lớp dung dịch chất tan đồng có nồng độ C, bề dày lớp dung dịch l Khi qua lớp dung dịch phần ánh sáng bị hấp thụ, phần bị phản xạ, phần lại qua lớp dung dịch có cường độ I Mối liên hệ I I biểu diễn qua định luật Lambert-beer: I=I0.10-k.l.C (2.4) Độ hấp thụ D dung dịch tính: D=lg I0 =k(λ).l.C I (2.5) Với k(λ) hệ số hấp thụ phân tử Hệ số thay đổi theo λ có giá trị đặc trưng cho chất Đường cong hấp thụ phụ thuộc k theo bước sóng: k = f(λ) Đường cong hấp thụ chất khác khác Khi k l khơng đổi D phụ thuộc tuyến tính vào C Độ hấp thụ D ta biết biến đổi nồng độ chất q trình phản ứng Đây sở phép phân tích định tính, định lượng chất 1.2.2 Tính chất từ: http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Ở trạng thái khối, bạc có tính nghịch từ bù trừ cặp điện tử Khi thu nhỏ kích thước đến kích thước nano bù trừ khơng tồn diện hạt nano bạc có từ tính tương đối mạnh KIL OBO OKS CO M 1.2.3 Tính chất điện: Bạc số kim loại dẫn điện tốt kim loại Khi kích thước vật liệu giảm dần kích thước cỡ nanometers, hiệu ứng lượng tử giam hãm làm rời rạc hóa cấu trúc vùng lượng Hệ q trình lượng tử hóa hạt nano bạc xuất hiệu ứng gọi hiệu ứng chắn Coulomb (Coulomb blockade) làm cho đường I-U bị nhảy bậc, với giá trị bậc sai khác lượng e/2C U e/RC I, e điện tích điện tử, C R điện dung điện trở khoảng nối hạt nano với điện cực 1.2.4 Tính chất nhiệt Nhiệt độ nóng chảy bạc ngun chất dang khối lớn Khi kích thước bạc giảm xuống cỡ nanometers nhiệt độ nóng chảy bạc giảm xuống thấp ( xấp xỉ vài trăm độ C ) 1.2.5 Một số ứng dụng hạt nano bạc: Người ta phát bước sóng mà bị hấp thụ mạnh biến đổi thành nhiệt khoảng thời gian ngắn nhỏ cỡ pico giây Như ta gắn hạt nano bạc vào tế bào, sau chiếu laser bước sóng xảy hấp thụ cực đại plasmon hạt nano bạc hấp thụ photon chuyển thành nhiệt năng, làm cho nhiệt độ xung quanh hạt bạc tăng lên nhanh chóng, phá vỡ vật chất xung quanh Điều có ứng dụng lớn điều trị bệnh ung thư Ngồi bạc có khả diệt khuẩn, gặp vi khuẩn, virus hay nấm hạt bạc có xu hướng lấy điện tử oxy từ quan hơ hấp của vi khuẩn tạo oxit bạc,sẽ ngăn khơng cho chúng thở, cản trở q trình trao đổi http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN chất diệt vi khuẩn Khả diệt khuẩn bạc cao nhiều ta sử dung hat nano bạc, xảy hiệu ứng bề mặt (hiệu ứng bề mặt ngun tử) KIL OBO OKS CO M hiệu ứng số ngun tử nằm bề mặt chiếm tỉ phần kể so với tổng số 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO HẠT NANO BẠC : Hiện có nhiều phương pháp khác để chế tạo dung dịch hạt nano bạc, có hai phương pháp sau đây: Phương pháp từ xuống phương pháp tạo hạt nano bạc từ vật liệu khối ban đầu Phương pháp từ xuống thường sử dụng phương pháp ăn mòn laser Phương pháp từ lên tạo hạt nano từ ion ngun tử kết hợp lại với Phương pháp từ lên bao gồm phương pháp sau: Phương pháp khử hóa học, Phương pháp khử vật lí, Phương pháp khử hóa lí, Phương pháp khử sinh học Đối với hạt nano bạc phương pháp thường áp dụng phương pháp từ lên Ngun tắc khử ion Ag+ để tạo thành ngun tử Ag0 Các ngun tử liên kết với tạo hạt nano 1.3.1 Phương pháp quang hóa: Phương pháp quang hóa phương pháp từ lên Phương pháp quang hóa phản ứng xảy tác dụng xạ Trong phương pháp chúng tơi gây phản ứng quang hóa tia X mơi trường Triton X-100 ( Octyl phenol Ethoxylate ) hay gọi TX-100 khơng đóng vai trò chất tham gia phản ứng quang hóa mà đóng vai trò chất ổn định hạt nhằm tránh kết đám với theo thời gian Q trình q trình oxi hóa TX-100 gây gốc OH/H sinh q trình quang phân nước 10 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN KIL OBO OKS CO M CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KẾT QUẢ CHẾ TẠO MẪU: 3.1.1 Mẫu chế tạo với tỉ lệ chất tham gia phản ứng khác nhau: Chúng tơi chế tạo dung dịch hạt nano bạc có bao phủ bề mặt TX100,theo phương pháp quang hóa với tác nhân tia X nồng độ chất tham gia phản ứng khác ( xạ Kα Cu ) Các mẫu suốt, khơng có vẩn đục, váng kết tủa Ảnh chụp số mẫu chế tạo phương pháp cho hình 3.1 Quy trình chế tạo chi tiết mẫu trình bày mục 2.1, hình 2.3 Tỉ lệ thành phần chất tham gia phản ứng cho bảng 2.1 T4 T3 T2 T1 23 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 3.1: Mẫu chế tạo phương pháp quang hóa với tỉ lệ chất tham gia phản ứng khác Mầu sắc mẫu thể phổ hấp thụ hạt nano bạc vùng ánh sáng KIL OBO OKS CO M khả kiến Đi từ phải sang trái ta thấy mầu sắc mẫu nhạt dần nồng độ hạt bạc giảm dần Các mẫu chế tạo phương pháp quang hóa để lâu hàng tháng mơi trường phòng thí nghiệm bảo vệ tốt mơi trường chứa TX-100 3.1.2 Mẫu chế tạo với thời gian chiếu tia X khác nhau: Chúng tơi chế tạo dung dịch hạt nano bạc phương pháp quang hóa với tác nhân tia X thời gian chiếu tia X khác Các mẫu chế tạo suốt, khơng bị váng hay kết tủa Ảnh chụp số mẫu chế tạo phương pháp thể hình 3.2 thơng số chế tạo mẫu đề cập mục 2.1, bảng 2.2 24 http://kilobooks.com T8 KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN T7 T6 T5 Hình 3.2: Mẫu chế tạo băng phương pháp quang hóa với thời gian chiếu tia X khác Ở ta thấy mẫu T5 có mầu vàng đậm so với ba mẫu lại Các mẫu lại có thời gian chiếu khác nên có độ đậm khác Các mẫu chế tạo phương pháp bảo quản điều kiện phòng thí nghiệm lâu hàng tháng bảo vệ tốt mơi trường TX-100 3.2 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CẤU TRÚC: Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) mẫu T2 ( nồng độ 0,084mM chiếu tia X 60’ ) cho hình vẽ bên Phổ nhiễu xạ tia X đo máy D5005 (Bruker-CHLB Đức) thực Trung tâm Khoa Học Vật Liệu - Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên 25 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 100 d=2.0556 d=2.3640 Lin (Cps) 200 KIL OBO OKS CO M VNU-HN-SIEMENS D5005 - Mau hat nano Ag (Tia X) 30 40 50 2-Theta - Scale File: Vu-Vinh- Nano Ag-Tia X.raw - Type: 2Th alone - Start: 30.000 ° - End: 60.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 2.0 s - Temp.: 25.0 °C (Ro 04-0783 (I) - Silver-3C, syn - Ag - Y: 0.95 % - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 Phổ XRD mẫu T2 ta thấy vị trí đỉnh phổ nhiễu xạ tia X trùng với vị trí đỉnh mẫu chuẩn cơng bố giới từ phổ nhiễu xạ tia X chứng tỏ sản phẩm tạo có chứa hạt bạc với cấu trúc lập phương tâm mặt Các đỉnh phổ nhiễu xạ góc nhiễu xạ 38,2o, 44.3o ứng với mặt ( 111 ) ( 200 ) Ta so sánh số mạng sản phẩm với số mạng chuẩn quốc tế 26 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Khoảng cách hai mặt ( hkl ) d tính theo cơng thức: ( d = a × h2 + k + l ) −1 / KIL OBO OKS CO M Với: h, k, l số mặt a số mạng Tính được: a= 4,0870 Ǻ So sánh với giá trị chuẩn quốc tế với số mạng: a=4,0862 Ǻ Ta thấy số mạng thu phù hợp với số mạng chuẩn quốc tế Qua chứng minh hạt tạo thành bạc 3.3 PHÂN TÍCH ẢNH TEM: Các kết chụp ảnh TEM xử lý phần mềm ImageJ để thu thơng số phân bố hạt độ tròn Độ tròn hạt tính cơng thức sau: σ= 4πS P2 Trong : σ độ tròn hạt, S diện tích hạt, P chu vi hạt Dễ thấy với hình tròn độ tròn 1, với hình vng độ tròn π Chúng tơi sử dụng dung dịch mẫu T2 ( nồng độ 0,084mM chiếu tia X 60’ ) để chụp ảnh TEM Các ảnh TEM xác định hình dạng hạt nano bạc thực máy JEM 1010- JEOL Viện vệ sinh dịch tễ Trung Ương Từ hình 3.3, ta thấy ảnh vị trí hạt nano bạc điểm màu đen phân bố đồng 27 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Quan sát hình 3.3, ta thấy hạt nano bạc có kích thước nhỏ Hình dạng hạt rõ ràng, có lập tương đối hạt Dưới KIL OBO OKS CO M kết chụp ảnh mẫu T2 Ảnh chưa xử lý Ảnh xử lý phần mềm Hình 3.3 Ảnh chụp TEM mẫu T2 Dựa vào ảnh chụp TEM mẫu T2 ta thấy mẫu có nồng độ thấp phân tán xa nhau, hồn tồn khơng có tượng kết đám nhờ bảo vệ tốt mơi trường TX-100 Ảnh chụp khơng rõ nét nồng độ TX-100 dung dịch lón nhiều so với nồng độ dung dịch Ag+ Dưới kết phân tích kích thước độ tròn mẫu T2 hình 3.4 3.5 28 http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 3.4 :Phân bố kích thước mẫu T1 Kích thước trung bình mẫu T1 8,5 nm Hình 3.5: Độ tròn mẫu T1 29 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Khảo sát độ tròn mẫu T2: đa phần hạt có hình dạng tựa cầu ( độ tròn đạt từ 0,875 đến 0.95 ), số hạt có độ tròn thấp ( 10 nm độ tròn từ 0,7 đến 0,8 Nhận xét: Từ kết ta thấy chế tạo hạt nano bạc sử dụng phương pháp quang hóa với tác nhân khử tia X ta thu hạt có kích thước tương đối nhỏ có hình dạng tựa cầu so vứi phương pháp 30 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 3.4 PHỔ HẤP THỤ UV-VIS: Các mẫu tạo được đo máy UV - 2450 phòng 307 - Trung tâm Khoa Học Vật Liệu - Đại học Khoa Học Tự Nhiên KIL OBO OKS CO M 3.4.1 Sự phụ thuộc phổ hấp thụ vào nồng độ chất tham gia phản ứng: Phổ hấp thụ loạt mẫu T1, T2, T3 thu hình 3.6 Hình 3.6 Phổ hấp thụ UV-VIS mẫu với nồng độ khác Từ phổ hấp thụ thu ta nhận thấy phổ hấp thụ mẫu có đỉnh cực đại ứng với bước sóng bị hấp thụ mạnh khoảng 420 nm Từ phổ hấp thụ thu hình 3.6 ta thấy có phụ thuộc giá trị cực đại hệ số hấp thụ vào nồng độ Ag+ đưa vào phản ứng ( Bảng 3.1 ).Hiện tượng giải thích cách định tính là: Khi nồng độ muối bạc AgNO3 tăng số lượng ion Ag+ tạo dung dịch tăng Nồng độ chất tăng, khối lượng chất khử tăng nên xác suất ion Ag+ tác dụng với 31 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN phân tử chất khử tăng Chính hạt nano bạc tạo thành nhanh Kí hiệu mẫu T1 T2 T3 KIL OBO OKS CO M Vị trí đỉnh độ hấp thụ mẫu cho bảng 3.1 Độ hấp thụ cực Nồng độ Ag+ đại ( mM ) 423,4 0,52 0,108 422.7 0,38 0,084 422,1 0,28 0,06 λ max (nm ) Bảng 3.1 Vị trí đỉnh phổ hấp thụ mẫu với nồng độ khác Nhận xét: Từ phổ hấp thụ mẫu chúng tơi nhận thấy bước sóng cực đại mẫu đạt khoảng 420 nm, với độ bán rộng giống Tổng số hạt tăng nồng độ Ag+ tăng 3.4.2 Sự phụ thuộc phổ hấp thụ vào thời gian chiếu tia X: Dưới phổ hấp thụ số mẫu chế tạo với thời gian chiếu tia X khác Thời gian chiếu tia X cho bảng 2.2 Từ phổ hấp thụ mẫu ta nhận thấy Khi chiếu tia X thời gian ngắn ( 10 phút) hạt nano bạc hình thành q ít, phổ hấp thụ khơng có cực đại Khi thời gian phản ứng tăng lên ( 30 phút ) đỉnh hấp thụ cực đại xuất rõ rệt Kết thực nghiêm cho thấy nồng độ hạt nano bạc tạo thành dung dịch tăng theo thời gian phản ứng Tuy nhiên qua thực nghiệm chúng tơi thấy thời gian tối ưu cho việc chế tạo mẫu ( tỉ phần Ag+ 0,084 mM ) 45 phút Vượt q khoảng thời gian cường độ tương đối mẫu khơng thay đổi ( đạt đến giá trị bão hòa ), tồn lượng Ag+ tham gia phản ứng hết khoảng thời gian 45 phút Hình 3.7 cho ta biết phổ hấp thụ số mẫu chế tạo với thời gian chiếu tia X khác 32 http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hinh 3.7 Phổ hấp thụ mẫu chế tạo với thời gian chiếu tia X khác Ngồi mẫu chế tạo phương pháp quang hóa với nồng độ chất tham gia phản ứng khác thời gian chiếu tia X khác nhau, chúng tơi sử dụng ánh sang tự nhiên chiếu trực tiếp vào mẫu, sau so sánh với mẫu chiếu tia X Chúng tơi sử dụng mẫu có nồng độ Ag+ 0,084 mM dùng để chiếu ánh sáng mặt trời để so sánh với mẫu loại sử dụng tác nhân khử tia X Hình 4.1 cho ta thấy phổ hấp thụ mẫu sử dụng tác nhân khử tia X ánh sáng tự nhiên 33 http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 3.8 Phổ hấp thụ mẫu sử dụng tác nhân khử tia X ánh sáng tự nhiên Với: T7 mẫu chế tạo phương pháp chiếu tia X 45 phút T7’ mẫu chế tạo chiếu ánh sáng tự nhiên 2h ánh sáng mặt trời mạnh Thơng qua phổ hấp thụ ta nhận thấy rằng: mẫu chế tạo sử dụng tác nhân tia X có đỉnh rõ ràng, nên có tập trung phân bố hạt tạo thành Đối với mẫu chế tạo sử dụng tác nhân khử ánh sáng tự nhiên ngồi đỉnh có bước sóng khoảng 400 nm có vùng trải rộng từ 450 nm tới 700 nm Vì mẫu chế tạo phương pháp tồn nhiều loại kích thước có kích thước lớn so với phương pháp chế tạo sử dụng tia X 34 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Điều giải thích sau: mẫu sử dụng tia X nên có bước sóng xác định đơn sắc.Nên chiếu vào dung dịch hạt tập trung kích thước KIL OBO OKS CO M Mẫu sử dụng ánh sáng tự nhiên để chiếu trực tiếp vào mẫu tập hợp nhiều ánh sáng đơn sắc nên tạo nhiều loại hạt kích thước hạt lớn KẾT LUẬN Sau thời gian thực khố luận tốt nghiệp mơn:Vật Lý Chất RắnTrung Tâm Khoa Học Vật Liệu - Trường Khoa Học Tự Nhiên với đề tài: “Chế 35 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN tạo khảo sát tính chất hạt nano bạc sử dụng xạ tia X”, chúng tơi thu số kết sau: KIL OBO OKS CO M Tìm hiểu tổng quan phương pháp chế tạo tính chất hạt nano bạc Xây dựng quy trình chế tạo hạt nano bạc theo phương pháp khử quang hóa dùng tia X ( xạ Kα Cu ) làm tác nhân: hạt nano bạc chế tạo từ dung dịch muối bạc nitrat AgNO3 sử dụng chất dung dịch TX-100 chất khử đồng thời chất ổn định hạt nhằm tránh hạt kết đám với theo thời gian Chúng tơi chế tạo thành cơng hạt nano bạc có kích thước < 10 nm Khảo sát số tính chất hạt nano bạc phổ nhiễu xạ tia X, phụ thuộc hệ số hấp thụ mẫu theo thời gian theo nồng độ Ag+ tham gia phản ứng, cho thấy thời gian tối ưu để chế tạo mẫu 45 phút Phân tích phân bố hạt độ tròn mẫu thơng qua ảnh TEM, cho thấy loại mẫu có kích thước trung bình đạt từ nm đến nm độ tròn phần lớn đạt 0,8 đến 0,9 Các kết nghiên cứu bước đầu chế tạo khảo sát tính chất hạt nano bạc chúng tơi Vì thời gian tới điều kiện cho phép chúng tơi tiến hành chế tạo hạt nano bạc theo phương pháp khác để lựa chọn phương pháp chế tạo, nhằm điều khiển kích thước bạc hiệu suất đạt theo u cầu 36 http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 37 [...]... pháp chế tạo và tính chất hạt nano bạc 2 Xây dựng được quy trình chế tạo hạt nano bạc theo phương pháp khử quang hóa dùng tia X ( bức xạ Kα của Cu ) làm tác nhân: hạt nano bạc được chế tạo từ dung dịch muối bạc nitrat AgNO3 và sử dụng chất dung dịch TX-100 là chất khử cũng đồng thời là chất ổn định hạt nhằm tránh các hạt kết đám với nhau theo thời gian 3 Chúng tơi đã chế tạo thành cơng các hạt nano bạc. .. 2.1 CHẾ TẠO HẠT NANO BẠC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG HĨA: Để chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp quang hóa sử dụng tác nhân bức xạ là tia X, chúng tơi đã sử dụng các tiền chât ban đầu gồm có: AgNO 3 và Octylphenol Ethoxylate còn có tên thương mại là Triton X-100 (TX-100) Dung dịch AgNO 3 được pha chế bằng cách hòa tan AgNO 3 trong nước cất hai lần ( dd H2O) với tỉ lệ phù hợp Dung dịch sau khi pha chế. .. sử dụng chất hoạt hóa bề mặt để tránh sự kết đám khi hạt nano được hình thành Với phương pháp này ta có thể điều khiển kích thước hạt bằng cách tăng hoặc giảm nồng độ của Ag+ trong dung dịch phản ứng Hình 1.3 cho ta biết q trình chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp này Hình 1.3 Q trình chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp hóa khử Trong vài năm trở lại đây, đã có một số cơng trình nghiên cứu chế tạo. .. của hạt nano bạc trong vùng ánh sáng KIL OBO OKS CO M khả kiến Đi từ phải sang trái ta thấy mầu sắc của mẫu nhạt dần do nồng độ của các hạt bạc giảm dần Các mẫu chế tạo bằng phương pháp quang hóa có thể để lâu hàng tháng trong mơi trường phòng thí nghiệm do được bảo vệ tốt trong mơi trường chứa TX-100 3.1.2 Mẫu chế tạo với thời gian chiếu tia X khác nhau: Chúng tơi cũng đã chế tạo dung dịch hạt nano bạc. .. các kết quả trước: Chế tạo hạt Au bằng phương pháp quang hóa với tác nhân khử là tia X: Hạt có kích thước từ 9 đến 10 nm và độ tròn từ 0,8 đến 0,9 Chế tạo hạt Au bằng phương pháp quang hóa với tác nhân khử là tia UV (bức xạ từ đèn thủy ngân cao áp HPK 125W của hãng Cathodeon ): Hạt có kích thước từ 7 đến 8 nm và độ tròn từ 0,75 đến 0,8 Chế tạo hạt Au bằng phương pháp hóa khử thu được hạt có kích thước... và ánh sáng tự nhiên Với: T7 là mẫu được chế tạo bằng phương pháp chiếu tia X trong 45 phút T7’ là mẫu được chế tạo bằng chiếu ánh sáng tự nhiên trong 2h dưới ánh sáng mặt trời mạnh Thơng qua phổ hấp thụ ta nhận thấy rằng: mẫu chế tạo sử dụng tác nhân là tia X có một đỉnh rõ ràng, nên có sự tập trung về phân bố các hạt được tạo thành Đối với mẫu chế tạo sử dụng tác nhân khử là ánh sáng tự nhiên ngồi... http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 2.1:Hệ máy XRD D5005 và cơ cấu dùng để chế tạo hạt nano bạc Nguồn tia X là bức xạ Kα của đồng bước sóng 1,54056 Ǻ Thực nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ phòng Hình 2.2 Phổ bức xạ tia X của Cu khi chưa lọc đơn sắc Quy trình chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp quang hóa được trình bày trên hình 2.3 16 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ... đến nhiệt độ phòng, vẫn khuấy đều Hình 1.5 Quy trình chế tạo keo vàng bằng phương pháp hóa khử Với những tính chất đặc biệt và những ứng dụng trong thực tế kết hợp với những phương pháp chế tạo có khả năng thực hiện được tại khoa vật lý, chúng tơi đã lựa chọn hướng nghiên cứu chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp quang hóa sử dụng nguồn bức xạ là tia X của ống Cu ( Kα ) 14 http://kilobooks.com KIL OBO... tới 700 nm Vì vậy mẫu chế tạo bằng phương pháp này tồn tại nhiều loại kích thước và có kích thước lớn hơn so với phương pháp chế tạo sử dụng tia X 34 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Điều này có thể được giải thích như sau: mẫu sử dụng tia X nên có một bước sóng xác định và đơn sắc.Nên khi chiếu vào dung dịch các hạt tập trung kích thước KIL OBO OKS CO M Mẫu sử dụng ánh sáng tự nhiên... vào mẫu là tập hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc nên tạo ra nhiều loại hạt và kích thước hạt lớn hơn KẾT LUẬN Sau thời gian thực hiện khố luận tốt nghiệp tại bộ mơn:Vật Lý Chất RắnTrung Tâm Khoa Học Vật Liệu - Trường Khoa Học Tự Nhiên với đề tài: Chế 35 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN tạo và khảo sát tính chất hạt nano bạc sử dụng bức xạ tia X”, chúng tơi đã thu được một số kết quả như ... 2-Theta - Scale File: Vu-Vinh- Nano Ag-Tia X.raw - Type: 2Th alone - Start: 30.000 ° - End: 60.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 2.0 s - Temp.: 25.0 °C (Ro 0 4-0 783 (I) - Silver-3C, syn - Ag -. .. trình q trình oxi hóa TX-100 gây gốc OH/H sinh q trình quang phân nước 10 http:/ /kilobooks. com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN H2O→ H++OHR-OCH2CH2OH→R-OCH2CH+-OH+ H2O R-OCH2CH+-OH có tính khử mạnh khử... Khoa Học Vật Liệu - Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên 25 http:/ /kilobooks. com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 100 d=2.0556 d=2.3640 Lin (Cps) 200 KIL OBO OKS CO M VNU-HN-SIEMENS D5005 - Mau hat nano