Các loại vật liệu nano và phương pháp điều chế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỀ TÀI VẬT LIỆU NANO GVGD : Ths.Dương Thị Ánh Tuyết Thành viên nhóm VŨ DUY HẢI HOÀNG XUÂN ÁI HUỲNH QUỐC MINH NGUYỄN THANH BÌNH Nội Dung I HẠT NANO KIM LOẠI NANO BẠC HẠT NANO NANO VÀNG KIM LOẠI NANO PLATIN NANO ĐỒNG www.trungtamtinhoc.edu.vn 1.1 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ HẠT NANO KIM LOẠI Hình 1: Kích thước nguyên tử www.trungtamtinhoc.edu.vn 1.1 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU NANO Phương pháp hoá ướt (wet chemical) Phương pháp học (mechanical) Phương pháp bốc bay Phương pháp hóa học (từ lên) Phương pháp vật lý (từ xuống) Phương pháp hình thành từ pha khí 1.1.1 Phương pháp hoá ướt (wet chemical)  Gồm phương pháp chế tạo vật liệu dùng hóa keo (colloidal chemistry), phương pháp thủy nhiệt, sol-gel, đồng kết tủa  Theo phương pháp này, dung dịch chứa ion khác trộn với theo thành phần thích hợp  Dưới tác động nhiệt độ, áp suất, vật liệu nano kết tủa từ dung dịch  Sau trình lọc, sấy khô, ta thu vật liệu nano 1.1.1 Ưu nhược điểm phương pháp hóa ướt   Ưu điểm:  Các vật liệu chế tạo đa dạng, vật liệu vô cơ, hữu cơ, kim loại  Rẻ tiền chế tạo khối lượng lớn vật liệu Nhược điểm:  Tương tác hợp chất với phân tử nước có gây số khó khăn  Phương pháp sol-gel có hiệu suất không cao 1.1.2 Phương pháp học (mechanical)  Gồm phương pháp tán, nghiền, hợp kim học  Theo phương pháp này, vật liệu dạng bột nghiền đến kích thước nhỏ  Các máy nghiền thường dùng máy nghiền kiểu hành tinh hay máy nghiền quay  Phương pháp thường dùng để tạo vật liệu hữu cơ, ví dụ: kim loại 1.1.2 Ưu nhược điểm phương pháp học  Ưu điểm:   Đơn giản, dụng cụ chế tạo không đắt tiền chế tạo với lượng lớn vật liệu Nhược điểm:  Các hạt bị kết tụ với nhau, phân bố kích thước hạt không đồng nhất, dễ bị nhiễm bẩn từ dụng cụ chế tạo thường khó đạt hạt có kích thước nhỏ 1.2 TỔNG HỢP NANO VÀNG Phương pháp đồng kết tủa NANO VÀNG Phương pháp tẩm Phương pháp sol-gel Phương pháp trao đổi ion Phương pháp lắng kết tủa 10 www.trungtamtinhoc.edu.vn 5.1.2 Quy trình tổng hợp MCM-41 5.1.2.1 Cơ chế tổng hợp vật liệu mesoporous silica Để tổng hợp vật liệu MQTB cần có hợp phần: + Chất định hướng cấu trúc đóng vai trò làm tác nhân định hướng cấu trúc vật liệu + Nguồn vô silic nhằm hình thành nên mạng lưới mao quản + Dung môi (nước, bazơ,…) đóng vai trò chất xúc tác trình kết tinh 70 71 5.1.2.2 Quy trình tổng hợp MCM-41 vật liệu mesoporous silica nghiên cứu rộng rãi cho ứng dụng Nói chung, thường tổng hợp môi trường kiềm Với việc sử dụng chất HĐBM cetyltrimethyl-ammonium bromide (CTAB) chất định hướng tinh thể lỏng (liquid crystal templating), tetra-ethyl orthosilicate (TEOS) hay sodium metasilicate (Na 2SiO3) nguồn silica, alkaki xúc tác, MSNs tạo thành có hệ thống mao quản 2D trật tự, xếp khít dạng lục lăng (hexagonol) nhóm cấu trúc p6m tổng hợp lần có tên gọi MCM-41 72 Hình 4: Quy trình tổng hợp MCM-41 73 • Qua khảo sát, người ta thấy MCM-41 có diện tích bề mặt kích thước lỗ xốp khác sử dụng Na 2SiO3và TEOS nguồn cung cấp silica tương ứng với polyoxyethylene tert-octylphenyl ether (Triton X-100) CTAB chất đồng hoạt động bề mặt • Khi sử dụng Na2SiO3 chất nguồn silica, MCM-41 tổng hợp có lỗ xốp lớn diện tích bề mặt lớn (diện tích bề mặt riêng 1379 m2/g kích thước lỗ xốp 3.3 nm) sử dụng TEOS (848 m2/g 2.8 nm) • Điều tồn muối vô làm tăng lượng kết tụ mizen chất hoạt động bề mặt, làm tăng đường kính lỗ xốp MCM-41 Người ta nhận thấy rằng, thay đổi tỉ lệ Triton X-100 CTAB điều chỉnh hình thành MCM-41 74 Hình 5: Ảnh chụp TEM MCM-41 với kích thước cấu trúc khác thông qua phương pháp thủy nhiệt (2003, American Chemical Society) 75 5.1.3 ỨNG DỤNG CỦA MESOPOROUS SILICA Chất mang- chất hấp phụ Ứng dụng sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) Ứng dụng khác: chế tạo vật Chất xúc tác: xúc tác axit liệu cảm biến, tế bào xúc tác oxi hóa khử lượng, điện cực nano,… Ứng dụng 76 5.2 VẬT LIỆU COMPOZITE KHÁI NIỆM VẬT LIỆU COMPOZITE MỘT SỐ SẢN PHẨM ĐƯỢC CHẾ TẠO TỪ VẬT LIỆU COMPOZITE 77 5.2.1 KHÁI NIỆM VẬT LIỆU COMPOZITE  Composite vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác tạo lên vật liệu có tính hẳn vật liệu ban đầu, vật liệu làm việc riêng rẽ  Vật liệu Composite đươc cấu tạo từ thành phần cốt nhầm đảm bảo cho Composite có đặc tính học cần thiết vật liệu đảm bảo cho thành phần Composite liên kết, làm việc hài hoà với 78 5.2.2 Một số sản phẩm chế tạo từ vật liệu compozite 79 5.2.2 Một số sản phẩm chế tạo từ vật liệu compozite • Ống dẫn xăng dầu composite cao cấp lớp (Sử dụng công nghệ ướt Nga tiễu chuẩn sản xuất ống dẫn xăng, dầu) • Vỏ bọc loại bồn bể, thùng chứa hàng, mặt bàn ghế, trang trí nội thất, panell composite;Hệ thống ống thoát rác nhà cao tầng 80 5.2.2 Một số sản phẩm chế tạo từ vật liệu compozite 81 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đề tài Tìm hiểu Titanium dioxide TiO2 Chế tạo ứng dụng hạt nano từ tính Lê Thị Lành (2015), nghiên cứu chế tạo vàng nano số ứng dụng, luận văn tiến sĩ hóa học, đại học Huế Nguyễn Ngọc Hùng (2011), Nghiên cứu chế tạo nano bạc khả sát khuẩn nó, khóa luận tốt nghiệp, Đại học quốc gia Hà Nội Nano tiểu phân bạc triển vọng dược học, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN http://doc.edu.vn/tai-lieu/ong-nano-cac-bon-cac-phuong-phap-che-tao-tinh-chat-va-ung-dung-69560/ 83 CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM EM!!! 84