Báo cáo thuyết trình sol gel

SOL-GEL Nhóm thuyết trình: Phạm Nguyễn Hạnh Ngun Đồn Thị Ngọc Duyên Các khái niệm bản: Precursor: Phân tử ban đầuhạt keo Cấu trúc: kim loại hình thành cầu nối với bở phối tử Cơng thức hóa học: M(OR)x Với M:Các kim loại [tetra methoxysilan (TMOS) tetra ethoxysilan (TEOS), aluminate, titanate,borat] R: ankyl, muối kim loại, muối nitrate, sunfide, acetate Các khái niệm bản: Sol: Sự phân tán hạt rắn (0,1->1mm) chất lỏng Liên kết lực Van der Waals Chuyển động hạt theo chuyển động Brown Mỗi hạt sa lắng độc lập keo tụ với Các khái niệm bản: Gel: Là trạng thái mà chất rắn liên kết với chất lỏng tạo thành chất kết dính Sol-gel: liquid "sol“  solid "gel" phase Precursor ban đầu Kết khối kết tinh Thủy Quá trình phân ngưng tụ sol-gel: Nhiệt độ cao Sấy Tạo sol Bay dung môi Tạo hạt oxit kim loại chất hữu Phủ quay phủ Gia nhiệt nhúng Gel hóa Mạng lưới oxit kim loại Đình hình Cũng cố liên kết hạt-hạt CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC VÀ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ Phản ứng thủy phân: Là phản ứng thay nhóm alkoxide (–OR) liên kết kim loại – alkoxide nhóm hydroxyl (–OH) để tạo thành liên kết kim loại – hydroxyl Các yếu tố ảnh hưởng: a Ảnh hưởng pH : Mô tả sơ lược ảnh hưởng pH lên tốc độ phản ứng thuỷ phân Các yếu tố ảnh hưởng: b Ảnh hưởng dung môi : Ngăn chặn tách pha lỏng đến pha lỏng khác giai đoạn đầu phản ứng thủy phân Có hai loại dung mơi : Dung môi phân cực : H2O, rượu alkyl (CH3OH, C2H5OH…), formamide… Dung môi không phân cực: dùng để thay alkyl khơng thuỷ phân hồn tồn tác động tạo OH - Loại dung môi không tham gia vào phản ứng nghịch Các yếu tố ảnh hưởng: c Ảnh hưởng chất xúc tác: Xúc tác axit làm tốc độ phản ứng tăng lên so với xúc tác bazơ, axit mạnh thường làm tốc độ tăng nhanh Các axit thông dụng thừơng dùng : HCl, CH 3COOH,HF,HNO3 … Các yếu tố ảnh hưởng: d Ảnh hưởng tỉ số r ( H2O/M): Phản ứng thủy phân xảy khoảng 1< r < 50 Giá trị r tăng thúc đẩy phản ứng thủy phân Ảnh hưởng tỉ số r đến thời gian hóa Gel silica Phản ứng ngưng tụ: Phản ứng ngưng tụ tạo nên liên kết kim loại – oxide – kim loại, sở cấu trúc cho màng oxide kim loại Hiện tượng ngưng tụ diễn liên tục làm cho liên kết kim loại – oxide – kim loại không ngừng tăng lên tạo mạng lưới kim loại – oxide – kim loại khắp dung dịch Ngưng tụ nước: Ngưng tụ rượu: Quá trình ngưng tụ Các yếu tố ảnh hưởng: a Ảnh hưởng pH : Tốc độ hòa tan thời gian gel hóa điều kiện pH Các yếu tố ảnh hưởng: b Ảnh hưởng dung môi : Đối với dung môi phân cực: với xúc tác bazơ làm cho phản ứng xảy chậm xúc tác axit làm phản ứng xảy nhanh c Ảnh hưởng chất xúc tác: Chất xúc tác: HCl, HNO3, CH3COOH Ngoài ra, hai phản ứng chịu ảnh hưởng chất phụ gia Phụ gia thường dùng loại axit hữu axit oxalic, axit acetic, axit polycrylic, axit stearic… Các phương pháp phủ màng Sol – gel: Phương pháp phủ nhúng (dip – coating): Nhúng đế vào bên dung dịch phủ Hình thành lớp màng ẩm kéo đế lên Quá trình gel xảy bay dung mơi Độ dày màng: tính phương trình Laudau–Levich: Phương pháp phủ quay (spin – coating): Phương pháp phủ phun (spray – coating): ỨNG DỤNG ƯU ĐIỂM Có thể tạo màng phủ liên kết mỏng để mang đến dính chặt tốt vật kim loại màng Có thể tạo màng dày cung cấp cho q trình chống ăn mòn Có thể phun phủ lên hình dạng phức tạp Có thể sản xuất sản phảm có độ tinh khiết cao Là phương pháp hiệu quả, kinh tế, đơn giản để sản xuất màng có chất lượng cao Có thể tạo màng nhiệt độ bình thường NHƯỢC ĐIỂM Sự liên kết màng yếu Độ chống mài mòn yếu Rất khó để điều khiển độ xốp Dễ bị rạn nứt xử lí nhiệt độ cao Chi phí cao vật liệu thô Hao hụt nhiều trình tạo màng Cảm ơn thầy Và bạn theo dõi  ... lỏng tạo thành chất kết dính Sol- gel: liquid "sol  solid "gel" phase Precursor ban đầu Kết khối kết tinh Thủy Quá trình phân ngưng tụ sol- gel: Nhiệt độ cao Sấy Tạo sol Bay dung môi Tạo hạt oxit... phủ màng Sol – gel: Phương pháp phủ nhúng (dip – coating): Nhúng đế vào bên dung dịch phủ Hình thành lớp màng ẩm kéo đế lên Quá trình gel xảy bay dung mơi Độ dày màng: tính phương trình Laudau–Levich:... kim loại khắp dung dịch Ngưng tụ nước: Ngưng tụ rượu: Quá trình ngưng tụ Các yếu tố ảnh hưởng: a Ảnh hưởng pH : Tốc độ hòa tan thời gian gel hóa điều kiện pH Các yếu tố ảnh hưởng: b Ảnh hưởng dung