Chế tạo vật liệu nano bạc bằng phương pháp sử dụng kỹ thuật khử hóa học với bức xạ UV kích thích

Trương Thanh Bấu Cao học Vật Lí Chất Rắn K20 ĐỀ KIỂM TRA GIỮA KÌ Học phần: Vật lý Vật liệu nano Hãy đề xuất, xây dựng phương án chế tạo loại vật liệu nano trường đơn vị cơng tác Bài làm: Chế tạo vật liệu Nano Bạc phương pháp sử dụng kỹ thuật khử hóa học với xạ UV kích thích Hóa chất thí nghiệm sử dụng: - AgNO3 (bạc nitrat): Độ 99%, Trung Quốc - NaOH (natri hydroxyt): Hóa chất thí nghiệm, Trung Quốc - NH4OH (amoni hydroxyt): Hóa chất thí nghiệm, Trung Quốc - C6H12O6 (đường glucozo): Hóa chất thí nghiệm - C17H33COOH (axit oleic): Hóa chất thí nghiệm hóa chất cơng nghiệp Axit oleic có công thức cấu tạo: CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH chất không màu, không mùi, khơng vị, nóng chảy 140C Khi thủy phân chất béo người ta thu axit oleic với loại axit no không no khác Thiết bị sử dụng - Nước cất - Các bình đựng hóa chất, ống đong, pipet - Phim giấy lọc - Máy khuấy từ rung siêu âm để phân tán làm đồng - Đèn pin xạ UV, cơng suất 35W Quy trình tổng hợp Hình 1: Sơ đồ quy trình điều chế hạt nano bạc sử dụng kỹ thuật khử hoá học với xạ UV kích thích - Lấy 1.7 g bạc nitrat AgNO3 (dạng muối kết tinh màu trắng) hòa tan 100ml nước cất - Thêm vào dung dịch 0.62 g natri hydroxyt, NaOH, để tạo kết tủa Ag2O có màu đen - Hòa tan kết tủa lượng vừa đủ amoni hydroxyt, NH4OH, để tạo dung dịch phức bạc Ag(NH3)2OH suốt - Cho thêm lượng chất hoạt động bề mặt axit oleic khuấy máy khuấy từ nhiệt độ phịng để tạo dung dịch đồng có độ nhớt cao - Sau thêm 2.0g đường glucozo khuấy máy khuấy từ để thực phản ứng khử Trong trình khử sử dụng đèn xạ UV để kích thích phản ứng khử điều khiển phân bố kích thước hạt nano bạc - Phản ứng khử thực nhiệt độ phòng khoảng Cơ chế hình thành hạt nano bạc Quá trình hình thành hạt nano bạc giải thích sau: - Đầu tiên, xạ UV kích thích ion [Ag(NH3)2]+ hoạt động Khi phân tử đường glucose nhường điện tử cho Ag+ tạo hạt nhân nguyên tử bạc Ag0 [Ag(NH3)2]+ + RCHOH hν nAg0 - Ag0 + 2NH3 + H+ + RCOH (Agn)0 Tiếp theo, ion Ag+ dung dịch hấp phụ lên bề mặt nguyên tử bạc tạo lớp điện tích dương Các điện tích dương Ag+ hút ion RCOO- mang điện tích âm trái dấu tạo lớp bảo vệ thứ Do nhóm carboxyl ion oleate hướng phía bề mặt bạc nên đầu kị nước hướng phía ngồi Khi ion oleate dung dịch tiếp tục gắn kết với lớp bảo vệ đầu hình thành lớp bảo vệ thứ hai với đầu ưa nước hướng ngồi Chính cấu trúc khiến hạt nano bạc phân tán nước khơng bị kết đám Hình 20: Sự hình thành lớp ion oleate bề mặt hạt nano bạc ... phân bố kích thước hạt nano bạc - Phản ứng khử thực nhiệt độ phòng khoảng Cơ chế hình thành hạt nano bạc Quá trình hình thành hạt nano bạc giải thích sau: - Đầu tiên, xạ UV kích thích ion [Ag(NH3)2]+... để tạo dung dịch đồng có độ nhớt cao - Sau thêm 2.0g đường glucozo khuấy máy khuấy từ để thực phản ứng khử Trong trình khử sử dụng đèn xạ UV để kích thích phản ứng khử điều khiển phân bố kích. .. thành lớp bảo vệ thứ hai với đầu ưa nước hướng ngồi Chính cấu trúc khiến hạt nano bạc phân tán nước không bị kết đám Hình 20: Sự hình thành lớp ion oleate bề mặt hạt nano bạc