Bộ Giáo dục Đào tạo Trường Đại học Quy Nhơn ●● TIỂU LUẬN BÀI THI GIỮA HỌC KỲ Môn : Vật lý vật liệu nano Đề tài: HÃY ĐỀ XUẤT XÂY DỰNG MỘT PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO MỘT VẬT LIỆU NANO TẠI TRƯỜNG/ ĐƠN VỊ CÔNG TÁC CỦA MÌNH Tên người làm : Nguyễn Thị Thúy Lớp: Cao học Vật Lý- K20 Giáo viên: PGS.TS Phạm Thành Huy Quy Nhơn, Năm 2018 MỤC LỤC Trang Lời mở đầu ……………………………………………………………………… Giới thiệu phương pháp sol- gel …………………………………………… Quy trình chế tạo ……………………………………………………………… 3 Ứng dụng phương pháp sol- gel chế tạo mẫu LaAlO3: Eu3+ ………………… 4 Ưu điểm nhược điểm phương pháp sol-gel …………………………… Lời mở đầu Trong cơng nghệ chế tạo vật liệu nano có nhiều phương pháp từ xuống phương pháp từ lên Tuy nhiên điều kiện trường/ đơn vị cơng tác em phương pháp từ lên sử dụng rộng rãi Em xin đề xuất phương án xây dựng chế tạo vật liệu nano phương pháp sol- gel Giới thiệu phương pháp sol- gel Phương pháp hóa học sol- gel kỹ thuật để tạo số sản phẩm có hình dạng mong nuốn cấp độ nano Quá trình sol- gen thường liên quan đến phân tử alkoxit kim loại mà chúng chuẩn bị thủy phân điều kiện kiểm soát sau chất phản ứng với tạo ngưng tụ để hình thành liên kết kim loai- oxi- kim loại Nhờ khả trộn lẫn chất quy mơ ngun tử, phương pháp sol- gel tạo sản phẩm có đồng cao khả quan trọng khống chế kích thước, hình dạng hạt Quy trình chế tạo Tồn quy trình chế tạo mẫu thực hình vẽ: Dung dịch Khuấy, nhiệt độ Sol Bay dung môi Khuấy, nhiệt độ Gel Sấy siêu tới hạn Arogel Xerogel Vật liệu Hình 1: Sơ đồ tổng hợp vật liệu theo phương pháp sol- gel Quá trình xử lý nhiệt Gel tạo thành ban đầu thường xốp chứa chất lỏng Khi sấy, phần chất lỏng tách ra, gel tạo thành chất xốp vơ định hình (Xerogel) Trong q trình nung hầu hết chất lỏng bị loại trừ, dẫn đến cấu trúc gel bị thay đổi Một điểm cần ý hình thành pha kết tinh xảy từ nhiệt độ xác định Thấp nhiệt độ này, Xerogel trạng thái vô định hình Vì tùy theo mục đích sử dụng để tiến hành xử lý nhiệt chế độ thích hợp Một ưu điểm vượt trội phương pháp chất tham gia phản ứng trộn lẫn quy mơ phân tử, sản phẩm tạo thành có tính đồng nhất, có độ tinh khiết hóa học cao, ngồi phương pháp khống chế kích thước, hình dạng hạt, sản phẩm tạo thành dạng khối, màng mỏng, bột, Thêm vào với phương pháp ta điều khiển giai đoạn trình chế tạo để tạo sản phẩm mong muốn Ứng dụng phương pháp sol- gel chế tạo mẫu LaAlO3: Eu3+ LaAlO3: Eu3+ vật liệu phát quang Để chế tạo người ta dùng dung dịch: LaAlO3 Eu(NO3)3, Al(NO3)3 pha teo tỷ lệ hợp thức, khuấy đều, tiếp tục cho axit citic vào hỗn hợp theo tỷ lệ thích hợp, axit citic đóng vai trị chất tạo phức với kim loại: La3+, Eu3+, Al3+ Tiếp theo cho từ từ NH3vào điều chỉnh so cho nồng độ PH dung dịch khoảng 6,5-7 khuấy cho phản ứng ổn định khoảng Dung dịch để sau ngày đảm bảo dung dịch không kết tủa đem dung dịch vừa khuấy vừa gia nhiệt đến khoảng từ 70- 90 oC để loại dần nước dung dịch tạo thành gel Sau gel khuấy 80-90 oC khoảng 24 ta thu Xerogel, tiếp đưa Xerogel vào nung với tốc độ tăng nhiệt oC/ phút Tăng nhiệt độ lên tới 850 oC, ủ mẫu thời gian giờ, cuối để mẫu nguội theo lò ta thu sản phẩm LaAlO3: Eu3+ Tồn quy trình chế tạo mẫu LaAlO3: Eu3+ thể hình vẽ sau: Dung dịch La(NO3)3 0.5 M Dung dịch Al(NO3)3 0,5 M Dung dịch Eu(NO3)3 0.1 M Dung dịch Dung dịch NH4OH Axit citric Sol Khuấy 70- 80 oC PH = 6,5- 7.0 Gel Sấy 70- 90 oC Xerogel Nung Bột Hình 2: Quy trình chế tạo mẫu LaAlO3: Eu3+ phương pháp sol-gel Ưu điểm nhược điểm phương pháp sol-gel * Ưu điểm: - Có thể khống chế kích thước, hình dạng hạt, sản phẩm tạo thành dạng khối, màng mỏng, bột, - Sự hòa tan mức độ phân tử - Sản phẩm có độ đồng - Chế tạo vật liệu có kích thước nanomet - Nhiệt độ nung thấp - Độ tinh khiết hóa học cao * Nhược điểm: - Độ lặp lại không cao - Quá trình chế tạo vật liệu phức tạp ... thiệu phương pháp sol- gel …………………………………………… Quy trình chế tạo ……………………………………………………………… 3 Ứng dụng phương pháp sol- gel chế tạo mẫu LaAlO3: Eu3+ ………………… 4 Ưu điểm nhược điểm phương pháp sol -gel. .. tạo thành dạng khối, màng mỏng, bột, Thêm vào với phương pháp ta điều khiển giai đoạn trình chế tạo để tạo sản phẩm mong muốn Ứng dụng phương pháp sol- gel chế tạo mẫu LaAlO3: Eu3+ LaAlO3: Eu3+. .. PH = 6,5- 7.0 Gel Sấy 70- 90 oC Xerogel Nung Bột Hình 2: Quy trình chế tạo mẫu LaAlO3: Eu3+ phương pháp sol -gel Ưu điểm nhược điểm phương pháp sol -gel * Ưu điểm: - Có thể khống chế kích thước,