a. Kết quả phân tích XRD
Giản đồ XRD được chỉ ra ở hình 3.6
Hình 3.6:Giản đồ XRD của compozit HA/Alg ở các nhiệt độ phản ứng khác nhau
Trên các giản đồ chỉ xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trưng của không thấy sự có mặt của pha lạ, chứng tỏ sản phẩm HA đơn pha. Các vạch đặc trưng dần tách biệt khỏi nhau và có cường độ tăng lên, đồng thời độ rộng của các vạch đặc trưng giảm. Điều đó chứng tỏ, nhiệt độảnh hưởng mạnh đến việc hình thành cấu trúc tinh thể của HA.
Từ giản đồ XRD, áp dụng các công thức (1.11) và (1.12), xác định được kích thước hạt trung bình và độ tinh thể của HA. Kết quảđược trình bày trong bảng 3.2.
47
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến kích thước hạt trung bình và độ tinh thể
của HA trong compozit HA/Alg
Ký hiệu mẫu Nhiệt độ (oC) D (nm) theo Scherrer Độ tinh thể (%) T1 10oC 9,48 18,71 T2 30oC 18,48 29,73 T3 50oC 22,58 31,57
Kết quả ở bảng 3.2 cho thấy, khi tăng nhiệt độ phản ứng, kích thước và độ tinh thể của HA tăng lên. Ở 10oC, sản phẩm thu được có kích thước khá nhỏ (9,48 nm), độ tinh thể thấp (18,71%) theo tính toán. Ở nhiệt độ từ 30oC đến 50oC, kích thước tinh thể và độ tinh thể tăng nhẹ. Khi nhiệt độ tăng làm tốc độ phản ứng và tốc độ tạo mầm tăng dẫn đến số mầm tinh thể cũng tăng lên. Mặt khác, nhiệt độ tăng làm cho tốc độ phát triển tinh thể tăng. Do ở cùng tốc độ khuấy trộn, nhiệt độ càng cao, độ nhớt của dung dịch phản ứng càng giảm, điều này dẫn đến cường độ khuấy thực trong dung dịch sẽ lớn hơn. Số lượng và tốc độ của các ion được vận chuyển đến bề mặt mầm HA ban đầu tăng lên làm cho kích thước tinh thể tăng lên.
b. Kết quảảnh SEM
Hình 3.7: Ảnh SEM của mẫu compozit HA/Alg ở các nhiệt độ (a) 30oC và (b) 50oC
Quan sát ảnh SEM của các mẫu cho thấy, nhiệt độ phản ứng có ảnh hưởng đến kích thước hạt trung bình và độ phân tán của sản phẩm. Khi tăng nhiệt độ, các hạt compozit có xu hướng lớn dần.
48
Mẫu tổng hợp ở 30oC (hình 3.7a): Tinh thể dạng hình que, có hiện tượng kết tập các hạt với nhau. Đường kính khoảng 25 - 30 nm, dài khoảng 100 - 140 nm.
Mẫu tổng hợp ở 50oC (hình 3.7b): Tinh thể vẫn tồn tại dạng hình que, hiện tượng kết tập nhưng không đáng kể. Các hạt có đường kính khoảng 30 - 35 nm, dài khoảng 110 - 150 nm.
Trên hình 3.7, các hạt compozit có hiện tượng kết tập với nhau thành từng đám. Khi nhiệt độ tăng, kích thước của các đám giảm dần, tuy nhiên kích thước các hạt lại tăng dần. Do vật liệu kích thước nano có năng lượng bề mặt rất lớn vì vậy chúng có xu hướng kết tập các hạt với nhau tạo thành những hạt lớn hơn để thuận lợi hơn về mặt năng lượng. Đặc biệt đối với HA, do có chứa các gốc PO43- có xu hướng polyme hoá và các gốc OH- dễ tạo liên kết hiđro với nhau nên hiện tượng kết tập càng dễ xảy ra.
c. Kết quả FTIR
Hình 3.8: Phổ FTIR của các mẫu compozit HA/Alg ở các nhiệt độ phản ứng khác nhau
49
Hình 3.8 cho thấy cả 3 mẫu đều xuất hiện các dải phổ đặc trưng cho nhóm cấu trúc HA và alginat. Dải 3600 - 3400 cm-1 đặc trưng cho nhóm OH- trong cả alginat và HA. Dải 1611 - 1414 cm-1 đặc trưng cho sự chồng chéo nhóm chức của HA và nhóm COO- của alginat. Các dải ở vị trí 1030 - 1041cm-1, 984 cm-1, 564 - 604 cm-1 đặc trưng cho dao động nhóm PO43-. Sản phẩm được đánh giá là tốt khi các dải phổở 564 - 604 cm-1 xuất hiện rõ nét. Khi tăng nhiệt độ, cường độ của các dải phổđặc trưng tăng lên, chứng tỏ tinh thể phát triển tốt hơn.
Trên giản đồ XRD không thấy xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trưng của CaCO3, CaHPO4 hay Ca3(PO4)2 có thể do lượng chất quá ít. Tuy nhiên, trên phổ FTIR (hình 3.8) thấy xuất hiện các dải phổ có cường độ yếu nằm ở vùng 1410 - 1470 cm-1. Các dải này được gán cho cho nhóm CO32- trong cấu trúc. Chứng tỏ có một lượng nhỏ khí CO2 có trong không khí bị hấp thụ trong quá trình tổng hợp và bảo quản mẫu.