Hạt nano Pt với các kích thước khác nhau được tổng hợp bằng cách cho lượng mầm khác nhau vào dung dịch H2PtCl6 và AA.
Với lượng mầm 1 cho vào hệ phản ứng là 900µl, ta được mẫu Pt 1-300 (còn gọi là mầm 2). Ảnh TEM (hình 3.32) của mầm 2 cho thấy hạt tạo thành khá đồng đều, có cấu trúc hình cầu, kích thước phân bố từ 30-70nm, tập trung ở kích thước 40nm (kích thước trung bình được tính theo phần mềm IT3 là 39nm).
Hình 3.32: Ảnh TEM (thang đo 200 nm) và giản đồ phân bố kích thước hạt của mẫu Pt 1-300 (mầm 2).
59
Với lượng mầm 1 cho vào hệ phản ứng là 600 µl, ta được mẫu Pt 1-200. Ảnh TEM (hình 3.33) cho thấy hạt khá đồng đều, có cấu trúc hình cầu, kích thước phân bố từ 40-60nm, hạt tập trung ở kích thước 50nm (kích thước trung bình là 44nm)
Hình 3.33: Ảnh TEM (thang đo 100 nm) và giản đồ phân bố kích thước hạt của mẫu Pt 1-200.
Với lượng mầm 1 cho vào hệ phản ứng là 300µl, ta được mẫu Pt 1-100. Ảnh TEM (hình 3.34) cho thấy hạt khá đồng đều, có cấu trúc hình cầu, kích thước phân bố từ 50-70nm, hạt tập trung ở kích thước 60nm (kích thước trung bình là 56 nm)
Hình 3.34: Ảnh TEM (thang đo 100 nm) và giản đồ phân bố kích thước hạt của mẫu Pt 1-100.
60
¾ Các mẫu kích thước lớn được chế tạo bằng cách sử dụng dung dịch mầm 2 ( Pt 1-300).
Với lượng mầm 2 cho vào hệ phản ứng là 6000µl, ta được mẫu Pt 2-2000. Ảnh TEM (hình 3.35) cho thấy hạt khá đồng đều, có cấu trúc hình cầu, kích thước phân bố từ 60-80nm, hạt tập trung ở kích thước 70nm. Kích thước trung bình là 67nm.
Hình 3.35: Ảnh TEM (thang đo 100 nm) và giản đồ phân bố kích thước hạt của mẫu Pt 2-2000.
Với lượng mầm 2 cho vào hệ phản ứng là 3000µl, ta được mẫu Pt 2-1000.
Hình 3.36: Ảnh TEM của mẫu Pt 2-1000 (a ) - thang đo 200 nm; (b) - thang đo 100nm , (c) - thang đo 50 nm.
(a)
(b)
61
Ảnh TEM (hình 3.36) cho thấy kích thước của hạt có độ đồng đều cao nhưng số hạt ít. Dựa vào hình 3.36b và 3.36c có thể thấy được hạt nano tạo thành đám lớn có thể do sự kết tụ của những hạt nano được hình thành theo thời gian. Trong cùng một điều kiện chế tạo và cùng thời gian gửi mẫu, kích thước hạt ở hình 3.35 và 3.36 không khác nhau nhiều nhưng hình 3.35 lại có kết quả tốt hơn có thể do thời gian lưu mẫu để chụp TEM đã ảnh hưởng đến kết quả chụp TEM.
Với lượng mầm 2 cho vào hệ phản ứng là 2250µl, ta được mẫu Pt 2-750. Ảnh TEM (hình 3.37) của cho thấy hạt khá đồng đều, có cấu trúc hình cầu, kích thước phân bố từ 100-140nm, hạt tập trung ở kích thước 110nm. Kích thước trung bình là 112 nm.
Hình 3.37: Ảnh TEM (thang đo 200 nm) và giản đồ phân bố kích thước hạt của mẫu Pt 2-750.
Với lượng mầm 2 cho vào hệ phản ứng là 1500µl, ta được mẫu Pt 2-500. Ảnh TEM (hình 3.38) cho thấy hạt khá đồng đều, có cấu trúc hình cầu, kích thước phân bố từ 120-150nm, hạt tập trung ở kích thước 130nm. Kích thước trung bình là 128nm.
62
Hình 3.38: Ảnh TEM (thang đo 200 nm) và giản đồ phân bố kích thước hạt của mẫu Pt 2-500.
Với lượng mầm 2 cho vào hệ phản ứng là 750µ, ta được mẫu là Pt 2-250. Ảnh TEM (hình 3.39) cho thấy hạt khá đồng đều, có cấu trúc hình cầu, kích thước phân bố từ 120-160nm, hạt tập trung ở kích thước 150nm. Kích thước trung bình là 144nm.
Hình 3.39: Ảnh TEM (thang đo 500 nm) và giản đồ phân bố kích thước hạt của mẫu Pt 2-250.
63
Với lượng mầm 2 cho vào hệ phản ứng là 375µl, ta được mẫu Pt 2-125. Ảnh TEM (hình 3.40) cho thấy hạt khá đồng đều, có cấu trúc hình cầu, kích thước phân bố từ 180-230nm, hạt tập trung ở kích thước 190nm. Kích thước trung bình là 190nm.
Hình 3.40: Ảnh TEM ( thang đo 500 nm) và giản đồ phân bố kích thước hạt của mẫu Pt 2-125.
Theo nhóm tác giả [21], mầm trung gian đóng một vai trò quan trọng là hình thành các tâm kết tụ. Các nguyên tử kim loại vừa mới sinh ra sẽ ưu tiên kết tụ trên bề mặt của các tâm kết tụ này Do vậy, khi thêm lượng mầm khác nhau dẫn đến việc chế tạo được hạt có kích thước khác nhau. Lượng mầm cho vào nhiều tạo nhiều tâm kết tụ, các nguyên tử kim loại hình thành sẽ kết tụ trên nhiều tâm kết tụ và tạo nhiều hạt và ngược lại lượng mầm cho vào ít, tâm kết tụ ít, các nguyên tử kim loại hình thành kết tụ trên lượng tâm kết tụ ít, kết quả hình thành hạt có kích thước lớn hơn. Vì vậy, lượng mầm cho vào hỗn hợp điều chế nano Pt càng nhiều sẽ tạo hạt có kích thước càng nhỏ và ngược lại. Điều này cũng được minh chứng qua các nghiên cứu của chúng tôi. Các kết quả nghiên cứu chế tạo hạt nano platin với những kích thước khác nhau được tóm tắt trong bảng 3.7. Trong bảng này, các kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả Nadja C. Bigall khi sử dụng NaBH4 là chất khử cũng được nêu ra
64
nhằm so sánh với các nghiên cứu của chúng tôi khi sử dụng chất khử là Acid Ascorbic.
Bảng 3.7: Bảng tóm tắt kích thước hạt nano Pt của những mẫu khác nhau
Mẫu Lượng mầm cho vào (µl) Kích thước hạt trung bình (nm) Chất khử AA (1) Chất khử NaBH4 (2) mầm 1 28 5 Pt 1-100 300 56 - Pt 1-200 600 44 - Pt 1-300 900 39 29 Pt 2-2000 6000 67 - Pt 2-1000 3000 92 73 Pt 2-750 2250 112 - Pt 2-500 1500 128 - Pt 2-250 750 144 107 Pt 2-125 375 190 -
(1): các thí nghiệm được thực hiện trong luận văn (dùng chất khử AA)
(2): theo nghiên cứu của Nadja C. Bigall và cộng sự (dùng chất khử NaBH4).