Một cách khác ảnh hưởng đến kích thước hạt đó là thay đổi lượng chất bảo vệ PVP. Trong phần này, chúng tôi đã giữ nguyên lượng tiền chất và thay đổi lượng lớn PVP đồng thời thêm vào thành phần dung dịch AgNO3 (với một lượng không đổi) là nhân tố điều khiển. Tác giả Zeping Peng cùng các cộng sự [30] đã nêu lên ảnh hưởng của PVP đối với quá trình tổng hợp hạt nano bằng phương pháp polyol là do độ phân cực của các đơn phân trong chuỗi polyme -có khối lượng khác nhau -kết hợp tốt với các phân tử phân cực khác. Gần đây, PVP được sử dụng rộng rãi trong quá trình tổng hợp trong pha dung dịch đối với hạt keo và
thu được các kết quả thành công nhiều đối với các hạt kim loại quý. Ở đây, chúng được xem như là chất ổn định trong không gian hay còn gọi là nhân tố phủ
(capping agent) giúp ngăn cản sự kết tụ của hạt sau khi bị khử. PVP không chỉ có
vai trò như là một nhân tố ổn định mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát kích thước và hình dạng của hạt kim loại.
Hình 3.7: Các liên kết hữu cơ trong phân tử PVP (C6H9NO)n.
Các nhóm amit ưa nước của PVP liên kết với bề mặt kim loại do ái lực lớn của nguyên tử N và O đối với việc hình thành nhóm nguyên tử kim loại trong khi đó nhóm polyvinyl của PVP hình thành vùng kị nước bao quanh hạt kim loại và bảo vệ hạt không bị kết tụ.
Các mẫu sau khi tổng hợp được lưu trữ trong ethanol, đo phổ UV-Vis và chụp TEM thu được các kết quả sau.
200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 0.0 0.2 0.4 D o h a p t h u (a .u ) Buoc song (nm) PVP 3ml PVP 9ml PVP 18ml
Hình 3.8: Phổ UV-Vis của 3 mẫu tương ứng với lượng thể tích PVP thay đổi trong tổng hợp.
Khảo sát hình 3.8, chúng tôi nhận thấy đỉnh phổ có sự dịch chuyển nhẹ từ 270 nm về 240 nm khi tăng lượng PVP trong tổng hợp. Điều này có thể do kích thước hạt đã có sự thay đổi. Để kiểm chứng phán đoán này, chúng tôi tiếp tục khảo sát ảnh TEM của các mẫu P3, P9, P18.
Hình 3.9: (a) Ảnh TEM của mẫu P3 ở 50 nm và giản đồ phân bố kích thước hạt, (b) ảnh TEM ở kích thước 20nm.
Với mẫu P3, kích thước hạt nằm trong khoảng 1.8-7.2nm và kích thước chiếm ưu thế là 4-4.5nm. Với mẫu P9, kích thước hạt nằm trong khoảng 1.8-5.2 nm và kích thước chiếm ưu thế nhất trong khoảng 3-3.5nm như hình 3.9.
a) b) 1 2 3 4 5 6 7 0 5 10 15 20 25 30 35 ta n su a t kich thuoc (nm)
Hình 3.10: (a) Ảnh TEM và (b) giản đồ phân bố kích thước hạt của mẫu P9.
Hình 3.11: (a) Ảnh TEM và giản đồ phân bố kích thước hạt của mẫu P18 ở kích thước 50 nm, (b) ảnh TEM ở kích thước 20 nm.
Với mẫu P18, kích thước hạt phân bố từ 1.8-4.6 nm và kích thước chiếm ưu thế từ 2-2.5 nm. a) b) a) b) 1 2 3 4 5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 T a n su a t Duong kinh(nm) 1 2 3 4 5 0 5 10 15 20 25 30 T a n su a t Kich thuoc (nm)
Hình 3.12: Ảnh TEM ở kích thước 20nm của mẫu (a) P3, (b) P9, (c) P18 Qua ba ảnh TEM thu được từ các mẫu P3, P9, P18 ở kích thước 20 nm dễ dàng nhận thấy sự ảnh hưởng của tác nhân PVP lên quá trình và kết quả tổng hợp hạt. Lượng PVP càng nhiều, kích thước hạt càng giảm đáng kể. Chúng tôi cho rằng PVP càng tăng, độ nhớt trong môi trường dung môi càng cao gây cản trở cho sự kết tụ của các hạt keo do sự bảo vệ tốt bao quanh hạt. Chính vì vậy khả năng tổng hợp hạt có kích thước lớn càng khó khăn khi tăng chất bảo vệ PVP. Ngoài ra, nhân tố điều khiển AgNO3 thêm vào đã thu được các hạt khá đồng nhất về kích thước và đa dạng về hình học. Chúng tôi dự đoán các mẫu đã thu được có các dạng hình học hỗn hợp như dạng cubic, tetrahedron, octaheron, cuboctahedron…