4. Bố cục nghiên cứu
2.1. Giới thiệu về phương pháp sol-gel chế tạo vật liệu huỳnh quang
Phương pháp sol-gel và phương pháp phản ứng pha rắn là 2 phương pháp truyền thống được sử dụng nhiều trong nghiên cứu chế tạo vật liệu huỳnh quang. Tuy nhiên để chế tạo vật liệu SrAl2O4 bằng phương pháp phản ứng pha rắn đòi hỏi yêu cầu nhiệt độ cao và thời gian xử lí dài, và kích thước hạt to vì thế để chế tạo vật liệu này ở điều kiện nhiệt độ thấp và cho kích thước hạt nhỏ, đồng đều chúng tôi đã dùng phương pháp sol-gel để chế tạo vật liệu.Phương pháp sol-gel với các ưu điểm như:
+ Không đòi hỏi chân không, có thể tiến hành ở nhiệt độ phòng thí nghiệm do đó sẽ tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu được quá trình mất mát do bay hơi, ít ô nhiễm môi trường.
+ Quá trình chế tạo bằng phương pháp sol-gel cho phép hòa trộn một cách đồng đều nhiều thành phần với nhau.
+ Cho phép chế tạo các vật liệu lai hóa giữa vô cơ và hữu cơ, cái không có trong tự nhiên.
+ Có thể tổng hợp được vật liệu dưới dạng bột với cấp hạt cớ micromet, nanomet.
18
+ Tạo được mức độ đồng nhất của các cation kim loại ở quy mô nguyên tử mà còn có thể chế tạo vật liệu ở dạng khối, màng mỏng, sợi và hạt.
Trong phương pháp này vật liệu xuất phát thông thường là các muối vô cơ kim loại. Từ các muối kim loại ban đầu được tính toán theo một tỉ lệ xác định và được hóa thành dung dịch. Từ dung dịch này, hệ keo của các hạt rắn phân tán trong chất lỏng được tạo thành, gọi là sol. Khi phản ứng tạo hơn 2 liên kết thì phân tử có kích thước không giới hạn được hình thành và đến một lúc nào đó nó có kích thước chiếm toàn bộ thể tích dung dịch tạo thành gel. Như vậy gel là một chất tạo bởi một pha rắn liên tục bao quanh một pha lỏng liên tục. Tính liên tục của pha rắn tạo ra tính đàn hồi của gel. Hầu hết các gel là vô định hình. Khi sấy khô gel ở nhiệt độ cao để loại nước, trong gel xuất hiện ứng xuất mao quản làm co mạng gel. Chất này được gọi là xerogel.
Có thể tóm gọn quy trình phương pháp sol-gel theo các bước sau: - Các hợp chất ban đầu đưa về dạng dung dịch.
- Dung dịch được khuấy và gia nhiệt ở nhiệt độ thấp để tạo thành sol rồi nâng nhiệt lên nhiệt độ cao hơn khuấy tạo thành gel.
- Sau đó gel được nung ở các nhiệt độ cao hơn để tạo thành sản phẩm.