Chúng tôi đã đo nhiễu xạ tia X sản phẩm phân hủy ở 1200oC của một số phức chất và các mẫu gạch nền, gạch có màu. Phổ nhiễu xạ tia X đ−ợc ghi tại Viện vật liệu- Trung tâm khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia; tại phòng thí nghiệm hóa dầu và xúc tác- Tr−ờng Đại học Bách khoa – Hà Nội, phòng thí nghiệm vật liệu, khoa Hóa học, tr−ờng ĐHKHTN, ĐHQG Hà Nội.
Kết quả đo nhiễu xạ tia X các sản phẩm rắn sau phân hủy phức chất ở 1200oC cho thấy các phức chất có cùng ion kim loại trung tâm nh−ng sản phẩm sau phân hủy có thể không hoàn toàn giống nhau. Điều này giúp giải thích tại sao các dung dịch màu của cùng một ion kim loại trung tâm nh−ng màu sau khi nung lại khác nhau.
Trên phổ nhiễu xạ tia X ở phần gạch thấm màu sau khi nung, ngoài các thành phần nh− phần gạch nền thì còn xuất hiện một số pic lạ. Tuy nhiên do đặc điểm của ph−ơng pháp tạo màu trang trí cho gạch gốm ốp lát mà chúng tôi sử dụng là in thấm tan, mài bóng nên l−ợng chất màu chỉ cần dùng rất ít, vì vậy các pic trên có c−ờng độ phản xạ thấp. Do đó ch−a thể khẳng định sự có mặt của các hợp chất mới tạo thành.
So sánh sự có mặt các thành phần trên lớp gạch thấm màu và lớp gạch không thấm màu trên cùng một viên granit, kết hợp với kết quả đo nhiễu xạ tia X sản phẩm sau khi phân hủy phức chất, chúng tôi cho rằng có lẽ khi nung ở 1200oC chất màu đã bị phân hủy, phản ứng với các thành phần trong x−ơng gốm, tạo thành hợp chất mới, một khối chất đồng nhất. Do đó sản phẩm gạch sau nung có đ−ợc các tính chất nh− độ cứng cao, độ hút n−ớc rất nhỏ, sau khi mài bóng có độ phẳng tốt (đạt tiêu chuẩn của gạch granit nhân tạo).
Kết luận
1. Đã tìm đ−ợc điều kiện thích hợp về nồng độ, tỉ lệ chất tham gia phản ứng, nhiệt độ, môi tr−ờng, cách tiến hành phản ứng, điều kiện kết tinh để tổng hợp đ−ợc 31 phức chất của crom, mangan, coban, niken, đồng với các phối tử là các axit hữu cơ nh− xitric, tactric, oxalic, axetic, fomic tinh khiết, tan tốt trong n−ớc , hiệu suất cao và qui trình tổng hợp đơn giản.
2. Dựa trên kết quả xác định hàm l−ợng ion kim loại, EDX, sắc kí lỏng tử ngoại, các dữ kiện về phân tích nhiệt, độ dẫn điện, phổ hồng ngoại, phổ tử ngoại, phổ d-d, phổ khối ESI MS, đo từ tính, nhiễu xạ tia X đã xác định đ−ợc thành phần và b−ớc đầu đề nghị công thức cấu tạo của 31 phức chất nghiên cứu. Đặc biệt đã tìm đ−ợc điều kiện kết tinh để thu đ−ợc tinh thể có kích th−ớc lớn, hoàn chỉnh, đo nhiễu xạ tia X đơn tinh thể, xác định rõ cấu trúc 2 phức chất niken xitrat và coban xitrat.
3. Dựa vào việc phân tích chi tiết và hệ thống giản đồ phân tích nhiệt của các dãy phức chất đã xác định đ−ợc số phân tử n−ớc kết tinh, phối trí trong mỗi phức chất và nhận thấy độ bền nhiệt của các phức chất giảm dần theo thứ tự các phức chất xitrat > các phức chất tactrat >các phức chất oxalat> các phức chất axetat> các phức chất fomiat. Đối với cùng loại phối tử, ví dụ nh− xitrat, tactrat, thì khoảng nhiệt độ phân hủy phối tử mạnh nhất xảy ra theo thứ tự: các phức chất của đồng< các phức chất niken, coban < các phức chất mangan. Đồng thời, kết hợp với các dữ liệu trên phổ nhiễu xạ tia X đã đề nghị quá trình phân hủy nhiệt có thể xảy ra của các phức chất.
4. Việc nghiên cứu hệ thống phổ hấp thụ hồng ngoại của các dãy phức chất kết hợp với tài liệu tham khảo và các dữ kiện đo phổ nhiễu xạ tia X đơn tinh thể đã cung cấp những thông tin về các nhóm nguyên tử và cách phối trí của chúng trong các phức chất nghiên cứu. Trong các phức chất xitrat, tactrat nguyên tử kim loại trung tâm không chỉ liên kết với phối tử qua nguyên tử oxi của nhóm cacboxyl(COO) mà còn với cả nhóm OH ancol. ở khoảng pH=5 ữ7, tỉ lệ ion trung tâm : phối tử là 1: 1, các phức chất coban, niken xitrat là các phức 2 nhân, trong phối tử xitrat có một nhóm COO làm nhiệm vụ cầu nối giữa 2 nguyên tử kim loại. ở pH cao hơn (8ữ9) trong các phức chất còn có sự tách proton ở cả nhóm OH ancol (các phức chất NiC4, MnC7, CoC3).
5. Việc nghiên cứu chi tiết phổ hấp thụ electron của các phức chất đã giải thích đ−ợc nguồn gốc các vân hấp thụ trên phổ, từ đó cho thấy trong đa số các
phức chất nguyên tử trung tâm có số phối trí 6. Trừ một vài phức chất nguyên tử trung tâm có số phối trí 4 (NiC4, CuOx1).
6. Qua việc khảo sát các yếu tố ảnh h−ởng đến khả năng phát màu và độ thấm sâu của các chế phẩm trên x−ơng gốm chúng tôi đã tìm đ−ợc điều kiện thích hợp để pha chế đ−ợc các chế phẩm màu có khả năng phát màu đẹp và độ thấm sâu đạt tiêu chuẩn, thích hợp để tạo màu trang trí cho gạch gốm ốp lát.. Đã tạo ra nhiều gam màu phong phú nh−: xanh, xám đen, vàng rơm, nâu tím....
7. Đã tiến hành thử nghiệm in l−ới các chế phẩm màu theo 2 cách: in l−ới thấm tan mài bóng trên gạch granit nhân tạo và in phủ men cho gạch granit và ceramic. Có 12 chế phẩm thử nghiệm theo ph−ơng pháp in thấm tan, mài bóng, 9 chế phẩm thử nghiệm theo ph−ơng pháp in trên men đã đ−ợc công ty Thạch Bàn- Long Biên- Hà Nội xác nhận chất l−ợng màu sắc, độ thấm sâu t−ơng đ−ơng với chế phẩm màu nhập ngoại và đề nghị thử bán công nghiệp.
8. Đã điều chế đ−ợc l−ợng lớn các chế phẩm màu, có độ ổn định cao, qui trình điều chế đơn giản, hóa chất rẻ tiền và thử nghiệm thành công bán công nghiệp 3 loại chế phẩm màu của crom, mangan, niken tạo tại công ty Thạch Bàn-Hà Nội. Sản phẩm thử bán công nghiệp đã đ−ợc công ty Thạch Bàn đánh giá tốt, có khả năng áp dụng vào sản xuất đại trà.
9. Đã khảo sát thành phần gạch granit có màu, phần gạch nền và sản phẩm sau khi nung phức chất ở 1200oC bằng ph−ơng pháp nhiễu xạ tia X. Tuy nhiên do l−ợng chất màu ít nên ch−a thể khẳng định sự có mặt của các hợp chất mang màu mới. Vấn đề này cần đ−ợc tiếp tục nghiên cứu trong thời gian tới.