Sau khi thu được dung dịch chứa Ca2+ và PO43-, dung dịch NH3 đặc được cho vào để pH luôn ≥ 10 nhằm thu được hydroxyapatit. Hỗn hợp được khuấy với tốc độ 400 vòng/phút ở nhiệt độ thường. Sau khi pH ổn định, không nhỏ thêm NH3 mà tiếp tục khuấy với các thời gian khác nhau: 0 giờ; 30 phút, 1 giờ và 2 giờ, đây là thời gian già hóa. Sau đó chất rắn được lọc, rửa về pH 7, sấy khô, nghiền mịn. Kết quả đo IR, XRD và EDX của các mẫu được trình bày dưới đây.
Hình 3.1 biểu diễn phổ hồng ngoại IR của quặng apatit đã biến tính với thời gian già hóa khác nhau. Có thể quan sát thấy rằng các mẫu có thời gian già hóa khác nhau nhưng phổ IR tương tự như nhau. Phổ xuất hiện các pic đặc trưng cho các dao động của nhóm PO43-. Các dải hấp phụ ở vùng đặc trưng cho nhóm PO43- như 1098, 1035, 605, và 565 cm-1. Trong đó dao động kéo dài bất đối xứng của liên kết P-O đặc trưng bởi hai pic 1098, 1035 cm-1. Dao động uốn không đối xứng của O-P-O ở 605, 565 cm-1. Pic hấp thụ với cường độ mạnh tại số sóng khoảng 3453 cm-1 đặc trưng cho dao động kéo dài của nhóm OH- hoặc nước hấp thụ, ngoài ra dao động uốn của nhóm OH- còn đặc trưng bởi vân phổ ở vị trí có số sóng khoảng 1637 cm-1. Pic ở 1384 cm-1 cho thấy sự xuất hiện của NO3- [53] do trong quá trình biến tính có sử dụng HNO 1 M để hòa tan quặng.
33 0 giờ 1637 1384 1035 605 565 3453 % tr uy ền qua 30 phút 1 giờ 1098 964 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Số sóng (cm-1 ) 120 phút
Hình 3.1. Phổ IR của các mẫu biến tính với thời gian già hóa khác nhau
Hình 3.2 giới thiệu phổ EDX của các mẫu biến tính với thời gian già hóa khác nhau, có thể quan sát thấy hình dạng của chúng tương tự nhau với các pic đặc trưng cho hydroxyapatit như Ca, P, O, bên cạnh đó còn có sự xuất hiện ở hàm lượng nhỏ của các kim loại và C, F. Từ tỉ lệ % về nguyên tử của Ca và P ta có thể tính tỉ lệ Ca/P với các mẫu có thời gian già hóa khác nhau (Bảng 3.3). Khi thời gian già hóa tăng, hàm lượng Ca và P đều có xu hướng tăng dẫn đến tỉ lệ Ca/P cũng tăng và đạt giá trị lớn nhất là 1,548 ở thời gian già hóa 1 giờ, gần với giá trị Ca/P của hydroxyapatit tinh khiết 1,67.
0 giờ C O F P Ca Ca Co un t 30 phút 1 giờ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 keV 120 phút
34
Hình 3.2. Phổ EDX của các mẫu biến tính với thời gian già hóa khác nhau
Bảng 3.3. Tỉ lệ Ca/P của các mẫu biến tính với thời gian già hóa khác nhau
Thời gian già hóa % Ca (a) % P (a) Ca/P
0 giờ 13,47 9,13 1,473
30 phút 15,18 10,08 1,506
1 giờ 15,88 10,26 1,548
2 giờ 15,88 10,28 1,545
Giản đồ nhiễu xạ tia X cho thấy các mẫu biến tính với thời gian già hóa khác nhau đều có các pic đặc trưng cho hydroxyapatit và không xuất hiện pha nào khác. Hai pic đặc trưng nhất cho hydroxyapatit là tại góc 2θ 25 và 32 độ. Theo phương trình Scherrer, có thể tính được đường kính tinh thể trung bình, các giá trị nằm trong khoảng từ 15 đến 20 nm.
Từ các kết quả thu được em lựa chọn thời gian già hóa là 1 giờ để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo.
0 giờ Lin (Cp s) 30 phút 1 giờ 10 20 30 40 50 60 70 2 (độ) 120 phút
Hình 3.3. Giản đồ XRD của các mẫu biến tính với thời gian già hóa khác nhau
Bảng 3.4. Đường kính trung bình tinh thể của các mẫu biến tính với thời gian già hóa khác nhau
35
D (nm) 15,02 20,32 19,39 17,01