Báo cáo đầu tiên của hi kim loại được viết vào th (1687-1744) phát hiện ra r
a)
17
a) Quá trình khử ion Ag + bằng Ethylene glycol (EG) d
t nhân dễ bay hơi. Khi các hạt nhân này phát tri a chúng ổn định và chứa đa tinh thể ng biên hoặc đơn tinh thể không có sai hỏng. Các h n thành các dạng nano khác nhau: dạng cầu (B), kh
(C), truncated cubes (D), (E) right bipryamids, (F) bars, (G) spheroids, (H) triangular plates, (I)and wires [9].
Phương pháp quang
a hiệu quả sử dụng ánh sáng để chuyể t vào thế kỉ 18 khi nhà khoa học người Đứ
n ra rằng muối bạc đổi thành màu tối bởi ánh sáng chi
ng Ethylene glycol (EG) dẫn đến sự hình t nhân này phát triển, ngừng sự sai hỏng biên, đơn g. Các hạt này sau đó u (B), khối lập phương (C), truncated cubes (D), (E) right bipryamids, (F) bars, (G) spheroids, (H)
ển đổi một số muối ức Johnann Schulze i ánh sáng chiếu xạ,
mở đầu sự phát triển của nh đến gần 200 năm sau. Trong những năm gầ đã được phát triển. Có th pháp quang học) và phương pháp ti [10]. Phương pháp quang l Các hạt nano Ag đư Thông thường nó được s
miếng kim loại đặt trong dung d ns bắn ra với xung năng lư
dịch chứa một chất hoạt hóa b
Hình 1. 10 Sơ đồ chế tạo h
Ví dụ, ăn mòn tấm kim lo
ở 532 nm, độ rộng xung 10 ns, năng lư kính vùng kim loại bị tác d
hạt nano Ag có kích thư surfactant anion CnH2n+1SO
của các hạt nano Ag.
18
a nhiếp ảnh, mặc dù khái niệm vật liệu nano đ
ần đây, việc sử dụng ánh sáng để tổng h n. Có thể phân loại thành phương pháp từ trên xu
c) và phương pháp tiếp cận từ dưới lên (phương pháp quang hóa)
Phương pháp quang lý (Photophysical Methods)
t nano Ag được tổng hợp thông qua sự phân chia c c sản xuất bằng phương pháp ăn mòn laser tr t trong dung dịch chứa chất hoạt động bề mặ
i xung năng lượng cao. Vật liệu ban đầu là một tấm b t hóa bề mặt.
o hạt nano Ag bằng phương pháp ăn mòn laser
m kim loại bạc bằng chùm tia laser Nd-YAG xung kích ng xung 10 ns, năng lượng mỗi xung 90 mJ, tần s
tác dụng từ 1-3 mm. Dưới tác dụng của chùm tia laser các t nano Ag có kích thước khoảng 10 nm được hình thành và các phân t
SO4Na (n = 8, 10, 12, 16) được dùng đ
u nano đã phải chờ
ng hợp các hạt nano trên xuống (phương i lên (phương pháp quang hóa)
phân chia của kim loại Ag. òn laser trực tiếp của ặt với laser xung cỡ m bạc đặt trong dung
òn laser
YAG xung kích hoạt n số 10Hz và đường a chùm tia laser các c hình thành và các phân tử c dùng để ổn định bề mặt
Phương pháp quang hóa:
Trong khóa luận này, chúng tôi nghiên c pháp cảm ứng quang (dùng LED,
natriumcitrat-dihydrat (C6
Hình 1. 11 Cấu trúc hóa h
Theo một số tài liệu, cơ ch hưởng của biến đổi citrate. Hình d trong phản ứng không có m
carboxylate khác. Do vậy, citrate đóng vai tr dạng đĩa nanoprisms hay không. [4]
Các phản ứng xảy ra như sau: Quá trình tạo mầm:
ion Ag+. Các ion Ag+ b (NaBH4). Kết quả được ki sau phản ứng (hình 1.11). Hình 1. 12 Phổ hấp thụ củ Đ ộ hấ p th ụ 19 Phương pháp quang hóa:
n này, chúng tôi nghiên cứu chế tạo đĩa nano Ag b ng quang (dùng LED, λ =532nm), xảy ra với sự
6H5Na3O7.2H2O).
u trúc hóa học của citrate
u, cơ chế của phương pháp quang xúc tác x i citrate. Hình dạng nanoprisms sẽ không đư ng không có mặt của citrate hoặc thay thế bằng m
y, citrate đóng vai trò quyết định trong vi ĩa nanoprisms hay không. [4]
y ra như sau:
m: Tiền chất chứa Ag là dung dịch muố
bị khử thành nguyên tử Ag0 bằng sodium borohydride c kiểm tra bằng phương pháp đo độ hấp th
). Phản ứng xảy ra theo phương trình:
(4)
ủa dung dịch tiền chất Ag trước và sau khi thêm NaBH
Bước sóng (nm) Bước sóng (nm) Đ ộ h ấ p t h ụ
ĩa nano Ag bằng phương ự có mặt của Tri-
a phương pháp quang xúc tác xảy ra là do ảnh không được quan sát nếu ng một hợp chất chứa nh trong việc có hình thành
ối AgNO3 cung cấp ng sodium borohydride p thụ của dung dịch
(4)
20
Citrate có ba nhóm carboxylic và được Munro và cộng sự chỉ ra rằng chủ yếu hai trong số 3 nhóm đó sẽ liên kết với bề mặt bạc, để lại thứ ba ở bên ngoài bề mặt hạt bạc để chịu trách nhiệm về sự ổn định của dung dịch keo bạc thông qua lực đẩy tĩnh điện[8]. Citrate trong quá trình tạo mầm đóng vai trò là chất ổn định bề mặt hạt, giữ cho kích thước hạt mầm trong khoảng 3nm với đỉnh hấp thụ ở bước sóng 405nm. Dung dịch mầm tạo thành ở dạng hình cầu và có màu vàng nhạt.
Quá trình biến đổi citrate do chiếu xạ LED: trong dung dịch mầm sau phản ứng còn chứa AgNO3, citrate dư và các hạt Ag mầm. Dung dịch AgNO3 và citrate không hấp thụ ánh sáng trong vùng khả kiến (hình 1.13).[4]
Hình 1. 13 Phổ hấp thụ của dung dịch hỗn hợp gồm AgNO3, citrate và BSPP
Nhiều nghiên cứu cho rằng O2 trong H2O là cần thiết cho quá trình phát triển hình dạng của các hạt Ag nano mầm. O2 có thể oxy hóa Ag tạo ra Ag+ cung cấp cho quá trình phát triển hạt. Phản ứng xảy ra theo phương trình:
Ag0 + ½ O2 +H2O Ag+ + 2OH- (5)
Ở nhiệt độ phòng phản ứng của citrate là không đáng kể. Khi chiếu sáng bằng đèn LED (bước sóng 532nm), các hạt Ag mầm hấp thụ sánh sáng tạo ra dao động plasmon bề mặt kích thích phản ứng hóa học của citrate, các phân tử citrate trên bề mặt hạt nano Ag bị oxi hóa này thành acetonedicarboxylate và nhường lại 2 điện tử
Bước sóng (nm) C ườ n g đ ộ h ấ p t h ụ (a .u )
trên bề mặt hạt Ag mầm. Các ion Ag Qua đó, kích thước hạt mầ
Hình 1. 14 Mô hình oxy hóa
Khi bắt đầu phản ứng, các h hướng, tạo nên các dao đ
citrate xảy ra thì các hạt Ag m
sáng, ánh sáng kích thích ưu tiên kích thích plasmon dao đ động lưỡng cực dọc ưu tiên phát tri
phát triển dị hướng dẫn đế Khi các đĩa tam giác Ag
và có bước sóng dao động plasmon l triển tạo đĩa tam giác chậm l
lưỡng cực dọc nữa). Tiếp t
trên mặt phẳng đĩa làm cho kích th chóp rất chậm dẫn đến sự
ứng có sự tham gia của quá trình kh thì sẽ phát triển thành các đ
21
m. Các ion Ag+ sẽ bị khử trên bề mặt củ ầm sẽ phát triển lớn hơn.
Mô hình oxy hóa citrate theo đề xuất của Redmond, Wu và Brus
ng, các hạt nano mầm hình cầu hấp th o nên các dao động plasmon lưỡng cực. Nhưng sau khi ph
t Ag mầm không phát triển dạng cầu nữa. Kh sáng, ánh sáng kích thích ưu tiên kích thích plasmon dao động lư
c ưu tiên phát triển theo những góc. Do vậy, các h ến sự hình thành các dạng nano đĩa tam giác. ĩa tam giác Ag được tạo ra bởi các dao động lưỡ
ng plasmon lớn hơn bước sóng kích thích thì quá trình phát m lại (ánh sáng kích thích không còn kích thích dao p tục chiếu sáng thì ánh sáng kích thích dao
ĩa làm cho kích thước đĩa lớn hơn trong khi quá tr ự hình thành các dạng đĩa tam giác cụ a quá trình khử nhiệt và nó nhanh hơn quá tr n thành các đĩa tròn.
ủa các hạt Ag mầm.
a Redmond, Wu và Brus
p thụ ánh sáng đẳng c. Nhưng sau khi phản ứng của a. Khi tiếp tục chiếu ng lưỡng cực dọc. Dao y, các hạt hình cầu ĩa tam giác.
ỡng cực dọc đủ lớn c sóng kích thích thì quá trình phát i (ánh sáng kích thích không còn kích thích dao động u sáng thì ánh sáng kích thích dao động tứ cực n hơn trong khi quá trình phát triển ụt. Nếu trong phản và nó nhanh hơn quá trình khử quang
Hình 1. 15 Tổng quát quá trình phát tri cầu [9]
Bằng cách thay đổi các đi bạc nano cũng được tổng h
Ưu điểm của phương pháp c - Điều khiển phản - Phản ứng sẽ dừng l Hình 1. 16 Một số hình dạ Ref [10]. 1.2.4. Phương pháp nuôi m Phương pháp nuôi m nguyên lý phát triển các h
bằng phản ứng khử muối vàng trong môi trư 22
ng quát quá trình phát triển nano Ag dạng đĩa tam giác t
i các điều kiện phản ứng thì các hình d ng hợp thành công (hình 1.16).
a phương pháp cảm quang: n ứng bằng ánh sáng.
ng lại khi không còn chiếu sáng.
hình dạng tiêu biểu của quá trình chuyển đổi hình thái h