7. Bố cục luận văn
3.2. TỔNG HỢP VẬT LIỆU LAI Ag/CuTCNQF VÀ KHẢO SÁT CÁC YẾU
TỐ Ả ƢỞNG
3.2.1. Tổng hợp vật liệu lai Ag/CuTCNQF bằ phƣơ pháp thay thế galvanic
Khi ngâm lá Cu có CuTCNQF đã tổng hợp đƣợc trong CH3CN vào dung dịch AgNO3 thì xảy ra phản ứng oxi hóa khử giữa CuTCNQF và AgNO3:
CuTCNQF(s) Cu+(aq) + TCNQF0(s) + 1e (18) Ag+(aq) + 1e Ag0(s) (19)
CuTCNQF(s) + AgNO3(aq) Ag0(s) + TCNQF0(s) + Cu+(aq)+ NO3-(aq) Trên bề mặt lá Cu có CuTCNQF bây giờ xuất hiện một số hạt nano Ag, đó là vật liệu lai Ag/CuTCNQF đƣợc tạo thành và hiệu suất của quá trình hình thành tinh thể này chịu ảnh hƣởng bởi nồng độ của AgNO3 và thời gian phản ứng.
3.2.2. Ả h hƣởng của nồ độ
Khi ngâm 6 lá Cu có CuTCNQF đã tổng hợp có nồng độ 3mM TCNQF trong 15 giờ (chiều ngang 0,5 cm, chiều dài 2 cm) vào 6 ống nghiệm mỗi ống đựng 6 mL dung dịch AgNO3 với các nồng độ lần lƣợt là 1 M, 10 M, 50 M, 100 M, 500 M và 1 mM trong 5 mL nƣớc cất ở 280C trong 4 giờ thì khối lƣợng vật liệu lai Ag/CuTCNQF thu đƣợc đƣợc thể hiện qua Bảng 3.3.
Bảng 3.3. Giá trị khối lượng vật liệu lai Ag/CuTCNQF tương ứng với các nồng độ
AgNO3 khác nhau
CM(AgNO3) ( M) 1 10 50 100 500 1000
mAg/CuTCNQF (mg) 14,88 15,02 15,74 15,82 15,89 15,94 (20)
Hình 3.3. Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa nồng độ của dung dịch AgNO3 và khối lượng tinh thể Ag/CuTCNQF
Đồ thị cho thấy khối lƣợng của vật liệu lai Ag/CuTCNQF thu đƣợc tăng theo độ tăng nồng độ của dung dịch AgNO3. Tuy nhiên nồng độ tối ƣu đủ để phản ứng hết với CuTCNQF ở lớp bề mặt là 500 M. Nếu tăng nồng độ AgNO3 lớn hơn 500 M thì không có ý nghĩa vì hầu nhƣ lƣợng kết tủa không tăng.
3.2.3. Ả h hƣởng của thời gian phản ứng
Khi ngâm 6 lá Cu có CuTCNQF đã tổng hợp có nồng độ 3mM TCNQF trong 15 giờ (chiều ngang 0,5 cm, chiều dài 2 cm) vào 6 ống nghiệm mỗi ống đựng 6 mL dung dịch AgNO3 với nồng độ 500 M trong 5 mL nƣớc cất ở 280
C với các thời gian khác nhau thì khối lƣợng vật liệu lai Ag/CuTCNQF thu đƣợc đƣợc thể hiện qua Bảng 3.4.
Bảng 3.4. Giá trị khối lượng Ag/CuTCNQF tương ứng với thời gian phản ứng
Thời gian(h) 3 6 9 12 15 18 mAg/CuTCNQF (mg) 15,72 16,65 17,57 18,43 19,02 19,31 14,8 15 15,2 15,4 15,6 15,8 16 0 200 400 600 800 1000 1200 mAg/CuTCNQF (m g) CM(AgNO3) (μ )
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa thời gian phản ứng và khối lượng tinh thể Ag/CuTCNQF
Đồ thị cho thấy khối lƣợng của vật liệu lai Ag/CuTCNQF thu đƣợc tăng theo thời gian phản ứng. Tuy nhiên nếu thời gian tăng lên đến hơn 15 giờ thì lƣợng sản phẩm thu đƣợc hầu nhƣ không tăng. Điều này có thể đƣợc giải thích là do lớp bề mặt CuTCNQF đã phản ứng hoàn toàn trong thời gian 15 giờ.
Nhƣ vậy để tổng hợp vật liệu lai Ag/CuTCNQF bằng phƣơng pháp hóa học đạt đƣợc hiệu suất cao ta ngâm lá Cu có CuTCNQF đã tổng hợp có nồng độ 3mM TCNQF trong 15 giờ vào ống đựng dung dịch AgNO3 nồng độ 500 M trong 5 mL nƣớc cất ở 280C trong thời gian 15 giờ là tối ƣu.