Bột HAp sau khi được tổng hợp bằng phương pháp lắng đọng hóa học ướt và đem đi nung ở hai nhiệt độ khác nhau là 650 oC và 950 oC và được phân tích FT-IR, XRD và SEM.
Kết quả FT-IR của HAp tổng hợp ở hai nhiệt độ khác nhau (30 oC và 50 oC) và theo hai nhiệt độ nung khác nhau (650 oC và 950 oC) được hiển thị ở Hình 3.2. Tất cả các mẫu đều thể hiện các dải hấp thụ đặc trưng của HAp nằm trong khoảng 1089 cm-1, 1024 cm-1, 962 cm-1đặc trưng cho dao động kéo dài của nhóm PO4 và khoảng 630 cm-1, 600 cm-1, 562cm-1 đặc trưng cho dao động uốn cong của nhóm PO4 trong cấu trúc HAp [37]. Ngoài ra, cả 4 mẫu trên đều xuất hiện dải hấp thụ khá thấp đặc trưng cho nhóm CO3 nằm ở vị trí 1416 cm-1. Điều này chứng tỏ trong quá trình tổng hợp, một phần
Ca(OH)2 đã bị cacbonat hóa để tạo nhóm CO3. Đỉnh hấp thụ của nhóm CO3 ở mẫu nung 950 oC thể hiện cường độ khá thấp chứng tỏ nhóm này bị phân hủy khi nung ở nhiệt độ cao. Bảng 3.1 thể hiện các đỉnh hấp thụ cực đại của các mẫu ở nhiệt độ tổng hợp và nhiệt độ nung khác nhau bằng phương pháp FT-IR.
Hình 3. 2: Ảnh FT-IR ở nhiệt độ tổng hợp và nhiệt độ nung khác nhau. Bảng 3. 1: Thông tin phổ FT-IR ở các nhiệt độ tổng hợp và nung khác nhau.
Vị trí nhiễu xạ và cường độ các peak trong phổ XRD của các mẫu tổng hợp HAp ở nhiệt độ khác nhau (30 oC và 50 oC) và nhiệt độ nung khác nhau (650 oC và 950 oC) được quan sát ở máy XRD thể hiện trong Hình 3.3. Các đỉnh XRD của HAp nung ở nhiệt độ 650 oC cho thấy cường độ yếu, rộng và thấp hơn so với bột HAp nung ở 950 oC. Nhiệt độ nung cao làm cường độ peak tăng cao, đỉnh hẹp và sắc nét. HAp tổng hợp ở 30
oC và 50 oC khi được nung ở 950 oC đều cho ra các đỉnh hẹp và sắc nét hơn 2 mẫu còn lại khi nung ở 650 oC, điều này chứng tỏ nung ở nhiệt độ cao sẽ tăng cường sự kết tinh của tinh thể HAp. Sự tăng cường peak thể hiện rõ nét nhất ở các đỉnh (002) và (211) [37]. STT Nhóm chức HAp650_30 (cm-1) HAp650_50 (cm-1) HAp950_30 (cm-1) HAp950_50 (cm-1) 1 PO4 (Dao động kéo dài) 1025 1027 1028 1024 2 PO4 (Dao động uốn cong) 562 562 563 562
Độ sắc nét của các đỉnh thể hiện sự kết tinh tốt của HAp. Ngược lại, ở nhiệt độ nung thấp hơn thể hiện sự kết tinh kém hơn. Các peak nhiễu xạ thể hiện ở Hình 3.3 bởi các mặt mạng (002), (211), (210), (112), (300), (310), (222), (213), (004) đã được chứng minh thuộc dạng mạng lục giác, nhóm mạng P63/m bằng cách so sánh phổ nhiễu xạ XRD của HAp lý thuyết và tính toán thực tế trên mẫu HAp tổng hợp ở 50 oC và nung ở 950 oC thông qua phương trình Bragg cho mạng lục phương [38] (Bảng 3.2):
Bảng 3. 2: Góc nhiễu xạ của bột HAp950_50 so với lý thuyết. Mặt mạng 2lý thuyết) ( o ) 2tính toán) ( o ) ∆2 (0 0 2) 25.88 25.74 0.14 (2 1 0) 28.97 28.82 0.15 (2 1 1) 31.81 31.66 0.14 (1 1 2) 32.21 32.06 0.15 (3 0 0) 32.95 32.81 0.13 (2 0 2) 34.08 33.97 0.11 (3 1 0) 39.85 39.72 0.14 (2 2 2) 46.75 46.60 0.15 (2 1 3) 49.51 49.38 0.13 (0 0 4) 53.21 53.03 0.19
Từ Bảng 3.2 cũng có thể thấy được delta 2Theta của phổ XRD dạng mạng lục
phương, nhóm P63/m lý thuyết và tính toán lệch nhau rất nhỏ 0.14 ≤ ∆2 ≤ Sự sai lệch này có thể là do hiện tượng xê dịch đỉnh xảy ra khi các tinh thể giãn ra hay co vào khi chịu sự ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường.
Hình 3. 3: Ảnh XRD của HAp ở các nhiệt độ tổng hợp và nung khác nhau a) HAp650_30, b) HAp650_50, c) HAp950_30, HAp950_50.
Ảnh SEM bột HAp ở nhiều độ phóng đại khác nhau (Hình 3.4) được quan sát ở mẫu tổng hợp ở 50 oC và nhiệt độ nung là 950 oC cho thấy bột có xu hướng kết tụ cao. Điều này có thể là do năng lượng bề mặt của bột cao khiến chúng có xu hướng kết tụ lại với nhau. Tuy nhiên phương pháp SEM vẫn chưa quan sát được hình dạng của bột HAp đã được tổng hợp.
Phân tích FE-SEM được thực hiện để phân tích hình dạng của bột HAp được tạo thành. Ảnh FE-SEM của mẫu HAp950_50 đã được quan sát với nhiều độ phóng đại khác nhau và được mô tả trong Hình 3.5. Theo Hình 3.5 sự hình thành các hạt có hình dạng giống hình que đã được quan sát thấy.
Hình 3. 4: Ảnh SEM của bột HAp950_50 a) độ phóng đại 200-10kV b) độ phóng đại 1.20k-10kV c) 3.00k-10kV và d) 5.00k-10kV.
Hình 3. 5: Ảnh SEM bột HAp tổng hợp ở 50 oC và nhiệt độ nung 950 oC ở các độ phóng đại a) 5k, b) 10k, c) 30k, d) 60k ở điện thế 5kV.