CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. LựA CHọN PHƢƠNG PHÁP TổNG HợP HA/POLYMALTOSE
Trong luận văn này, chúng tôi lựa chọn phƣơng pháp tổng hợp compozit HA/polymaltose bằng phƣơng pháp kết tủa trực tiếp từ Ca(OH)2 và H3PO4. Quá
trình tạo thành HA theo phản ứng sau:
10Ca(OH)2 + 6H3PO4 → Ca10(PO4)6(OH)2 + 18H2O
Kết quả phân tích XRD:
Hình 3.1. Giản đồ XRD của các mẫu HAP tổng hợp theo phương pháp khác nhau (vạch đánh dấu * đặc trưng cho CaHPO4)
Trên giản đồ XRD của mẫu HAPb có sự xuất hiện của pha lạ, còn mẫu HAPa, HAPc đều chỉ xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trƣng cho HA (JCPDS 24- 0033), khơng thấy sự có mặt của các pha lạ. Do sự có mặt của pha hữu cơ polymaltose và do kích thƣớc rất nhỏ của các hạt HA nên vạch nhiễu xạ nhìn chung mở rộng và có cƣờng độ khá thấp đặc biệt với mẫu HAPa, HAPc.
Nhƣ vậy, có thể thấy rằng phƣơng pháp tổng hợp HA khi thay đổi trình tự thêm polymaltose cũng khơng làm ảnh hƣởng đến sự hình thành đơn pha HA trong
compozit. Riêng với mẫu HAPb thì etanol đƣợc thêm vào trong q trình phản ứng với mục đích là để kết tủa polymaltose đồng thời cùng với kết tủa HA. Tuy nhiên, các thí nghiệm cho thấy phần lớn các mẫu HAP thu đƣợc từ phƣơng pháp này đều khơng cho HA đơn pha. Điều này có thể là do etanol là dung mơi kém phân cực hơn nƣớc rất nhiều đã làm hạn chế q trình hịa tan và phân ly của các chất phản ứng thành ion. Mặt khác, axit H3PO4 là axit trung bình nên trong dung mơi là etanol thì khả năng phân ly nấc thứ 3 rất khó khăn, nồng độ ion HPO42-
trong dung dịch tăng dẫn đến sự tạo thành CaHPO4. Nhƣ vậy, ngồi sản phẩm HAP có vạch nhiễu xạ của CaHPO4.
Kết quả đo phổ hồng ngoại là tƣơng tự nhau cho tất cả các mẫu, phổ FTIR của mẫu HAPc đại diện đƣợc cho trên Hình 3.2 cùng với phổ của mẫu HA và mẫu polymaltose P3. Hầu nhƣ tất cả các dải hấp thụ đặc trƣng cho HA và polymaltose đều có mặt trong phổ của mẫu HAP. Tuy nhiên, do sự có mặt của cả HA và polymaltose, một số dải hấp thụ yếu hầu nhƣ không quan sát thấy và một số dải khác mở rộng hoặc dịch chuyển nhẹ do sự chồng chập lẫn nhau của chúng.
Hình 3.2. Phổ FTIR của mẫu HA, polymaltose P3 và mẫu HAPc
nhiên, cũng bởi sự xen phủ lẫn nhau của các dải hấp thụ đặc trƣng cho các dao động chủ yếu trong HA và polymaltose, rất khó để có thể quan sát đƣợc những thay đổi của chúng trên phổ FTIR của các mẫu HAP. Các dải hấp thụ đặc trƣng cho nhóm PO43- ở 565 and 603 cm-1 và ở vùng 1000-1100 cm-1 [43] trùng với vùng hấp thụ đặc trƣng nhất cho polymaltose. Một vạch sắc nhọn ở 3570 cm-1 đặc trƣng cho nhóm OH-
trong phân tử HA [43]. Dải hấp thụ rộng trong vùng 3600 to 3200 cm-1 và ở khoảng 1600 cm-1
đƣợc qui cho nƣớc hấp thụ và dao động hóa trị liên kết O-H trong gốc đƣờng của polymaltose. Dải hấp thụ yếu ở 1410 cm-1 và 1450 cm-1 là do sự có mặt của tạp CO32- trong mạng HA [43]. Vạch hấp thụ kép gần 2900 cm-1, đƣợc tạo ra bởi dao động hóa trị C-H của nhóm CH3.
Kết quả phân tích TEM:
HA HAPa HAPc
Hình 3.3. Ảnh TEM của các mẫu HAP tổng hợp theo các phương pháp khác nhau ở thang đo 100nm, độ phóng đại 60000x
Quan sát trên các ảnh TEM của các mẫu, ta thấy có sự khác nhau rõ rệt về hình dạng cũng nhƣ kích thƣớc hạt của mẫu chế tạo bằng phƣơng pháp kết tủa trực tiếp so sánh với mẫu HA. Trong hai mẫu HAPa, HAPc có các hạt HA thu ngắn hơn rất nhiều, chiều rộng hạt rất nhỏ trong khi chiều dài cũng chỉ khoảng 10–15 nm. Mẫu HAPa, HAPc khơng có sự khác biệt nhau nhiều. Giữa các hạt có một lớp polymaltose bao phủ. Nhƣ vậy, polymaltose có vai trị bao bọc bảo vệ các hạt HA để hạn chế sự kết tập, giảm kích thƣớc hạt HA.
Các kết quả trên cho thấy việc thêm trước polymaltose vào huyền phù Ca(OH)2 hay thêm đồng thời với H3PO4, cho kết quả tương tự về hình thái và kích thước hạt HA. Tuy nhiên, ta lựa chọn cách thêm polymaltose cùng với H3PO4 để rút ngắn thời gian và thiết bị cho quá trình tổng hợp.