Hiển vi điện tử truyền qua (Transmision Electronic Microscopy - TEM) là ph−ơng pháp hiển vi điện tử đầu tiên đ−ợc phát triển với thiết kế đầu tiên mô phỏng ph−ơng pháp hiển vi quang học truyền qua. Ph−ơng pháp này sử dụng một chùm electron thay thế chùm sáng chiếu xuyên qua mẫu và thu đ−ợc những
thông tin về cấu trúc và thành phần của nó giống nh− cách sử dụng hiển vi quang học.
Ph−ơng pháp TEM có −u thế hơn ph−ơng pháp SEM ở chỗ nó có độ phóng đại rất lớn (độ phóng đại 400.000 lần với nhiều vật liệu và với các nguyên tử nó có thể đạt đ−ợc độ phóng đại tới 1,5 triệu lần).
Các b−ớc ghi ảnh TEM cũng t−ơng tự các b−ớc ghi ảnh SEM, chiếu một chùm electron lên vật mẫu, một phần dòng electron sẽ xuyên qua mẫu rồi đ−ợc hội tụ tạo thành ảnh, ảnh này đ−ợc truyền đến bộ phận khuếch đại, sau đó t−ơng tác với màn huỳnh quang tạo ra ảnh có thể quan sát đ−ợc.
Mẫu vật chuẩn bị cho ảnh TEM phải mỏng để dịng electron có thể xun qua giống nh− tia sáng xuyên qua vật thể trong kính hiển vi quang học, do đó việc chuẩn bị mẫu sẽ quyết định tới chất l−ợng của ảnh TEM. Ph−ơng pháp TEM cho biết nhiều chi tiết nano của mẫu nghiên cứu: hình dạng, kích th−ớc hạt, biên giới hạt.v.v. Nhờ cách tạo ảnh nhiễu xạ, vi nhiễu xạ và nano nhiễu xạ, kính hiển vi điện tử truyền qua cịn cho biết nhiều thơng tin chính xác về cách sắp xếp các nguyên tử trong mẫu, theo dõi đ−ợc cách sắp xếp đó trong chi tiết tong hạt, tổng diện tích cỡ micromet vng và nhỏ hơn. Các loại kính hiển vi điện tử hiện đại còn trang bị thêm các ph−ơng tiện để phân tích thành phần hố học của mẫu ở tong diện tích nhỏ hơn micromet vng ở những lớp chỉ vài ba nguyên tử bề mặt.
Nguồn cấp electron Thấu kính hội tụ Mẫu ảnh Màn hình hiển thị Phóng to ảnh
1.5.5.5. Phương phỏp phổ hồng ngoại (IR)
Phương phỏp phổ hồng ngoại được dựng để xỏc định cỏc nhúm nguyờn tử đặc trưng trong cấu trỳc của sột. Phương phỏp này được dựng khi đó dựng phương phỏp nhiễu xạ tia X để nghiờn cứu chỳng. Sột hấp thụ bức xạ hồng ngoại tựy thuộc vào tần số giao động của cỏc nhúm chức trong thành phần cấu trỳc của sột như nhúm OH, cỏc đơn vị tứ diện AlO4 và SiO4, cỏc đơn vị bỏt diện như AlO6, MgO6, cỏc nhúm chức hữu cơ....
Nguyờn tử trong một đơn vị dao động càng nhỏ hay số khối của một nguyờn càng thấp thỡ năng lượng dao động càng cao, như vậy độ dài súng bị hấp thấp thụ của cỏc nhúm nguyờn tử đú càng ngắn. Trong phổ hồng ngoại người ta dựng đại lượng nghịch đảo của độ dài súng (cm-1) để biểu thị cỏc tần số dao động. Dao động biến dạng là dạng dao động phổ biến và cú năng lượng lớn nhất. Dao động này bao gồm sự chuyển động của một nguyờn tử ngược chiều với một nguyờn tử khỏc hay sự dao động của một số nguyờn tử ngược chiều với nguyờn tả khỏc. Dao động húa trị cú năng lượng thấp hơn gồm cỏc chuyển động xiờn của cỏc nguyờn tử so với vị trớ của cỏc nguyờn tử khỏc trong nhúm nguyờn tử.
1.5.5.6. Phương phỏp xỏc định mức độ thõm nhập của CTAB và octadecyl
amoni clorua vào bentonit
Tiến hành nung mẫu ở 800oC trong 1h để cỏc chất hữu cơ thõm nhập vào bentonit bị phõn hủy hoàn toàn và xỏc định mức độ thõm nhập của chất hữu cơ vào bentonit.
Cỏch tiến hành: Rửa sạch chộn nung, sấy khụ, cõn được khối lượng chộn là m1 (g). Cho mẫu sột hữu cơ vào chộn, cõn được m2 (g). Tiến hành nung mẫu ở 800oC trong 1h. làm nguội lũ, lấy mẫu ra ngoài, cho vào bỡnh hỳt ẩm để hạ về nhiệt độ phũng, tiến hành cõn chộn đựng mẫu được m3 (g)
Mức độ thõm nhập của amin vào bentonit được xỏc định bằng hiệu số giữa phần mất khối lượng khi nung mẫu sột hữu cơ và mẫu bentonit (cũng đó được chế húa tương tự nhưng khụng cú amin hữu cơ) ở 800oC trong 1h.
Phần mất khối lượng (%) của sột hữu cơ: Ashc (%) =
12 2 2 3 m m m m − − .100%
Phần mất khối lượng đối với mẫu sột đối chứng khụng cú amin hữu cơ: AS (%).
Phần khối lượng tương ứng với amin thõm nhập: AHC = Ashc (%) - AS (%).
1.7. Sơ đồ khai thác, chế biến và sử dụng bentonite ở quy mô công nghiệp
Khai mỏ, tinh chế Các sản phẩm Lĩnh vực ứng dụng
Khoan và dùng thuốc nổ
Kho chứa
Rửa, hoạt hoá bằng xô đa, phân loại theo
cỡ hạt Sấy khô Nghiền Nghiền mịn Đóng bao Dạng viên Dạng bột Dạng sợi Cấp hạt -150àm, -106àm, -75àm, -53àm. Kích th−ớc micron -10àm,-5àm, - 2àm. Sản phẩm nano < 1àm. Thị tr−ờng chủ yếu (91%) + Vê viên sắt + Khn đúc
+ Cơng nghiệp dầu khí + Dân dụng
+ Khoan cọc nhồi
Thị tr−ờng thứ yếu (9%) + D−ợc phẩm
+ Cơng nghiệp hố học + Công nghiệp giấy + Tẩy màu + Làm chất hấp phụ + Nông nghiệp + Gạch + Sơn + Mỹ phẩm + Nanoclay Sàng Khai thác lộ thiên
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG nghiên cứu và kỹ thuật thực nghiệm
2.1. nguyên liệu, hoá chất, thiết bị, dụng cụ
2.1.1. Nguyên liệu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nguyên liệu để điều chế MMT từ nguồn khoáng bentonite là:
- Quặng bentonite kiềm Bình Thuận đ−ợc cung cấp bởi công ty trách nhiệm hữu hạn Minh Hà - Bình Thuận. Đây là một cơ sở sản xuất bentonite của tỉnh Bình Thuận, cơ sở này nằm trong khu công nghiệp Phan Thiết. Quặng đ−ợc khai thác từ mỏ bentonite Nha Mé thuộc huyện Tuy Phong tỉnh Bình Thuận và đ−ợc sơ chế tại Công ty trách nhiệm hữu hạn Minh Hà - Phan Thiết.
- Quặng bentonite kiềm thổ Tam Bố - Di Linh - Lâm Đồng do doanh nghiệp Hiệp Phú cung cấp. Quặng đ−ợc doanh nghiệp xử lý thô nhằm phục vụ nhu cầu nội địa.
Nguyên liệu để điều chế nanoclay hữu cơ:
- Bentonit Bỡnh Thuận (Việt Nam) đó qua tinh chế, làm giàu và hoạt húa bằng axit tại Viện Cụng nghệ Xạ - Hiếm, Viện Năng lượng Nguyờn tử Việt Nam, gồm 2 loại cú hàm lượng MMT ≥90% và ≥70%, với dung lượng trao đổi cation tương ứng là ≥90 và ≥80 mđlg/100g sột.
- Bentonite thương phẩm của hóng Prolabo (Phỏp) và Trung Quốc được sử dụng để so sỏnh.
Cỏc tỏc nhõn hữu cơ là cỏc muối amoni
1. Cetyltrimetyl amoni clorua (kớ hiệu là CTAB) là thương phẩm của hóng Merk (CHLB Đức), cú cụng thức C19H42NBr, là cỏc tinh thể màu trắng, cú khối lượng phõn tử 364,46 g/mol.
2. N,N-đimetyl hexadexyl amin là thương phẩm của hóng Merck (CHLB Đức), cú cụng thức phõn tử C18H39N, khối lượng phõn tử 269.52 g/mol, nhiệt độ sụi 950C.
3. Octadecyl amin là thương phẩm của Merk (CHLB Đức) cú cụng thức C18H39N, khối lượng phõn tử 269,52 g/mol.
4. Dodecylamin là thương phẩm của hóng Merck (CHLB Đức), cú cụng thức C12H27N khối lượng phõn tử 185,36 g/mol, d = 0,8 g/ml.
Chỳng tụi chọn sử dụng cỏc amin và muối amoni trờn là do 2 nguyờn nhõn: chỳng cú thành phần gần với cỏc sản phẩm muối amoni được điều chế từ dầu thực vật (dõu dừa, dầu trẩu,..) và cú thể đặt mua được trờn thị trường Việt Nam hiện nay.