266 nm của laser microchip.
3.1.2. Đặc trưng cấu trỳc của cỏc hạt nano ZnS theo thời gian phản ứng
Hỡnh 3.6 là giản đồ XRD của cỏc hạt nano ZnS-TN.Na2S2O3 thủy nhiệt ở 220oC trong cỏc thời gian phản ứng khỏc nhau. Phổ XRD của ZnS gồm cỏc vạch nhiễu xạ ứng với cỏc mặt phản xạ chớnh (111), (220), (311) trong đú vạch (111) cú cường độ
lớn nhất. Từ phổ XRD cho thấy: ở 5h, ZnS kết tinh ở dạng đa tinh thể chủ yếu là pha
lập phương với hằng số mạng a = 5,401 Å (hỡnh 3.6 a). Thời gian tăng đến 10; 15 h
hầu như khụng làm thay đổi vị trớ của cỏc vạch nhiễu xạ mà chỉ làm cho cấu trỳc lập phương trở nờn hoàn hảo hơn (hỡnh 3.6 b, c).
Hỡnh 3.6. Giản đồ XRD của cỏc hạt nano
ZnS-TN.Na2S2O3 thủy nhiệt ở 220oC với cỏc thời gian phản ứng khỏc nhau.
Hỡnh 3.7. Giản đồ XRD của cỏc hạt nano
ZnS-TN.TGA thủy nhiệt ở 220oC với cỏc thời gian phản ứng khỏc nhau.
Cũn đối với cỏc hạt nano ZnS-TN.TGA thủy nhiệt ở 220oC, khi tăng thời gian phản ứng từ 10 đến 20 h cũng làm cho cấu trỳc lục giỏc C6v4 – P63mc của cỏc hạt nano trở nờn hoàn hảo hơn (hỡnh 3.7). Theo chỳng tụi ở nhiệt độ phản ứng 220oC, tốc độ phản ứng tương đối ổn định nờn sự kết tinh và phỏt triển tinh thể cũng tương đối ổn định. Do đú khi tăng thời gian phản ứng đó làm cấu trỳc tinh thể (lập phương đối với
ZnS-TN.Na2S2O3 và lục giỏc đối với ZnS-TN.TGA) trở nờn hoàn hảo hơn nhưng vẫn
20 30 40 50 60 70 C − ờn g đ ộ (đ vt đ ) 2θ θ θ θ (độ) (010) (002) (011) (110) (112) 10h 15h 20h a b c 20 40 60 C − ờn g đ ộ (đ vt đ ) 2θ θ θ θ (độ) (111) (220) (311) a b c 5 h 10 h 15 h
67
khụng làm thay đổi dạng cấu trỳc của chỳng. Cũng giống như khi tăng nhiệt độ phản
ứng, khi tăng thời gian phản ứng thỡ cỏc hằng số mạng và kớch thước tinh thể của cỏc
hạt nano ZnS-TN.Na2S2O3 và ZnS.TGA đều tăng nhẹ (bảng 3.1, 3.2).
Ảnh TEM của cỏc hạt nano ZnS-TN.Na2S2O3 thủy nhiệt ở 220oC khi thay đổi thời gian phản ứng cho thấy: ở 5 h cỏc hạt nano ZnS cú dạng tựa cầu với kớch thước hạt trung bỡnh khoảng 10-11 nm (hỡnh 3.8 a). Khi tăng thời gian đến 10 h làm kớch thước hạt tăng nhẹ (khoảng 12-15 nm) (hỡnh 3.8 b) và khi tăng thời gian lờn 15 h thỡ cỏc hạt nano ZnS trở nờn đồng đều hơn với kớch thước hạt khoảng 25-43 nm (hỡnh 3.8 c).
a b c
Hỡnh 3.8. Ảnh TEM của cỏc hạt nano ZnS-TN.Na2S2O3 thủy nhiệt ở 220oC với cỏc thời gian phản ứng: a. 5 h b. 10 h c. 15 h.
Đối với cỏc hạt nano ZnS-TN.TGA thủy nhiệt ở 220oC khi thay đổi thời gian
phản ứng từ 10 đến 20h làm cho cỏc đỏm nhỏ kết tụ ở thời gian phản ứng ngắn (10h) (hỡnh 3.9 a), tỏch rời nhau thành cỏc hạt riờng biệt với kớch thước khoảng 12-25 nm khi thời gian phản ứng tăng đến 15; 20h (hỡnh 3.9 b, c). Kớch thước hạt trung bỡnh thu được từ ảnh TEM của cỏc hạt nano ZnS khỏ phự hợp với kết quả tớnh toỏn được từ
giản đồ XRD và cụng thức Debye-Scherrer (bảng 3.1, 3.2). Ở một nhiệt độ xỏc định,
Hỡnh 3. 9. Ảnh TEM của cỏc hạt nano ZnS-TN.TGA thủy nhiệt ở 220oC trong cỏc thời gian phản ứng: a. 10 h b. 15 h c. 20 h.
a b c
68
khi tăng thời gian phản ứng thỡ kớch thước hạt tăng là do cơ chế “Ostwald ripening” [68, 173]. Thời gian càng dài, sự khuếch tỏn của cỏc hạt nhỏ vào cỏc hạt lớn càng tăng làm kớch thước tinh thể, kớch thước hạt tăng.