2. 4 5 Phân tích nhiệt vi sai
3.3. 1 Khử nhiệt chân không:
Tiến hành khử nhiệt đồng oxalat đã được điều chế trong phần thực nghiệm trước ở nhiệt độ 3000C trong điều k iện chân không sâu. Đồng oxalat sẽ nhanh chóng bị phân huỷ tạo thành đồng và khí CO2 theo phương trình 3.2.
Sự hình thành hạt nano đồng có thể được kiểm chứng thông qua phổ XRD của mẫu bột thu được sau quá trình khử nhiệt chân không (hình 3.8)
Hình 3.8: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu đồng oxalat bị khử nhiệt chân không. Nhận thấy, giản đồ XRD thể hiện khá rõ các mũi tại các vị trí 2θ = 43,40; 50,70 và 74,30 tương ứng với các mặt phẳng (1 1 1) (2 0 0) (2 2 0) của cấu trúc lập phương tâm diện của đồng kim loại. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với các kết quả thu được trong một số công trình nghiên cứu đã được công bố gần đây trên thế giới [5,10-12,14-19,21, 24-28].
Ngoài ra trên giản đồ còn xuất hiện 2 mũi nhỏ tại các vị trí 36,1 0
và 610 tương ứng với các mặt phẳng (1 1 1) và (2 2 0) của cấu trúc Cu2O. Điều này cho thấy, trong quá trình khử nhiệt một phần rất nhỏ nano Cu tạo thành bị oxy hoá chuyển thành Cu2O theo phương trình sau:
Sử dụng phương trình tính toán của Sherrer, ta có thể xác định k ích thước trung bình các hạt nano đồng thu được trong trường hợp này như sau:
Trong đó:
• FWHM: độ bán rộng cực đại của mũi lớn nhất
• : chuyển đổi FWHM từ độ sang radian
• : bước sóng của Cu
• : hệ số Sherrer, giá trị mặc định của máy là 0,89
• : giá trị mặc định của máy là 0
Áp dụng công thức trên cho mẫu nano Cu, ta có:
Vậy, theo công thức Sherrer, mẫu nano Cu có kích thước trung bình khoảng 33 nm.
Cũng với mẫu đồng oxalat như trên nhưng khi tiến hành khử nhiệt ở nhiệt độ 3000C trong môi trường không khí, nhận thấy các mũi đặc trưng của Cu0
không xuất hiện mà thay vào đó là các mũi đặc trưng của CuO (hình 3.9)
Hình 3.9: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu nano đồng được khử nhiệt trong môi trường không khí.
Trên hình 3.9 ta thấy rõ các mũi tại các vị trí 2θ = 32,50; 35,50; 38,50; 490; 53,20; 58,10; 61,50; 660; 67,90 tương ứng với các mặt phẳng (1 1 0), (0 0 2), (1 1 1), (2 0 2), (0 2 0), (2 0 2), (1 1 3), (3 1 1) và (2 2 0) của cấu trúc CuO. Đồng thời cá c mũi tại các vị trí 2θ = 43,40; 50,70 và 74,30 đặc trưng cho cấu trúc của Cu0
biến mất. Như vậy, có thể kết luận rằng: khi tiến hành khử nhiệt đồng oxalat trong môi trường không khí, nano đồng tạo thành sẽ ngay lập tức bị oxy hóa thành CuO, theo phương trình 3.4: