CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ẤP PHỤ H TRONG X LÝ MÔI Ử
3.2. C ác phương pháp nghiên cứ u
Các mẫu trong khoá luận đã được phân tích cấu trúc bằng nhiễu xạ tia X bằng nhiễu xạ kế tia X SIEMENS D5005 Bruker của Đức tại Trung tâm khoa học vật liệu (CSM) sử dụng bước sóng tia X từ bức xạ Kα của Cu là λCu=1,54056Ao
Cấu trúc tinh thể của một chất qui định các tính chất vật lý của nó. Do đó, nghiên cứu cấu trúc tinh thể là một phương pháp cơ bản nhất để nghiên cứu cấu trúc vật chất. Ngày nay, một phương pháp được sử dụng hết sức rộng rãi đó là nhiễu xạ tia X. Ưu điểm của phương pháp này là xác định được các đặc tính cấu trúc, thành phần pha của vật liệu mà không phá huỷ mẫu và cũng chỉ cần một lượng nhỏ để phân tích. Phương pháp này dựa trên hiện tượng nhiễu xạ Bragg khi chiếu chùm tia X lên tinh thể. Tinh thể được cấu tạo bởi các nguyên tử sắp xếp tuần hoàn, liên tục có thể xem là cách tử nhiễu xạ tự nhiên ba chiều, có khoảng cách giữa các khe cùng bậc với bước sóng tia X. Khi chùm tia đập vào nút mạng tinh thể, mỗi nút mạng trở thành một tâm tán xạ. Các tia X bị tán xạ giao thoa với nhau tạo nên các vân giao thoa có cường độ thay đổi theo θ. Điều kiện để có cực đại giao thoa được xác định theo hệ thức Vulf-Bragg :
2d.sinθ = nλ (3.1)
Trong đó: dhkl là khoảng cách giữa các mặt phẳng phản xạ liên tiếp (mặt phẳng mạng tinh thể) có các chỉ số Miller là (hkl).
n = 1,2,3… là bậc phản xạ.
θlà góc tới của chùm tia X.
Đây là hệ ứ th c cơ s nghiên c u c u trúc mạng tinh thểở để ứ ấ . Căn cứ vào c c ự đại nhi u x ễ ạtrên giản đ (giá trịồ 2θ), có thể suy ra theo công thức. So sánh giá trị d tìm được với d chuẩn s xác địẽ nh đư c thành phần cấu trúc mạng tinh thể ủợ c a cấu trúc mạng tinh thể ủ c a chất cần nghiên cứu. Chính vì vậy phương pháp này đư c sử ợ dụng rộng rãi trong nghiên c u cứ ấu trúc tinh th c a v t ch t. ể ủ ậ ấ
S dử ụng XRD cũng có th tính đượể c kích thư c trung bình củ tinh thể theo ớ a phương trình Scherrer:
D = kλ β/ cosθ (3.2) Trong đó:
D: là kích thước tinh th ểtrung bình, nm.
k: là hệ ố ỉ ệ. Nế s t l u đ ộng vật lý βộ r được xác đ nh theo Laue thì k = 1. ị Còn khi sử ụ d ng theo Scherrer thì k = 0.9
β: là bán độ ộ r ng (FWHM) của pic đ c trưng trên ph XRD, rađian. ặ ổ 2θ: là góc nhiễu xạ ộ, đ .
Theo phương phản x gương sẽ có chùm tia nhiễu xạ ạ song song, các tia này sẽ giao thoa nhau. Nếu đi u kiện Vulf – Bragg được thoả mãn, thì các tia nhiễu xạ sẽ tăng ề cường lẫn nhau và có cực đại nhi u xễ ạ. Từ việc phân tích hình ảnh đó, ta có thể biết được cách sắp xếp các nguyên tử trong ô mạng. Qua đó xác định được c u trúc mấ ạng tinh thể, các pha cấu trúc trong vật liệu, nồng độ các pha, cấu trúc ô mạng cơ sở...
Hình 3.1 : Sơ đồ nhi u x tia Xễ ạ
3.2.2. Các phép đo đường cong từ hóa, đường cong ZFC
Các đường cong t hoá c a các mẫừ ủ u đã đư c đo bằng thiế ị ừ ế ẫợ t b t k m u rung DMS 880 của Digital Measurements Systems Inc. Với các thông số ỹ thuật chính k như sau:
- T ừ trường tối đa: 13,5 kOe
- Độ nhạ : 10y -5 emu (mAm2)
- Dải nhiệ ột đ đo : 77 0K đến 700 0K (lò mẫu được thổi bằng khí nitơ)
i t k m -
Th ết bị ừ ế ẫu rung (Vibrating Sample Magnetometer VSM) là một thiết bị dùng đ xác định mô men từ ủể c a mẫu. Nguyên lý hoạ ột đ ng của thiết bị này dựa trên cơ s hiệở n tư ng cảm ứợ ng đi n từ. Bằệ ng cách thay đ i vị trí tương đối của ổ mẫu có mô men từ M v i cuộớ n dây thu, t thông qua tiừ ết diện ngang của cuộn dây s ẽ thay đổi theo thời gian làm xuất hiện trong nó một suất đi n đ ng cảm ứng. Các ệ ộ tín hiệu đo được (tỷ ệ ớ l v i M) sẽ được chuy n sang giá trể ị ủ c a đ i lư ng từ ầạ ợ c n đo bằng một hệ ố chuẩn của hệ đo. Hình II trình bày nguyên lý hoạ ộ s I .2 t đ ng của thiết b ị VSM.
Để th c hi n đư c phép đo này, m u đưự ệ ợ ẫ ợc rung với tần số xác đ nh trong ị vùng từ trư ng đờ ồng nhất c a mủ ột nam châm điện. Từ trư ng này sẽ ừờ t hoá m u và ẫ khi m u rung sẫ ẽ ạ t o ra hi u đi n th c m ng trên cu n dây thu tín hiệu. Tín hiệu ệ ệ ế ả ứ ộ được thu nh n, khuy ch đ i r i đư c x lý trên máy tính và cho ta bi t giá tr t ậ ế ạ ồ ợ ử ế ị ừ độ của mẫu [15].
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý Thiế ịt b VSM
- Phép đo đường cong từ hoá ZFC : Đường cong t hoá ZFC (Zero Field ừ Cooling- làm ạnh không có từ trườl ng) là đư ng cong mô tả ự phụ thuộc của từ độờ s theo nhiệ ột đ trong từ trư ng nhỏ khi mẫờ u đư c làm l nh không có từợ ạ trư ng. ờ
Quá trình đo đã được th c hiự ện như sau : Từ nhiệ ột đ phòng mẫu đư c làm ợ lạnh tới nhiệ ột đ 100K trong từ trường bằng không. Sau đó ti n hành tăng nhi t đế ệ ộ và đo từ độ ủ c a m u theo nhiệ ộẫ t đ trong t trư ng nhỏ ừ ờ (H=100 Oe).
- Đường cong MH : Đư ng cong MH là đườờ ng cong mô t s ph thu c c a ả ự ụ ộ ủ t ừ độ vào cường đ ừ trường ở ộộ t m t nhiêt đ nhất định. ộ
Quá trình đo đã được th c hiự ện như sau : M u đưẫ ợc đ t trong t trư ng biến ặ ừ ờ thiên có cường đ c c đ i là 10ộ ự ạ 4 Oe ở nhi t độ phòng (300ệ oK) sau đó đo từ độ ủ c a mẫu.
3.2.3. Phổ phân tán năng lượng tia X (EDX)
Phổ tán s c năng lư ng tia X hay phổắ ợ tán s c năng lu ng là kỹắ ợ thu t phân ậ tích thành phân hoá học c a v t rủ ậ ắn dựa vào việc ghi lại phổ tia X phát ra từ ậ v t rắn do tuơng tác với các b c x . ứ ạ
Nguyên lý của EDX: Kỹ thu t EDX chủ ếậ y u đư c thực hi n trong các kính ợ ệ hiển vi điện tử ở đó, nh vi cấu trúc rắả n đư c ghi lại thông qua việc s dợ ử ụng chùm điện tử có năng lư ng cao tuơng tác v i v t rợ ớ ậ ắn. Khi chùm điện tử có năng lượng lớn đư c chiếu vào vật rắn, nó sẽ đâm xuyên vào các nguyên tử ậ ắợ v t r n và tương tác với các lớp đi n tử bên trong của nguyên tệ ử. Tương tác này d n đẫ ến việc t o ra cạ ác tia X có bước sóng đặc trưng tỷ ệ ớ l v i nguyên t s (Z) c a nguyên tửử ố ủ s theo đ nh ị luật Mosley:
3.3 ( )
3.2.4. Phổ ấp thụ ồng ngoại F IR h h T-
Phân tích phổ ấ h p thụ hồng ngoại FT-IR (Fourier Transformation of InfraRed spectrum) là một phương pháp đư c sử ụợ d ng phổ biến trong hoá học nhằm xác định các mối liên kết hoá h c trong m t h p chất bất kì. Khi chiếu một chùm tia ọ ộ ợ đơn sắc có bư c sóng n m trong vùng h ng ngo i qua m u phân tích, m t ph n ớ ằ ồ ạ ẫ ộ ầ năng lượng bị ấ h p ph làm gi m cư ng đ tia t i. ụ ả ờ ộ ớ
S hự ấp thụ này tuân theo định luật Lambert Beer:-
A = lg Io/I = ε.l.C ( 4) 3.
Trong đó:
A: mậ ột đ quang
T = Io/I (%) : độ truyền quang l: chiều dày cuvet
C: nồng đ chất nghiên cứu (mol/l) ộ
Phương trình (3.3) là phương trình cơ bản cho các phương pháp phân tích phổ ấ h p thụ nguyên tử cũng như phân tử. Đư ng cong ểu di n sờ bi ễ ự ụph thu c mật ộ độ quang vào chiều dài bước sóng kích thích gọi là phổ.Mỗi liên k t hoá h c có thế ọ ể dao động theo các ki u xác đ nh khi bịể ị kích thích bởi sóng điện từ có bư c sóng xác ớ định n m trong vùng h ng ngo i. Trên cơ s đo cư ng đ h p th b c x h ng ằ ồ ạ ở ờ ộ ấ ụ ứ ạ ồ ngoại có s sóng n m trong d i t vài trăm đ n vài nghìn cmố ằ ả ừ ế -1 của một lư ng chất ta ợ thu được ph FT_IR c a ch t đó. T ph h p th h ng ngo i này chúng ta có th ổ ủ ấ ừ ổ ấ ụ ồ ạ ể xác định đư c nh ng nguyên t có m t trong hợp chất và cảợ ữ ố ặ các liên k t hoá học ế giữa chúng.
Phổ IR đư c đo trên máy FT-IR 6700 c a hãng Nicolet, tại Khoa Công Nghệ ợ ủ Hóa Học, Trư ng Đờ ại học Bách Khoa Hà Nội.
Hình 3.3: Sơ đồ phổ ế k FT- IR 3.2.5. Kính hiển vi điện tử quét (SEM)
Kính hiển vi điện tử quét là thiết bị dùng đ chể ụp ảnh vi cấu trúc bề ặ m t với độ phóng đại hàng tri u l n ph n ánh s phân tích cao b m t m u. Ảệ ầ ả ự ề ặ ẫ nh kính hi n vi ể
điện tử quét SEM chụp trên máy JMS-5410 LV c a Nh t B n t i Trung tâm khoa ủ ậ ả ạ học vật liệ Đại học khoa học tự nhiên Đại hu, , ọc Quốc gia Hà Nội.
Hình 3.4: Sơ đồ ấ c u t o c a kính hiạ ủ ển vi điện t quét (SEM)ử
Nguyên lý hoạ ột đ ng: Chùm điện tử được tạo từ súng đi n tửệ đi qua hai t ng ầ thấu kính đi n tử ẽ ạệ s t o đ c mộượ t chùm đi n tử có kích thước rất nhỏệ , do đó s t p ẽ ậ trung được năng lư ng r t lợ ấ ớn. Chùm điện tử này t i đ p vào bề ặớ ậ m t m u thì bề ặẫ m t mẫu sẽ phát ra nhiều loại tia như các điện tử phát xạ thứ ấ c p, tia X, đi n tử Auger, ệ điện tử tán x ngư c. Các b c x này tạ ợ ứ ạ ương ứng v i nhi u tín hiệớ ề u, m i tín hi u nói ỗ ệ lên đ c điặ ểm nào đó c a mẫ ởủ u ch đi n t chiếỗ ệ ử u đ n. Như vế ậy chùm tia điệ ửn t đã tác động lên m t ộ phạm vi rất hẹp của mẫu. Trong SEM chủ ế y u dùng ảnh của các điện tử phát x th c p. Năng l ng c a các electron này th p nên ch vùng g n ạ ứ ấ ượ ủ ấ ỉ ở ầ b mề ặt cỡ vài nm chúng mới thoát ra ngoài đ c. Các điợ ện tử này đ n đ u thu qua ế ầ phần biến đổi, m t ộ phần điện tử ẽ s ến thành tín hi u ánh sáng qua bi ệ ống d n sáng ẫ đến thiêt b quang đi n, tín hi u sáng bi n thành nhữị ệ ệ ế ng xung đi n. Nhữệ ng xung đi n ệ này sẽ đư c bợ ộ khuy ch đế ại tín hiệu khuyếch đ i đưa vào l i điạ ướ ều khi n cể ủa ống hình và tạo thành đ sáng trên màn nh cho ta hình nh bộ ả ả ề ặ m t m u. Nẫ ếu đầu thu thu được tín hi u mạnh thì điệ ểm tương ng trên màn s sáng lên. Vì mứ ẽ ẫu để nghiêng so với chùm tia tới nên không có sự đố i xứng, do đó đ sáng c a tín hiệu phụ thuộc ộ ủ vào cùng bề ặ m t mà các electron đ u tiên đ p vào. Nếu như bề ặầ ậ m t mẫu có những l ỗ nhỏ thì trên màn sẽ có những vệt đen, do đi n tử thứ ấp phát ra từ ỗ đó đến bộệ c l
thu tín hiệu rất ít và biến thành xung điện bé. Ngược lại với bề ặt phẳ m ng thì màn ảnh s sáng đ u. T đó chúng ta s quan sát đư c b m t m u[16]. ẽ ề ừ ẽ ợ ề ặ ẫ
3.2.6. Kính hiển vi điển tửtruyền qua (TEM)
Phương pháp TEM được s dử ụng để nghiên c u b m t, hình d ng và tinh ứ ề ặ ạ thể các v t liậ ệu kích thước micromet ho c nanomet.ặ TEM sử ụ d ng chùm tia đi n tử ệ để ạ ả t o nh m u nghiên cẫ ứu. Ảnh đó khi đến màn hu nh quang có thỳ ể đạ ột đ phóng đại theo yêu c u. ầ
Chùm tia điệ ửn t đư c tạo ra từợ catot qua hai "t quang" đi n t s đư c hội ụ ệ ử ẽ ợ t ụ lên mẫu nghiên cứu. Khi chùm tia đi n tử đập vào mẫu sẽ phát ra các chùm điện ệ t ử phản xạ và điện tử truyền qua. Các đi n tử phản xạ và truyềệ n qua đư c đi qua ợ điện th gia t c vào ph n thu và biếế ố ầ n đ i thành m t tín hi u ánh sáng, tín hiệổ ộ ệ u đư c ợ khuếch đ i, đưa vào m ng lư i đi u khi n tạ ạ ớ ề ể ạo đ sáng trên màn ộ ảnh. Mỗi đi m trên ể mẫu cho một đi m tương ng trên màn. Đ sáng tối trên màn ảnh phụ thuộc vào ể ứ ộ lượng đi n t phát ra t i bộ thu và phệ ử ớ ụ thuộc vào hình dạng bề mặt m u nghiên ẫ cứu[17].
Các ảnh Tem của các mẫu vật liệu đư c chụp trên kính hiợ ển vi điện tử truyền qua JEOL TEM 5410 LV có điện thế ừ t 40 đ n 100kV, đ phân gi i đối với ế ộ ả điể ảm nh là 0,2nm và đố ớ ải v i nh m ng tinh thểạ là 0,15nm, đ ộ phóng đạ ừi t 20 đên 500.000 lần tại Phòng Hiển vi Đi n tử, Viện Vệ sinh Dịệ ch t Qu c Gia. ễ ố
Hình 3.5: Nguyên tắc chung của phương pháp hiển vi điệ ửn t
3.2.7. Máy quang phổ ấ h p th t ngo i và kh ki n UV-ụ ử ạ ả ế Vis
Thiết bị cho phép thu được ph đi n t là máy quang ph h p th t ngo i và ổ ệ ử ổ ấ ụ ử ạ kh kiả ến. Ánh sáng từ ngu n phát A được phân tách bởi lăng kính P, rồi hộ ụồ i t trên gương M, gương này tụ tiêu ph c a ngu n phát vào mặổ ủ ồ t ph ng khe h S. Ngư i ta ẳ ở ờ cho chùm sáng đi qua dung môi hoặc dung dịch và đo cường đ c a nó nh t bào ộ ủ ờ ế quang điện hoặc nhân quang điện tử C.
Chuẩn bị ẫ m u tr ng (blank) là dung d ch trong suắ ị ốt.
Mẫu nghiên cứu đư c hoà tan trong dung môi (chính là m u tr ng) t o dung ợ ẫ ắ ạ dịch trong suốt.
Chọn bư c sóng cầớ n đo (máy đo đư c các bư c sóng từ ợ ớ 200 1500nm). - Cho mẫu trắng vào cuvet c a máy, cho vào buủ ồng m u c a máy đ đo blank. ẫ ủ ể Lấy một cuvet khác, cho dung dịch mẫu đã chu n bị vào, cho vào máy đo. trên máy ẩ s ẽ cho ta kết quả phổ đồ ủa phổ ử ngoại khả kiến của mẫu nghiên cứu. c t -
Trong luận văn này chúng tôi s dử ụng k t quế ả đo UV-VIS trên máy UV VIS - Agilent 8453 tại Bộ môn Hoá Vô cơ & Đ i cương, Trư ng Đ i họạ ờ ạ c Bách Khoa Hà Nội (hình 3.6 ).
Hình 3.6: Máy UV-VIS Agilent 8453
CHƯƠNG 4 : KẾT QUẢ VÀ TH O LUẬN Ả
4.1. Mẫu thí nghiệm
4 .1. 1. Ảnh mẫu thí nghiệm
Rót hỗn hợp (Fe2+, Fe3+ C, hitosan) qua ph u vào dung dễ ịch NaOH 5% đ t o ể ạ hạt→ t o ra hạt chitosan oxit sắt từ đen rấ ềạ - t đ u (hình 4.1), khi ta để ần nam châm g ta thấy cũng b hút m nh, vậy vậ ệu tạị ạ t li o ra có tính ch t tấ ừ.
Hình 4.1: Tạo hạt chitosan oxit sắt từ - 4.1. 2. So sánh hai phương pháp điều ch ế
Thông qua hai phương pháp tổng hợp chitosan oxit s- ắt từ, từ các kết quả thực nghiệm thu được nhận thấy rằng:
+ Đố ới v i phương pháp 1: quá trình ph c t p hơn, k t t a di n ra ch m hơn, ứ ạ ế ủ ễ ậ khi điều ch ra s t từế ắ có màu t chuy n dầừ đỏ ể n sang đen, trong quá trình đi u ch ề ế phả ọi b c kín, sản phẩm dễ ị b oxi hóa.
+ Với phương pháp 2, đồng k t t a: t o ra chitosan oxit sế ủ ạ - ắ ừt t có màu đ ỏ sẫm, sau khi nhỏ thành hạt có màu đen s m hơn theo phương pháp 1, sảẫ n ph m ẩ dạng dung dịch đ lâu tốể t hơn. Các m u đã đư c đo nhiễẫ ợ u x tia X xác đ nh các ạ ị thông số ớ, v i m u số 1 trên hình 4.2. ẫ
Trên cơ s đó chúng tôi chở ỉ ử ụ s d ng sản phẩm ti n hành theo phương pháp 2 ế nghiên cứu, mẫu số 1 tìm ra đư c t l thành phợ ỷ ệ ần tốt nhất. Đư c sợ ử ụ d ng làm mẫu trắng đ so sánh. ể
4.2. Phổ XRD các m u ẫ
Faculty of Chemistry, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S1-P
Lin (Cps)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
2-Theta - Scale
20 30 40 50 60 7
d=3.696 d=2.962 d=2.701 d=2.519 d=2.208 d=2.090 d=1.843 d=1.697 d=1.605 d=1.478
Faculty of Chemistry, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S2-P
File: Long BK mau S2 P raw Type: Locked Coupled Start: 20 000 ° End: 70 010 ° Step: 0 030 ° Step time: 1 s Temp : 25 °C (Room) Time Started: 11 s 2 Theta: 20 000 ° Theta: 10 000 ° Chi: 0
Lin (Cps)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
2-Theta - Scale
20 30 40 50 60 7
d=2.960 d=2.520 d=2.085 d=1.606 d=1.477
d=1.711
Faculty of Chemistry, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S3-P
Fil L BK S3 P T L k d Cl d St t 20 000 ° E d 70 010 ° St 0 030 ° St ti 1T 25 °C (R ) TiSt t d 132 Th t 20 000 ° Th t 10 000 ° Chi 0
Lin (Cps)
0 100 200 300 400 500
2-Theta - Scale
20 30 40 50 60 7
d=2.958 d=2.523 d=2.422 d=2.092 d=1.708 d=1.610 d=1.479
Faculty of Chemistry, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S4-P
Lin (Cps)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
2-Theta - Scale
20 30 40 50 60 7
d=2.423
d=2.962 d=2.525 d=2.096 d=1.923 d=1.709 d=1.612 d=1.481
Faculty of Chemistry, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S5-P
File: Long BK mau S5 P raw Type: Locked Coupled Start: 20 000 ° End: 70 010 ° Step: 0 030 ° Step time: 1 s Temp : 25 °C (Room) Time Started: 10 s 2 Theta: 20 000 ° Theta: 10 000 ° Chi: 0
Lin (Cps)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350
2-Theta - Scale
20 30 40 50 60 7
d=4.157 d=3.536 d=3.393 d=3.259 d=2.944 d=2.802d=2.724d=2.675 d=2.515 d=2.443 d=2.231 d=2.181 d=2.086 d=1.985 d=1.929 d=1.723 d=1.624d=1.607 d=1.576d=1.561 d=1.507 d=1.478 d=1.367
Hình 4.2: Phổ XRD c a 5 mẫu Feủ 3O4
Hình 4.2 cho ta thấy ất cả các pic đềt u có đ nh cao nhất ứng vớ ỉỉ i đ nh của sắt từ ề,đi u này khẳng đ nh chắc chắn vật liệu tổng hợp có dạng sắt từ, trong đó ẫu ị m điều ch nano oxit s t t S3-P cho kết quế ắ ừ ả ố t t nhất. Đây s là mẫẽ u trắng dùng đ xác ể định, so sánh các m u đư c là ti p theo. M u S5-P t o ra nhiềẫ ợ ế ẫ ạ u h p ch t khác, trên ợ ấ hình ta nh n thậ ấy có rất nhiều các pic khác nhau.
Faculty of Chemistry, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S3-P
File: Long BK mau S3 P raw Type: Locked Coupled Start: 20 000 ° End: 70 010 ° Step: 0 030 ° Step time: 1 s Temp : 25 °C (Room) Time Started: 13 s 2 Theta: 20 000 ° Theta: 10 000 ° Chi: 0
Lin (Cps)
0 100 200 300 400 500
2-Theta - Scale
20 30 40 50 60 7
d=2.958 d=2.523 d=2.422 d=2.092 d=1.708 d=1.610 d=1.479
a: Mẫu không b c CS (S3 P)ọ -
VNU-HN-SIEMENS D5005 - Mau M1 - (CF2)
Lin (Cps)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
2-Theta - Scale
16 20 30 40 50 60
d=2.9737 d=2.5204 d=2.0933 d=1.7105 d=1.6067 d=1.4760
d=4.836
b: Mẫu chitosan Fe- 3O4 t l 2/1 (ỷ ệ C2F1)
VNU-HN-SIEMENS D5005 - Mau M5 - (C4F1) IS
Lin (Cps)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
2-Theta - Scale
16 20 30 40 50 60
d=2.9720 d=2.5362 d=2.1026 d=1.6172 d=1.4839
d=1.7127
d=2.4356
c: M u Chitosan-ẫ Fe3O4 t l ỷ ệ 4/1 (C4F1) Hình 4.3: Phổ XRD c a các mẫu chitosan-Feủ 3O4
Mẫu Fe3O4 đạt đư c bởi sự phân tán, đượợ c đi u chế ủa oxit sắt trong một ề c dung dịch chitosan. Kết quả ẫ d n xuất chitosan-Fe3O4 được chuyển dịch đi n tích ệ dương từ ự s proton hóa c a các nhóm amin và như v y là có m t t hình thành c a ủ ậ ặ ừ ủ một sol nư c. trung hòa với NaHCOớ 3 bởi vì kết tủa cho phép về sau cô l p chitosanậ - oxit s t tắ ừ. Sản phẩm này dễ dàng phân tán trong dung dịch acidic từ đó được cô lập bởi sự thêm ancol. Thủ ục này cải thi n ch t l t ệ ấ ỏng từ ớ v i nồng đ ộ cao c a oxit sủ ắt từ ( 20mg/ ml), nó ổn đ nh trong hơn 3 tuị ần không có dấu hiệu gì của sự ế k t tủa. Duy trì thời gian dài hơn xuất hiện dạng vẩn đục và sau một tháng kế ủ ắt t a r n được tách ra ổn định.
Giản đ XRD của Cồ 2F1, C4F1 và hỗn hợp MNQC oxit sắt từ ( xem hình 4.3) - chỉra góc ph n xạ đặả c trưng 2θ tạ 30.1 (220), 35.5 (311), 37.2 (222), 43.1 (400), i 53.4 (422), 57.0 (511), và 62.6 (440) từ đó xác định sự hình thành của pha tinh th ể nano spinel từ ừ ả t c Fe3O4hay γ-Fe2O3 với kích thư c trung bình giữa 14-18nm như ớ tính toán trong công thức Scherrer. T nhữừ ng oxit đẳng cấu (isostructural) và hơn nữa tồn tại trong trạng thái pha nano sự nhận biết XRD của chúng là r t khó. Những ấ kết quả Mửssbauer mà theo sau phõn biệt rừ hai oxit.
4.3. Đường cong t hoá c a các m u: ừ ủ ẫ
Hình 4.4: Đường cong từ hoá c a các m u ủ ẫ
Trên hình 4.4 ta nh n th y các mậ ấ ẫu đ u có từ ề tính r t lấ ớn, trong 5 mẫu đo ta nhận th y đư ng Feấ ờ 3O4 không bọc CS có giá trị ừ độ cao nhất, tiếp theo từ độ ả t gi m dần khi tăng d n CS. Vậy trong luậầ n văn chúng tôi s ử ụng mẫu ẽ s d Chitosan-Fe3O4
t l ỷ ệ 4/1 C4F1 để nghiên c u v i mong muứ ớ ốn mang được nhiều lư ng chitosan hơn.ợ
4.4. Phổ ấp thụ ồng ngoại ( IR ) h h
(a) Mẫu Fe3O4
(b) Màng chitosan
(c) Mẫu Fe3O4-CS tỷ ệ 1:4 l
(d) Mẫu Fe3O4-CS tỷ ệ 1:4 sau hấp phụ Ni l 2+
Hình 4.5: Phổ IR c a các m uủ ẫ
Từ phổ hấp thụ hồng ngoại này chúng ta có thể xác định được những nguyên tố có mặt trong hợp chất và cả các liên kết hoá học giữa chúng.
PhổFT IR c a chitosan, oxit s t t và oxit s t t- ủ ắ ừ ắ ừ- chitosan (C4F1) được thể hiện trong hình 4.5. Phổ đó dễ dàng xác định sự có m t của chitosan trong hỗặ n hợp, với pic rộng tại số sóng 3422 cm-1 đặc trưng cho liên k t O H củế - a nư c. Dao đ ng ớ ộ hóa trị C-H c a polyme đưủ ợc nhìn thấy dễ dàng ở 2925 cm-1 và 2855 cm-1 trong mẫu chitosan, pic tại số song 1630 cm 1 đặ- c trưng cho dao đ ng hóa trị ủa nhóm ộ c C=O và tại số sóng1405 cm-1 đặc trưng cho dao đ ng N H của nhóm amin, dao ộ - động C-O-C x y ra t i bư c song g n 1050 cmả ạ ớ ầ -1. Cu i cùng, t t cố ấ ả ph chổ ỉ ra một s hự ấp phụ ộng trung tâm tại số sóng 580 cm r -1 c đặ trưng cho liên kết của oxit sắt.
Để kh o sát đặc trưng cấả u trúc c a v t li u sau khi hấp phụ ếủ ậ ệ , k t qu c a quá ả ủ trình xử lý trước và sau khi hấp phụ được thể ệ hi n trên hình 4.4c và 4.4d.
Mặt khác, đ xác định cấu trúc hình thái học của vật liệu sau khi tổể ng h p ợ được đem đi đo TEM và SEM, k t qu đư c trình bày dư i đây: ế ả ợ ớ
4.5.Ảnh hiển vi điện tử ( TEM )
Ảnh hi n vi đi n t TEM ch ra r ng các h t có c u trúc hình c u tương đ i ể ệ ử ỉ ằ ạ ấ ầ ố đồng đ u và kích thư c r t nh , kích thư c h t c gi a 20 và 40 nm, chính của hình ề ớ ấ ỏ ớ ạ ỡ ữ thái lập phương được gắn vào trong hỗn hợp chitosan (hình 4.6). Sự ph kín thành ủ công được nhìn th y d dàng trong hình 4.6, ởấ ễ đó l p vỏ ữớ h u cơ h p. ẹ