2. 4.3 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian tới quá trình tách HA, ở điều kiện trong nồ
3.5. Sản phẩm HA tách ra ở thân xƣơng
Bảng 3.2: Khối lượng của các mẫu HA tách ra ở thân xương, trước và sau khi nung ở
7000C trong 2 giờ STT Tên mẫu HA Thời gian ninh mẫu đến nhừ Lƣợng mẫu HA trƣớc khi nung (g) Lƣợng mẫu HA sau khi nung (g) Lƣợng chất trong mẫu HA giảm (%) 1 NB4 không ninh 3,512 2,771 21,098 2 T6 196 giờ 5,312 4,452 16,183 3 P6 90 giờ 1,229 1,140 7,229 4 A6 52 giờ 5,098 4,752 6,797
Từ kết quả của bảng 3.2, cho thấy các mẫu HA lấy ở thân xƣơng đƣợc ninh đến nhừ trong các điều kiện khác nhau, các hợp chất hữu cơ vẫn chƣa bị thủy phân hoàn toàn nên chƣa thể tách ra hết khỏi mẫu HA, chỉ đến khi nung ở 7000C trong 2 giờ thì các hợp chất hữu cơ mới bị đốt cháy hoàn toàn. Đối với mẫu HA ninh đến nhừ ở điều kiện áp suất thƣờng, không phụ gia (T6) lƣợng chất hữu cơ giảm 16,183% so với mẫu ban đầu. Điều đó chứng tỏ, ninh ở điều kiện áp suất thƣờng không có phụ gia, chỉ có một số hợp chất hữu cơ có khối lƣợng phân tử nhỏ có nhiệt độ sôi thấp và có liên kết yếu với các chất trong mẫu HA và liên kết với HA bị khuếch tán vào trong nƣớc. Còn với mẫu HA P6 và A6 có thời gian ninh và lƣợng chất hữu cơ bị thủy phân nhanh hơn so với mẫu T6. Nhƣ vậy, phụ gia và áp suất là hai yếu tố có ảnh hƣởng rất mạnh đến quá trình thủy phân của các hợp chất hữu cơ (quá trình thủy phân xảy ra nhanh hơn). Đặc biệt là ninh mẫu đến nhừ trong nồi áp suất, không có phụ gia, đã rút ngắn thời
gian ninh xuống còn 52 giờ. Lƣợng chất hữu cơ đã tách ra 6,797% so với lƣợng mẫu ban đầu, giảm thời gian ninh mẫu xuống gần 4 lần so với mẫu ninh ở điều kiện áp suất thƣờng, không có phụ gia là 196 giờ. Với mẫu ninh đến nhừ ở điều kiện áp suất thƣờng, có phụ gia thời gian ninh là 90 giờ, đã giảm xuống gần 2 lần,lƣợng chất hữu cơ tách ra là 7,229% so với lƣợng mẫu ban đầu.
3.5.1. Giản đồ XRD
Giản đồ XRD của các mẫu HA nung trong 2 giờ ở 7000C, đƣợc tách ra theo các phƣơng pháp khác nhau, thể hiện ở hình 3.12.
Hình 3.12: Giản đồ XRD của các mẫu HA NB4, T6, P6 và A6 nung ở 7000C trong 2 giờ
Quan sát hình 3.12 cho thấy, giản đồ XRD của tất cả các mẫu đều giống nhau và tƣơng tự nhƣ mẫu chuẩn (JCPDS#24-0033).Tất cả các mẫu nung ở 7000C chỉ xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trƣng của HA, không thấy sự có mặt của các chất khác nhƣ các muối canxi photphat. Nhƣ vậy, theo phƣơng pháp XRD sản phẩm HA tách ra đƣợc là đơn pha.
So với giản đồ XRD của các mẫu HA không đem nung, trên giản đồ của các mẫu HA đem nung ở 7000C, các vạch nhiễu xạ trở nên hẹp hơn, một số vạch đặc trƣng
(P6) (A6)
(NB4)
có cƣờng độ mạnh hơn. Điều này cho thấy, độ tinh thể của các mẫu ninh đến nhừ của các phƣơng pháp khảo sát chƣa cao và quá trình tinh thể hoá tiếp tục xảy ra khi nung mẫu ở nhiệt độ cao.
Bảng 3.3: Kích thước hạt trung bình và độ tinh thể của các mẫu HA NB4, T6,
P6, A6 nung ở 7000C trong 2 giờ
STT Tên mẫu HA Dt.b (nm) theo Scherrer Độ tinh thể (%)
1 NB4 380 94,2
2 T6 426 95,2
3 P6 468 95,4
4 A6 489 97,4
Kết quả tính toán kích thƣớc hạt trung bình và độ tinh thể của HA đƣợc trình bày ở bảng 3.3. Kết quả trên cho thấy, các sản phẩm HA thu đƣợc sau khi đem nung ở 7000C có độ tinh thể rất cao và tăng dần từ NB4 (94,2%) đến A6 (97,4%). Điều này chứng tỏ, các hạt HA có cấu trúc tinh thể phát triển thuận lợi nhất khi ninh mẫu ở điều kiện trong nồi áp suất, không có phụ gia sau đó đem nung ở 7000C.
3.5.2. Phổ FTIR
Phổ XRD của một số mẫu HA đem nung ở 7000C trong 2 giờ, tách ra ở thân xƣơng khảo sát ở các điều kiện khác nhau, đƣợc thể hiện ở hình 3.13.
Hình 3.13: Giản đồ FTIR của các mẫu HA NB4, T6, P6, A6 nung ở 7000C, tách ra ở thân xương ở các điều kiện khảo sát khác nhau
Quan sát trên phổ FTIR của các mẫu HA ở hình 3.13 cho thấy, đều xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trƣng của các nhóm 3
4
PO và OH. Nhƣng chỉ có trên phổ A6 có cƣờng độ và vị trí các dải hấp thụ đặc trƣng của HA tƣơng tự và phù hợp với phổ của mẫu HA (JCPDS#24-0033). Nhƣ vậy, ninh mẫu ở điều kiện trong nồi áp suất, không có phụ gia sau đó đem nung ở 7000C trong 2 giờ, thu đƣợc sản phẩm HA tốt hơn so với các điều kiện khác đã đƣợc khảo sát.
3.5.3. Ảnh SEM
Ảnh SEM của mẫu HA ninh đến nhừ ở điều kiện áp suất thƣờng, không có phụ gia (T6.a, T6.b, T6.c) và ninh trong nồi áp suất, không có phụ gia (A6.a, A6.b, A6.c) sau đó nung ở 7000C trong 2 giờ đƣợc thể hiện trên hình 3.14.
(P6) (A6) (T6.b) (T6.a) (A6.a) (T6.c)
Hình 3.14:Ảnh SEM của các mẫu HA tách ra từ thân xương ở điều kiện áp suất thường không có phụ gia (T6.a, T6.b, T6.c) và ở điều kiện trong nồi áp suất, không có
phụ gia (A6.a, A6.b, A6.c)
Các ảnh SEM từ T6.a đến T6.c cho thấy, các hạt HA kết tập với nhau thành khối dạng san hô, có kích thƣớc không đồng đều.
Còn các ảnh SEM từ A6.a đến A6.c nhận thấy, các hạt tinh thể HA có dạng hình cầu có kích thƣớc tăng dần không đều nhau, một số hạt kết tập thành đám, các biên hạt rõ ràng. Từ kết quả thực nghiệm ở trên, có thể thấy rằng ở điều kiện áp suất kết hợp với nhiệt độ cao đã ảnh hƣởng mạnh đến kích thƣớc và độ tinh thể của hạt HA. Điều này có thể khẳng định rằng, quá trình tách các mẫu HA lấy từ thân xƣơng ninh ở điều kiện trong nồi áp suất, không có phụ gia sau đó đem nung ở 7000C, thời gian thực hiện ngắn nhất, sản phẩm HA thu đƣợc là tốt nhất.