VAT LIEU NANO NHOM SINH VIEN TRUONG DAI HOC THU DAU MOT

50 %
50 %
Information about VAT LIEU NANO NHOM SINH VIEN TRUONG DAI HOC THU DAU MOT
Education

Published on October 17, 2018

Author: daykemquynhon

Source: authorstream.com

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN : TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN VẬT LIỆU NANO ĐỀ TÀI VŨ DUY HẢI HOÀNG XUÂN ÁI HUỲNH QUỐC MINH NGUYỄN THANH BÌNH GVGD : Ths.D ư ơng Thị Ánh Tuyết Thành viên nhóm 1 Nội Dung: Nội Dung 2 I. HẠT NANO KIM LOẠI: I. HẠT NANO KIM LOẠI 3 HẠT NANO KIM LOẠI NANO VÀNG NANO BẠC NANO PLATIN NANO ĐỒNG 1.1 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ HẠT NANO KIM LOẠI: 1.1 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ HẠT NANO KIM LOẠI 4 Hình 1: Kích thước của các nguyên tử 1.1 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU NANO: 1.1 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU NANO Phương pháp hoá ướt (wet chemical) Phương pháp cơ học (mechanical) Phương pháp bốc bay Phương pháp hình thành từ pha khí 5 Phương pháp hóa học (từ dưới lên ) Phương pháp vật lý (từ trên xuống) 1.1.1 Phương pháp hoá ướt (wet chemical): 1.1.1 Phương pháp hoá ướt (wet chemical) Gồm các phương pháp chế tạo vật liệu dùng trong hóa keo (colloidal chemistry), phương pháp thủy nhiệt, sol-gel, đồng kết tủa. Theo phương pháp này , các dung dịch chứa các ion khác nhau được trộn với nhau theo một thành phần thích hợp . Dưới tác động của nhiệt độ , áp suất , các vật liệu nano được kết tủa từ dung dịch . Sau các quá trình lọc , sấy khô , ta thu được các vật liệu nano . 6 1.1.1 Ưu nhược điểm của phương pháp hóa ướt: 1.1.1 Ưu nhược điểm của phương pháp hóa ướt Ưu điểm : Các vật liệu có thể chế tạo được rất đa dạng , có thể là vật liệu vô cơ , hữu cơ , kim loại . Rẻ tiền và có thể chế tạo được một khối lượng lớn vật liệu . Nhược điểm : Tương tác của các hợp chất với các phân tử nước có thể có gây một số khó khăn Phương pháp sol-gel có hiệu suất không cao . 7 1.1.2 Phương pháp cơ học (mechanical): 1.1.2 Phương pháp cơ học (mechanical) Gồm các phương pháp tán , nghiền , hợp kim cơ học . Theo phương pháp này , vật liệu ở dạng bột được nghiền đến kích thước nhỏ hơn . Các máy nghiền thường dùng là máy nghiền kiểu hành tinh hay máy nghiền quay. Phương pháp này thường được dùng để tạo vật liệu không phải là hữu cơ , ví dụ : kim loại . 8 1.1.2 Ưu nhược điểm của phương pháp cơ học: 1.1.2 Ưu nhược điểm của phương pháp cơ học Ưu điểm : Đơn giản , dụng cụ chế tạo không đắt tiền và có thể chế tạo với một lượng lớn vật liệu . Nhược điểm : Các hạt bị kết tụ với nhau , phân bố kích thước hạt không đồng nhất , dễ bị nhiễm bẩn từ các dụng cụ chế tạo và thường khó có thể đạt được hạt có kích thước nhỏ . 9 1.2 TỔNG HỢP NANO VÀNG : 1.2 TỔNG HỢP NANO VÀNG Phương pháp đồng kết tủa Phương pháp trao đổi ion Phương pháp sol-gel Phương pháp tẩm Phương pháp lắng kết tủa NANO VÀNG 10 Slide11: DD HAuCl 4 + Muối KL không tan Khuấy DD kiềm (Na 2 CO 3 /NH 4 OH Ổn định kết tủa Ổn định kết tủa Ổn định kết tủa Rửa Ổn định kết tủa Lọc Nước Ổn định kết tủa Sấy, Nung Ổn định kết tủa Khử các ion tạp chất Nano vàng 1.2.1 Phương pháp đồng kết tủa (CP) 550 đến 670 K 320 – 360K C~0,1 - 0,4 M, pH ~ 7-10 Ion Na+,Cl- hoặc các ion khác Khuấy vài phút (Au(OH)3 & Hidroxit KL& các hỗn hợp cacbonat) 11 1.2.1 Phương pháp đồng kết tủa: 1.2.1 Phương pháp đồng kết tủa Ưu điểm : đơn giản, là một trong những phương pháp được sử dụng đầu tiên. Nhược điểm : các hidroxit kim loại và các muối cacbonate có thể kết tủa đồng thời với Al(OH) 3 . 12 1.2.2 ỨNG DỤNG NANO VÀNG: 1.2.2 ỨNG DỤNG NANO VÀNG 13 Phân tử thuốc được kết hợp ở vỏ hạt (1) hoặc được chứa bên trong hạt (2) Tế bào ung thư được chiếu sáng bởi thỏi vàng kích cỡ nano bám dính vào tế bào Slide14: 14 1.3 HẠT NANO BẠC H ì nh 3 : Ảnh TEM của các hạt nano bạc kích thước 10 nm Hình 2: Ảnh UV-VIS của các hạt nano bạc 1.3.1 Phương pháp xác định Bằng phương pháp hoá siêu âm: Cho chitôsan vào dung dịch AgNO3 siêu âm trong 5 phút sau đó cho NaBH4 vào với tốc độ từ 2-3 giọt/s. Sau khi phản ứng kết thúc tiếp tục siêu âm thêm 5 phút để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn.: Bằng phương pháp khuấy từ : Cho chitôsan vào dung dịch AgNO3 khuấy từ trong 5 phút sau đó cho NaBH 4 vào với tốc độ từ 2-3 giọt/s. Sau khi phản ứng kết thúc tiếp tục khuấy từ thêm 5 phút để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn. Bằng phương pháp hoá siêu âm : Cho chitôsan vào dung dịch AgNO3 siêu âm trong 5 phút sau đó cho NaBH4 vào với tốc độ từ 2-3 giọt/s. Sau khi phản ứng kết thúc tiếp tục siêu âm thêm 5 phút để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nano bạc được điều chế có màu vàng đậm, trong và không có hiện tượng kết tủa Màu nano bạc khuấy từ có màu vàng đậm hơn màu của nano bạc siêu âm. 15 1.3.2 Phương pháp xác định Hình 4: Nano bạc bằng siêu âm Hình 5: Nano bạc bằng khuấy từ: X ác định k ích thước hạt nano bạc được bằng SEM cho thấy : với cùng một nồng độ cùng một chất khử và cùng một điều kiện hạt nano bạc siêu âm có kích thước trung bình nhỏ hơn 15nm (hình 4). So với khuấy từ có kích thuớc trung bình là 35nm (hình 5). Hình 4 : Nano bạc bằng siêu âm Hình 5 : Nano bạc bằng khuấy từ 16 1.3.2 ỨNG DỤNG NANO BẠC: 1.3.2 ỨNG DỤNG NANO BẠC 17 Hình 8: Bình sữa làm bằng nhựa có pha thêm nano bạc Hình 10: Điều hòa sử dụng bộ lọc nano bạc H ì nh 11: Khẩu trang nano bạc do viện môi trường sản xuất ỨNG DỤNG NANO BẠC KHÁNG KHUẨN: ỨNG DỤNG NANO BẠC KHÁNG KHUẨN 18 Hình 2: Tác động của ion bạc lên vi khuẩn. Slide19: Trồng trọt Hạt nano bạc: Ag - 1e -> Ag+ Các hạt  nano bạc  rất nhạy cảm với nhóm sunfate trong chuỗi peptits của vi khuẩn nên chúng dễ dàng phá hủy enzym làm ngừng trao đổi chất, tác dụng với AND làm cho vi khuẩn không thể tái tạo mARN để sao chép tạo các protein thực hiện phân bào khiến vi khuẩn nhanh chóng bị phá hủy. Tế bào vi khuẩn Dừng quá trình phân chia tế bào Ngăn sự vận chuyển chất dinh dưỡng của enzim Mất ổn định màng tế bào , thành hoặc plasma 19 1.4 . HẠT NANO PLATIN: 1.4 . HẠT NANO PLATIN 20 1.4.1 Phương pháp chế tạo Chế tạo nano Platin Dùng điện thế xoay chiều Phát triển“mầm hạt” Phương pháp vi nhũ Dùng điện thế xoay chiều: Để chế tạo các hạt nano Pt các nhà nghiên cứu ở Georgia Tech và Xiamen đã cho 1 lượng lớn các hạt platin phân tán lên bề mặt cacbon. Tiếp theo, đặt lên đó một điện thế xoay chiều, gây các phản ứng hoá học có tính quyết định những điểm mà những nguyên tử platin tích tụ và những điểm chúng không tích tụ. Dùng điện thế xoay chiều những hạt platin 24 mặt đã hình thành ở trên bề mặt 21 1.4.2 ỨNG DỤNG NANO PLATIN: "Chất quang xúc tác nano" khử các chất ô nhiễm và rất hiệu quả trong khử hoạt tính sinh học có thể dùng làm chất tiệt trùng diệt vi khuẩn,nấm mốc. Ứng dụng thương mại về chống ô nhiễm, xử lý nước, bảo vệ môi trường, trong công nghệ chế tạo ôtô và hàng điện tử. Lọc nước 22 1.4.2 ỨNG DỤNG NANO PLATIN II. HẠT NANO TiO2: II. HẠT NANO TiO 2 2.1 Sơ lược về hạt nano TiO 2 Nano Ti0 2 là loại vật liệu rất phổ biến hiện nay, được tiêu thụ tới hơn 3 triệu tấn/năm. 23 2.1 Sơ lược về hạt nano TiO2 : 2.1 Sơ lược về hạt nano TiO 2 Ư u đi ể m: Có 2 tính chất đặc biệt: Tính xúc tác quang (là nguyên liệu quang xúc tác trội nhất) Tính siêu thấm ướt 24 2.2 Các dạng cấu trúc và tính chất vật lý của hạt nano TiO2: 2.2 Các dạng cấu trúc và tính chất vật lý của hạt nano TiO 2 Rutile Anatase Brookite 25 Slide26: Anatase Rutile Công thức cấu tạo 26 Slide27: Đều thuộc hệ tinh thể tetragonal Anatase khi bị tác động của nhiệt độ cao (915°C) chuyển thành Rutile. Tinh thế anatase thường có màu nâu sẫm,màu vàng hoặc xanh, có độ sáng bóng như tinh thế kim loại,rất dễ bị rỗ bề mặt, các vết xước có màu trắng, anatase được tìm thấy trong các khoáng cùng với rutile, brookite, quarzt , feldspars, apatite, hematite, chlorite, micas, calcite... Chỉ có dạng Anatase thê hiện tính hoạt động nhất dưới sự có mặt của ánh sáng mặt trời. Đó là do sự khác biệt về cấu trúc vùng năng lượng của Anatase so với Rutile, dẫn đến một số tính chất đặc biệt của Anatase. 27 Slide28: Thông số vật lý của anatase và rutile 28 2.3 Điều chế hạt nano TiO2: 2.3 Điều chế hạt nano TiO 2 Có 2 phương pháp chính : Phương pháp axit sulfuric Phương pháp clo hoá 29 2.3 Điều chế hạt nano TiO2: 2.3 Điều chế hạt nano TiO 2 Phương pháp axit sulfuric Có 4 giai đoạn : Phân huỷ Tách Fe ra khỏi dung dịch Thuỷ phân:tạo ra axit metatitanic Nung H 2 TiO 3 30 2.3 Điều chế hạt nano TiO2: 2.3 Điều chế hạt nano TiO 2 Phương pháp axit sulfuric Phân hủy : dùng H 2 S O 4 để phân hủy tinh quặng ilmenite sẽ xảy ra những phản ứng: FeTi O 3 + 3H 2 S O 4 = Ti(S O 4 ) 2 + FeS O 4 + 3H 2 O FeTiO 3 + 2H 2 SO 4 = TiOSO 4 + FeS O 4 + 2H 2 O Lúc đầu người ta chỉ cần nung lên 125°C-135°C,sau đó nhiệt độ sẽ tự nâng lên (nhờ nhiệt của phản ứng ) đến 180° C -200° C. Tách Fe ra khỏi dung dịch : để làm sạch dung dịch khỏi phần lớn tạp chất sắt, người ta dùng phôi sắt hoàn nguyên Fe 3+ đến Fe 2+ và sau đó kết tinh cuporos sắt FeS O 4 .7H 2 O (lợi dụng tính giảm độ hòa tan của nó để làm sạch dung dịch). Sau khi kết tinh ta được dung dịch chứa Ti O 2 , H 2 S O 4 hoạt tính , Sulfat sắt và các tạp chất Al,Mg,Mn.. 31 3.2 Điều chế hạt nano TiO2: 3.2 Điều chế hạt nano TiO 2 Phương pháp axit sulfuric Thủy phân : tạo ra axit mêtatitanic TiOSO 4 + H 2 O  H 2 TiO 3 + H 2 SO 4 Thành phần dung dịch và phương pháp tiến hành thủy phân ảnh hưởng đến thành phần và cấu trúc của kết tủa. Có 2 cách tiến hành thủy phân: Pha loãng dung dịch. Cho thêm mầm tinh thể vào dung dịch: mầm tinh thể được cho vô dưới dạng dung dịch keo của oxit titan ngậm nước . 32 3.2 Điều chế hạt nano TiO2: 3.2 Điều chế hạt nano TiO 2 Phương pháp axit sulfuric Nung H 2 Ti O 3 : để tách nước và SO 3 khỏi tinh thể Ti O 2 người ta nung từ 200-300°C (đối với nước) và từ 500° C - 950° C (đối với S O 3 ). Khi nung ở nhiệt độ < 950° C sẽ cho ta Ti O 2 dạng anatase ,còn khi >950° C cho ta Ti O 2 dạng rutile. 33 3.2 Điều chế hạt nano TiO2: 3.2 Điều chế hạt nano TiO 2 Phương pháp axit sulfuric Qui trình sản xuất chỉ dùng 1 loại hóa chất là H 2 S O 4 . Có thể dùng nguyên liệu có hàm lượng T iO 2 thấp, rẻ tiền. Lưu trình phức tạp. Thải ra một lượng lớn sunfat sắt và axit loãng. Khâu xử lý chất thải khá phức tạp và tốn kém. Chi phí đầu tư lớn. ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM 34 2.4 Ứng dụng hạt nano TiO2: 2.4 Ứng dụng hạt nano TiO 2 1 2 3 4 Vật liệu tự làm sạch. . Xử lý nước , không khí bị ô nhiễm. Tiêu diệt các tế bào ung thư Diệt vi khuẩn,vi rút, nấm . Ứng dụng siêu thấm ướt . 35 Slide36: 2.4.1 Vật liệu tự làm sạch. . Bụi bẩn , kính lớp màng chứa tinh thể TiO 2 Á nh mặt trời chiếu tia cực tím kích thích phản ứng quang hoá trong lớp T iO 2 , bẻ gẫy các phân tử bụi Khi nước rơi trên mặt kính tạo ra hiệu ứng thấm nước. Nước trải đều ra bề mặt, tạo ra hiêu ứng thấm nước. Nước trải đều ra bề mặt thay vì thành giọt, cuốn theo chất bẩn đi xuống. 36 2.4.2 Xử lý nước, không khí bị ô nhiễm. : 2.4.2 Xử lý nước , không khí bị ô nhiễm. Nguyên tắc xử lý không khí : Dưới tác động của ánh sáng khuếch tán, vật liệu bán dẫn có kích thước nano có thế phá vỡ các liên kết hữu cơ độc hại . Các hạt TiO 2 dưới tác động của ánh sáng sẽ phát sinh các tác nhân ôxy hoá cực mạnh như H,0 2 , O 2 ' ,OH", mạnh gâp hàng trăm lần các chất ôxy hoá quen thuộc hiện nay là clo, ozone. Nhờ đó, nó có thê phân huỷ hầu h ết các hợp chât hữu cơ, khí thải độc hại, vi khuân, rêu mốc bám vào b ề mặt thành những ch ất vô hại như khí carbonic và hơi nước. Ứ ng d ụ ng: phân hủy các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm như khói thải xe cộ, khói thuôc lá và các hóa chât độc trong nước thải, thuốc trừ sâu... 37 2.4.1 Xử lý nước, không khí bị ô nhiễm. : 2.4.1 Xử lý nước , không khí bị ô nhiễm. Xử lý nước nhờ vào gốc HO* hoạt động (HO* là một tác nhân oxy hoá rất mạnh,và nó có khả năng khoáng hoá cao đối với các chất gây bẩn nước. Nhà máy xử lý nước thải 38 2.4.3 Tiêu diệt các tế bào ung thư : 2.4.3 Tiêu diệt các tế bào ung thư Các phân tử nano đưa vào mạch máu có kích cỡ thích h ợp đ ể vẫn ở lại trong mạch máu, không bị rò rỉ ra bên ngoài và sẽ tìm đến khối u thành công.Một khi các phân tử nano tiếp cận được các mô bị bệnh, chúng sẽ rò thẳng vào tế bào ung thư Khi các phân tử nano tiếp cận khối u, các bác sĩ sẽ kích thích chúng bằng loạt xung bức xạ điện từ. Năng lượng này làm sắt trong nhân nóng lên, phá vỡ liên kết hydro và phóng thích thuốc vào khối u. Một hạt như thế có thể tải nhiều loại thuốc khác nhau và mỗi loại được lập trình giải phóng thuốc ở những nhiệt độ khác nhau 39 2.4.4 Diệt vi khuẩn,vi rút,nấm. : 2.4.4 Diệt vi khuẩn,vi rút,nấm . TiO 2 với sự có mặt của ánh sáng tử ngoại có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ, bao gồm cả nấm, vi khuẩn, vi rút. TiO 2 có khả năng phân hủy hiệu quả đặc biệt là với số lượng nhỏ. Nếu trong các căn phòng này chúng ta sử dụng sơn tường, cửa kính, gạch lát nền dùng TiO 2 thì chỉ với một đèn chiếu tử ngoại và chừng 30’ là căn phòng đã hoàn toàn vô trùng 40 2.4.5 Ứng dụng siêu thấm ướt: 2.4.5 Ứng dụng siêu thấm ướt 41 2.4.5 Ứng dụng siêu thấm ướt: 2.4.5 Ứng dụng siêu thấm ướt Đưa T i 0 2 lên các sản phẩm sứ vệ sinh như bồn cầu, bồn tiểu, chậu rửa... Lớp Ti0 2 siêu thấm ướt trên bề măt sẽ làm cho bề mặt sứ thấm ướt tốt, khi dùng chúng ta có thế tưởng tượng giống như một màng mỏng nước được hình thành trên bề mặt sứ, ngăn cản các chất bẩn bám lên bề mặt đồng thời bề mặt có ái lực mạnh với nước hơn là với chất bẩn sẽ giúp chúng ta dễ dàng rửa trôi chât b ẩ n đi chỉ băng động tác xả nước. 42 2.4.5 Ứng dụng siêu thấm ướt: 2.4.5 Ứng dụng siêu thấm ướt Ứ ng dụng : sản xuất các loại kính, gương chống mờ (VD :k ính ô tô,cửa kính .) 43 Slide44: III. CACBON NANO TUBE Phương pháp chế tạo ống nano cacbon Ứng dụng Cacbon nanotube. 44 3.1 Phương pháp chế tạo ống nano cacbon: 3.1 Phương pháp chế tạo ống nano cacbon Hiện nay, có bốn phương pháp phổ biến được sử dụng : Công nghệ tạo vật liệu cacbon nano bằng phương pháp lắng đọng pha hơi hoá học (CVD). Công nghệ tạo vật liệu cacbon nano bằng phương pháp phóng điện hồ quang . Công nghệ tạo vật liệu cacbon nano dùng nguồn laze. Công nghệ tạo vật liệu cacbon nano bằng phương pháp nghiền bi và ủ nhiệt . 45 3.1.1 Công nghệ tạo vật liệu cacbon nano bằng phương pháp lắng đọng pha hơi hoá học (CVD). : Nguồn cacbon là các hyđrô cacbon (CH 4 , C 2 H 2 ) hoặc CO Sử dụng năng lượng nhiệt hoặc plasma hay laser để phân ly các phân tử khí thành các nguyên tử cacbon hoạt hóa . Các nguyên tử cacbon này khuếch tán xuống đế , và lắng đọng lên các hạt kim loại xúc tác (Fe, Ni, Co) CNTs được tạo thành . Nhiệt độ đế vào khoảng 650 0 C - 900 0 C. 3.1.1 Công nghệ tạo vật liệu cacbon nano bằng phương pháp lắng đọng pha hơi hoá học (CVD). 46 Slide47: Tạo ra ống nano các bon đa vách hoặc đơn vách với độ sạch không cao , thường người ta phải phát triển các phương pháp làm sạch . Phương pháp này có ưu điểm là dễ chế tạo và rẻ tiền . Hình 3.1. Ảnh TEM các ống cacbon nano mọc bằng phương pháp CVD 47 Một số kỹ thuật CVD tạo CNTs thường được sử dụng là:: Một số kỹ thuật CVD tạo CNTs thường được sử dụng là : Phương pháp CVD nhiệt . Phương pháp CVD tăng cường Plasma. Phương pháp CVD xúc tác alcohol. Phương pháp CVD nhiệt có laser hỗ trợ . Phương pháp mọc pha hơi . Phương pháp CVD với xúc tác CoMoCat . 48 3.1.2 Chế tạo CNTs bằng phương pháp phóng điện hồ quang: 3.1.2 Chế tạo CNTs bằng phương pháp phóng điện hồ quang Phóng một luồng hồ quang điện ở giữa hai điện cực làm bằng cacbon có hoặc không có chất xúc tác. CNTs tự mọc lên từ hơi cacbon. Hai điện cực cacbon đặt cách nhau 1 mm trong buồng khí trơ (He hoặc Ar) ở áp suất thấp (giữa 50 và 700 mbar). Một dòng điện có cường độ 50 - 100 A được điều khiển bởi thế khoảng 20V tạo ra sự phóng điện hồ quang nhiệt độ cao giữa hai điện cực các bon. Luồng hồ quang này làm bay hơi một điện cực các bon và lắng đọng trên điện cực còn lại, tạo ra sản phẩm là SWCNTs hoặc MWCNTs tuỳ theo việc có chất xúc tác kim loại hay không. Hiệu suất tạo ra CNTs phụ thuộc vào môi trường plasma và nhiệt độ của điện cực nơi cacbon lắng đọng . 49 Với điện cực là cacbon tinh khiết, ta thu được MWCNTs còn khi có kim loại xúc tác (Ni, Co, Fe) ta thu được SWCNTs.: Với điện cực là cacbon tinh khiết , ta thu được MWCNTs còn khi có kim loại xúc tác (Ni, Co, Fe) ta thu được SWCNTs. Hình 3.2. Hệ thiết bị chế tạo CNTs bằng phương pháp hồ quang điện 50 Các kĩ thuật chế tạo CNTs bằng hồ quang khác:: Các kĩ thuật chế tạo CNTs bằng hồ quang khác : Hệ tạo CNTs bằng hồ quang ngoài không khí . Hệ tạo CNTs bằng hồ quang trong nitơ lỏng . Hệ tạo CNTs bằng hồ quang trong từ trường . Hệ tạo CNTs bằng hồ quang với điện cực plasma quay. 51 3.1.3 Chế tạo CNTs dùng nguồn laze : Để tạo ra SWCNTs thì bia phải có xúc tác kim loại (Co, Ni, Fe hoặc Y). Các nguyên tử , phân tử cacbon lắng đọng lại tạo thành các đám có thể gồm fullerence và MWCNTs Trong lò có chứa khí trơ He hoặc Ne với mục đích giữ áp suất trong lò ở 500 torr và đóng vai trò của khí mang đưa hơi cacbon về phía cực lắng đọng . Chiếu một chùm laser năng lượng cao làm bay hơi một bia graphite trong lò ở nhiệt độ cao khoảng 1200 0 C. 3.1.3 Chế tạo CNTs dùng nguồn laze 52 Slide53: Hình 3.3. Hệ tạo CNTs bằng phương pháp chùm laser Độ tinh khiết cao hơn so với phương pháp hồ quang điện . Với xúc tác hỗn hợp Ni/Y ( tỉ lệ 4,2/1) cho kết quả tạo SWCNTs tốt nhất . 53 3.1.4 Chế tạo CNTs bằng phương pháp nghiền bi và ủ nhiệt : 3.1.4 Chế tạo CNTs bằng phương pháp nghiền bi và ủ nhiệt Bước 1: Dùng bình thép không rỉ có chứa các bi thép không rỉ với độ cứng cao và đổ vào bình thép bột graphit tinh khiết (98%). Bước 2: Thổi khí Argon với áp suất 300 kPa . Quay bình để bi thép không rỉ nghiền bột graphit khoảng 15 giờ . Quá trình nghiền tạo ra các hạt graphit nhiều mầm để phát triển ống nano cacbon và khi nung ủ nhiệt , các mầm đó phát triển thành ống nano cacbon . Bột có rất nhiều ống nano cacbon đa vách . 54 Slide55: 3.2 Ứng dụng Các ứng dụng về năng lượng CNTs có khả năng tích trữ năng lượng cao. Tốc độ chuyển tải điện tử từ cực này sang cực kia với vật liệu CNTs là rất nhanh. Do đó hiệu suất của các pin nhiên liệu loại này thường rất cao. Hai thành phần có thể tích trữ điện hóa trong CNTs là hydrogen và lithium. Vật liệu CNTs có thể tích trữ chất lỏng hoặc khí 55 Slide56: 3.2 Ứng dụng Ứng dụng trong các linh kiện điện tử Các thiết bị phát xạ trường điện tử Đầu dò điện tử sensor 56 Slide57: 3.2 Ứng dụng Các vật liệu tổ hợp Tăng khả năng Dẫn điện của polimer dẫn Thêm vào vật liệu composite làm chúng bền và dẻo dai . Gia cường lớp mạ crom , làm chúng cứng và nhẵn hơn . 57 Slide58: Phương pháp nghiền Phương pháp hóa học 4.1. Chế tạo hạt nanô từ tính IV. Hạt nano từ tính 58 4.1.1. Phương pháp nghiền: 4.1.1. Phương pháp nghiền V ật liệu từ tính ox it sắt Fe 3 O 4 , được nghiền cùng với chất hoạt hóa bề mặt và dung môi. C hất hoạt hóa bề mặt giúp cho quá trình nghiền được dễ dàng và đồng thời tránh các hạt kết tụ với nhau. Sau khi nghiền, sản phẩm phải trải qua một quá trình phân tách hạt rất phức tạp để có được các hạt tương đối đồng nhất. 59 4.1.2 Phương pháp hóa học: 4.1.2 Phương pháp hóa học Phương pháp đồng kết tủa Hydroxid sắt bị oxy hóa một phần bằng một chất oxy hóa khác hoặc tạo hạt từ Fe 2+  và Fe 3+  trong dung môi nước. Kích thước hạt (4-15 nm) và điện tích bề mặt được điều khiển bằng độ pH và ion trong dung dịch. Nhũ tương là phương pháp được dùng khá phổ biến để tạo hạt nano. Các hạt dung dịch nước bị bẫy bởi các phân tử chất hoạt hóa bề mặt trong dầu. Do sự giới hạn về không gian của các phân tử chất hoạt hóa bề mặt, sự hình thành, phát triển các hạt nano bị hạn chế và tạo nên các hạt nano rất đồng nhất. P hương pháp tạo hạt từ thể hơi : sự nhiệt phân bụi hơi chất lỏng và laser là những kĩ thuật rất tốt để tạo ra trực tiếp và liên tục các hạt nano từ tính. 60 4.2. Ứng dụng của hạt nano từ tính: 4.2. Ứng dụng của hạt nano từ tính 4.2.1 Phân tách và chọn lọc tế bào Quá trình phân tách được chia làm hai giai đoạn: Đ ánh dấu thực thế sinh học cần nghiên cứu . T ách các thực thể được đánh dấu ra khỏi môi trường bằng từ trường. Hình 4.1 . Sơ đồ phân tách tế bào đơn giản nhất được trình bày 61 4.2.2. Dẫn truyền thuốc: 4.2.2. Dẫn truyền thuốc Hạt nano từ tính có tính tương hợp sinh học được gắn kết với thuốc điều trị. Lúc này hạt nano có tác dụng như một hạt mang. Thông thường hệ thuốc/hạt tạo ra một chất lỏng từ và đi vào cơ thể thông qua hệ tuần hoàn. C ác hạt đi vào mạch máu, người ta dùng một gradient từ trường ngoài rất mạnh để tập trung các hạt vào một vị trí nào đó trên cơ thể. Một khi hệ thuốc/hạt được tập trung tại vị trí cần thiết thì quá trình nhả thuốc có thể diễn ra thông qua cơ chế hoạt động của các enzym hoặc các tính chất sinh lý học do các tế bào ung thư gây ra như độ pH, quá trình khuyếch tán hoặc sự thay đổi của nhiệt độ. Quá trình vật lý diễn ra trong việc dẫn truyền thuốc cũng tương tự như trong phân tách tế bào. Gradient từ trường có tác dụng tập trung hệ thuốc/hạt. 62 4.2.3. Tăng thân nhiệt cục bộ: 4.2.3. Tăng thân nhiệt cục bộ P hương pháp tăng thân nhiệt cục bộ các tế bào ung thư mà không ảnh hưởng đến các tế bào bình thường là một trong những ứng Nguyên tắc : các hạt nano từ tính có kích thước từ 20-100 nm được phân tán trong các mô T ác dụng một từ trường xoay chiều bên ngoài đủ lớn về cường độ và tần số để làm cho các hạt nano hưởng ứng mà tạo ra nhiệt nung nóng những vùng xung quanh. Nhiệt độ khoảng 42 °C trong khoảng 30 phút có thể đủ để giết chết các tế bào ung thư. 63 4.2.4. Tăng độ tương phản cho ảnh cộng hưởng từ: 4.2.4. Tăng độ tương phản cho ảnh cộng hưởng từ M ômen từ của một proton rất nhỏ (1,5 10 -3  Magneton Bohr) nhưng trong cơ thể động vật có một lượng rất lớn proton nên có thể tạo ra một hiệu ứng có thể đo được. Nếu tác dụng một từ trường cố định có cường độ = 1 T cùng với một từ trường xoay chiều vuông góc với từ trường cố định và có tần số bằng tần số tuế sai Larmor của proton thì sự hấp thụ cộng hưởng sẽ xảy ra. 64 V. MỘT SỐ VẬT LIỆU KHÁC: V. MỘT SỐ VẬT LIỆU KHÁC 5.1 VẬT LIỆU MAO QUẢN TRUNG BÌNH 5.2 VẬT LIỆU COMPOZITE 65 Slide66: Tổng quan về MESOPOROUS SILICA Quy trình tổng hợp Ứng dụng 66 5.1 VẬT LIỆU MAO QUẢN TRUNG BÌNH TỔNG HỢP MESOPOROUS SILICA (MCM-41) Slide67: Cấu trúc không trật tự Cấu trúc lớp 1 2 Tổng quan Cấu trúc lục lăng 3 4 Cấu trúc lập phương 5.1.1 Tổng quan về MESOPOROUS SILICA MCM-48, SBA -16 . .. MCM-50, .. KIT-1, L3 MCM-41, SBA -15 ... 67 Slide68: 68 Slide69: Hình 1 - Ảnh TEM (a) và ảnh SEM (b) của mesoporous silica MCM-41 69 Slide70: 5.1.2.1 Cơ chế tổng hợp vật liệu mesoporous silica Để tổng hợp vật liệu MQTB cần có ít nhất 3 hợp phần: + Chất định hướng cấu trúc đóng vai trò làm tác nhân định hướng cấu trúc vật liệu. + Nguồn vô cơ như silic nhằm hình thành nên mạng lưới mao quản. + Dung môi (nước, bazơ,…) đóng vai trò chất xúc tác trong quá trình kết tinh. 5.1.2 Quy trình tổng hợp MCM-41 70 Slide71: 71 5.1.2.2 Quy trình tổng hợp.: 5.1.2.2 Quy trình tổng hợp . MCM-41 là vật liệu mesoporous silica được nghiên cứu rộng rãi nhất cho ứng dụng. Nói ch u ng, nó thường được tổng hợp trong môi trường kiềm. Với việc sử dụng chất HĐBM như cetyltrimethyl-ammonium bromide (CTAB) là chất định hướng tinh thể lỏng (liquid crystal templating), tetra-ethyl orthosilicate (TEOS) hay sodium metasilicate (Na 2 SiO 3 ) là nguồn silica, và alkaki là xúc tác, MSNs tạo thành có hệ thống mao quản 2D trật tự, xếp khít nhau dạng lục lăng (hexagonol) và nhóm cấu trúc p6m được tổng hợp lần đầu tiên và có tên gọi là MCM-41. 72 Slide73: Hình 4: Quy trình tổng hợp MCM-41 73 Slide74: Qua khảo sát, người ta thấy rằng MCM-41 có diện tích bề mặt và kích thước lỗ xốp khác nhau khi sử dụng Na 2 SiO 3 và TEOS là nguồn cung cấp silica tương ứng với polyoxyethylene tert-octylphenyl ether (Triton X-100) và CTAB là chất đồng hoạt động bề mặt . Khi sử dụng Na 2 SiO 3 là chất nguồn silica, MCM-41 tổng hợp được có lỗ xốp lớn hơn và diện tích bề mặt lớn hơn (diện tích bề mặt riêng là 1379 m 2 /g và kích thước lỗ xốp là 3.3 nm) khi sử dụng TEOS (848 m 2 /g và 2.8 nm). Điều này là do sự tồn tại của muối vô cơ làm tăng lượng kết tụ của mizen chất hoạt động bề mặt, làm tăng đường kính lỗ xốp của MCM-41. Người ta cũng nhận thấy rằng, thay đổi tỉ lệ Triton X-100 và CTAB có thể điều chỉnh hình thành của MCM - 41. 74 Slide75: Hình 5: Ảnh chụp TEM của MCM-41 với kích thước và cấu trúc khác nhau thông qua phương pháp thủy nhiệt (2003, American Chemical Society). 75 5.1.3 ỨNG DỤNG CỦA MESOPOROUS SILICA: 5.1.3 ỨNG DỤNG CỦA MESOPOROUS SILICA 76 5.2 VẬT LIỆU COMPOZITE: 5.2 VẬT LIỆU COMPOZITE KHÁI NI Ệ M V Ậ T LI Ệ U COMPOZITE MỘT SỐ SẢN PHẨM ĐƯỢC CHẾ TẠO TỪ VẬT LIỆU COMPOZITE 77 5.2.1 KHÁI NIỆM VẬT LIỆU COMPOZITE: 5.2.1 KHÁI NI Ệ M V Ậ T LI Ệ U COMPOZITE Co mposite là vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau tạo lên vật liệu mới có tính năng hơn hẳn các vật liệu ban đầu, khi những vật liệu này làm việc riêng rẽ. Vật liệu Composite đươc cấu tạo từ các thành phần cốt nh ầ m đảm bảo cho Composite có được các đặc tính cơ học cần thiết và vật liệu nền đảm bảo cho các thành phần của Composite liên kết, làm việc hài hoà với nhau 78 5.2.2 Một số sản phẩm được chế tạo từ vật liệu compozite: 5.2.2 Một số sản phẩm được chế tạo từ vật liệu compozite 79 5.2.2 Một số sản phẩm được chế tạo từ vật liệu compozite: 5.2.2 Một số sản phẩm được chế tạo từ vật liệu compozite Ống dẫn xăng dầu composite cao cấp 3 lớp (Sử dụng công nghệ cuốn ướt của Ng a và các tiễu chuẩn sản xuất ống dẫn xăng, dầu). Vỏ bọc các loại bồn bể, thùng chứa hàng, mặt bàn ghế, trang trí nội thất, tấm panell composite ; Hệ thống ống thoát rác nhà cao tầng . 80 5.2.2 Một số sản phẩm được chế tạo từ vật liệu compozite: 5.2.2 Một số sản phẩm được chế tạo từ vật liệu compozite 81 Slide82: 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO: TÀI LIỆU THAM KHẢO Đề tài Tìm hiểu về Titanium dioxide TiO 2 Chế tạo và ứng dụng hạt nano từ tính Lê Thị Lành (2015), nghiên cứu chế tạo vàng nano và một số ứng dụng , luận văn tiến sĩ hóa học , đại học Huế Nguyễn Ngọc Hùng (2011), Nghiên cứu chế tạo nano bạc và khả năng sát khuẩn của nó , khóa luận tốt nghiệp , Đại học quốc gia Hà Nội Nano tiểu phân bạc và triển vọng trong dược học , Tạp chí Khoa học ĐHQGHN http://doc.edu.vn/tai-lieu/ong-nano-cac-bon-cac-phuong-phap-che-tao-tinh-chat-va-ung-dung-69560/ 83 Slide84: CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM EM!!! 84

Add a comment

Related presentations