ỨNG DỤNG NANOCOMPOSITE GRAPHENE/LDHS TRONG VIỆC CHỐNG ĂN MÒN - PHAN THỊ BÍCH NGỌC (2017)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & VẬT LIỆU

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG NANOCOMPOSITE GRAPHENE/LDHS TRONG VIỆC CHỐNG ĂN MÒN

GVHD: Th.s VÕ THỊ NHÃ UYÊN SVTH: PHAN THỊ BÍCH NGỌC MSSV: 2004140168 Lớp: 05DHHH1

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2017

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CẢM ƠN

Ơ

Thực phẩm TP HCM và sự đồng ý của cô giáo hướng dẫn Ths. Võ Thị Nhã Uyên

N

Được sự phân công của Khoa công nghệ hóa học trường ĐH Công nghiệp

Đ

Xin chân thành cảm ơn cô giáo hướng dẫn Ths. Võ Thị Nhã Uyên đã tận

N

G

tình, chu đáo hướng dẫn em thực hiện bài đồ án công nghệ hoá học này.

H Ư

Mặc dù đã cố gắng thực hiện bài đồ án này một cách hoàn chỉnh nhất. Song

TR ẦN

do buổi đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không tránh khỏi những thiếu

10 00

bài đồ án được hoàn chỉnh hơn.

B

xót nhất định mà bản thân chưa thấy được, rất mong nhận được sự góp ý của cô để

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

Em xin chân thành cảm ơn!

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

ĐH Công nghiệp Thực phẩm cho đến nay.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

.Q

tình hướng dẫn, giảng dạy tận tình trong suốt quá trình học tập, rèn luyện ở trường

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Để hoàn thành bài đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã tận

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

H

em đã thực hiện đề tài

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

MỤC LỤC

Ơ

H

MỤC LỤC ................................................................................................................................... i

N

Trang

U Y

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................................. vi

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

1.2.

Lịch sử hình thành và phát triển của graphene ............................................................ 1

1.3.

Phân loại ...................................................................................................................... 2

Đ

1.3.2.

Graphene kép ....................................................................................................... 2

1.3.3.

Graphene mọc ghép đa lớp (MEG) ....................................................................... 4

H Ư

TR ẦN

1.4.

Tính chất của graphene ................................................................................................ 4 Graphene là vật liệu mỏng nhất trong tất cả các vật liệu....................................... 4

1.4.2.

Graphene có tính dẫn điện và nhiệt tốt ................................................................. 4

1.4.3.

Độ bền của Graphene ........................................................................................... 5

1.4.4.

Graphene cứng hơn cả kim cương ....................................................................... 5

1.4.5.

Graphene hoàn toàn không để cho không khí lọt qua ........................................... 5

1.4.6.

Graphene dễ chế tạo và dễ thay đổi hình dạng ...................................................... 5

1.4.7.

Hiệu ứng Hall lượng tử trong Graphene ............................................................... 5

1.4.8.

Chuyển động của điện tử trong Graphene ............................................................ 6

10 00

A

Ó

H

Í-

-L

ÁN

1.5.

B

1.4.1.

Tổng hợp graphene ...................................................................................................... 6

1.5.1.

Phương pháp chemical exfoliation ........................................................................ 6

1.5.2.

Phương pháp micromechanical cleavage .............................................................. 6

1.5.3.

Phương pháp băng keo Scotch .............................................................................. 6

1.5.4.

Ma sát các cột graphite lên bề mặt silicon xốp ...................................................... 7

1.5.5.

Cho các phân tử hydrocacbon đi qua bề mặt iridi ................................................ 7

1.5.6.

Phương pháp tổng hợp graphene trên diện tích lớn .............................................. 7

1.5.7.

Kết hợp siêu âm tách lớp và ly tâm. ...................................................................... 7

1.5.8.

Phương pháp bóc tách ......................................................................................... 7

ÀN Đ IỄ N D

G

Graphene đơn ....................................................................................................... 2

N

1.3.1.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Giới thiệu về graphene ................................................................................................. 1

ẠO

1.1.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GRAPHENE ............................................................... 1

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

MỞ ĐẦU .................................................................................................................................. vii

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

DANH SÁCH HÌNH ẢNH ......................................................................................................... iv

i

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

1.5.9.

Gắn kết dương cực trên nền thủy tinh ................................................................. 7

1.5.10.

Chế tạo graphene trong một lóe sáng đèn flash .................................................... 7

1.6.2.

FET graphene ....................................................................................................... 8

1.6.3.

Chíp máy tính ....................................................................................................... 8

1.6.4.

Màn hình ti vi cảm ứng ......................................................................................... 9

1.6.5.

Chất phụ gia trong dung dịch khoan .................................................................... 9

1.6.6.

Làm đế cho các mẫu nghiên cứu trong kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) .... 9

1.7.2.

Nhược điểm của chất bán dẫn Graphene ............................................................ 10

Chương 2.

GIỚI THIỆU VỀ HYDROTALXIDE ................................................................. 11

Đ

2.2.

Đặc điểm .................................................................................................................... 11 Công thức tổng quát ........................................................................................... 11

2.2.2.

Cấu tạo ............................................................................................................... 12

2.2.3.

Đặc điểm ............................................................................................................. 12

B

Tính chất .................................................................................................................... 13

10 00

2.3.

TR ẦN

2.2.1.

Tính trao đổi ion ................................................................................................. 13

2.3.2.

Tính hấp phụ ...................................................................................................... 14

Ó

Điều chế ..................................................................................................................... 15

H

2.4.

A

2.3.1.

Phương pháp muối – oxit .................................................................................... 15

2.4.2.

Phương pháp xây dựng lại cấu trúc .................................................................... 15

2.4.3.

Phương pháp đồng kết tủa .................................................................................. 16

-L

Ứng dụng ................................................................................................................... 16

TO

2.5.

Í-

2.4.1.

ÀN

2.5.1.

Vật liệu hấp phụ ................................................................................................. 16

2.5.2.

Các ứng dụng khác ............................................................................................. 17

Chương 3.

VẬT LIỆU COMPOSITE CỦA LHDs VÀ GRAPHENE.................................... 18

Đ IỄ N D

G

N

Hydrotalxide (HT) ..................................................................................................... 11

H Ư

2.1.

3.1.

Tính chất của graphene .............................................................................................. 19

3.2.

Tính chất của LDHs ( layer double hydroxides) ......................................................... 19

3.3.

Tính chất của vật liệu composite graphene/LDH ........................................................ 20

3.4.

Tổng hợp nano composite graphene/LDH .................................................................. 20

3.4.1.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Ưu điểm của chất bán dẫn Graphene .................................................................... 9

ẠO

1.7.1.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Ưu nhược điểm ............................................................................................................ 9

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

U Y

.Q

TP

1.7.

Ơ

Dây dẫn và điện cực trong suốt ............................................................................. 8

H

1.6.1.

N

Ứng dụng ..................................................................................................................... 8

ÁN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

1.6.

http://daykemquynhon.ucoz.com

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Sự tự sắp xếp của graphene và LDHs ................................................................. 21 ii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Sự tăng trưởng của LDHs (graphene) trên graphene (LDHs) ............................. 23

3.4.2.

4.2.

Cơ chế chống ăn mòn ................................................................................................. 27

4.3.

Tổng hợp màng nanocomposite graphene/LDH ......................................................... 28 Chuẩn bị GO và RGO ........................................................................................ 28

4.3.2.

Tổng hợp nanocomposite RGO/ZnAl-LDH ........................................................ 29

Phổ FT-IR........................................................................................................... 31

4.4.3.

Quang phổ Raman .............................................................................................. 32

4.4.4.

Phổ XPS .............................................................................................................. 33

4.4.5.

Phổ SEM, TEM .................................................................................................. 35

ẠO

Đ

G

N

H Ư

4.5.

Các phương pháp gia công ......................................................................................... 38 Lớp phủ dập (dip coasting) ................................................................................. 38

4.5.2.

Lớp phủ quay (spin coasting) .............................................................................. 40

4.5.3.

Lớp tự lắp ráp ( layer by layer self-assembling: LBL) ........................................ 41

4.5.5.

Áp dụng trực tiếp và bảo dưỡng (Direct apply and curing) ................................. 43

4.5.6.

Phun khô (Spray drying) .................................................................................... 43

4.5.7.

Lớp phủ phun (Sray coating) .............................................................................. 44

4.5.8.

Sự tích tụ điện tử (Electrophoretic deposition: EPD) .......................................... 44

A

10 00

B

TR ẦN

4.5.1.

H

Í-

KẾT LUẬN .............................................................................................................................. 48

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................................... 49

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

4.4.2.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Phổ XRD............................................................................................................. 30

TP

4.4.1.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

.Q

Kết quả ...................................................................................................................... 30

Ó

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

4.3.1.

4.4.

Ơ

Vật liệu nano composite trong chống ăn mòn ............................................................. 26

H

4.1.

N

Chương 4. ỨNG DỤNG CỦA NANO COMPOSITE GRAPHENE/LDH TRONG LĨNH VỰC CHỐNG ĂN MÒN .......................................................................................................... 26

iii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

Ơ

H

Hình 3.1. Tiến trình tổng hợp các lớp graphene/LDH nanocomposite: (a) sơ đồ đại diện và (b) bức ảnh kỹ thuật số tương ứng ............................................................ 22

N

Hình 2.1. Cấu trúc điển hình của HT ..................................................................... 12

TR ẦN

Hình 4.2. Phổ XRD (a) của Graphite, GO và RGO; Phổ XRD (b) của 6N01 Al hợp kim, phim ZnAl-LDH, phim RGO / ZnAl-LDH-t1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2 . 30

10 00

B

Hình 4.3. Quang phổ FT-IR (a) của GO và RGO; Phổ FT-IR (b) của màng ZnAlLDH, Phim RGO / ZnAl-LDH-t1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2 và phim RGO / ZnAlLDH-t3. .................................................................................................................. 31

H

Ó

A

Hình 4.4. Quang phổ Raman (a) của GO và RGO; Phổ Raman (b) của màng ZnAlLDH, Phim RGO / ZnAl-LDH-t1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2 và phim RGO / ZnAlLDH-t3và bộ phim RGO / ZnAl-LDH-t3 .............................................................. 32

ÁN

-L

Í-

Hình 4.5. Phổ XPS (a) của GO và RGO; XPS sspectra (b) của màng ZnAl-LDH, Phim RGO / ZnAl-LDH-t1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2 và phim RGO / ZnAl-LDH-t3; C 1s Quang phổ XPS của GO (c), RGO (d) và phim RGO / ZnAl-LDH-t2 (e) ............. 34

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Hình 4.6. SEM (a), TEM (b) và HRTEM (c) hình ảnh của RGO; SEM hình ảnh của (d) phim ZnAl-LDH, (e) phim RGO / ZnAl-LDH-t1, (f) phim RGO / ZnAl-LDH-t2 và (g) Màng RGO / ZnAl-LDH-t3; Hình ảnh trong (d-1), (e-1), (f-1), (g-1) tương ứng với mặt cắt ngang của bốn bộ phim; Hình ảnh SEM (h) và HRTEM (h-1) của Hợp chất RGO / ZnAl-LDH được cạo từ phim RGO / ZnAl-LDH-t2. ................................. 36

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

N

Hình 4.1. Mô hình cơ học để bảo vệ ăn mòn ......................................................... 27

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

G

Đ

ẠO

Hình 3.4 Sơ đồ minh hoạ sự hình thành nano graphene có nguồn gốc từ MMA với số lớp khác nhau trong cấu trúc giữa các lớp: (a) đơn lớp, (b) lớp hai lớp / lớp ba lớp và (c) các nano graphene đa lớp. ................................................................................ 25

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

Hình 3.3 Sơ đồ biểu diễn quá trình hình thành nano graphene / NiAl-LDH. ......... 24

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

Hình 3.2 Quá trình sắp xếp từng lớp một cho màng đa lớp của tấm nano LDH tích điện dương và mẫu nano GO tích điện âm ............................................................ 23

Hình 4.7. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp phủ dập .............................. 37

iv

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Hình 4.8. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp spin coasting ...................... 39 Hình 4.9. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp LBL .................................... 40

N

Hình 4.10. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp sol-gel .............................. 41

H https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Hình 4.13.Quá trình tích tụ điện tử ........................................................................ 46

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

Hình 4.12: Quá trình tạo lớp phủ phun .................................................................. 44

Ơ

Hình 4.11. Quá trình tạo lớp phun khô .................................................................. 43

v

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT GO: graphene oxit

Ơ

N

RGO: graphen oxit đã khử

U Y Đ

LDOs: hydrotalcide oxit đôi lớp

N

G

CNTs: ống nano cacbon

H Ư

CVD: sự lắng đọng hóa học

TR ẦN

ITO: indium tin oxide (ITO)

PDDA: poly (diallyldimethylamoni clorua)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

DSO: dodecyl sulfonat

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

LDHs: nhiều lớp hydrotalcide tách lớp

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

.Q

LDH: hydrotalcide đã tách lớp

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

HT: hydrotalcite

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

MGO: graphene ghép đa lớp

vi

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

MỞ ĐẦU Kim loại và hợp kim vốn là những loại vật liệu có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống, công nghiệp và dịch vụ. Ăn mòn kim loại vốn là một trong những

Ơ

N

H

khoa học đã tìm ra rất nhiều phương pháp khác nhau để hạn chế qua trình ăn mòn

N

vất đề rất quan trọng trong việc sử dụng, sản xuất và bảo quản. Hiện nay,các nhà

ẠO

Graphnene là loại vật liệu mới, có rất nhiều tính chất tuyệt vời, là một loại

Đ

vật liệu đầy tìm năng trong nhiều lĩnh vực. Graphene có cấu trúc đặc biệt, nó được

N

G

sử dụng để phủ lên bề mặt vật liệu như một lớp màng bảo vệ vật liệu khỏi những

H Ư

tác nhân ăn mòn. Tuy nhiên, nó cũng có nhiều mặt hạn chế trong ứng dụng. Để

TR ẦN

khắc phục những nhược điểm cũng như cải thiện tính chất và ứng dụng của graphene, người ta đã tổng hợp ra những vật liệu hỗn hợp của graphene với nhièu loại vật liệu khác. RGO/ZnAl-LDH là vật liệu nanocomposite được nghiên cứu

10 00

B

tổng hợp gần đây. Đây là một loại vật liệu mới tuyệt vời, nó có nhiều tính chất ưu việt hơn cả vật liệu thành phần graphene và hydrotalcide. RGO/ZnAl-LDH được sử

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

dụng như vật liệu tạo lớp màng chống an mòn vượt trội.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

hiệu quả.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

là tạo ra lớp phủ trên bề mặt vật liệu cần bảo vệ là một phương pháp an toàn và

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

của kim loại và hợp kim trong môi trường và phương pháp đơn giản nhất đó chính

vii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

TrĆ°áť?ng Ä?H CĂ´ng nghiᝇp Tháťąc phẊm HCM

Khoa Công nghᝇ hoå h�c & vật liᝇu

CHĆŻĆ NG 1. GIáťšI THIᝆU CHUNG Vᝀ GRAPHENE 1.1.

Gi᝛i thiᝇu vᝠgraphene [8]

N

H

nguyên t᝭ carbon, nếu xếp chᝓng 200.000 l᝛p thÏ m᝛i bẹng đ᝙ dà y m᝙t sᝣi tóc. Tên

Ć

Graphene lĂ dấng tinh tháťƒ hĂŹnh táť• ong, cĂł kĂ­ch thĆ°áť›c nguyĂŞn táť­, tấo thĂ nh tᝍ cĂĄc

N

Graphene có nguᝓn gᝑc tᝍ graphite (than chÏ), nó đưᝣc tåch ra tᝍ graphite.

.Q

NĆĄi báť“i dưᝥng kiáşżn thᝊc ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła cho háť?c sinh cẼp 2+3 / Diáť…n Ä?Ă n ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła 1000B Trần HĆ°ng Ä?ấo Tp.Quy NhĆĄn Tᝉnh BĂŹnh Ä?áť‹nh

Ä?

dung như m᝙t ᝑng nano dà n m�ng, do cÚng m᝙t nguyên liᝇu chính là cåc phân t᝭

Láť‹ch sáť­ hĂŹnh thĂ nh vĂ phĂĄt triáťƒn cᝧa graphene [8]

TR ẌN

1.2.

H ĆŻ

phiáşżn graphene cĂł Ä‘Ć°áť?ng kĂ­nh 25đ?œ‡m vĂ dĂ y chᝉ 1nm.

N

G

carbon. Váť cĆĄ bản, graphene cĂł cẼu trĂşc 2D. Trong phòng thĂ­ nghiᝇm cĂł tháťƒ tấo ra cĂĄc

Carbon lĂ máť™t nguyĂŞn táť‘ káťł diᝇu. Káťł diᝇu báť&#x;i láş˝ nĂł lĂ cĆĄ nguyĂŞn cᝧa cĂĄc váş­t liᝇu hᝯu cĆĄ vĂ sáťą sáť‘ng. Trong vĂ i tháş­p niĂŞn gần đây, nguyĂŞn táť‘ carbon cᝧa tháť?i xa xĆ°a

10 00

B

b᝗ng bật qua nhᝯng phåt hiᝇn cᝧa vật liᝇu m᝛i thuần carbon như quả bóng fullerene C60, ᝑng than nano và graphene. Chúng mang lấi nhᝯng niᝠm hy v�ng m᝛i trong cåc

Ă“

A

ᝊng d᝼ng cᝧa khoa háť?c váş­t liᝇu vĂ cĹŠng lĂ nhᝯng mĂ´ hĂŹnh tháťąc sáťą Ä‘áťƒ giải Ä‘ĂĄp nhᝯng

H

giả thuyết đã có tᝍ lâu trong vật lý chẼt rắn.

Ă?-

Năm 1985, váş­t liᝇu nano đầu tiĂŞn tᝍ carbon đưᝣc khĂĄm phĂĄ lĂ fullerene báť&#x;i

Ă N

-L

m᝙t nhóm nghiên cᝊu bao gᝓm Harold Kroto và Sean O’ Brien, Robert Curl, Richart Smalley. Fullerene có dấng quả bóng chᝉ gᝓm cåc nguyên t᝭ carbon liên kết v᝛i nhau bẹng liên kết c᝙ng hoå trᝋ. Ban đầu ngư�i ta tÏm ra hất có cẼu tấo gᝓm 60 nguyên t᝭

Ă€N

carbon, sau Ä‘Ăł phĂĄt triáťƒn lĂŞn C70, C74, C84,... tháş­m chĂ­ cĂł chᝊa Ä‘áşżn hĂ ng trăm nguyĂŞn

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

áş O

cᝧa vật liᝇu carbon như fullerene, carbon nanotube, graphite. Graphene đưᝣc hÏnh

MáťŒI YĂŠU CẌU GᝏI Vᝀ Háť˜P MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

CĂł tháťƒ xem graphene nhĆ° thĂ nh phần cĆĄ bản tấo nĂŞn cĂĄc cẼu trĂşc khĂĄc nhau

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

trong đó chính than chÏ là do nhiᝠu tẼm graphen ghÊp lấi.

Dáş Y KĂˆM QUY NHĆ N OFFICIAL ST&GT : Ä?/C 1000B TRẌN HĆŻNG Ä?áş O TP.QUY NHĆ N

U Y

g�i cᝧa nó đưᝣc ghÊp tᝍ "graphit" (than chÏ) và hậu tᝑ "-en" (tiếng Anh là "-ene");

D

Iáť„ N

Ä?

táť­. Fullerene tráť&#x; thĂ nh váş­t liᝇu nano máť›i cĂł nhiáť u tĂ­nh chẼt hoĂĄ lĂ˝ Ć°u viᝇt. Ä?áşżn 1996, giải Nobel đưᝣc trao cho hai nhĂ hoĂĄ háť?c Smalley vĂ Kroto.

Graphene đưᝣc phĂĄt hiᝇn vĂ Ä‘Ć°a vĂ o nghiĂŞn cᝊu tᝍ rẼt sáť›m, nhĆ°ng láť›p graphene đưᝣc cháşż tấo tᝍ phòng thĂ­ nghiᝇm rẼt nháť?. Ä?áşżn 1990, nhᝯng nhĂ váş­t lĂ˝ ngĆ°áť?i Ä?ᝊc RWTH Aachen University Ä‘ĂŁ lẼy đưᝣc nhᝯng phiáşżn graphite máť?ng Ä‘áşżn Ä‘áť™ trong suáť‘t. MĂŁi trong 10 năm sau Ä‘Ăł, năm 2000 vẍn chĆ°a cĂł tiáşżn báť™ nĂ o Ä‘ĂĄng káťƒ. Cho Ä‘áşżn Th.s VĂľ Tháť‹ NhĂŁ UyĂŞn

Ä?Ăłng gĂłp PDF báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

Trang 1 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

2004, các nhà nghiên cứu Anh dẫn đầu là Andre Konstantin Geim đã tìm ra cách đơn giản để tách các lớp đơn nguyên tử carbon ra khỏi graphite bằng băng dính văn phòng và đạt giải Nobel vào năm 2010. Kể từ đó, nhiều nghiên cứu nhằm khám phá và ứng

N

dụng vật liệu graphene vào những thiết bị điện tử. Các nhà khoa học cho rằng trong

H

Ơ

tương lai graphene sẽ thay thế vật liệu silicon, đặc biệt trong ngành điện tử.

U Y

đã nghiên cứu tạo ra các tấm màng graphene có kích thước lên đến 1cm2 trên các lá

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

1.3.1. Graphene đơn

N

G

Graphene là một mạng tinh thể hai chiều dạng tổ ong có kích thước nguyên tử

H Ư

tạo thành từ các nguyên tử cacbon 6 cạnh. Mỗi nguyên tử cacbon liên kết với các

TR ẦN

nguyên tử xung quanh bằng liên kết cộng hóa trị rất chặt chẽ, tạo ra màng mỏng có cấu trúc 2D gồm các nguyên tử cacbon xếp theo các ô hình lục giác rất bền vững. Lá

B

Graphene này chỉ dày 1 nguyên tử. Nó mang đặc tính của chất bán dẫn và kim loại. Sơ

10 00

đồ cấu trúc vùng năng lượng của nó có độ rộng vùng cấm bằng 0 (vùng cấm là vùng nằm giữa vùng hóa trị và vùng dẫn, không có mức năng lượng nào do đó điện tử

Ó

A

không thể tồn tại trên vùng cấm).

H

Graphene đơn lớp là một dạng tinh thể hai chiều của cacbon, có độ lưu động

-L

Í-

của electron phi thường và có các đặc điểm lạ kỳ duy nhất khiến cho nó là vật liệu hứa

ÁN

hẹn đối với lĩnh vực điện tử và quang lượng tử cỡ nano. Nhưng chúng có nhược điểm, đó là không có khe vùng, làm hạn chế việc sử dụng graphene trong lĩnh vực điện tử.

Vì không có khe vùng nên màng đơn lớp Graphene không được xem là chất bán dẫn.

ÀN

Nếu có khe vùng, các nhà khoa học có thể chế tạo ra các transistor hiệu ứng trường

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Phân loại [8]

ẠO

1.3.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

có thể bật tắt 26 tỷ lần mỗi giây, vượt qua các thiết bị sillicon thông thường.

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

đồng. Tháng 6/2009, các nhà nghiên cứu của IBM đã tạo nên các transitor graphene

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

Tháng 5/2009, các nhà khoa học nghiên cứu tại trường đại học Texas, Austin

D

IỄ N

Đ

bằng graphene rất hiệu quả.

1.3.2. Graphene kép 1.3.2.1. Cấu tạo Gồm 2 lá graphene đơn xếp chồng lên nhau có chiều dày bằng kích thước 2 lớp nguyên tử.

Khi xếp 2 lớp Graphene chồng lên nhau sẽ xảy ra hai trường hợp: Th.s Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 2 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

- Đối xứng: Các nguyên tử cacbon ở hai màng đối xứng nhau qua mặt phẳng phân cách giữa hai lớp.

- Không đối xứng: nguyên tử cacbon ở hai màng không đối xứng nhau qua

Ơ

H

Lớp kép này là chất bán dẫn vùng cấm thẳng, khác với đơn lớp, lớp kép có

N

mặt phẳng phân cách giữa hai lớp.

U Y

1.3.2.2. Tính chất đặc biệt- độ rộng vùng cấm thay đổi.

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

hạn chế việc sử dụng graphene trong lĩnh vực điện tử. Nhưng lớp kép Graphene khắc

N

G

phục được nhược điểm này. Độ rộng khe năng lượng giữa vùng hóa trị và vùng dẫn

H Ư

(độ rộng vùng cấm) có thể thay đổi một cách đơn giản bằng cách đặt một điện trường

TR ẦN

ngoài ở nhiệt độ phòng. Đây là loại vật liệu bán dẫn đầu tiên có độ rộng vùng cấm có thể thay đổi. Khe vùng này được kiểm soát một cách chính xác từ 0 tới 250 mili-

B

electron vôn. Dưới tác dụng của điện trường ngoài tạo ra một sự chênh lệch các điện

10 00

tử mang điện tích âm ở một lớp và các lỗ trống mang điện tích dương ở lớp còn lại.

Các điện tử và lỗ trống này cặp đôi với nhau, tạo ra một chuẩn hạt, mà các hoạt động

Ó

A

của chúng khác hẳn so với từng hạt riêng lẻ, đặc tính riêng của các điện tử và lỗ trống

H

trong graphene là chúng có thể di chuyển trong vật liệu giống như chúng không có

-L

Í-

khối lượng nghỉ, hay nói cách khác chúng tạo cho vật liệu có độ dẫn rất tốt. Tuy

ÁN

nhiên, các chuẩn hạt thì lại có năng lượng nghỉ, khối lượng này dẫn đến việc tạo ra khe năng lượng mà chúng phải vượt qua trước khi dòng điện có thể truyền qua. Lớp graphene này được đính trên một phiến silicon đã được oxi hóa và một hiệu điện thế

ÀN

ngoài được đặt vào giữa Si và một điện cực bên trên lớp graphene. Một từ trường

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

nano. Nhưng nó có nhược điểm đó là không có khe vùng (tức độ rộng vùng cấm), làm

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

lạ kỳ khiến cho nó là vật liệu hứa hẹn đối với lĩnh vực điện tử và quang lượng tử cỡ

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

Graphene đơn lớp có độ lưu động của electron phi thường và có các đặc điểm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

khe vùng năng lượng.

D

IỄ N

Đ

ngoài cũng đã được đặt lên lớp đôi này, tạo cho các chuẩn hạt di chuyển trên quỹ đạo hình tròn, tạo ra hiệu ứng cộng hưởng cyclotron. Chu kỳ cộng hưởng phụ thuộc vào khối lượng của chuẩn hạt. Khối lượng cyclotron (mc) này tăng khi hiệu điện thế ngoài tăng từ 0 đến 100 V, lúc này khe năng lượng cũng thay đổi từ 0 đến 150 meV. Với lớp kép Graphene pha tạp Kali, ta đặt điện trường ngoài vào, khi thay đổi mật độ hạt dẫn thì độ rộng khe vùng cũng thay đổi theo. Khi tăng nồng độ hạt pha tạp lên thì độ rộng Th.s Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 3 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

khe vùng giảm dần đến vị trí khe vùng bằng không, ta tiếp tục tăng nồng độ pha tạp lên thì độ rộng khe vùng lại tăng lên. Sự đóng mở khe vùng là một tính chất rất đặc biệt của chất bán dẫn này. Việc tạo ra và xác định khe vùng ở graphene lớp kép rất

Ơ

H

điện như kim loại, nhưng graphene lớp kép cổng có thể có khe vùng lớn tới 250 mili-

N

khó khăn. Mặc dù một graphene lớp kép nguyên gốc có khe vùng bằng không và dẫn

U Y

và các linh kiện khác với tính chất có thể điều chỉnh cực kỳ dễ dàng, hơn rất nhiều so

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

với một độ chính xác tuyệt vời. Chất bán dẫn graphene này có thể được sử dụng để tạo

N

G

ra một loại transistor mới, hay các loại laser và các cảm biến phân tử mà ở đó cần sử

H Ư

dụng sự thay đổi độ rộng vùng cấm để điều chỉnh tính chất. Thuộc tính này khi được

TR ẦN

kết hợp với graphene có kích thước nhỏ, độ bền cơ học cao, độ dẫn điện, dẫn nhiệt rất tốt đã khiến cho nó trở nên hết sức hấp dẫn để thay thế các chất bán dẫn kinh điển như

B

Si.

10 00

1.3.3. Graphene mọc ghép đa lớp (MEG) Graphene mọc ghép đa lớp (MEG) gồm các lớp graphene xếp chồng lên nhau

Ó

A

(lớn hơn 2 lớp) theo kiểu sao cho mỗi lớp độc lập về mặt điện tử học. Người ta nuôi

H

các lớp graphene từ một chất nền silicon carbide theo kiểu sao cho mỗi lớp quay đi 30

-L

Í-

độ so với lớp bên dưới. MEG này khác với graphite ở chỗ mỗi lớp quay đi 60 độ so

1.4.

ÁN

với lớp bên dưới.

Tính chất của graphene [8]

1.4.1. Graphene là vật liệu mỏng nhất trong tất cả các vật liệu

ÀN

Graphene có bề dày chỉ bằng một phần triệu của loại giấy in báo thông thường

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

kiện điện tử kiểu mới, hay đáng kể nhất là các laser có bước sóng có thể điều chỉnh

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

được bằng một hiệu điện thế từ bên ngoài có thể dẫn tới việc tạo ra một loạt các linh

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

với các vật liệu bán dẫn như Si. Một chất bán dẫn với độ rộng vùng cấm điều chỉnh

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

electron vôn. Vật liệu bán dẫn này có thể được sử dụng để tạo ra các transistor, laser

D

IỄ N

Đ

và bằng 1/200000 sợi tóc. Theo Geim, mắt người không thể nhìn thấy màng graphene và chỉ có kính hiển vi điện tử tối tân nhất mới nhận ra độ dày này. Dưới kính hiển vi, mảnh graphite dày gấp 100 lần nguyên tử cacbon có màu vàng, 30- 40 lớp màu xanh lơ, 10 lớp có màu hồng và graphene thì mang màu hồng rất nhạt, một màng Graphene trong suốt chỉ dày một nguyên tử.

1.4.2. Graphene có tính dẫn điện và nhiệt tốt Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 4 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

Ở dạng tinh khiết, graphene dẫn điện nhanh hơn bất cứ chất nào khác ở nhiệt độ bình thường. Graphene có thể truyền tải điện năng tốt hơn đồng gấp 1 triệu lần.

Hơn nữa, các electron đi qua graphene hầu như không gặp điện trở nên ít sinh nhiệt.

N

Bản thân graphene cũng là chất dẫn nhiệt, cho phép nhiệt đi qua và phát tán rất nhanh.

H

Ơ

1.4.3. Độ bền của Graphene

U Y

sức bền nội tại của graphene có thể xem là một “giới hạn trên” cho sức bền của vật

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

giới khoa học, hiện có người đang tính chuyện làm một chiếc “thang máy” bằng chất

H Ư

1.4.4. Graphene cứng hơn cả kim cương

N

G

liệu graphene nối liền trái đất với vệ tinh.

TR ẦN

Graphene có cấu trúc bền vững ngay cả ở nhiệt độ bình thường. Độ cứng của graphene ‘lệch khỏi biểu đồ’ so với các họ chất liệu khác. Đây là nhờ các liên kết

B

cacbon- cacbon trong graphene cũng như sự vắng mặt của bất cứ khiếm khuyết nào

10 00

trong phần căng cao độ nhất của màng graphene. Hiện nay, các nhà nghiên cứu khẳng định rằng đây là loại vật liệu cứng nhất từng được kiểm tra.

Ó

A

1.4.5. Graphene hoàn toàn không để cho không khí lọt qua

H

Lớp màng graphene ngăn cản được cả những phân tử khí nhỏ nhất, không cho

-L

Í-

chúng lọt qua. Phiến màng đơn ở cấp độ phân tử này có thể kết hợp với những cấu

ÁN

trúc giả vi mô tạo thành lớp vảy cỡ nguyên tử dùng làm lớp màng che phủ thiết bị điện tử. Chỉ với một lượng rất nhỏ, graphene cũng có một khả năng bịt kín chặt các lỗ thấm lọc.

ÀN

1.4.6. Graphene dễ chế tạo và dễ thay đổi hình dạng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

một sợi dây graphene chỉ đứt trong điều kiện tương tự ở độ dài trên 1.000km. Trong

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

sợi dây thép dài 28km sẽ tự đứt nếu nó được treo theo phương thẳng đứng, trong khi

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

liệu – giống như kim cương là chất cứng nhất. Graphene bền hơn thép 200 lần. Một

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

Màng graphene không có khiếm khuyết vì chúng quá nhỏ. Theo thử nghiệm,

D

IỄ N

Đ

Graphene có cấu trúc mềm dẻo như màng chất dẻo và có thể bẻ cong, gập hay cuộn lại. Nó có nhiều đặc tính của ống nano, nhưng graphene dễ chế tạo và dễ thay đổi hơn ống nano; vì thế có thể được sử dụng nhiều hơn trong việc chế tạo các vật dụng cần các chất liệu tinh vi, dẻo, dễ uốn nắn.

1.4.7. Hiệu ứng Hall lượng tử trong Graphene Hiệu ứng lượng tử Hall thường chỉ được thấy ở nhiệt độ rất thấp trong các bán dẫn, nhưng nó lại xuất hiện trong graphene ở nhiệt độ phòng. Theo nguyên tắc vật lý, Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 5 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

vật liệu mới này không thể tồn tại ổn định và rất dễ bị hủy hoại bởi nhiệt độ, sở dĩ loại màng này có thể tồn tại ổn định là do chúng không ở trạng thái tĩnh mà rung động nhẹ theo dạng sóng. Hiệu ứng Hall lượng tử trong lớp kép Graphene (gồm hai màng

N

Graphene chồng lên nhau) có những khác biệt riêng. Sự khác biệt này là do electron-

H

Ơ

lỗ trống suy biến và biến mất khối lượng khi gần điểm trung hòa điện tích.

U Y

Graphene tổng hợp được có tính chất rất đặc biệt. Chuyển động của các

.Q

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

N

G

Có nhiều cách để chế tạo Graphene nhưng rất khó khăn và chi phí cao. Các nhà

H Ư

khoa học đang nghiên cứu để tìm ra phương pháp chế tạo Graphene đơn giản, ít tốn

TR ẦN

kém, có thể tạo ra trên diện tích lớn và có thể đưa vào sản xuất hàng loạt trong công nghiệp.

B

1.5.1. Phương pháp chemical exfoliation

10 00

Trước khi tìm ra graphene, các nhà khoa học đã nhiều lần thất bại khi cố tách những miếng mỏng graphene từ graphite. Ban đầu, người ta dùng một thủ thuật hóa

Ó

A

học gọi là chemical exfoliation – tức là chèn nhiều phân tử hóa học vào giữa những

H

phiến graphene để tách nó ra. Tuy nhiên cái mà họ có được chỉ là những mảng như

-L

Í-

nhọ nồi. Từ đó không ai dùng kĩ thuật này để lấy graphene nữa.

ÁN

1.5.2. Phương pháp micromechanical cleavage Sau khi thất bại với phương pháp chemical exfoliation các nhà khoa học đã áp dụng một kĩ thuật trực tiếp hơn, gọi là micromechanical cleavage (cắt vi cơ), tách

ÀN

graphite thành những miếng mỏng bằng cách ma sát graphite vào một mặt phẳng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Tổng hợp graphene [8]

Đ

1.5.

ẠO

silicon.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

vận tốc ánh sáng. Electron trong Graphene có vận tốc lớn gấp 100 lần electron trong

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

electron rất nhanh, electron dường như không có khối lượng và chuyển động gần bằng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

1.4.8. Chuyển động của điện tử trong Graphene

D

IỄ N

Đ

khác, từ đó có thể gỡ những miếng graphite với độ dày khoảng 100 nguyên tử.

1.5.3. Phương pháp băng keo Scotch Graphene được nhóm của giáo sư Geim tổng hợp từ graphite năm 2004. Tiến sĩ Geim đặt mảnh graphite lên một miếng băng keo đặc biệt, dán hai đầu lại với nhau, rồi mở băng keo ra... Cứ làm như vậy nhiều lần cho đến khi miếng graphite trở nên thật mỏng. Qua đó, mảnh graphite được tách ra từng lớp một, ngày càng mỏng, sau đó Th.s Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 6 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

người ta hòa chúng vào acetone. Trong hỗn hợp thu được có cả những đơn lớp cacbon chỉ dày 1 nguyên tử.

1.5.4. Ma sát các cột graphite lên bề mặt silicon xốp

Ơ

H

hiện ở Đại học Northwestern, báo cáo rằng ông có thể ma sát các cột graphite nhỏ bé

N

Nhóm các nhà nghiên cứu dẫn đầu là Rodney Ruoff, giáo sư về kỹ thuật nano

U Y

này có thể sản sinh ra graphene đơn lớp, nhưng ông không thể xác định bề dày các

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

Nhưng các mảnh đó, mỏng khoảng 5 phần tỷ của 1 mét, tuy vậy, có thể bao gồm ít

N

G

nhất 10 lớp nguyên tử.

H Ư

1.5.5. Cho các phân tử hydrocacbon đi qua bề mặt iridi

TR ẦN

Giáo sư Dario Alfc và TS Monica Pozzo, Khoa Khoa học Trái đất, Đại học London, là những người cho các phân tử hydrocacbon đi qua bề mặt iridi (Ir) được

B

làm nóng trong khoảng từ 300oC đến 10000oC. Khi tiếp xúc với bề mặt này, những

10 00

phân tử hydrocacbon giải phóng các nguyên tử H, chỉ còn những nguyên tử C bám vào bề mặt Ir và tập trung ở đó thành những kết cấu nano. Những kết cấu nano này

Ó

A

phát triển thành mảng graphene hoàn chỉnh.

H

1.5.6. Phương pháp tổng hợp graphene trên diện tích lớn

-L

Í-

Đó là việc liên kết từng miếng nhỏ trên 1 mặt phẳng để tạo thành 1 dải có dạng

ÁN

như 1 cuộn phim. Cái đó không gọi là tổng hợp mà chỉ là cắt tấm graphene ra thành

TO

từng mảnh rồi ráp chúng lại mà thôi.

1.5.7. Kết hợp siêu âm tách lớp và ly tâm.

Trong phương pháp này, graphite thương mại (đã được acid hoá bằng HNO3

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

di chuyển nó theo bề mặt. Ông cũng tìm ra cách tách graphite thành từng mảnh nhỏ.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

làm “viết chì nano”, gắn 1 tinh thể graphite lên đỉnh của kính hiển vi lực nguyên tử và

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

lớp. Philip Kim, một giáo sư vật lý ở Columbia, cũng đạt được kết quả tương tự khi

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

lên bề mặt silicon xốp, khiến chúng trải dài như một chồng bài. Ông đề nghị kỹ thuật

D

IỄ N

Đ

và H2SO4) được tách lớp ở 10000oC bằng hỗn hợp khí Ar+3%H3. Sản phẩm được phân tán trong dung dịch 1,2-dichloroethane + poly(m- phenylenevinylene-co-2,5dioctoxy-p-phenylenevinylene), siêu âm tách các lớp graphene. Cuối cùng là ly tâm để thu sản phẩm.

1.5.8. Phương pháp bóc tách

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 7 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

Hiện nay phương pháp bóc tách là phương pháp đơn giản sản xuất những mẩu graphene tương đối lớn. Phương này do Abhay Shukla và các cộng sự ở trường Đại học Pierre và Marie ở Paris đề xuất. Nhóm nghiên cứu vừa chứng minh được rằng

N

khối graphite có thể gắn kết lên trên thủy tinh borosilicate và rồi tách ra để lại một lớp

H

Ơ

graphene trên chất nền đó.

U Y

Gắn kết dương cực là gắn dính một chất dẫn hoặc chất bán dẫn lên trên một

ẠO

Khi chiếu một camera flash vào graphite oxit đủ để tạo ra graphene. Quá trình

Đ

này còn có thể sử dụng để những khuôn graphene phức tạp có thể tích hợp vào các

N

Ứng dụng [8]

H Ư

1.6.

G

mạch điện tử gốc cacbon nhanh và linh hoạt.

TR ẦN

1.6.1. Dây dẫn và điện cực trong suốt

Các nhà nghiên cứu của trường Đại học California, Mỹ, đã phát triển một

B

phương pháp mới sản xuất ống ghép nano cacbon-graphene có tiềm năng dùng làm

10 00

dây dẫn trong suốt trong các tấm pin mặt trời và các thiết bị điện tử gia dụng khác.

Các ống ghép nano cacbon-graphene này sẽ là vật liệu thay thế rẻ hơn và mềm dẻo

Ó

A

hơn nhiều so với các loại vật liệu hiện đang được sử dụng trong các tấm pin mặt trời

H

và các thiết bị điện tử dẻo khác.

-L

Í-

1.6.2. FET graphene

ÁN

Transistor hiệu ứng trường (FET) được chế tạo bằng cách làm nóng một bánh xốp silicon carbide (SiC) để tạo ra một lớp mặt gồm những nguyên tử cacbon ở dạng

TO

graphene. Transistor graphene vừa chế tạo có tần số ngưỡng cao hơn MOSFET silicon

ÀN

tốt nhất có cùng chiều dài cổng (tần số ngưỡng là tần số mà trên đó một transistor sẽ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

1.5.10. Chế tạo graphene trong một lóe sáng đèn flash

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

chất nền thủy tinh, sử dụng lực tĩnh điện lớn phát sinh từ sự dẫn ion của chất nền.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

1.5.9. Gắn kết dương cực trên nền thủy tinh

D

IỄ N

Đ

chịu sự suy giảm đáng kể hiệu suất của nó.)

1.6.3. Chíp máy tính Các nhà nghiên cứu đã tạo ra được chiếc bóng bán dẫn nhỏ nhất trên thế giớicó bề dày chỉ bằng một nguyên tử và rộng 10 nguyên tử từ Graphene. Chiếc bóng bán dẫn này, về bản chất là một công tắc bật tắt. Chiếc bóng bán dẫn là thiết bị quan trọng của một bảng vi mạch và là nền tảng của bất cứ thiết bị điện tử nào. Bóng bán dẫn Th.s Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 8 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

Graphene càng nhỏ lại càng hoạt động tốt. Bóng bán dẫn được chế tạo bằng cách lắp Graphene vào một mạch điện siêu nhỏ.

Màn hình ti vi cảm ứng

1.6.4.

Ơ

H

Indi. Tuy nhiên indium là một nguyên tố rất hiếm có và một số nhà nghiên cứu đã tính

N

Hiện tại, hầu hết màn hình cảm ứng đều dựa trên lớp màng mỏng oxit thiếc

U Y

nữa. Các nhà nghiên cứu người Anh đã chế tạo ra một màn hình tinh thể lỏng tí hon

N

G

lỗ rỗng và phát triển vấn đề này nhằm tạo ra được những công thức dung dịch khoan

H Ư

thích hợp có chứa graphene. Khi hiểu biết được hoạt động của graphene trong nước,

TR ẦN

tìm hiểu thêm về khả năng nút kín của graphene có thể chịu ảnh hưởng như thế nào bởi sự có mặt của bất cứ hợp chất nào trong dung dịch khoan thì ta có thể tạo ra dung

B

dịch khoan tối ưu hơn.

10 00

1.6.6. Làm đế cho các mẫu nghiên cứu trong kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

Ó

A

Các nhà vật lý Mỹ vừa khẳng định họ đã sử dụng một kính hiển vi điện tử

H

truyền qua (TEM) để quan sát một đơn nguyên tử Hydro, một nguyên tử rất nhẹ. Bước

-L

Í-

đột phá này được tạo ra bằng cách đưa nguyên tử trên một tấm graphene. Ta có thể

ÁN

nhìn thấy các chuỗi hydrocacbon di động trên bề mặt tấm graphene, và giả thiết rằng

TO

kỹ thuật này có thể được sử dụng để nghiên cứu các quá trình động học trong các phân tử sinh học.

Ưu nhược điểm [8]

ÀN

1.7.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ

Các nhà khoa học nghiên cứu hoạt động của graphene trong nước để bít kín các

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

ẠO

1.6.5. Chất phụ gia trong dung dịch khoan

.Q

vào mọi thứ từ màn hình cảm ứng của điện thoại di động đến ti vi.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

bằng cách sử dụng Graphene. Một ngày nào đó màn hình này có thể được ứng dụng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

toán rằng nguồn cung cấp indium của thế giới có thể bị cạn kiệt trong vòng 10 năm

D

IỄ N

Đ

1.7.1. Ưu điểm của chất bán dẫn Graphene - Graphene có khả năng làm tăng tốc độ xử lý của chip máy tính hiện tại lên mức 500 đến 1000 Ghz. - Nó có nhiều tính chất ưu việt hơn các chất khác.

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 9 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

- Graphene có nhiều ưu điểm hơn silicon nhờ tính dẫn điện tốt hơn khoảng 10 lần, và điều quan trọng là những transistor tạo ra từ Graphene sẽ có thể hoạt động tại nhiệt độ thường.

N

- Graphene có tính dẫn điện cao, và hơn hết theo như phỏng đoán thì với kích

H

Ơ

thước càng nhỏ, hiệu quả hoạt động của nó càng cao.

U Y

kim cương nhưng cũng có thể tạo ra điện – điều mà kim cương không thể làm được.

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

cứu trong phòng thí nghiệm đến ứng dụng thực tế.

H Ư

N

G

1.7.2. Nhược điểm của chất bán dẫn Graphene - Sản xuất những màng graphene rất khó khăn và đắt đỏ

TR ẦN

- Do khó chế tạo với diện tích lớn nên ứng dụng graphene trong cuộc sống hàng ngày vẫn còn hạn chế.

- Các nhà vật lý cũng cho biết khả năng nghiên cứu các tính chất điện động

10 00

B

lượng tử của graphene là rất sáng sủa. Tuy nhiên, những tiến bộ dường như bị giới hạn bởi chất lượng điện tử không đủ trong các cấu trúc graphene nhân tạo. Ngoài ra, chất

TO

ÁN

-L

Í-

H

của các mẫu graphene.

Ó

A

nền của graphene và môi trường xung quanh có xu hướng huỷ hoại tính chất điện tử

D

IỄ N

Đ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

nhưng nó dễ làm và dễ thao tác hơn, đem lại nhiều hy vọng có thể chuyển từ nghiên

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

- Graphene có nhiều tính chất hấp dẫn hơn ống nano cách đây 1 thập niên,

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Chất liệu này thật lý tưởng cho các thiết bị điện.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

- Cấu trúc và sự gắn kết của graphene giúp cho nó bền vững và trong suốt như

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 10 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM Chương 2.

2.1.

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

GIỚI THIỆU VỀ HYDROTALXIDE

Hydrotalxide (HT) [1] Hydrotalcite là khoáng vật hiếm trong tự nhiên có màu trắng ngọc trai, được

Ơ

H

khoáng khác gắn chặt trên những phiến đá trên vùng đồi núi, chúng được tìm thấy rất

N

xác định cùng họ với khoáng sét anion, có kích thước rất nhỏ được trộn lẫn với các

.Q

N

G

ta tổng hợp thành công HT công nghiệp từ các muối kim loại

Đ

Năm 1966, ứng dụng những thành quả nghiên cứu khoáng sét tự nhiên, người

H Ư

Hydrotalcite có thể trao đổi ion và hấp phụ nên được sử dụng rộng rãi trong rất

TR ẦN

nhiều lĩnh vực. Hiện nay, HT có thể được điều chế bằng nhiều phương pháp và con người tiếp tục phát triển nghiên cứu sản xuất HT chất lượng cao với giá rẻ hơn để bảo

Đặc điểm [1]

A

2.2.1. Công thức tổng quát

10 00

2.2.

B

vệ con người và môi trường.

H

Ó

Công thức tổng quát là [M2+1-xM3+x(OH)2]x+ [An-x/n].mH2O

-L

Í-

Trong đó:

ÁN

M2+ là ion kim loại hoá trị II như Mg, Zn, Fe, Ni, Ca,...

M3+ là ion hoá trị III như Al, Fe, Cr,...

ÀN

An- là các anion rất đa dạng có thể là phức anion, anion hữu cơ (benzoic, axit

X là tỉ số nguyên tử M3+/(M2++M3+), trong đó tỉ số x nằm trong khoảng 0.2≤ x ≤ 0.33

D

IỄ N

Đ

oxalic,...), các polymer có phân tử lượng lớn hay các halogen (Cl-, SO42-,...)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

hydrotalcite đan xen,..

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

nó. Khoáng sét hydrotalcite còn có nhiều tên gọi khác như pydroaucite, takovite,

TO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Hocholetter là người đầu tiên nghiên cứu tìm ra những đặc trưng đặc biệt của

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

nhiều ở trên vùng Norway và Ural ở Nga.

X=0.33 thì M2+:M3+ = 2:1 X=0.25 thì M2+:M3+ = 3:1

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 11 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

X= 0.2 thì M2+:M3+ = 4:1 2.2.2. Cấu tạo

N

H

trị II được thay thế bằng kim loại hoá trị III, đỉnh là các nhóm -OH, tâm là các kim

Ơ

- Lớp hydroxite: có dạng [M2+1-xM3+x(OH)2]x+ trong đó một phần kim loại hoá

N

HT có cấu tạo dạng lớp gồm có:

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

2.2.3. Đặc điểm

N

G

Tương tác tĩnh điện giữa các lớp kim loại với các lớp anion và liên kết

H Ư

hydrogen giữa các phân tử nước làm cho cấu trúc có độ bền vững nhất định.

TR ẦN

Các anion và các phân tử nước trong lớp xen giữa được phân bố một cách ngẫu nhiên và di chuyển một các tự do không định hướng, có thể thêm các anion khác vào

10 00

B

hoặc loại bỏ các anion lớp xen giữa mà không làm thay đổi tích chất của HT. Tuỳ thuộc vào các bản chất của các cation, anion mà số lượng lớp xen giữa và

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

kích thước hình thái của chúng thay đổi tạo cho vật liệu có những đặc tính riêng

D

IỄ N

Đ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

nước nằm xen giữa trung hoà lớp điện tích dương của các lớp hydroxite.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

- Lớp xen giữa: [An-x/n].mH2O là các anion mang điện tích âm và các phân tử

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

M(OH)6 bát diện tạo những lớp hydroxite tích điện dương.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

loại hoá trị II và III, tương tự như cấu trúc brucite trong tự nhiên sắp xếp theo dạng

Hình 2.1. Cấu trúc điển hình của HT

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 12 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

L là khoảng cách giữa hai lớp hydroxite L=3-4 Ao, được xác định bởi kích thước của các anion, giá trị L phụ thuộc vào: - Bán kính của các anion. Anion có bán kính càng lớn thì khoảng cách lớp xen

Ơ

N

giữa L sẽ lớn.

.Q

Đ

xen giữa, dạng cấu trúc này có khả năng trao đổi một lượng lớn anion khác ở các trạng

G

thái khác nhau.

A’ là anion ở lớp xen giữa

H Ư

10 00

B

là anion trao đổi

TR ẦN

HT-A’ + A → HT-A + A’ Trong đó:

N

Phương trình trao đổi ion có dạng sau:

Sự trao đổi ion phụ thuộc vào:

Í-

H

của anion cần trao đổi.

Ó

A

- Tương tác tĩnh điện của lớp hydroxide với anion xen giữa và năng lượng tự do

-L

- Ái lực cảu nhóm hydroxite với các lớp anion cần trao đổi trong dung dịch và ái

ÁN

lực của nhóm hydroxite với các anion trong lớp xen giữa.

TO

- Cấu tạo của ion cần trao đổi

ÀN

- Hằng số cân bằng trao đổi tăng khi bán kính anion trao đổi giảm, trao đổi ion

D

IỄ N

Đ

thuận lợi với các anion trong dung dịch có nồng độ cao.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

kim loại hay các oxokim loại trong dung dịch có sức hấp dẫn rất lớn đối với HT lớp

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Tính chất trao đổi ion là một trong những tính chất quan trọng của HT. Các đa

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

2.3.1. Tính trao đổi ion

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

Tính chất[1]

U Y

2.3.

H

- Công thức cấu tạo của anion.

- Anion có hoá trị II được ưu tiên hơn anion có hoá trị I và thời gian trao đổi

cũng nhanh hơn.

- Khoảng cách lớp xen giữa L - Sự trao đổi ion còn có sự ưu tiên đối với các ion có trong mạng lưới tinh thể vật liệu chất hấp phụ rắn hoặc ít ra có cấu tạo giống với một trong những ion cấu tạo nên mạng lưới tính chất của chất hấp phụ, khi đó chất hấp phụ được xem là sự kết tinh.

Th.s Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 13 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

- Khả năng trao đổi còn phụ thuộc vào pH của dung dịch chứa anion.

2.3.2. Tính hấp phụ Hấp phụ là quá trình tụ tập (chất chứa, thu hút,...) các phân tử hơi, khí hoặc các

Ơ

H

lỏng-rắn hoặc khí-rắn. chất mà trên bề mặt của nó có sự hấp phụ xảy ra gọi là chất hấp

N

phân tử, ion của chất tan lên bề mặt phân chia pha. bề mặt phân chia pha có thể là

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

H Ư

N

ra, hình thành những tâm bazo như: O2- trên bề mặt , tâm O2- gần nhóm hydroxyl có cấu trúc M2+1-xM3+x(O)1+x/2 . độ mạnh của nhóm OH- phụ thuộc vào cation kim loại

TR ẦN

hoá trị III. Trong dung dịch các oxit này có khả năng tái tạo lại cấu trúc lớp với các anion khác.

10 00

B

Điển hình cho tính hấp thụ HTC/CO32- là HT được điều chế từ nhôm, magie có

A

công thức cụ thể như sau:

H

Ó

[Mg1-xAlx(OH)2](CO3)x/2.zH2O (HTC/(Mg-Al-CO3))

-L

Í-

Phương trình tái tạo cấu trúc lớp như sau:

ÁN

Mg1-xAlxO1+x/2 + x/n An- -> [Mg1-xAlx(OH)2]Ax/n.mH2O

Với A là anion cần hấp phụ có thể là halogen, hợp chất hữu cơ, anion vô cơ

D

IỄ N

Đ

ÀN

CrO42-, HPO42-, HGO32-, SiO32-, Cl-, MnO4-,...

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

Đ

Sau khi nung, HTC/CO32- bị mất các phân tử nước xen giữa và khí CO2 thoát

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

ẠO

(HTC). Tính chất hấp phụ được thể hiện rất tốt đối với HTC/CO32-

TP

Hấp thụ các ion là một hình thức tái tạo lại cấu trúc lớp của HT sau khi nung

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

phụ.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

phụ, còn chất mà được tụ tập trên bề mặt phân chia pha được gọi là chất được hấp

HTC chỉ hấp phụ với các anion hình thành lớp xen giữa, HTC không có khả

năng trao đổi cation với Mg và Al ở các tâm bát diện do lực liên kết tạo phức lớn.

Các HTC hấp phụ trong môi trường nước nên chịu tác động của nhiều yếu tố như: pH, các ion, hợp chất lạ.

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 14 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ cũng giống như các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đổi ion.

N

Điều chế [1]

Ơ H

Phương pháp muối – oxit

-

Phương pháp xây dựng lại cấu trúc

-

Phương pháp đồng kết tủa (phương pháp muối – bazo)

Đ

Phương pháp này được sử dụng lần đầu tiên bởi Boehm, Steinle và Vieweger

N

G

vào năm 1977 để điều chế mẫu 0.33[Zn-Cr-Cl]. Quá trình thực bao gồm việc tạo

H Ư

thành một huyền phù của kẽm oxit với một lượng dư dung dịch muối crom clorua.

TR ẦN

Năm 1981, cũng với hợp chất trên Lal và Howe dãđiều chế bằng cách cho dung dịch crom clorua vào ZnO (ở dạng bột nhão), hỗn hợp này được khuấy trong 10h. Tuy

B

nhiên, ta không thu được sản phẩm tinh khiết vì còn lại một phần ZnO trong sản phẩm

10 00

cuối.

Ó

A

Phản ứng chung của phương pháp này là:

Í-

H

MIIO + xMIIIXm-x/m + (n+1) H2O -> MII1-xMIII1-x(OH)2Xm-x/m.H2O + xMIIIXm-X/m

-L

Phương pháp muối-oxit tiếp tục phát triển để điều chế các loại HT khác như

ÁN

[Zn-Al-Cl], [Cu-Al-Cl], [Ni-Al-Cl].

Được đề nghị vào năm 1983 bởi Miyata, dung dịch rắn Mg1-3x/2AlxO được

điều chế bằng cách nung HT [Mg-Al-CO3]3 khoảng từ 500-800oC. Sau đó hỗn hợp này được hydrat hoá trong dung dịch nước chứa anion khác tạo một HT mới.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

2.4.2. Phương pháp xây dựng lại cấu trúc

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

2.4.1. Phương pháp muối – oxit

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U Y

N

-

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Có nhiều phương pháp điều chế HT như:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

2.4.

Phương pháp này chủ yếu dựa trên sự nung ở nhiệt độ cao của một HT ban đầu. Hỗn hợp oxit sau khi nung được hydrat hoá trở lại với một anion khác để tạo ra một pha HT mới.

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 15 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

Bên cạnh đó, một số HT cũng được điều chế bằng phương pháp trao đổi ion.

Các HT có chứa anion hữu cơ, anion dạng polyoxometalic.

U Y

trong quá trình điều chế. Trong quá trình điều chế phải liên tục khuấy trộn ở tốc độ

Có thể điều chế trực tiêp sản phẩm HT với cấu tạo xác định

-

Sự đồng kết tủa của dung dịch chứa anion được chọn lựa

-

Tinh thể có kích thước đều đặn, độ đồng nhất cao, có cấu trúc bền vững, ít lẫn

H Ư

N

G

Đ

-

tạp chất Diện tích bề mặt lớn

-

Kích thước hạt nhỏ (nanomet, micromet) có tính chọn lọc hoá học cao tỷ trọng

TR ẦN

-

B

nhỏ

10 00

Tuy nhiên, cấu trúc và tính chất hoá lí của sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: phương pháp kết tủa, bản chất và nồng độ của chất phản ứng, pH

H

Ứng dụng [1]

Í-

2.5.

Ó

A

kết tủa, nhiệt độ và thời gian già hoá, độ tinh khiết, rửa tủa và sấy khô.

-L

2.5.1. Vật liệu hấp phụ

ÁN

Hydrotalcide được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực hấp phụ dựa vào ưu điểm

TO

sau: hydrotalcide có cấu trúc lớp nên dễ trao đổi ion và hấp phụ tốt, do dó được sử

ÀN

dụng trong xử lý màu thuốc nhuộm, xử lý nước thải có chứa kim loại nặng As, Mo,

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Ưu điểm:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

không đổi.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

của kim loại kiềm có tính bazo, hỗn hợp dung dịch được giữ ở khoảng pH cố định

Ơ

Cách thức thực hiện: cho hỗn hợp muối kim loại có hoá trị 2 và 3 vào muối

N

2.4.3. Phương pháp đồng kết tủa

D

IỄ N

Đ

V,... Có 2 cách để sử dụng HT: -

Dùng trực tiếp HT trao đổi với các kim loại nặng rồi sau đó giải hấp.

-

Nung HT ở nhiệt độ thích hợp, sau đó hấp phụ các ion của dung dịch thuốc nhuộm hoặc kim loại nặng để tái tạo lại cấu trúc HT, tiến hành trao đổi giải hấp.

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 16 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

2.5.2. Các ứng dụng khác Làm chất xúc tác dị thể và chất mang

Ơ

N

- Xúc tác axit-bazo, xúc tác oxi hoá khử

H

- Xúc tác quang hoá, xúc tác enzim

.Q

G

CO2 thoát ra có thể làm chất ức chế các phản ứng đốt cháy polymer

H Ư

N

- Sử dụng trong dược, y học như trung hoà lượng axit trong dịch vị, tạo phức với điều chế thuốc chống loãng xương,...

TR ẦN

dẫn xuất của axit salixylic điều trị bệnh loét bao tử, hấp phụ các chất trong dịch vị, - Làm vật liệu điện tử: Điện cực, chất điện môi và chất điện dẫn trong pin, ắc

B

quy, bộ cảm biến,...

10 00

Sử dụng trong kĩ thuật chiết tách và màng lọc

A

- Tách các chất bởi hấp phụ, tách các đồng phân quang học, hệ thống gia nhiệt

H

Ó

và làm lạnh bằng vòng tuần hoàn hấp phụ - giải hấp.

Í-

- Làm vật liệu lọc và thẩm thấu, màng lọc ion.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

- Làm vật liệu quang hoá: vật liệu phát quang và thiết bị quang học

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ

- HT với cấu trúc [Mg1-xAlx(OH)2]CO3x/2.ZH2O trong quá trình nung lượng khí

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

ẠO

chất mang cho hệ xúc tác dehydro hoá – parafinlàm chất ức chế.

TP

- Điều chế chất xúc tác platin trên chất mang HT, sử dụng oxit Mg1-xAlxO1x/2 làm

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

parafin có hơi nước.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

- Tổng hợp và khử hoạt tính của hệ xúc tác Mg/Al/Ni cho phản ứng reforming

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 17 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM Chương 3.

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

VẬT LIỆU COMPOSITE CỦA LHDs VÀ GRAPHENE

Hiện nay, khoa học công nghệ ngày càng phát triển, nhu cầu sử dụng cũng như nhu cầu khám phá tự nhiên của con người ngày càng mạnh mẽ. Và hợp chất hoá học

Ơ

H

thể tìm tòi, tổng hợp cũng như đánh giá những sản phẩm mới toanh dựa trên những

N

là nơi sáng giá nhất mà con người thoả sức thực hiện những ý tưởng của mình để có

.Q

Đ

nhiên hay tổng hợp đều có những tính chất tuyệt vời đặc trưng của riêng mình nhằm

G

đáp ứng nhu cầu trong cuộc sống. Tuy nhiên mỗi loại đều có những giới hạn và nhược

H Ư

N

điểm riêng. Vì thể, để có thể tạo ra mội loại vật liệu mới với những tính chất đầy đủ, ưu việt hơn, những nhà khoa học không ngừng nghiên cứu kết hợp những loại vật liệu

TR ẦN

lại với nhau.

Graphene được coi là một loại vật liệu mới đầy tiềm năng. Graphene vốn là

10 00

B

một tấm phẳng than chì tách ra ở cỡ nguyên tử, dày bằng một lớp nguyên tử của các nguyên tử carbon với liên kết sp2 tạo thành dàn tinh thể hình tổ ong. Từ lúc phát

Ó

A

hiện đến nay, graphene đã từ từ thể hiện những tính chất đặc trưng siêu việt. Tuy

H

nhiên, bất cứ một loại vật liệu nào đều có những gạn chế riêng, để khắc phục cũng

-L

Í-

như bổ sung một số tính chất các nhà khoa học đã nghiên cứu kết hợp với một số loại vật liệu khác. Hiện nay, nhiều vật liệu composite của graphene và một số vật liệu kết

ÁN

hợp khác được tổng hợp và khảo sát, nanocomposite của graphene và LDHs ( layer

TO

double hydroxides) là một trong những mô hình kết hợp đa chức năng của graphene.

ÀN

Cả graphene và LDHs đều có cấu trúc lớp 2D tương tự nhau tuy nhiên chúng có

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

vật liệu ban đầu, khi những vật liệu này làm việc riêng rẽ. Bất cứ mỗi loại vật liệu tự

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

nhiều vật liệu khác nhau tạo nên vật liệu mới có tính chất vượt trội hơn hẳn so với các

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

tưởng - vật liệu composite. Vật liệu composite, còn gọi là vật liệu tổng hợp từ hai hay

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

sáng tạo thiên tài. Và nổi trội hơn bao giờ hết trong những năm gần đây là vật liệu lý

D

IỄ N

Đ

những chức năng riêng biệt và có thể bổ sung cho nhau. Theo đó, sự kết hợp của hai vật liệu thú vị với nhau để tạo thành một nanocomposite mới có thể tận dụng tối đa những ưu điểm vượt trội của từng thành phần cấu thành, tạo thành một vật liệu đa chức năng với những tính chất đặc biệt.

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 18 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM 3.1.

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

Tính chất của graphene [2] Graphene là vật liệu được biết đến như vật liệu “mỏng nhất”. nó có nhiều tính

chất cơ học, nhiệt và quang học phi thường đã làm cho graphene là một vật liệu lý

Ơ

H

sắc của nó trong lĩnh vực cơ học, điện và nhiệt, chẳng hạn như nó có một diện tích bề

N

tưởng quan trọng trong thế kỉ XXI. Graphene thu hút sự quan tâm rộng rãi vì sự xuất

U Y

(130GPa), điện thế cao (106 S/cm), độ dẫn nhiệt cao (3000-5000W/m/K). Do tính chất

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

lại có khả năng tạo graphite thông qua việc xếp chồng các lớp lên nhau bằng tương tác

N

G

Van derWaals. Đồng thời trên bề mặt hoặc trên các cạnh của phân tử graphene có

H Ư

chứa nhiều khuyết tật dễ bị oxi hoá.

TR ẦN

Graphene oxit (GO), dẫn xuất graphene có chứa oxy trong các nhóm chức hoá học (ví dụ như hydroxyl, epoxy và carboxyl) trên bề mặt và các cạnh là một trong

B

những dẫn xuất quan trọng của nó. Sau khi giảm thiểu và xử lý nhiệt, hầu như tất cả

10 00

các nhóm chức có chứa oxy sẽ bị loại bỏ và chuyển đổi thành graphene oxit được giảm thiểu (RGO). Các nhóm chức trong graphene được liên kết bằng phương pháp

Ó

A

cộng hoá trị hoặc bằng bất cứ loại liên kết khác không chỉ cải thiện độ tan mà còn

H

giúp nó có khả năng phản ứng với một số chất khác. Dẫn xuất của graphene được

-L

Í-

nghiên cứu rộng rãi như một vật liệu lý tưởng cho việc chế tạo siêu tụ điện hiệu suất

ÁN

cao, chất xúc tác, hấp phụ, phân phối thuốc.

3.2.

Tính chất của LDHs ( layer double hydroxides) [2]

LDH là một loại đất sét anion, có cấu trúc lớp 2D dựa trên lớp brucite tích điện

ÀN

dương với anion và các phân tử nước xen giữa các lớp. Diện tích bề mặt cụ thể của

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

graphene là lớp graphene có khuynh hướng kết tụ không thể đảo ngược lại thậm chí

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

với các hợp chất hoá học khác. Tuy nhiên, một rào cản giới hạn ứng dụng của

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

trơ về hoá học của các nguyên tử carbon, vì thế graphene dường như không phản ứng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

mặt lý thuyết lớn (2630m2/g), modun Young cao (~ 1,0 TPa) và cường độ kéo

D

IỄ N

Đ

LDH thu được từ 20-120 m2/g. Sau khi nung , LDHs có thể được chuyển đổi thành oxide đôi lớp (LDOs) với hỗn hợp oxide kim loại hoặc là thành phần chính. Một đặc tính quan trọng của LDO là hiệu ứng bộ nhớ, có nghĩa là sản phẩm nung có thể tái tạo lại cấu trúc lớp gốc LDH qua việc bù nước và kết hợp đồng thời anion và lớp giữa dung dịch. LDH có nhiều đặc tính hấp dẫn chẳng hạn như thành phần tính linh hoạt. tính trao đổi anion và sự tương thích về sinh học. Trong số đó, đặc tính quan trọng Th.s Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 19 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

nhất của LDH là khả năng trao đổi anion tuyệt vời của chúng. Hầu như tất cả các loại anion có thể được phân tán vào không gian giữa cấc lớp của LDHs thông qua quá trình đồng kết tủa hoặc là quá trình trao đổi anion. Anion giữa các lớp cũng đóng vai

Ơ

H

quang học được phân tán vào không gian giữa các lớp thì các LDHs thu được có thể

N

trò quan trọng trong tính chất của LDHs, ví dụ khi các anion hữu cơ có tính chất

U Y

phân cực như formamit và nước, những dung môi phân cực này đi vào không gian

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

G

H Ư

N

Graphene và LDHs đều là những loại vật liệu thú vị với nhiều tính chất hấp dẫn. Tuy nhiên. ứng dụng của nó vẫn còn hạn chế. Ví dụ, hiệu suất điện hoá của

TR ẦN

LDHs bị cản trở nghiêm trọng do chúng có độ dẫn điện thấp mặc dù chúng có tính phản ứng hoá học cao. Và đối với graphene có độ dẫn điện cao tuy nhiên hiệu suất

B

điện hoá chủ yếu bị cản trở bởi tính trơ hoá học. Ngoài ra như các vật liệu nano, cả

10 00

graphene và LDH đều gặp phải vấn đề phổ biến về quá trình tổng hợp. Sau khi kết

A

hợp chúng với nhau, những bất lợi trong tiến trình tổng hợp có thể được ngăn ngừa

H

Ó

hiệu quả và điều thuận lợi hết thảy trong việc kết hợp hai loại vật liệu này với nhau là

Í-

bởi hầu hết các tính chất của graphene và LDHs được bổ sung và cả hai đều có cấu

-L

trúc lớp tương tự nhau.

ÁN

Vật liệu composite của graphene/LDH được các nhà khoa học nghiên cứu và tổng hợp nhằm ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Các ứng dụng phổ biến nhất

ÀN

của lớp nano composite graphene/LDH như siêu tụ điện, chất hấp phụ, chất chống ăn

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Tính chất của vật liệu composite graphene/LDH [2]

Đ

3.3.

ẠO

thêm nhiều tính chất ứng dụng của nó.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

một vật liệu dày nguyên tử khác, những lớp nano LDH đơn lớp này có thể mở rộng

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

giữa các lớp thì sẽ dẫn đến phân tách các mảnh LDH thành lớp đơn LDH nano. Như là

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

dùng làm vật liệu quang học tốt. Hơn nữa, khi LDHs được phân tán vào các dung môi

D

IỄ N

Đ

mòn kim loại,...

3.4.

Tổng hợp nano composite graphene/LDH [4] Việc tổng hợp nano composite graphene/LDH là bước đầu tiên để khám phá

các tính chất hấp dẫn và ứng dụng rộng rãi của chúng. Đến bây giờ, đã có hai bước đã được khám phá để đạt được sự kết hợp đồng nhất giữ graphene và LDHs. Một mặt là Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 20 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

dựa trên lực tĩnh điện mạnh giữa bề mặt tích điện dương LDHs và bề mặt tích điện âm graphene, việc tự lắp ráp graphene và LDHs là một trong những phương pháp thường được sử dụng để chế tạo graphene / LDH nanocomposite. Mặt khác, nếu graphene

Ơ

H

thành tại chỗ trên bề mặt. Ví dụ, việc tổng hợp LDHs luôn đề cập đến quá trình đồng

N

hoặc LDHs được sử dụng làm chất nền tăng trưởng, giai đoạn khác có thể được hình

U Y

graphene tích điện âm có khả năng hấp phụ mạnh mẽ các cation kim loại trong dung

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

hoạt động như chất xúc tác tốt cho các hóa chất khác nhau phản ứng. LDHs hoặc

N

G

LDOs có thể được sử dụng làm chất xúc tác để phát triển graphene giống như sự phát

H Ư

triển các ống nano cacbon (CNTs) qua sự lắng đọng hóa học (CVD) của hydrocarbon

TR ẦN

ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, vì các anion hữu cơ khác nhau có thể dễ dàng xen vào giữa không gian các lớp của LDHs, quá trình carbon hoá của anion xen giữa có thể dẫn đến

B

sự hình thành graphene.

10 00

3.4.1. Sự tự sắp xếp của graphene và LDHs Tự sắp xếp là một quá trình xảy ra do tự phát và tổ chức lại cấu trúc từ một hệ

Ó

A

thống rối loạn. Kỹ thuật tự lắp ráp từng lớp một đã nổi lên như là một phương pháp

H

linh hoạt và tiện lợi cho việc xây dựng các màng đa lớp do cấu trúc của chúng được

-L

Í-

xác định rõ ràng ở quy mô nanomet và thành phần hóa học được kiểm soát tốt. Đối

ÁN

với việc tự sắp xếp graphene và LDH, các tiền chất đã sử dụng được phân thành từng lớp GO và LDHs. Quá trình lấy được các lớp GO có thể dễ dàng nhận được bởi quá trình siêu âm của GO trong dung dịch.

ÀN

So với graphene, quá trình thu được LDH tách lớp là khó khăn do lực tĩnh điện

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

vào các lớp LDH trong một sắp xếp được xác định rõ ràng, LDHs và LDO tương ứng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

nhau do diện tích bề mặt cụ thể. Do hầu hết các loại kim loại có thể được phân tán tốt

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

dịch làm cho graphene thích hợp hỗ trợ sự phát triển tại chỗ của các loại LDH khác

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

kết tủa cation kim loại và các tinh thể trong dung dịch; do đó, thực tế là bề mặt

D

IỄ N

Đ

mạnh mẽ giữa các lớp LDH dương và các anion xen giữa lớp âm. Vì vậy làm suy yếu các tương tác giữa các lớp và anion xe giữa LDH là một bước quan trọng để tách lớp.

Với mục đích này, một số phân tử được đưa vào không gian giữa để nới ra khoảng cách giữa hai lớp lân cận là một phương pháp hữu ích. Hiện nay, chuỗi ngắn rượu, formamide và nước đã được xem là dung môi phân tách lớp LDH. Adachi-Pagano và cộng sự đã chứng minh rằng có hai yếu tố chính quyết định xem LDH có bị tách lớp Th.s Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 21 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

bởi cồn ngắn thành công hay không. Một là tình trạng mất nước, chỉ những mẫu khô chân không ở nhiệt độ phòng mới có thể tách lớp, trong khi cả hai mẫu ướt mới được chuẩn bị và các mẫu sấy khô chân không ở nhiệt độ cao không làm tách lớp. Mặc khác

Ơ

H

xích ngắn hay không. Chỉ rượu với nhiệt độ sôi cao hơn nước mới có thể thay thế các

N

là liệu các phân tử nước giữa các bề mặt có thể được thay thế bằng rượu với các mắc

U Y

được bằng khuấy các LDH với glycine trong formamide cho một vài phút ở nhiệt độ

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

đó, Hibino và cộng sự phát triển việc tách lớp LDH với nước như một dung môi. Bằng

N

G

cách tự sắp xếp, các hợp chất lai của graphene với NiAl-LDH, NiMn-LDH, CoAl-

H Ư

LDH, ZnAl-LDH, MgAl-LDH và NiFe-LDH đã được chế tạo. Một quá trình tổng hợp

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

điển hình được trình bày trong hình 2.

-L

Í-

H

Hình 3.1. Tiến trình tổng hợp các lớp graphene/LDH nanocomposite: (a) sơ đồ đại diện và (b) bức ảnh kỹ thuật số tương ứng

ÁN

Như được quan sát từ hình 2(b), kết tủa đã được hình thành ngay lập tức khi phân tán LDH tách lớp vào GO phân tán. Sự xuất hiện của kết tủa là do hai sự phân

ÀN

tán này chứa các tấm nano có điện tích dương và âm. Khi chúng đã được trộn lẫn với

Đ

nhau, những điểm thu hút tĩnh điện lẫn nhau đã thúc đẩy chúng để tập hợp thành một

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

nhập giữa các lớp, làm tăng khoảng cách giữa hai lớp lân cận và dẫn đến tách lớp. Sau

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

formamide. Để tạo thành liên kết hydro, một lượng lớn các phân tử formamide đã xâm

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

phòng. Động lực là do liên kết hydro mạnh, được hình thành giữa glycine và

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

phân tử nước xen giữa. Hibino và cộng sự báo cáo rằng các LDH tách lớp có thể thu

D

IỄ N

cấu trúc nano lớp có thứ bậc. Sau việc khử hóa học tiếp theo, GO đã được chuyển thành rGO bởi hydrazin monohydrat. Dong và cộng sự được kỹ thuật tự sắp xếp để có được GO / CoAl-LDH đa lớp phim. Đề án là thể hiện trong hình 3.

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 22 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

N

được cho vào poly (diallyldimethylamoni clorua) (PDDA) trong dung dịch nước để có

H Ư

bề mặt cation trước khi sắp xếp. Trong một chu kỳ lắng đọng, PDDA phủ ITO được

TR ẦN

cho vào GO phân tán, tiếp theo là rửa nước và sấy nitơ. Chất nền này sau đó được nhúng vào LDH phân tán tách lớp, tiếp theo là rửa bằng nước và sấy bằng nitơ. Chu

B

kỳ đã được lặp đi lặp lại để đạt được số lớp mong muốn của GO và LDH. Vật liệu

10 00

nano graphene / LDH thu được bằng tự lắp ráp graphene và LDHs có thể giữ nguyên

Í-

H

Ó

của cả graphene và LDHs.

A

bản gốc cấu trúc của graphene và LDHs và do đó được thừa hưởng đầy đủ tính chất

Sự tăng trưởng của LDHs (graphene) trên graphene (LDHs)

-L

3.4.2.

ÁN

3.4.2.1. Sự tăng trưởng của LDHs trên graphene

TO

Phương pháp phổ biến nhất để tổng hợp các LDHs là đồng kết tủa của các cation hóa trị hai và hóa trị ba. Với khả năng hấp phụ nhất định của mình,GO được

ÀN

thêm vào trong dung dịch trong quá trình đồng kết tủa, kết tủa sẽ xuất hiện trên bề mặt

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

Đ

sạch bằng siêu âm trong ethanol và được xử lý với dung dịch NaOH. Sau đó chúng đã

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

ẠO

Các tấm mỏng đa lớp này được lắp ráp trên indium tin oxide (ITO), được làm

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

Hình 3.2. Quá trình sắp xếp từng lớp một cho màng đa lớp của tấm nano LDH tích điện dương và mẫu nano GO tích điện âm

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

D

IỄ N

Đ

của GO, dẫn đến tăng trưởng tại chỗ của LDHs, như NiAl-LDH, CoAl-LDH, MgAlLDH, NiFe-LDH, CoNi-LDH, NiCo-LDH, NiCoAl-LDH, NiCoMn-LDH, NiTi-LDH, NiFe-LDH, ZnCr-LDH, ZnCo-LDH, và ZnAl-LDH. Một quá trình tổng hợp điển hình được thể hiện trong hình 4.

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 23 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

TR ẦN

chức năng làm tăng bề mặt tích điện âm của GO, thể hiện lực tĩnh điện mạnh với các cation trong dung dịch và dẫn đến sự kết tủa của LDH trên bề mặt GO. Đồng thời, GO

B

có thể được khử trong thời gian kết tủa của LDHs. Các nanocomposite thu được cũng

10 00

có thể giữ lại cả cấu trúc nội tại và tính chất của graphene và LDHs. 3.4.2.2. Sự tăng trưởng của graphene trên LDHs

Ó

A

Hiện tại, chất lượng cao và độ dày của graphene có thể kiểm soát đã được tổng

Í-

H

hợp từ một màng polyme lắng đọng trên một số chất xúc tác kim loại. Tuy nhiên, ít tài

-L

liệu về sự tăng trưởng của graphene trên bề mặt LDH đã được báo cáo. Sun và cộng

ÁN

sự đã kiểm chứng nano graphene được kiểm soát tốt so với số lượng các lớp cấu trúc

TO

2D của các LDH bằng cách hấp thụ các anion liên tầng. Sơ đồ minh hoạ được hiển thị

D

IỄ N

Đ

ÀN

trong hình 5.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

Trong quá trình tăng trưởng tại chỗ của LDHs trên GO, oxy chứa các nhóm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

G

Hình 3.3. Sơ đồ biểu diễn quá trình hình thành nano graphene / NiAl-LDH.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 24 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

10 00

MMA: DSO là tăng từ LDH-1 đến LDH-3

A

Do hầu hết các loại kim loại có thể được phân tán tốt vào LDH được sắp xếp

H

Ó

một cách xác định, LDHs đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực xúc tác không

Í-

đồng nhất. Các LDH đã nung với các oxit kim loại hoặc hỗn hợp là thành phần chính

-L

cũng đóng vai trò là chất xúc tác tốt cho các phản ứng hóa học khác nhau. Zhao và

ÁN

cộng sự đã sử dụng CoMgAl-LDH và FeMgAl-LDH làm chất tiền thân xúc tác để

TO

phát triển graphene qua CVD của khí methane ở nhiệt độ 950oC. Đối với CoMgAl-

ÀN

LDH và FeMgAl-LDH tiền chất xúc tác, các hạt nano Co và Fe sản xuất sau khi nung

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

B

Một loạt các LDHs chứa nồng độ.cóSao chépanion với sự dodecyl cho phépsulfonat từ ref (DSO) và methyl methacrylate (MMA) được tổng hợp trong phản ứng một bước (bước), tỷ lệ mol của

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

H Ư

Hình 3.4. Sơ đồ minh hoạ sự hình thành nano graphene có nguồn gốc từ MMA với số lớp khác nhau trong cấu trúc giữa các lớp: (a) đơn lớp, (b) lớp hai lớp / lớp ba lớp và (c) các nano graphene đa lớp.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

cacbon đơn tường (SWCNTs).

D

IỄ N

Đ

ở nhiệt độ cao cũng có thể hoạt động như chất xúc tác để phát triển các ống nano

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 25 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM Chương 4.

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

ỨNG DỤNG CỦA NANO COMPOSITE GRAPHENE/LDH TRONG LĨNH VỰC CHỐNG ĂN MÒN

Vật liệu nano composite trong chống ăn mòn [5]

4.1.

Ơ

H

trong mọi lĩnh vực cuộc sống như ô tô, dụng cụ điện, không gian vũ trụ và trang thiết

N

Ngày nay, các kim loại cũng như hợp kim của chúng được sử dụng rộng rãi

.Q

Đ

silane, điện phân plasma oxy hóa,... Đặc biệt, màng biến đổi hóa học đã được chú ý

G

nhiều do cơ chế hoạt động đơn giản của nó, hiệu quả cao và chi phí thấp. Lớp đất sét

H Ư

N

kép hydroxit đôi (LDH) hoặc hydrotalit clorua được biết đến như một lớp màng bảo vệ cho các loại hợp kim hợp kim (đặc biệt là hợp kim nhôm). Các LDH đã được điều

TR ẦN

tra về khả năng chống ăn mòn của kim loại/hợp kim bao gồm hợp kim nhôm, hợp kim magie và thép,... bởi các tính chất của cấu trúc nano độc nhất của nó, khả năng chống

B

ăn mòn và trao đổi ion cao. Các lớp màng đôi có tỷ lệ ăn mòn thấp 10-8 A /cm2 và trở

10 00

kháng lớn 16 MΩ. Một số thí nghiệm về độ chống ăn mòn của các lớp màng đã được

A

khảo sát. Chen và cộng sự chuẩn bị một chiếc đồng hồ phủ một lớp Mg/Al-LDH trên

H

Ó

các hợp kim magie. Sau 48 giờ ngâm trong dung dịch 0,1M NaCl, màng tạo ra sự ăn

Í-

mòn hố do sự khuếch tán các ion clorua. Zeng và cộng sự tổng hợp một lớp phim

-L

hydrotalcit với các hợp chất Mo (MgAl-LDH-MoO42-) trên hợp kim magie sử dụng

ÁN

kết hợp. Lớp màng có các ion trao đổi và khả năng tự hàn gắn, và cải thiện việc chống

TO

ăn mòn so với đến lớp màng MgAl-LDH tinh khiết. Tuy nhiên, lớp màng vẫn bị hỏng

ÀN

do ion clorua chứa trong lớp giữa hydrotalcit được trao đổi ion sau 144 giờ ngâm

D

IỄ N

Đ

trong 3,5% trọng lượng NaCl. Có hai vấn đề chính trong quá trình chuẩn bị màng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

của các loạ vật liệu, ví dụ, màng biến đổi hóa học, lớp phủ polymer 2 lớp, màng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

thuật xử lý bề mặt khác nhau đã được phát triển nhằm tăng cường tính chống ăn mòn

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

trường làm hạn chế thời gian và độ bền của chúng. Trong những thập kỷ qua, các kỹ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

bị giải trí,... Tuy nhiên các vật liệu này đều có khuynh hướng bị ăn mòn trong môi

LDH. Thứ nhất, các ion clorua chứa trong lớp giữa của hydrotalcite có thể khuếch tán làm hỏng màng và tạo ra khe hở khi thời gian ngâm tăng lên. Thứ hai, sự hấp phụ của nước trên bề mặt màng tạo thành một con đường khuếch tán cho các ion oxy và clorua, tiếp tục tạo điều kiện cho phản ứng cathodic. Do đó, phòng ngừa quá trình khuếch tán qua lớp LDH và ngăn chặn nước từ sự hấp phụ vào bề mặt lớp màng để

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 26 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

tạo thành con đường khuếch tán cho ôxy và ion clorua là điều kiện tiên quyết để tăng cường khả năng chống ăn mòn của lớp màng LDH. Graphene như một lớp có cấu trúc 2D của các nguyên tử cacbon sp2 đã được

N

tìm thấy rất nhiều ứng dụng trong nanocompositez và là một trong những vật liệu lý

H .Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

tính chất không thấm nước tốt và hiệu ứng rào cản tuyệt vời chống lại oxy và nước.

N

G

Theo báo cáo, RGO có tính chất kỵ nước với độ nhám nhất định (hierarchical

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

roughness) và độ rỗng cao (high porosity), cùng với năng lượng bề mặt thấp.

Đ IỄ N D

Hình 4.1. Mô hình cơ học để bảo vệ ăn mòn

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

RGO và lớp LDH. Các nghiên cứu trước đây đã khẳng định rằng graphene thể hiện

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

đáng kể trong việc bảo vệ ăn mòn hiệu suất cao, chủ yếu là do hiệu quả hiệp lực giữa

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

So với lớp màng ZnAl-LDH, màng RGO/ZnAl-LDH thể hiện sự cải thiện

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

Cơ chế chống ăn mòn [5]

U Y

4.2.

Ơ

tưởng trong lĩnh vực chống ăn mòn.

Các hạt nano như một rào cản không cho không khí khuếch tán vào. Mặc

khác, đối với nước do tiếp xúc tối thiểu giữa bề mặt graphene và các giọt nước vì thế nước khó phân tán qua lớp RGO/ZnAl-LDH (do hệ số khuếch tán thấp). Ngoài ra, các RGO trong RGO/ZnAl-LDH nanocomposites có thể tăng sự sự gấp khúc của con đường khuếch tán oxy và nước. Khả năng ngăn cản sự khuếch tán của các ion clorua là một yếu tố quan trọng nhằm tăng sức đề kháng ăn mòn của lớp màng hỗn hợp Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 27 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

RGO/ZnAl-LDH. Sự khuếch tán các ion clorua thường gây ra những khe hở và các lỗ trên bề mặt màng. Ion clorua bị ngăn cản là do lực tĩnh điện đẩy lùi giữa các ion clorua tích điện âm và điện tích âm các nhóm chức năng chứa oxy tại các rìa của

Ơ

H

nano. Theo sự loại trừ Donnan, nồng độ ion clorua chứa trong vật liệu nano

N

RGO. Cân bằng Donnan là cơ chế thích hợp để giải thích hiệu suất ngăn cản của các

U Y

màng, các ion clorua bị loại bỏ do tiềm năng Donnan. Do đó, nồng độ ion clorua có

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

nhập, kỵ nước, gia tăng sự cong, gấp khúc của con đường khuếch tán, và lực đẩy tĩnh

N

Tổng hợp màng nanocomposite graphene/LDH [5]

H Ư

4.3.

G

điện.

TR ẦN

4.3.1. Chuẩn bị GO và RGO

GO đã thu được từ graphite tự nhiên bằng phương pháp Hummer cải tiến. Bột

10 00

B

graphite (3 g, 500 mesh) đã được thêm vào 60℃ dung dịch H2SO4 cô đặc ở 60oC (5 ml), K2S2O8 (2,5 g) và P2O5 (2,5 g), sau đó hỗn hợp được giữ ở 60℃ trong 6 giờ trên

A

một tấm nướng. Sau đó làm mát hỗng hợp đến 25℃ và rửa sạch bằng nước deionized

H

Ó

cho đến pH = 7,0. Sản phẩm đã được sấy khô ở 60℃ trong 12h. Thu được tiền

Í-

graphite để oxy hóa bằng phương pháp của Hummers. Bột graphite được tiếp tục oxi

-L

hoá lại, graphite (3,0 g) được đưa vào dung dịch cô đặc H2SO4 ở 0oC(69 mL), sau đó

ÁN

thêm KMnO4 (9.0 g) dần dần với sự khuấy cơ học và nhiệt độ phản ứng được giữ ở dưới 20 ℃. Sau khi thêm KMnO4 (9,0 g), dung dịch được giữ ở 35℃ trong 2 giờ, và

ÀN

sau đó pha loãng với nước deionized (138 mL). Tiếp theo, hỗn hợp được giữ ở nhiệt

D

IỄ N

Đ

độ phòng trong 2 giờ với khuấy, và sau đó 500 ml nước khử ion thêm vào hỗn hợp.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

nổi bật của RGO trong bộ phim RGO/ZnAl-LDH bao gồm bốn vai trò là chống xâm

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Các khe nứt và sự ăn mòn rỗ được ngăn ngừa hiệu quả. Tóm lại, cơ chế chống ăn mòn

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

thể giữ được ở mức tối thiểu ở mặt phân cách hợp kim và lớp màng RGO/ZnAl-LDH.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

RGO/ZnAl-LDH thấp hơn nhiều so với trong điện phân. Khi chất điện phân đi qua các

Tiếp theo, thêm 15 mL 30% H2O2 vào huyền dịch với sự khuấy cơ học, trong suốt quá trình này, hỗn hợp có màu vàng rực cùng với bong bóng. Tiếp đến, hỗn hợp được lọc bằng cách ly tâm và rửa sạch với dung dịch HCl nóng 500 mL (1,0 M) để loại bỏ ion kim loại và rửa sạch bằng nước deionized cho đến pH = 7,0. Cuối cùng, đã thu được GO ẩm ướt. Giảm graphene oxide (RGO) đã được điều chế bằng cách giảm hóa chất Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 28 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

từ GO. Thứ nhất, GO bột (1,0 g) đã được siêu âm trong 250 ml nước deionized, sau đó kết quả được chuẩn độ bằng dung dịch amoniac (0.5 M) với cơ khí khuấy ở 25℃ đến khi pH = 10.0, kèm theo lão hóa ở 98℃ trong 24 giờ. Các dung dịch màu vàng nâu trở

Ơ

H

được lọc bằng cách ly tâm, rửa sạch bằng nước deionized nhiều lần cho đến pH = 7,0,

N

thành một chất kết tủa tối dần trong quá trình khử. Sau khi giảm, chất kết tủa màu đen

U Y

Các RGO thu được như là (0.002 g) được phân tán lại trong 100 mL nước siêu tinh

Đ

Quá trình tổng hợp RGO/ZnAl-LDH dựa trên quá trình tổng hợp ZnAl-LDH

N

G

bằng kỹ thuật đồng kết tủa như Reichle 1986.

H Ư

Dung dịch 1

TR ẦN

Cho RGO vào trong dung dịch glucose ở 95oC trong vòng 1 giờ để cho RGO

B

tách lớp một cách dễ dàng.

10 00

Dung dịch 2

Tỷ lệ Zn/Al gần 2 và 3 được chọn vì tỷ lệ này tạo ra các mẫu có độ tinh thể tốt.

Ó

A

Dung dịch có chứa 0,6M ZnCl2 và 0,3 hoặc 0,2M AlCl3 đã được thêm vào với sự

Í-

H

khuấy mạnh vào dung dịch 0,1 M NaOH và 0,2 M Na2CO3. Sự thêm vào xảy ra ở

-L

nhiệt độ phòng duy trì độ pH gần bằng 10.

ÁN

Sau đó cho RGO đã được tách lớp vào trong hỗn hợp dung dịch 2. Dung dịch

TO

mới thu được sau đó kết tinh ở 60°C trong 24 giờ, lúc này các ion Zn2+ và AL3+ sẽ

ÀN

được hấp thụ trên bề mặt của các tấm nano RGO nhờ vào lực tĩnh điện giữa bề mặt

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

4.3.2. Tổng hợp nanocomposite RGO/ZnAl-LDH

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

khiết (20,2 MΩ cm) để sử dụng tiếp.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

và sấy khô trong một lò hút chân không ở 45℃ 24 giờ để thu được RGO tinh khiết.

D

IỄ N

Đ

mang điện tích âm RGO và các ion dương. Sau đó làm lạnh và rửa nhiều lần với nước cất. Vật liệu đã được làm khô ở 60°C trong lò trong 24 giờ. Chất kết tủa đã được lọc và rửa sạch bằng nước cất cho đến khi dung dịch đạt pH= 7, tiếp theo là sấy ở 60oC. Sau đó ta sẽ thu được vật liệu nanocomposite RGO/ZnAl-LDH.

Ths. Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 29 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

4.4. Kết quả [5]

10 00

B

(001) với một khoảng cách cơ bản 0.82 nm, 26.27 đó là do sự hình thành của một số các nhóm chức năng chứa oxy trên bề mặt graphite. Sau khi GO được giảm xuống

A

RGO bởi vitamin, hầu hết các nhóm chức năng chứa oxy sẽ được loại bỏ. Đối với

H

Ó

quang phổ của RGO, người ta thấy rằng có một đỉnh điểm nhiễu xạ lớn và yếu (002) ở

Í-

khoảng 25.7º, là dấu hiệu của sự giảm GO và tách lớp của RGO. Khoảng cách giữa

-L

các lớp giữa RGO (d = 0.39 nm) lớn hơn một chút so với graphite tự nhiên (d = 0.34),

ÁN

là do sự hình thành của các kết tụ giữa các nano RGO thông qua tương tác xếp chồng

TO

lên nhau π-π. Hình 7b cho thấy phổ XRD của màng phủ ZnAl-LDH và RGO / ZnAl-

ÀN

LDH-ts (s = 1, 2, 3) màng phủ 6N01 Al hợp kim cũng như chất nền hợp kim Al. Nhiệt

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

bộ phim RGOlớp / ZnAl-LDH-t3 Các đỉnh nhiễu xạ đặc và trưng của tách GO xuất hiện ở 2θ khoảng 10,8º

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

H Ư

Hình 4.2. Phổ XRD (a) của Graphite, GO và RGO; Phổ XRD (b) của 6N01 Al hợp kim, phim ZnAl-LDH, phim RGO / ZnAl-LDHt1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

4.4.1. Phổ XRD

D

IỄ N

Đ

độ nhiễu xạ tại 2θ = 45.5º và 65.7º phát sinh từ chất nền Al. Các hợp kim ZnAl-LDH phủ màng cho thấy các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng, phù hợp với họ hydrotalacit, (003), (006), (012) và (010). Lớp màng RGO / ZnAl-LDH-ts trên hợp kim Al thể hiện hầu hết tất cả các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng của ZnAl-LDH. Các đỉnh nhiễu xạ cô lập của carbon graphene bị (ví dụ, (002) đỉnh ở 25,7º) không được quan sát thấy trong RGO /

Ths. Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 30 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

ZnAl-LDH-ts. RGO của lớp màng RGO / ZnAl-LDH-ts được xác nhận bởi những đặc tính của phổ FT-IR, quang phổ Raman và phổ XPS. So với lớp ZnAl-LDH, các đỉnh đặc trưng của hydrotalcite giống (003), (006), (012) và (010) của màng RGO / ZnAl-

N

LDH có tính đối xứng và sắc nét hơn với tăng tỷ lệ RGO, cho thấy rằng việc tăng

H

Ơ

thành phần của RGO có thể cải thiện độ kết tinh của vật liệu lai

.Q

N

G

RGO là ổn định bởi vì lực tĩnh điện mạnh mẽ.

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

4.4.2. Phổ FT-IR

IỄ N D

Đ

hơn 30 mV, có nghĩa là sự phân tán ổn định. Điều này chỉ ra rằng sự phân tán của

Hình 4.3. Quang phổ FT-IR (a) của GO và RGO; Phổ FT-IR (b) của màng ZnAl-LDH, Phim RGO / ZnAl-LDH-t1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2 và phim RGO / ZnAl-LDH-t3.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

chức năng trên bề mặt RGO. Về nguyên tắc, tiềm năng zetal với giá trị tuyệt đối lớn

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

năng của RGO. Tiềm năng của RGO là khoảng -60.54 mV do sự có mặt của oxy dư

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

mạnh, có thể ổn định sự phân tán của RGO. Điều này phù hợp với kết quả của tiềm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

Các nhóm chức oxy dư trên bề mặt RGO có tính chống tĩnh điện và kỵ nước

và bộ phim RGO / ZnAl-LDH-t3 Đối với GO (Hình 8a), một số đỉnh đặc trưng liên quan đến các nhóm chức năng carbon-oxy khác được bao gồm trong quang phổ. Sự hấp thụ đỉnh vào khoảng 1738 cm-1 được cho là do C = O kéo giãn dao động của nhóm -COOH, và đỉnh hấp thụ vào khoảng 1621 cm-1 có liên quan đến việc C = C / C-C kéo dài dao động phát Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 31 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

sinh từ mạch cacbon. Đỉnh hấp thụ khoảng 1396 cm-1 tương ứng với C-OH kéo dài độ rung động của carboxyl. Những chất khác vào khoảng 1229 và 1063 cm-1 tương ứng với độ rung của epoxy (C-O-C) và alkoxy (C-O). Hơn nữa, một dải hấp thụ mạnh và

Ơ

H

do phân tử nước và nhóm hydroxyl của nhóm -COOH. Cần lưu ý rằng các đỉnh trong

N

rộng ở 3435 cm-1 là được gán cho sự rung động kéo dài của các nhóm hydroxit (νO-H)

U Y

1622 cm-1, có liên quan đến sự rung động của vòng thơm. Các đỉnh tương tự có cường

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

1622 cm-1, được gây ra bởi C = C / C-C dao động kéo dài phát sinh từ mạch carbon

N

G

RGO. Ngoài ra, đối với lớp màng hỗn hợp RGO / ZnAl-LDH-ts, cường độ đỉnh ở

H Ư

1622 cm-1 tăng cùng vớisự gia tăng RGO. Có một số đỉnh hấp thụ ở tần số thấp khu

TR ẦN

vực, là do kim loại-oxy và kim loại-hydroxyl kéo dàidao động trong mạng lưới các pha LDH. Dựa trên phân tích phổ, kết luận rằng RGO và các pha LDH được đưa vào

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

4.4.3. Quang phổ Raman

10 00

B

lớp màng hỗn hợp RGO / ZnAl-LDH-ts.

D

IỄ N

Đ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

hoàn toàn biến mất. So với ZnAl-LDH, RGO / ZnAl-LDH-ts có đỉnh điểm rõ ràng ở

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

RGO / ZnAl-LDH-ts composite (Hình 8b), thấy rằng C = O và C-O kéo dao động

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

độ thấp hơn 1064 cm-1 là do các nhóm alkoxy kéo giãn rung động. Về quang phổ của

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

RGO phổ không phải là hiển nhiên như GO. Có một đỉnh điểm hấp thụ thấp ở khoảng

Hình 4.4. Quang phổ Raman (a) của GO và RGO; Phổ Raman (b) của màng ZnAl-LDH, Phim RGO / ZnAl-LDH-t1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2 và phim RGO / ZnAl-LDH-t3và bộ phim RGO / ZnAl-LDH-t3 Ths. Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 32 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

Cần lưu ý rằng, trong hình 9a, sự biến đổi của dải D và dải G từ 1353,7 cm-1 và 1578,4 cm-1 cho GO đến 1352,4 cm-1 và 1577,6 cm-1 cho RGO, tương ứng, chỉ ra sự hình thành của cấu trúc graphene kết quả từ việc giảm GO. Nói chung, tỷ lệ cường độ

Ơ

H

thể và khuyết tật bề mặt của một lớp graphite trong vật liệu cacbon. Giá trị ID / IG của

N

của dải D và G (ID / IG) cung cấp bằng chứng trực tiếp về mức độ biến dạng mạng tinh

U Y

RGO là do sự giảm kích thước của mặt phẳng sp2, các khiếm khuyết không phục hồi

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

trong phổ của màng hợp chất RGO / ZnAl-LDH-ts, ngoài dải G và D, hai dải có

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

4.4.4. Phổ XPS

H Ư

đỉnh Raman điển hình của pha ZnAl-LDH.

N

G

cường độ tương ứng cao hơn ở mức 598,1 cm-1 và 1068,3 cm-1, tương quan với các

D

IỄ N

Đ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

cm-1 trong phổ của màng hợp chất RGO / ZnAl-LDH-ts so với màng ZnAl-LDH. Bên

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

GO. Từ hình 9b cho thấy một Dải rộng D và dải G lần lượt là 1346,8 cm-1 và 1576,4

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

hiện diện trên cấu trúc graphene, và việc loại bỏ các nhóm chức oxy trong cấu trúc

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

GO tăng dần từ 0.93 lên 1.53 cho RGO. So với GO, giá trị cao hơn của ID / IG cho

Ths. Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 33 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

D

IỄ N

Đ

ÀN

Hình 4.5. Phổ XPS (a) của GO và RGO; XPS sspectra (b) của màng ZnAl-LDH, Phim RGO / ZnAl-LDH-t1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2 và phim RGO / ZnAl-LDHt3; C 1s Quang phổ XPS của GO (c), RGO (d) và phim RGO / ZnAl-LDH-t2 (e) Năng lượng liên kết được điều chỉnh bằng cách tham khảo đỉnh C 1s tới 284,3

eV trong phép đo XPS. XPS C 1s của GO, RGO và Các màng hợp chất RGO / ZnAlLDH-t2 được thể hiện trong Hình 10c và 10d. Rõ ràng, Phổ XPS của màng hợp chất RGO / ZnAl-LDH-ts có cường độ tương đối thấp đỉnh C 1s và đỉnh O1s, và hai đỉn Ths. Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 34 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

tại 1021,8 eV và 1044,8 eV, do đó đến Zn2p3/2 và Zn2p1/2 tương ứng. Điều này cũng khẳng định rằng việc tích hợp ZnAl-LDH pha trong màng hỗn hợp RGO / ZnAl-LDHts. Thành phần của oxy các nhóm chức năng trong GO khác với RGO và RGO / ZnAl-

Ơ

H

cacbon kết hợp với các nhóm chức năng oxy khác nhau, phù hợp với các báo cáo

N

LDH-ts. Với GO, phổ C 1s được chia thành bốn đỉnh đặc trưng cho các nguyên tử

U Y

carbon. Các đỉnh khác ở khoảng 285,6, 286,5, 288,3 và 290,1 eV là tương ứng với C-

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

khoảng 44,5%, trong khi đó của RGO là khoảng 73,6%. Các kết quả cho thấy loại bỏ

N

G

thành công các nhóm oxynated của GO thông qua việc giảm hóa học, đồng ý với FT-

H Ư

IR ở trên và phân tích Raman. Từ Hình 10b, thấy rằng cường độ tương đối của đỉnh C

TR ẦN

1s các RGO / ZnAl-LDH-ts tăng nhẹ với tỷ lệ tải RGO ngày càng tăng, chỉ ra rằng nhiều nano RGO được kết hợp vào RGO / ZnAl-LDH-ts màng composite khi RGO

B

tăng lên. Sự khác biệt này cũng phù hợp với Kết quả FT-IR.

10 00

Hình thái học của RGO chuẩn bị được mô tả bởi AFM, Độ dày trung bình của

A

RGO được tính từ chiều cao của hình AFM là 0.8-1.0 nm. So với giá trị lý thuyết 0,34

H

Ó

nm đối với graphene dày một-nguyên tử, RGO chuẩn bị như vậy phải là graphene dày

Í-

ba nguyên tử. RTO lý tưởng dày ba nguyên tử được nhúng trong vật liệu ZnAl-LDH

ÁN

-L

cung cấp một hiệu quả rào cản đầy hứa hẹn.

TO

4.4.5. Phổ SEM, TEM

D

IỄ N

Đ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Khu vực của C 1 các thành phần của GO cho thấy rằng vòng không oxy hóa C là

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

OH, C-O-C, và C = O cho RGO và RGO / ZnAl-LDH-ts giảm đáng kể so với GO.

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

OH, C-O-C, C = O và O-C = O. Người ta thấy rằng cường độ đỉnh của các nhóm -C-

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

trước đây. Đỉnh chiếm ưu thế ở khoảng 284,3 eV được cho là do sp2 graphit hoá

Ths. Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 35 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

IỄ N

D

Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

A

Ó

H B

10 00 TR ẦN G

N

H Ư

ẠO

Đ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Í-

-L

TP

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

ÁN

TO

U Y

.Q

N

Ơ

H

N

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÀN

Đ

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

Trang 36

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

TO

Đối với RGO, hình ảnh SEM và TEM (Hình 11a và 11b) cho thấy rìa của RGO

ÀN

sở hữu cấu trúc các lớp dạng sóng và dạng cuộn, thể hiện rằng các chất kết tụ RGO

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

Hình 4.6. SEM (a), TEM (b) và HRTEM (c) hình ảnh của RGO; SEM hình ảnh của (d) phim ZnAl-LDH, (e) phim RGO / ZnAl-LDH-t1, (f) phim RGO / ZnAlLDH-t2 và (g) Màng RGO / ZnAl-LDH-t3; Hình ảnh trong (d-1), (e-1), (f-1), (g-1) tương ứng với mặt cắt ngang của bốn bộ phim; Hình ảnh SEM (h) và HRTEM (h1) của Hợp chất RGO / ZnAl-LDH được cạo từ phim RGO / ZnAl-LDH-t2.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q 10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

D

IỄ N

Đ

hơi khác nhau bởi các tương tác van der Waals. Từ hình ảnh HRTEM (Hình 11c), không gian của lưới lục giác của RGO trong vùng tinh thể là khoảng 0,35 nm, được cho là do sự phục hồi sp2 carbon bằng cách giảm hoá học. Đối với màng hợp chất ZnAl-LDH (hình 11d) sau khi xử lý nhiệt, bộ phim được trồng trên bề mặt là lá mỏng và xốp. Đối với RGO / ZnAl-LDH-ts phim (Hình 11e-11g), sự phát triển của RGO / ZnAl-LDH trên nền Al là dày đặc hơn với sự gia tăng RGO so với màng ZnAl-LDH. Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 37 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

Các mặt cắt ngang (hình 11e-1,11g-1) của lớp màng RGO / ZnAl-LDH-ts chứng minh rằng các lớp màng khá đặc và dày. Độ dày của màng là xấp xỉ 1,8 μm.

Hơn nữa, RGO được nhúng trong lớp ZnAl-LDH. Để tiếp tục, RGO được nhúng trong

Ơ

H

cạo từ lớp màng RGO / ZnAl-LDH-t2 thể hiện các ngăn xếp lớp ZnAl-LDH, nơi mà

N

bộ phim hỗn hợp RGO / ZnAl-LDH, Hợp chất RGO / ZnAl-LDH (Hình 11h) được

U Y

LDH kết tinh tốt sẽ lộ ra (012) mạn lưới không gian là 0,26 nm (Hình 11h-1). Vì hầu

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

cấp các bằng chứng trực tiếp rằng RGO được nhúng trong bộ phim hỗn hợp RGO /

N

G

ZnAl-LDH. Hơn nữa, kiểm tra độ bám dính của màng RGO / ZnAl-LDH trên hợp kim

H Ư

Al chứng minh rằng RGO không làm giảm độ bám dính của màng hợp chất RGO /

TR ẦN

ZnAl-LDH so sánh với phim ZnAl-LDH. Bộ phim thể hiện độ bám dính cao, từ 19.63 đến 20.03 MPa.

10 00

4.5.1. Lớp phủ dập (dip coasting)

B

4.5. Các phương pháp gia công lớp phủ [4]

A

Lớp phủ dập là một phương pháp thuận tiện để phủ màng mỏng trên bề mặt và

H

Ó

nó thường được sử dụng cho mục đích nghiên cứu. Tuy nhiên, nó không thích hợp cho

Í-

các quá trình công nghiệp do chất lượng lớp phủ không nhất quán. So với lớp phủ

-L

nhúng, lớp phủ quay là thường được sử dụng trong các quy trình công nghiệp. Quá

-

ÁN

trình phủ mạ thường có năm bước: Chất nền được nhúng vào dung dịch của vật liệu phủ ở tốc độ không đổi.

ÀN

Trước bước này, quá trình tiền xử lý có thể là được thực hiện theo các chất nền khác

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

mở rộng với các không gian của 0,35 nm (hình 11h-1) được xác định. Kết quả cung

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

hiện các mạng lưới graphene. Tuy nhiên, ở khu vực có lưỡi cắt, mạng lưới graphene

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

hết các cơ sở RGO tách lớp LDH được bao phủ bởi các tiểu cầu LDH, rất khó để phát

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

các tấm nano ZnAl-LDH tráng trên bề mặt RGO rất chắc chắn. Cơ cấu nano ZnAl-

D

IỄ N

Đ

nhau.

-

Chất nền vẫn còn trong dung dịch trong một khoảng thời gian nhất định và

đang bắt đầu được kéo lên.

-

Màng mỏng bắt đầu lắng xuống bề mặt trong khi bề mặt được kéo lên. Độ

dày lớp phủ phụ thuộc vào tốc độ được sử dụng trong quá trình kéo lên. Tốc độ kéo lên chậm cho lớp phủ mỏng hơn.

-

Chất lỏng dư thừa sẽ được thoát ra từ bề mặt nền.

Ths. Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 38 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Dung môi bốc hơi từ bề mặt nền cho một màng mỏng trên bề mặt.

10 00

cứu, lớp phủ nhúng thuận tiện hơn và khả thi hơn các phương pháp khác bởi vì nó là một phương pháp rất đơn giản và không yêu cầu thiết bị tinh vi. Bởi vì sự đơn giản

Ó

A

của nó, lớp phủ sản xuất theo phương pháp này có thể không có chất lượng tốt. Đối

Í-

H

với graphene dựa trên lớp phủ composite, sự phân bố độ dày có thể là một vấn đề. Xét

-L

về nguyên liệu graphene nguyên chất, chất phủ lớp được sản xuất có thể không đủ dày

ÁN

để cung cấp các đặc tính phi thường. Ngoài ra, bề mặt không được quá lớn và phức

TO

tạp. Tuy nhiên, lợi thế lớn nhất của sơn phủ là sự đơn giản. Mặc dù lớp phủ nhúng

ÀN

thích hợp hơn trong phòng thí nghiệm nhưng vẫn có thể có thể là phương pháp sơn phủ có quy mô lớn tiềm năng để sản xuất các sản phẩm có thể đáp ứng các yêu cầu về

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

B

Bốc hơi có thể bắt đầu ở bước 3 nếu dung môi không ổn định. Trong nghiên

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hình 4.7. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp phủ dập

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

-

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

D

IỄ N

Đ

tiêu chuẩn thấp với một giá cả cạnh tranh. Cách tiếp cận này có thể phù hợp hơn để sản xuất lớp phủ composite graphene dựa trên nền graphene nguyên sơ bởi vì độ nhớt của lớp phủ composite graphene là cao hơn nhiều. Do đó, nó có thể phát triển một sự kết dính bề mặt tốt hơn hướng về phía một chất nền và một lớp phủ đồng nhất hơn.

Tiếp theo quá trình xử lý có thể cần phải tạo thành một lớp phủ rắn.

Ths. Võ Thị Nhã Uyên Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 39 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

4.5.2. Lớp phủ quay (spin coasting) Lớp phủ quay là một quá trình được sử dụng rộng rãi để áp dụng lớp màng mỏng đồng nhất trên bề mặt phẳng. Các vật liệu ứng dụng thường sơn phủ polyme và

Ơ

H

thường dễ bay hơi. Lực đẩy dung dịch chất nền nhanh là lực ly tâm và một thiết bị

N

chúng được áp dụng cho chất nền phẳng trong dung dịch. Các dung môi được sử dụng

U Y

liên tục cho đến khi màng sơn đạt được độ dày mong muốn. Một số yếu tố có thể ảnh

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

chính là tốc độ xoay vòng và nồng độ dung dịch phủ. Một điển hình quy trình phủ

H Ư

N

G

quay là một quy trình gồm bốn bước:

▪ Dung dịch được lắng đọng trên bề mặt với lượng dư để phủ đầy bề mặt.

TR ẦN

▪ Chất nền quay nhanh để thay thế dung dịch với lực ly tâm.

▪ Lưu lượng dòng của lớp chất lỏng có độ dày đồng đều trên bề mặt.

B

▪ Loại bỏ dung môi qua quá trình bốc hơi cho đến khi lớp màng ngừng chảy

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

và được làm khô hoàn toàn.

D

IỄ N

Đ

Hình 4.8. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp spin coasting

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

quay, bán kính của bề mặt, sự tập trung của dung dịch phủ . Hai yếu tố ảnh hưởng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

độ cắt rất quan trọng cho sự khởi đầu của việc cắt tỉa mỏng của độ nhớt, các tốc độ

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

hưởng đến độ dày lớp màng cuối cùng: độ nhớt động học, hệ số tán xạ dung môi, tốc

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

được sử dụng cho lớp phủ quay được gọi là rotor máy kéo. Lực ly tâm được thi công

Một số phương pháp xử lý đã được sử dụng để hỗ trợ quá trình phủ. Tất cả các phương pháp xử lý được áp dụng trong hoặc sau quá trình phủ màng là để có được lớp màng liên tục thống nhất. So với lớp phủ nhúng, lớp phủ sản xuất theo cách tiếp cận này dày hơn và thống nhất hơn. Hình dạng chất nền và kích thước bị hạn chế bởi thiết bị phủ quay. Chỉ những bề mặt bằng phẳng mới có thể được phủ tráng. Phương pháp Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 40 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

phủ quay không thích hợp cho sản xuất sản phẩm có hình dạng phức tạp. Ngoài ra, phương pháp này phù hợp với cả các lớp phủ gốc graphene nguyên chất hoặc các lớp phủ nanocomposite graphene trên bề mặt.

H

Trong sản xuất nhiều màng, lớp tự lắp ráp là phương pháp rất lý tưởng. Phương

Ơ

N

4.5.3. Lớp tự lắp ráp ( layer by layer self-assembling: LBL)

-L

Trong quá trình tự lắp ráp từng lớp, các màng được lắng đọng trên bề mặt bằng cách

ÁN

ngâm các chất nền được xử lý trước vào các dung dịch nanocomposite của graphene

TO

theo chu kỳ để tạo thành màng nhiều lớp. Các chất nền được xử lý trước để tích điện

ÀN

dương bằng cách đưa vào các nhóm chức chứa điện tích dương như các nhóm chức

D

IỄ N

Đ

của amin. Nếu là graphene hoặc nanocomposite của graphene có thể được sử dụng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP ẠO Đ G N H Ư TR ẦN B 10 00 A

Í-

H

Ó

Hình 4.9. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp LBL

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

phương pháp lắng đọng từng lớp một.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

thực hiện các lớp màng tự lắp ráp trên bề mặt và phương pháp này cũng được gọi là

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

pháp này sử dụng tĩnh điện giữa các phần tử mang điện tích dương và điện tích âm để

trực tiếp như là tích điện âm nhưng với các polymer có thể cần được thay đổi độ pH cho quá trình nhúng tiếp theo. Phương pháp này là một phương pháp thích hợp để sản xuất sản phẩm có lớp phủ nhiều lớp. Tuy nhiên, chỉ có một số nghiên cứu điều tra tính khả thi của nó đối với vật liệu dựa trên graphene. Không có chỉ dẫn trực tiếp về việc sử dụng phương pháp này cho các ứng dụng sơn. Phương pháp này tương tự như Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 41 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

phương pháp nhúng phủ bề mặt mà các chất nền được nhúng vào dung dịch màng và được rút ra để tạo thành lớp phủ, nhưng lớp phủ do LBL sản xuất dày hơn do bắt nguồn từ lực tĩnh điện giữa các điện tích trái dấu.

Cách tiếp cận sol-gel (Sol-gel approach)

D

IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

Quá trình sol-gel là một quá trình ướt hóa được sử dụng rộng rãi và nó đã được nghiên cứu rộng rãi kể từ khi phát hiện ra nó. Quá trình này liên quan đến việc chuyển đổi các monome vào một dung dịch keo (sol) đóng vai trò như là tiền thân cho một mạng tích hợp (hoặc gel) của một trong các hạt rời rạc hoặc các polyme mạng.Các chất tiền chất sol có thể được lắng đọng trên bề mặt, đúc thành một khuôn với hình dạng được chỉ định trước hoặc được sử dụng để tổng hợp bột. Gel là một hệ thống hai pha gel gồm cả pha rắn và pha lỏng. Cần một lượng lớn chất lỏng để chuyển đổi sol thành gel và phương pháp đơn giản nhất là đổ chất lỏng thêm vào trầm tích đòi hỏi một khoảng thời gian nhất định diễn ra. Quá trình làm khô được yêu cầu trong phương pháp solgel để loại bỏ pha lỏng trong hệ thống. Giảm mật độ và co ngót nghiêm trọng luôn luôn đi kèm với quá trình sấy. Sau quá trình sấy, một quá trình xử lý nhiệt thường cần thiết cho quá trình đa tụ, tăng cường tính chất cơ học và ổn định cấu trúc. Các lợi thế của quá trình sol-gel là rẻ, nhiệt độ thấp và kiểm soát thành phần hóa học của sản phẩm cuối cùng tốt. Các màng phủ được sản xuất bằng phương pháp sol-gel có xu hướng nứt và có một giới hạn về độ dày của mỗi lớp (khoảng 1 micron). Điều này phù hợp để áp dụng lớp phủ composite graphene lên trên chất nền và chất nền có thể có hình dạng phức tạp.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

10 00

B

Hình 4.10 Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp sol-gel

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

4.5.4.

Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 42 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

Áp dụng trực tiếp và bảo dưỡng (Direct apply and curing)

4.5.5.

Phương pháp này cho một lớp phủ rất đơn giản, là phương pháp mà một hỗn hợp lớp phủ được tráng một lớp trực tiếp và được bảo dưỡng trong môi trường xung

Ơ

H

nhiệt độ phòng là phù hợp để sử dụng phương pháp này, tia UV có thể chữa lớp phủ

N

quanh. Các lớp phủ có thể được bảo dưỡng dưới các điều kiện xung quanh như xử lý ở

U Y

này được áp dụng một lớp phủ trực tiếp mà không có bất kỳ phương pháp điều trị

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ

Phun khô (Spray drying)

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

4.5.6.

ẠO

Phương pháp này phù hợp hơn để áp dụng sơn phủ composite graphene.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

phủ có thể được áp dụng lên một số phần quan trọng của các thành phần trực tiếp.

Hình 4.11. Quá trình tạo lớp phun khô

D

IỄ N

Đ

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

hoặc các quá trình tiếp theo. Hình dạng và kích thước chất nền không giới hạn và lớp

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

nanocomposite. Mối liên kết giữa bề mặt và lớp phủ có thể yếu bởi vì phương pháp

Phun khô là một kỹ thuật để sản xuất bột khô từ dung dịch hoặc huyền phù bằng cách sấy khô nhanh chóng với sự trợ giúp của khí nóng. Loại khí đốt được sử dụng trong quá trình sấy phun thường là không khí.Loại khí đốt được sử dụng trong quá trình sấy phun thường là không khí.

Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 43 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

Tuy nhiên, nitơ được sử dụng khi chất lỏng dễ cháy hoặc sản phẩm nhạy oxy.

Chất lỏng khô được phân tán vào để kiểm soát kích cỡ phun bằng máy phun hoặc vòi phun. Kích thước phun thường từ 10 μm đến 500 μm theo các yêu cầu khác nhau của

Ơ

H

một yêu cầu quan trọng để sản xuất bột tráng nano composite graphene là kích thước

N

quá trình. Kỹ thuật sấy phun khô chỉ thích hợp để sản xuất ra sản phẩm dạng bột và

U Y

graphene được phủ lên dưới một dạng chất nền bột trong suốt quá trình phun. Sự kết

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

Lớp phủ phun (Sray coating)

4.5.7.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

nanocomposite graphene.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Phương pháp này là thích hợp hơn để xử lý vật liệu graphene nguyên sơ và lớp phủ

Hình 4.12. Quá trình tạo lớp phủ phun

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

tụ bột và lớp phủ không đồng đều có thể là vấn đề khi sử dụng phương pháp này.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

hạt của graphene phải nhỏ hơn nhiều so với mục tiêu bột. Các nanocomposite

ÀN

Lớp phủ phun là một kỹ thuật để tráng màng mỏng trên bề mặt. Kỹ thuật này

D

IỄ N

Đ

được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp màng phủ, sơn và đồ hoạ. Kỹ thuật đầu ra lớn này là có thể đặt một loạt các vật liệu trên các chất nền khác nhau với các hình thái khác nhau và thường được sử dụng trong dây chuyền sản xuất. Ngoài ra, nó có thể được dễ dàng mở rộng chất nền hơn hoặc chế tạo dạng cuộn. Các chất nền có hình

Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 44 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

dạng khác nhau có thể được xử lý và chất lỏng có các đặc tính khác nhau có thể được sử dụng tương ứng. Kết quả là, các dung dịch có tính chất khác nhau có thể dễ dàng lắng đọng lên các chất nền hình dạng khác nhau để có được màng với các tính chất

Ơ

H

plasma (sơn phun plasma) để hoàn thành yêu cầu sản phẩm khác nhau. Các bộ máy

N

mong muốn. Các bộ máy phun sơn sử dụng khí nén(súng airbrush) với ngọn đuốc

U Y

nguyên sơ lớp phủ dựa trên graphene và chất phủ composit dựa trên graphene có thể

Đ

các vật liệu khác nhau và sự kết hợp của chúng. Quy trình có hiệu quả kinh tế cao và

N

G

yêu cầu thiết bị rất đơn giản. Phương pháp này lần đầu tiên được sử dụng rộng rãi

H Ư

trong lớp phủ gốm và nó bắt đầu được ứng dụng nhiều hơn khi lợi ích cả phương pháp

TR ẦN

này được khám phá và phát triển. Quá trình này là một quá trình keo và những thuận lợi của nó là thời gian lắng đọng ngắn, thiết bị đơn giản, lớp phủ mỏng, ít hạn chế

B

hình dạng của chất nền và kiểm soát dễ dàng độ dày của lớp lắng đọng và hình thái bề

10 00

mặt. Lớp màng sản xuất cũng thể hiện tính đồng nhất vi cấu trúc tốt và mật độ cao.

Giới hạn nội tại duy nhất của EPD so với các quá trình keo khác là nước không thể

Ó

A

được sử dụng như môi trường lỏng của nó bởi vì điện thế áp dụng trong nước tạo ra

H

khí hydro và oxy tại các điện cực có ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng của lớp màng

-L

Í-

và có nhiều nguy hiểm tiềm tàn. Trong quá trình này, các hạt rắn được tích điện bên

ÁN

dưới điện cực. Sau đó, các hạt tích điện bị hút để di chuyển về phía các chất nền có

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

điện tích ngược nhau tạo thành lớp lắng đọng.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

EPD là một kỹ thuật thu hút rất nhiều sự chú ý vì tính linh hoạt cao của nó với

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

Sự tích tụ điện tử (Electrophoretic deposition: EPD)

4.5.8.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

được xử lý theo phương pháp này.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

khác nhau nên được lựa chọn cẩn thận để xử lý lớp phủ dựa trên graphene. Cả hai

Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 45 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

TR ẦN

chúng thu hút sự lắng đọng lên điện cực âm (cực âm). Nguyên nhân đối với anodic EPD cũng tương tự, ở đó các hạt tích điện âm sẽ thu hút sự lắng đọng trên điện cực

10 00

B

dương. Các chất nền được sử dụng trong EPD phải dẫn điện và các yêu cầu dẫn điện của dung môi lỏng thấp hơn mạ điện. Các nguyên lý động lực của quá trình EPD là

A

điện tích trên các hạt và tính di động điện của các hạt trong dung môi dưới tác dụng

H

Ó

của điện áp đặt lên. Có hai nhóm thông số chính có thể ảnh hưởng đến chất lượng và

Í-

đặc điểm màng: các thông số liên quan đến việc huyền phù và các thông số liên quan

-L

đến quá trình. Về các thông số liên quan đến huyền phù, có nhiều điều cần phải được

ÁN

xem xét. Tuy nhiên, kích thước hạt, hằng số điện môi chất lỏng, tính dẫn điện của

TO

huyền phù, độ nhớt của huyền phù và tính ổn định của huyền phù có nhiều ảnh hưởng

ÀN

hơn so với những thông số huyền phù. Về các thông số liên quan đến quá trình, thời

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Có hai loại quá trình EPD: cathodic và anodic. Khi các hạt tích điện dương,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

H Ư

N

G

Hình 4.13. Quá trình tích tụ điện tử

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

D

IỄ N

Đ

gian lắng đọng,điện áp sử dụng, nồng độ rắn của huyền phù và tính dẫn điện của chất nền. Để đảm bảo thành công của quá trình EPD, khi rửa bột, loại bỏ bất kỳ tạp chất có trên bột là rất quan trọng bởi vì nó ảnh hưởng đến kiếm soát cẩn thận việc xác định hóa học của hạt huyền phù. Một vấn đề phải ngăn ngừa trong quá trình EPD là sự hình thành của của các vết nứt. Một số phương pháp được áp dụng như kiểm soát cẩn thận quá trình EPD với việc điều chỉnh quá trình sấy sau đó. EPD đã được thông qua để Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 46 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

chế tạo các lớp phủ nano cacbon. Đối với lớp phủ nano cacbon, hệ thống huyền phù cho EPD thường được chế tạo bằng cách bổ sung các ống nano cacbon, Triton X100 như một chất hoạt động bề mặt và iod 99,9% như chất bổ trợ cho dung dịch nước.

Ơ

H

dụng rộng rãi để phủ vật liệu graphene dựa trên các chất nền khác nhau. Người ta cho

N

Hỗn hợp sau đó được ly tâm để loại bỏ các phần tử carbon kết tụ. EPD đã được sử

U Y

cao. Hiện vẫn còn rất nhiều công việc cần phải làm để tìm ra điều kiện thích hợp cho

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

ẠO

TP

lớp phủ gốc graphene nguyên sơ và lớp phủ nanocomposite graphene.

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

các ứng dụng sơn khác nhau. Tuy nhiên phương pháp này vẫn rất phù hợp để sản xuất

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

rằng đây là một phương pháp đầy hứa hẹn để sản xuất lớp phủ graphene chất lượng

Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 47 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

Cấu trúc và hình thái bề mặt của màng hợp chất RGO / ZnAl-LDH được đặc trưng bởi XRD, FT-IR, Raman, XPS và SEM. Người ta xác nhận rằng lớp màng RGO / ZnAl-LDH mang lại hiệu quả bảo vệ chống ăn mòn tốt hơn so với ZnAl-LDH khi ngâm trong dung dịch NaCl 3,5% và 5,0%. Hiệu quả chống ăn mòn được cho là do rào cản của RGO trong lớp màng nanocomposite hỗn hợp RGO / ZnAl-LDH. Khả năng của RGO trong RGO / ZnAl-LDH là ngăn cản nước tạo thành đường dẫn cho oxy và sự khuếch tán ion clorua hạn chế tối đa quá trình ăn mòn. Các tĩnh điện đẩy lùi giữa các ion clorua tích điện âm và điện tích âm các nhóm chức chứa oxy trên RGO đã ngăn cản các ion clorua khuếch tán qua bộ phim. Việc này thể hiện một bước đột phá trong việc phát triển lớp màng nanocomposite RGO-LDH làm vật liệu chống ăn mòn. Lớp màng nanocomposite RGO/ZnAl-LDH sẽ được các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu và tối ưu để đạt được chất lượng tốt nhất.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

KẾT LUẬN Ngày nay, các kim loại cùng hợp kim được sử dụng rộng rãi trong đời sống cũng như trong các công nghiệp và dịch vụ. Vì thế, việc hạn chế quá trinh ăn mò trong điều kiện môi trường là hết sức quan trọng. Hạn chế vấn đề mòn kim loại, hợp kim dẫn đến nâng cao được chất lượng sả phẩm tạo thành, hạn chế hư hỏng, nâng cao tuổi đời cũng như tiết kiệm chi phí. Các lớp phủ bảo vệ được các nhà khoa học đã và đang phát triển, sáng tạo cải thiện nhằm mục đích hạn chế quá trình ăn mòn của các hợp chất kim loại trong tự nhiên. Hiện nay, vật liệu composite RGO/ZnAl-LDH được sử dụng như lớp màng bảo vệ kim loại hiệu quả nhất. Nó kế thừa được ưu điểm vượt trội của cả graphene và ZnAl-LDH, đồng thời nó còn mang nhiều tính chất ưu việt hơn.

N

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

Ơ

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 48 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM

Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu

TÀI LIỆU THAM KHẢO

A

10 00

B

[5] Synthesis and Enhanced Corrosion Protection Performance of Reduced Graphene Oxide Nanosheet/ZnAl-layered Double Hydroxides Composite Film by Hydrothermal Continuous Flow Method _ Xiaohu Luo, Song Yuan, Xinyu Pan, Caixia Zhang, Shuo Du, and Yali Liu ACS Appl. Mater. Interfaces, Just Accepted Manuscript

ÁN

-L

Í-

H

Ó

[6] Synthesis of Zinc-Aluminum Layered Double Hydroxides and Their Applications in Removal of Technetium from Aqueous Solutions.

Gh.M. Rashad and H.H. Someda _ Nuclear Chemistry Department, Hot Laboratories and Waste Management Center, Atomic Energy Authority, Cairo, Egypt

TO

[7] https://123doc.org//document/1475238-nghien-cuu-ve-chat-ban-dan-graphene.htm

ÀN

[8] http://luanvan.co/luan-van/luan-van-chat-ban-dan-graphene-45625/

D

IỄ N

Đ

Điều chế và biến tính hydrotalcite bằng anion laurat _ Khóa luận tốt nghiệp cử nhân hóa học _ Trường đại học sư phạm thành phố hồ chí minh

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

N

G

[4] Graphene based materials and their composites as coatings _ Yao Tong1, Siva Bohm2 and Mo Song1 _ 1Department of Materials, Loughborough University, Loughborough LE11 3TU, United Kingdom 2TATA Steel RD&T, Swinden Technology Centre, Moorgate, Rotherham S60 3AR, United K ingdom

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Đ

ẠO

[3] Graphene as an anti-corrosion coating layer _ Line Kyhl,a Sune Fuglsang Nielsen,b Antonija Grubi sic Cabo, a Andrew Cassidy,b Jill A. Miwab and Liv Hornekær

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

[2]Graphene/layered double hydroxide nanocomposite: Properties, synthesis, and applications _ Yong Cao, Guoting Li, Xinbao Li _Institute of Environment and Municipal Engineering, North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450045, PR China

Ơ

N

[1] Điều chế và biến tính hydrotalcite bằng anion laurat _ Khóa luận tốt nghiệp cử nhân hóa học _ Trường đại học sư phạm thành phố hồ chí minh

Ths. Võ Thị Nhã Uyên

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Trang 49 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial