Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
Miêu tả:Nghiên cứu tổng hợp một số dạng vật liệu composit từ tính trên cơ sở Fe3O4 bằng phương pháp thuỷ nhiệt; kết quả đạt được: Vật liệu từ tính Fe3O4 dạng bột đã được điều chế dựa trên phản ứng thuỷ nhiệt và điều kiện tối ưu được sử dụng để tổng hợp vật liệu bột Fe3O4 có tính chất tốt nhất là nhiệt độ phản ứng 150oC, thời gian phản ứng 7 giờ, pH>12 và tỷ lệ dầu Fe(III) = 1/1; sản phẩm Fe3O4 thu được có kích thước hạt đồng nhất với cỡ hạt nhỏ hơn 80 nanomet. Tính chất từ của vật liệu đo được cho thấy vật liệu bột Fe3O4 có từ tính tốt với độ từ hoá bão hoà Ms>70 emu/g. Sử dụng phân tích Rietveld để tính toán cấu trúc sản phẩm Fe3O4 thu được từ thực nghiệm với cấu trúc tinh thể dạng lập phương, nhóm đối xứng Fm-3m, a = 8.370 + 8.385 Ao. Một số vật liệu composit từ tính trên cơ sở của Fe3O4 đã được tổng hợp bằng quy trình tổng hợp thuỷ nhiệt : Fe3O4/C hoạt tính, Fe3O4/chitosan, Fe3O4/BaTiO3. Vật liệu composit từ tính Fe3O4/C hoạt tính được sử dụng để đánh giá khả năng hấp phụ chất mầu của vật liệu ứng dụng trong xử lý môi trường
TS. Nguyễn Hoàng Hải
d. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu:
M ục tiêu: Nghiên cứu tông hợp một số dạno; vật liệu composit tú tinh
trên cơ sở F6304 băng phưong pháp thuỷ nhiệt.
Nội dung:
- Nghiên cứu tống họp Feì0 4 banç phương pháp thuv nhiệt.
- Sứ dụng phần mềm FullProf đế nơhiên cứu cấu trúc vậl liệu từ Fe',0 4 .
- Nghiên cứu tính chất từ tính của vật liệu bột Fe:,0 4 .
- Nghiên cứu chế tạo và tính chất cua một số dạns composit từ tính
trên cơ sở Feì0 4 .
e. Các kết quả đạt đưọ’c:
1) Vật liệu từ tính Fc304 dạng bột đã được điều chế dựa trên phan ứrm
thuỷ nhiệt. Điều kiện íối ưu được sứ dụng đè tông họp vậl liệu bột
Fc304 có tính chất tốt nhất: nhiệt độ phản ứne 150°c. thời o,ian ph''n
ứng 7 giờ, pH > Ì2 và ty lệ đầu Fe(Il)/Fe(III) = 1/1. San phâm Fe,0 4 thu
được có kích thưóc hạt đồns nhất vói cỡ hạt nhó hon 80 nanomet.
2) Tính chất từ cua vật liệu đo được cho thấy vật liệu bột Fc304 có lừ tính
tốt với độ từ hoá bào hoà > 70 emu/g.
3) Sử dụng phân tích Rietveld cho phép tính toán cấu trúc sán phám Fe^o,;
thu được từ thực nghiệm với cấu trúc tinh thê dạnơ lập phưoníi. nhóm
đối xứng Fw-3w, Í7 = 8.370 - 8.385Ẳ.
4) Một số vật liệu composit từ tính trên cơ sơ của Fe:,04 đã đuọc tôna họp
bằng quy trình tổng hợp thuỷ nhiệt : F e ^ o v c hoạt tính, Fcì0 4 ' chitosan,
Fe.iOVBaTiOs.
5) Vật liệu composỉt từ tính Fc304/C hoạt tính được sử dụne đê đánh «lá
khả năng hâp phụ chât mâu của vật liệu ứng dụn2 trong, xư lý môi
trường.
RESEARCH SUBJECT
a. Title of subject; Fabrication of the magnetic composite materials.
Code No: Q T -08-19
b. Head of subject: Dr. Nguyen Xuan Hoan
c. Participants: Dr. Nguyen Thi Cam Ha
Dr. Nguyen Hoang Hai
d. Aim and contents of the subject:
Aim:
Fabrication of the magnetic composite materials based on magnetite
Fei0 4 using hydrothermal synthesis method.
Contents:
+ Synthesis of the Fc304 powders by hydrothermal method.
+ Investigate the crystal structure of the magnetite powders Fe^O i using
the Rietveld refinement.
+ Study the magnetic properties of the magnetite material Fe;0 4 .
+ Study to fabricate and investigate the properties of some magnetic
composite materials based on magnetite Fe^0 4 .
e. The obtained results:
1. Magnetite Fe304 pow'ders were synthesized by hydroihermal
synthesis method. The optimization condition during hydrothermal
synthesis to obtain F e304 with homogeneous morphology and the
grain sizes are smaller than 80 nanometers: temperature at 150 C. 7
hours, pH>12 and Fe(Il)/Fe(III) (initial molar ratio) = 1 1.
2. Magnetic properties were investigated on the magnetite Fe,04
materials. Resuhs showed that the magnetite Fe;,04 has a saturation
o f magnetism M^ > 70 emu/gram.
3. Investigate the crystal structure of the Fe;',04 powders by Rietveld
refinement on the A^-ray diffraction partterns. Fe;,04 were found in the
cubic crystal lattice, Fm-3m, a - 8.370 8.385Ä.
4. Magnetic composite materials based on magnetite FeAJ4:
Fe304/BaTi0 3 Fe304/chitosan, Fe304/'activated carbon, were
fabricated using hydrothermal synthesis methods.
5. Magnetic composite material Fe304/ activated carbon was used to
investigate the dye adsoption capacities for environient treatement
application.
4. ỉ.3 Tính chất từ của vật ỉiệu Ft’jO
B. NỘI DUNG CHÍNH 3
I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Vật liệu từ tính Fe3Ơ4 3
7. / . 7. Cấu trúc VCỈ tính chất 3
ỉ. 1.2. Tống quan ícii liệu điều chế vật ìiệii Fe-ìO^ hằngphươnq pháp
thuy nhiệt 4
1.2. Tổng quan v ề vật liệu composit từ tính trên CO' SO' Fe3()4 6
II. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 11
III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12
IV. KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u VÀ THẢO LUẬN 13
4.1. Tổng hợp vật liệu từ tính Feì0 4 bằng phưong pháp thuy nhiệt 13
4. ỉ. ỉ Kháo sát onh hưởng cua ty ỉệ đầu Fe" /Fe^ 14
4.1.2 Khao scit anh hưởng cua thời g;ian phan ứng 16
ỉ'^4 1
4.2. Sứ dụns phương pháp Rietveld trona phân tích cẩu trúc vật liçu
Fe304 - Phần mem FullProf 2008 20
4.3. Tồng hợp vật liệu composit từ tính trên CO' sớ Fé:,04 23
4.3. ỉ Điều chế vật ỉiệii composit từ rinh Fe_ỉO_ị - cacbon hoạr linh 23
4.3.2 Điêu chê vật ỉiệu composit từ tính FejO^ - chitosan 25
4.3.3 Điều chế vật liệu composit từ tính FesO^ - BaTiO^Ị 27
4.4. Khảo sát khá năng hấp phụ cua vật liệu Fe^Oa, vật liệu composit
từ tính Fe304 - c hoạt Íính với phẩm màu Alizarin vàn2 G 29
4.5. Kẻt quả công bố 33
V. KÉT LUẬN 34
C. TÀI LIỆU THAM KHẢO 38
A. M ỏ ĐẦU
Trong nhóm vật liệu, bên cạnh sắt - vật liệu có từ độ bão hoà lón nhât tại
nhiệt độ phòng, Fc304 là vật liệu được quan tâm nchiên cứu sứ dụng nhiều trong
những năm trước đây trong công nghệ điện tử nhò' tính chất từ quan trọng cua
nó. Tuỷ theo trạng thái tồn tại của vật liệu (bột, gom hay mang) tính chât từ tính
của vật liệu cao hơn hắn so với các vật liệu dạníì oxiĩ khác. Giá trị lớn nhất thu
được xấp xỉ 92 emu/g cho giá trị từ độ bão hoà cua vật liệu, ớ dạna, khôi với
kích thước lớn, vật liệu oxit Fe304 điều chế cho các tính chất sắt từ (hay ferri
từ). Nó ỉà đối tượng cho một loạt các ứng dụn2 trong công nghệ điện tư đê chế
tạo các đầu ghi từ, băng đĩa từ, các chất màu,... [1.2],
Nhò' công nghệ chế tạo ngày cànẹ phát triên, vói kích thu'ó’c hạĩ nho cỡ
nanomet, vật liệu oxit F03O 4 có tính siêu thuận từ nên nó trơ thành đối tưọ'ng
được quan tâm nshiên cứu nhiều trong nhừnẹ năm gần đây định hưóng tói một
loạt các ứng dụng mới trong y-sinh-dưọc học. hoá học và môi trường,... Bang
việc chế tạo các nano từ tính hay composit từ tính trên CO' sơ vói hạt nano Fe;,04
và tận dụng hiệu ứng siêu thuận ĩừ cua vật liệu đế sử dụng ỉàm vật liệu dần
truyền thuốc, phân tách và trọn ìọc, làm íỉiàu tế bào, chất loníi từ, tănư độ iươnií
phán cho ánh cộng hương từ MRI [1.3-6]., vật liệu hâp phụ từ tính xư lý kim
loại nặng [7-9,34,35], asen [10,27], chất màu [11. 25], vật liệu xúc tác liav trong
công nghệ chế tạo điện cực cho nguồn điện,... [12-!5].
Với những triển vọng như vậy. việc phát triên các p h ư o ìiơ pháp điểu chế
vật liệu từ tính nano Fe304 và composit từ tính là vô cùng cần thiết. Thôns
thường các phương pháp hoá học được lựa chọn đê tông họp vói nhiều ưu thế
cho vật liệu có kích thước hạt đồng đều và nho. Nhiều phương pháp nghiên cứu
khác nhau đã được sử dụng đế chế tạo các vật liệu bột nano Fe?04 và coinmposiĩ
từ tính trên cơ sở nano Fe304 như: phương pháp thuy nhiệt [16,17]. phươne
pháp thúy nhiệt vi sóng [-18], phưoTig pháp sol-gel [19]. phưong pháp kết tua.
đồng kết tủa [20-22], phương pháp vi nhũ tương [20], hay phương pháp điện hóa
[23,24],...
Tiếp cận những nghiên cứu liên quan trên thế giới, chúníỉ tui nehiên cửu
điều chế vật liệu dạng bột nano Fe3Ơ4 với cỡ hạt nhở, đồns; nhất kích cò' hạt và
làm tiền chất chế tạo các vật liệu composit từ tính cho các ứna dụno. Vật ỉiệu
tống hợp bằng phương pháp hoá học được thực hiện dựa trên quy trình tône họp
thuỷ nhiệt; nghiên cứu quan hệ giữa điều kiện tồng hợp tới tính chấi cua vật liệu,
từ đó đưa ra điều kiện thích họp đế tốns; họp vật liệu dạiiíỊ bột PeìO^i có tính
năng tốt. Nội dung quá trình thực nghiệm bao gồm :
- Nghiên cứu tống hợp Pe^o^ bằnơ phương pháp thuy nhiệt.
- Sứ dụng phần mềm FullProf để ne;hiẽn cứu cấu trúc vật liệu tìr í'e ,0 4 .
- Nghiên cứu tính chất từ tính cúa vật liệu bột r'eì0 4 .
- Nghiên cứu chê tạo và tính chât một sô dạns; composit tù' tính trên cơ S(V
PCìOa.
/file/d/0B7oUCI ... sp=sharing
