Môc lôc
Mở đầu …………………………………………………………...... 1
Chương 1. Tổng Quan …….…………………………………….... 2
1.1. Giới thiệu về Platin ………………………………………………... 2
1.1.1. Trạng thái tự nhiên……………………………………………………..... 2
1.1.2. Tính chất vật lý………………………………………………………….. 2
1.1.3. Tính chất hóa học ………………………………………………………. 3
1.1.3.1. Tính chất hóa học của Platinum………………………………………. 3
1.1.3.2. Hợp chất của Platin (IV)……………………………………………..... 4
1.1.4. Ứng dụng của Platin…………………………………………………….. 6
1.2. Giới thiệu về Thiếc………………………………………………..... 6
1.2.1. Tính chất vậy lý….……………………………………………………… 6
1.2.2. Tính chất hóa học .…………………………………………………….... 7
1.2.2.1. Thiếc……………………...…………………………………………… 7
1.2.2.2. Thiếc điclorua…………..……………………………………………... 8
1.2.2.3. Giới thiệu về Graphite............................................................................ 9
1.2.2.3.1. Cacbon................................................................................................. 9
1.2.2.3.2. Graphit-than chì: ................................................................................. 9
1.3. Phương pháp sol-gel và kỹ thuật chế tạo màng……….………..... 10
1.3.1. Khái quát về phương pháp solgel ....……………………………………. 10
1.3.2. Phương pháp solgel….….………………………………………………. 11
1.3.2.1. Phương pháp thủy phân muối………………………………………..... 11
1.3.2.2. Phương pháp thuỷ phân alkoxit……………………………………….. 13
1.3.2.3. Phương pháp PPM (Polymeric precursor method)……………………. 15
1.3.3. Phương pháp chế tạo màng mỏng..……………………………………… 16
Chương 2. Phương pháp nghiên cứu……………….……………. 19
2.1. Phương pháp dòng – thế tuần hoàn ( CV – Cyclic Voltametry)………….. 19
2.2. Đường cong phân cực đơn………………………………………………… 21
2.3. Phương pháp nhiễu xạ tia X...…………………………………………….. 22
2.4. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét ..…………………………….......... 23
2.5. Phương pháp phân tích nhiệt [7, 8]………………………………………... 23

4.3.1. Tính chất điện hóa của các điện cực nghiên cứu trong dung dịch H
2
SO
4
0,5M ……………………………………………………………….................... 38
4.3.2. Khả năng trao đổi electron của các điện cực Graphit xốp, Pt/C, PtSn/C
đối với hệ oxi hóa khử ferroferrixyanua kali 0,01M trong dung dịch NaOH
0,1M………………………………………………………….………………… 39
4.3.3. Khả năng oxi hóa điện hóa etanol của các điện cực nghiên cứu trong
dung dịch H
2
SO
4
0,5M……………………………………………………….... 43
Kết luận…………………………………………………………….. 51
Tài liệu tham khảo……………………………………………….... 52
Më §ÇU
Việc nghiên cứu chế tạo điện cực có hoạt tính xúc tác điện hóa đang thu hút
được sự quan tâm của nhiều tác giả khoa học trên thế giới bởi những ứng dụng của
2
nó rất có hiệu quả trong một số lĩnh vực công nghệ: xúc tác, chuyển hóa các hợp chất
hữu cơ, chế tạo điện cực cho các nguồn điện, xử lí môi trường…
Các điện cực có chứa Platin, các màng mỏng Platin, các điện cực Platin dạng
nano đã và đang được nghiên cứu rộng rãi. Trong thời gian gần đây, việc nghiên cứu
chế tạo màng mỏng Platin, Thiếc trên nền dẫn điện Titan được sử dụng làm điện cực
xúc tác cho quá trình oxi hóa metanol, etanol…
Nhằm đóng góp vào lĩnh vực này, trong luận án này chúng tôi tập trung
nghiên cứu điện cực Platin, Platin thiếc có kích thước hạt nhỏ trên nền dẫn điện
Graphit xốp với đề tài luận án: Nghiên cứu chế tạo vật liệu màng mỏng chứa
Platin, Thiếc trên nền dẫn điện và hoạt tính điện hóa của chúng.

Platinum là nguyên tố thuộc chu kỳ VI, nhóm VIII B, có cấu hình electron là
[Xe]4f
14
5d
9
6s
1
. Khối lượng mol là 195 g/mol.
Platin là kim loại màu trắng bạc, có ánh kim, có mạng lưới tinh thể lập
phương tâm diện. Platin có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi rất cao. Platin là một
kim loại dẻo dai nhất, dễ kéo sợi và dễ dát mỏng: 1g Pt có thể kéo thành sợi với chiều
dài 5km và có thể dát mỏng Platin tới độ dày cỡ micromet.[2]
Platin rất dễ hấp thụ Hydro và Oxy, ứng dụng là vật liệu xúc tác trong các
phản ứng hóa học.
Dưới đây là bảng ghi các hằng số vậy lý quan trọng:
Nhiệt nóng chảy 1769
0
C
Nhiệt độ sôi 3800
0
C
Nhiệt thăng hoa 556 kJ/mol
4
Hình 1: Platin
Tỷ khối 21.5 g/cm
3
Độ dẫn điện (Hg=1) 10
1.1.3. Tính chất hóa học [2,3]
1.1.3.1. Tính chất hóa học của Platinum
Về mặt hóa học, các kim loại họ Platin rất bền và rất kém hoạt động so với

(500
0
C trong luồng Cl
2
)
Platin rất bền đối với oxi, ngay cả khi ở nhiệt độ cao. Vì vậy, những chén
nung, bát nung, thuyền nung trong phòng thí nghiệm thường được làm bằng Platin.
Platin rất thụ động hóa học, không phản ứng với nước, kiềm, cacbon
monooxit. Đối với các axit, Platin chỉ tan trong nước cường thủy:
2Pt + 4HNO
3
+ 16HCl → 2H
2
[PtCl
6
] + 4NO + 8H
2
O
Platin tan được trong axit HCl bão hòa Cl
2

Pt + 2HCl (đặc, nóng) + 2Cl
2
→ H
2
[PtCl
6
]
Platin tác dụng với kiềm nóng chảy khi có mặt oxi hay chất oxi hóa khác. Bởi
vậy không được nấu chảy kiềm hay nung hỗn hợp chứa kiềm trong chén hay bát

Trạng thái oxi hóa +4 là đặc trưng đối với Pt
a) Platin đioxit
PtO
2
có màu đen, được tạo nên khi nguyên tố Pt tác dụng với Oxi dưới áp suất
của Oxi là 150 atm. PtO
2
không tan trong nước và không tan trong nhiều axit.
b) Platin tetrahydroxit
Platin tetrahydroxit Pt(OH)
4
hay đúng hơn là PtO
2
.2H
2
O, là kết tủa màu nâu,
kém bền với nhiệt, bị phân hủy khi đun nóng ở 400
o
C:
2Pt(OH)
4
→ 2PtO + O
2
+ 4H
2
O
Nó không tan trong nước, tan trong các dung dịch axit và dung dịch kiềm:
Pt(OH)
4
+ 6HCl → H

0
C, PtI
4
phân hủy ở 370
0
C…
Chúng tan trong nước và bị phân hủy mạnh, tetra clorua, PtCl
4
dễ tan trong
nước, tạo thành aquaxit H
2
[PtCl
4
(OH)
2
] ở trạng thái tự do. Khi có mặt HCl còn tạo
nên H
2
[PtCl
6
] bền vững hơn. Axit này cũng như các hợp chất tương tự của Brom và
Iot đều tách ra khỏi dung dịch dưới dạng hydrat tinh thể và có màu đặc trưng: H-
6
2
[PtCl
6
].6H
2
O màu đỏ hung, H
2

-
, Br
-
, OH
-
, và L = NH
3
, amin.
Ngoài những phức chất dạng [PtX
4
L
2
] người ta còn biết đến dãy phức chất
hỗn hợp phối tử có thành phần biến đổi liên tục
Ví dụ:
 Dãy: [Pt(NH
3
)
6
]Cl
4,
[Pt(NH
3
)
5
Cl]Cl
3
, [Pt(NH
3
)

6
], K
2
[Pt(OH)
5
Cl], K
2
[Pt(OH)
4
Cl
2
], K
2
[Pt(OH)
3
Cl
3
],
K
2
[Pt(OH)
2
Cl
4
], K
2
[Pt(OH)Cl
5
], và K
2

2
[PtCl
6
] + 2HCl
Dung dịch H
2
[PtCl
6
] tác dụng với ion Ag
+
không cho kết tủa AgCl mà cho kết
tủa bạc cloroplatinat Ag
2
[PtCl
6
] màu đỏ tươi. Điều đó cho thấy rõ ràng nồng độ của
ion Cl
-
trong dung dịch axit là rất bé, nghĩa là ion phức [PtCl
6
]
2-
rất bền
Khi tác dụng với dung dịch kiềm, ion Cl
-
trong H
2
[PtCl
6
] được liên tiếp thay

từ amoniac.
Một ứng dụng quan trọng của Platin là làm chất xúc tác cho quá trình sản xuất
trong công nghiệp hóa học. Tuy nhiên, gần đây, gần một nửa lượng platin khai thác
trên thế giới được dùng để chế tạo đồ trang sức [2].
1.2. Giới thiệu về Thiếc [1]
1.2.1. Tính chất vậy lý
Thiếc là nguyên tố thuộc phân nhóm chính nhóm IV, Thiếc chiếm 6.10
-4
% của
vỏ trái đất. Khoáng vật chính của Thiếc là caxiterit (SnO
2
). Trong công nghiệp, Thiếc
được sản xuất bằng cách dùng than khử caxiterit ở trong lò đứng hoặc lò lửa ở nhiệt
độ khoảng 1300
0
C
SnO
2
+ 2C →Sn + 2CO
Thiếc có ba dạng thù hình có thể biến đổi lẫn nhau sinh ra những cân bằng ở
các nhiệt độ nhất định.
0 0
13,2 C 161 C
Sn Sn Sn
α β γ
¬ → ¬ →
Thiếc α có cấu trúc tinh thể kiểu kim cương, nó là chất bột màu xám, không
có ánh kim và có tỷ khối là 5,75. Nó bền ở nhiệt độ dưới 13,2
0
C. Ở trên nhiệt độ đó

(V) -1,26
Năng lượng ion hóa (I, eV)
I
1
: 7,33
I
2
: 14,63
I
3
: 30,6
I
4
: 39,6
Độ âm điện (theo Paolinh) 1,8
1.2.2. Tính chất hóa học [1]
1.2.2.1. Thiếc
Ở điều kiện thường, do thiếc bền với nước và không khí nên thực tế người ta
dùng sắt Tây là sắt lá được nhúng vào thiếc nóng chảy, để làm vỏ đựng các đồ hộp
trong công nghiệp thực phẩm. Khoảng 40% lượng thiếc sản xuất trên thế giới được
dùng vào việc này.
Thiếc là kim loại có thế điện cực âm nên tan dễ dàng trong axit:
Sn + 2HCl → SnCl
2
+ H
2
Sn+ H
2
SO
4

O → K
2
[Sn(OH)
4
] + H
2
1.2.2.2. Thiếc điclorua
Thiếc điclorua khan là chất ở dạng khối màu trắng, trong suốt, nóng chảy ở
247
o
C và sôi ở 623
o
C. Nó rất dễ tan trong nước, rượu và ete. Khi kết tinh từ dung
dịch nước, nó ở dạng hyđrat SnCl
2
.2H
2
O. Những tinh thể SnCl
2
.2H
2
O tách ra dưới
dạng những lăng trụ đơn tà trong suốt và không có màu.
Muối khan hay muối hyđrat đều bị thủy phân mạnh trong dung dịch tạo thành
muối bazơ ít tan.
9
SnCl
2
+ H
2

] và M
2
[SnCl
4
] trong đó M là H và kim loại
kiềm.
Thiếc (II) clorua có những công dụng rộng rãi. Ngoài việc làm thuốc thử
thông dụng trong phân tích hóa học, trong kỹ thuật nó được dùng để khử các hợp
chất hữu cơ, làm chất cầm màu trong công việc in hoa trên vải.
Trong luận văn này, chúng tôi sử dụng tinh thể SnCl
2
.2H
2
O để pha chế các
dung dịch nhúng phủ.
1.2.2.3. Giới thiệu về Graphite [1]
1.2.2.3.1. Cacbon.
Cacbon thiên nhiên gồm chủ yếu một hỗn hợp của hai đồng vị bền:
12
C với tỉ
lệ 98,89 % và
13
C với tỉ lệ 1,11%. Ngoài ra trong cacbon còn có những vết của đồng
vị phóng xạ
14
C. Đồng vị
14
C có trong khí quyển ở dạng khí CO
2
với nồng độ không

nguyên tử 2p không lai hóa sẽ tạo nên liên kết π với một trong ba nguyên tử cacbon
bao quanh. Độ dài liên kết C-C trong vòng benzen có độ bội là 1,5, liên kết trong
than chì có độ bội là xấp xỉ 1,33. Nhưng khác với benzen, liên kết π trong than chì là
không định xứ trong toàn lớp tinh thể. Do đó khác với kim cương, than chì có màu
xám, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt. Trên thực tế than chì được dùng làm điện
cực.
Tùy theo cách sắp xếp của các lớp đối với nhau, than chì có hai dạng tinh thể:
lục phương và mặt thoi. Than chì lục phương thường có ở trong thiên nhiên. Trong
tinh thể than chì lục phương, mỗi nguyên tử cacbon của lớp trên không nằm đúng ở
trên nguyên tử cacbon của lớp dưới mà nằm đúng ở trên nguyên tử cacbon của lớp
dưới nữa, nghĩa là lớp thứ nhất trùng với lớp thứ ba, thứ năm,...Và lớp thứ hai trùng
với lớp thứ tư, thứ sáu ....Trong tinh thể than chì mặt thoi, nguyên tử cacbon của lớp
thứ nhất nằm đúng ở trên nguyên tử cacbon của lớp thứ tư, lớp thứ bảy,...khoảng
cách giữa các lớp là 3,35Å nghĩa là gần bằng tổng bán kính Vandevan của hai nguyên
tử cacbon. Như vậy các lớp trong tinh thể than chì liên kết với nhau bàng lực
Vandevan nên than chì rất mềm và sờ vào thấy trơn.
Do có cấu trúc lớp, một số tính chất lý học của than chì phụ thuộc vào phương
ở trong tinh thể. Ví dụ như độ dẫn điện và độ cứng của than chì theo phương song
song với lớp tinh thể đều lớn hơn so với theo phương vuông góc lớp.
Tương tự kim cương, than chì có nhiệt độ nóng chảy rất cao. Lợi dụng tính
chất này người ta dùng than chì để làm chén nung và nồi nấu chảy kim loại. Than chì
11
có tỉ khối là 2,27g/cm
3
bé hơn kim cương cho nên muốn biến than chì thành kim
cương cần có áp suất rất cao. Tuy vậy than chì bền hơn kim cương, nhiệt chuyển kim
cương sang dạng than chì là -1,828kJ/mol ở nhiệt độ và áp suất thường. Quá trình
chuyển kim cương sang than chì xảy ra rất chậm ở nhiệt độ thường cho nên kim
cương có thể tồn tại lâu dài ở điều kiện thương. Khi đun nóng ở ~1500
0

C
Sấy
nung
Sấy siêu
tới hạn
Bay hơi dung môi
Sơ đồ tổng hợp oxit bằng phương pháp Sol-Gel
• Con đường tạo phức (hay phương pháp PPM - Polymeric Precursor
Method)
1.3.2.1. Phương pháp thủy phân muối
Phương pháp này thường sử dụng các muối nitrat, clorua, nên sự thuỷ phân
xem như chỉ xảy ra với các cation kim loại M
z+
.
Trong môi trường nước xảy ra phản ứng hydrat hoá:
M
z+
+nH
2
O [M(H
2
O)n]
z+
(Phức aquơ)
Sau đó xảy ra phản ứng thuỷ phân:
[M(H
2
O)n]
z+
+hH

Liên kết hydro
H
[(H
2
O)
n-1
MOH]
(z-1)+
+ O [(H
2
O)
n-1
M=O]
(z-2)+
+ H
3
O
+
H Phức oxo
Các phản ứng đơn nhân hydroxo ngưng tụ thành phức đa nhân:
H
Z+
[(H
2
O)
n-1
MOH]
(z-1)+
+ O M(OH
2

nt
: kích thước hạt keo nhỏ.
V
tp
≥ V
nt
: kích thước hạt keo lớn.
Nhược điểm của phương pháp này là tổng hợp các oxit phức hợp rất khó chọn
các cation kim loại thuỷ phân và ngưng tụ ở cùng điều kiện. Khó khăn này có thể
khắc phục bằng biện pháp thuỷ phân cưỡng chế.
1.3.2.2. Phương pháp thuỷ phân alkoxit.
Phương pháp này đang được sử dụng khá rộng rãi và nghiên cứu khá chi tiết.
Alkoxit có công thức tổng quát là M(OR)
n
, trong đó M
n+
là ion kim loại hoặc
phi kim có tính ái điện tử; R là gốc alkyl, n là số oxyhoá.
Các alkoxit phản ứng với nước rất mạnh:
M(OR)
n
+ nH
2
O → M(OH)
n
+ nROH
Thực tế phản ứng này xảy khá phức tạp. Nó bao gồm hai quá trình chính
a) Quá trình thuỷ phân của M(OR)
n
:

M - O - M O – R M - O - M +R – OH
H
c): Vận chuyển proton d): Loại ROH
Về cơ bản, quá trình này giống quá trình thuỷ phân. Nhiệt động học và động
học của phản ứng do cùng các thông số như đối với sự thuỷ phân chi phối.
Olation.
Khi trong alkoxit có sự bão hoà phối trí chưa được thoả mãn thì có sự hình
thành cầu nối hydroxo do loại phân tử dung môi. Dung môi có thể là nước, rượu :
M R
O + M O M – O – M + R – OH
H H H
M H
O + M O M – O – M + H – OH
H H H
Oxolation
15
M M
O + M – OH O: M - OH
H H H
+
a): A
N
b): Trạng thái chuyển tiếp
M - O - M O – H M - O - M + H
2
O
H
c): Vận chuyển proton d): Loại HOH
Cơ chế này giống như alkoxolation nhưng thay R bằng H.
Như vậy, bốn phản ứng : thuỷ phân, alkoxolation, oxolation, olation tham gia

y
)O
3
bằng cách
hoà tan các oxit trong axit citric (AC) và etylenglycol(EG). Khuấy và đun nóng dung
dịch cuối cùng thu được gel. Nung gel ở nhiệt độ cao gần 600
o
C thu được oxit phức
hợp. Phương pháp này gọi là phương pháp Pechini hay phương pháp sol-gel citrat.
Nó được ứng dụng nhiều để thu được các oxit phức hợp sau khi Bednorg và Muller
16
(1987) khám phá ra gốm siêu dẫn ở nhiệt độ cao. Phương pháp sol-gel qua con đường
tạo phức với axit hữu cơ rất đa dạng, điều kiện tổng hợp rất khác nhau.
Về vai trò của axit hữu cơ, Kaun giả thiết axit kết hợp với dung môi tạo
polyme rồi hoặc tự nó tạo phức với ion kim loại. Phần hữu cơ của phức trong điều
kiện xác định sẽ trùng hợp với nhau tạo thành các phân tử polyme hoặc mạng không
gian ba chiều. Kết quả là độ nhớt của dung dịch tăng đột ngột và sol trở thành gel:

M – O – CO –C − ... – C – CO – O – M
Cơ chế này chỉ xảy ra khi trong phần hữu cơ có nối đôi hoặc trong dung dịch
có chứa các chất có khả năng trùng ngưng tạo este với axit (ví dụ: etylenglycol,
etylendiamin...). Yêu cầu này khắc phục được khó khăn của phương pháp thuỷ phân
khi muốn tạo composit từ các muối có khả năng thuỷ phân khác nhau.
Hiện nay, người ta không chỉ dùng phối tử hữu cơ là Axit Citric và dung môi
etylenglycol mà còn dùng nhiều hợp chất khác. Nhưng bản chất vẫn là các phối tử
hữu cơ liên kết với cation kim loại nhằm phân bố chúng rồi xử lý nhiệt đốt cháy phần
hữu cơ để thu được sản phẩm có kích thước hạt nhỏ và độ đồng nhất cao. Trong khóa
luận này, chúng tôi lựa chọn phương pháp PPM với việc sử dụng phối tử hữu cơ là
Acid Cirtic và dung môi hữu cơ là Ethylene Glycol để đưa các hạt Pt, Sn và hỗn hợp
PtSn lên bề mặt điện cực C xốp.

/γ
LV
1/6
(ρg)
1/2

Sơ đồ sau mô tả bởi James và Strawbridge cho sol silicate trên nền thuỷ tinh
với U = 1-15cm/phút, độ dày màng đạt được xấp xỉ giá trị tính toán. Điều thú vị là có
thể chọn độ nhớt để thu được độ dày màng chính xác từ 20nm-50µm khi duy trì các
yếu tố khác.
18
Hình 3: Gelatin hoá
Hình 2: Sơ đồ nhúng rút
Gần đây, quá trình nhúng phủ theo góc cũng được phát triển. Độ dày lớp phủ
phụ thuộc vào góc giữa chất nền và bề mặt chất lỏng, độ dày lớp phủ khác nhau ở mặt
trên và mặt dưới của nền (Hình 5). Hoặc phát triển cho bề mặt cong như kính mắt,
chủ yếu thực hiện lớp phủ chống mài mòn cho nền plastic bằng xoay chai trong quá
trình nhúng rút ( hình 5).

Quá trình nhúng phủ trong công nghiệp tinh thể chì tạo cốc vại (cốc Beso) hay
ly rượu đã được sử dụng hàng thế kỷ. Đó là quá trình flash-tia, mẫu nóng của một
thuỷ tinh không màu được nhúng vào trong thuỷ tinh nóng chảy có màu có cùng
thành phần và sau đó thổi thành hình dạng tương tự.
Hạn chế của nhúng phủ là phủ lên một vật liệu lớn và kiểm soát áp suất khi
nhúng rút. Rất nhiều nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật này [15, 16, 20, 21, 26].
b) Kỹ thuật phủ phun (spray-coating).
Kỹ thuật này sử dụng rộng rãi trong sơn hữu cơ cho những hình dạng đặc biệt
như đèn hoặc container thuỷ tinh.
c) Kỹ thuật phủ chảy (flow-coating).
Độ dày lớp phủ phụ thuộc vào góc nghiêng

xác định được quét theo hướng anot hay catôt để quan sát dòng tương ứng. Trong
phương pháp đo này, bề mặt điện cực nghiên cứu phải được phục hồi trước mỗi thí
nghiệm. Phương pháp dòng thế tuần hoàn được tiến hành trong dung dịch tĩnh,
không khuấy trộn, tốc độ quét thế được giới hạn trong khoảng 1 – 1000mV/s. Tốc độ
này không được nhỏ hơn 1mV/s bởi vì trong trường hợp này rất khó tránh khỏi sự
khuấy trộn đối lưu của lớp khuếch tán. Phạm vi điện áp phụ thuộc vào việc lựa chọn
dung môi , chất điện ly nền và bản chất điện cực.
Đường cong phân cực vòng là một đường tuần hoàn biểu diễn mối quan hệ
giữa mật độ dòng i (mA/cm
2
) và thế E(V). Đường cong biểu diễn quan hệ i-E có các
đỉnh đặc trưng i
p,a
ứng với E
p,a
và i
p,c
ứng với E
p,c
là dòng - thế anot và catot tương
ứng.
Dạng của đường phân cực vòng:
i(mA/cm
2
)Trên hình 8, ban đầu tại điểm A bắt đầu xảy ra sự oxi hóa và có dòng Faraday
đi qua. Điện thế càng tăng dịch về phía dương, nồng độ chất khử giảm xuống, sự
khuếch tán tăng lên, dòng điện tăng lên. Khi nồng độ chất khử giảm đến 0 ở sát bề

σ
,t)
(2.1)
Trong đó:
σ =
ν
*






RT
nF
(2.2)
σ.t =
( )
EE
RT
nF
i
−
(2.3)
n: số electron tham gia phản ứng.
v: tốc độ quét thế (mv/s).
A: diện tích điện cực (cm
2
).
C

P
= 2.99.10
5
.n.(α.n
a
)
1/2
.A.C
o
.D
1/2
.v
1/2
(2.5)
Thế trong trường hợp này tuân theo phương trình:
E
pc
=










++−
b

Với đường cong phân cực đơn
có thể cho chúng ta đánh giá về độ bền
của điện cực trong môi trường phân cực
cao như dòng thụ động, dòng ăn mòn,
thế phân hủy. Đồng thời chúng ta có thể
biết được các giá trị về quá thế thoát khí
của một điện cực trong các dung dịch
điện ly.
2.3. Phương pháp nhiễu xạ tia X
[7,8,28]
Nguyên lý.
Cho chùm tia X truyền qua một
chất ở trạng thái rắn hoặc khí, chùm tia
này sẽ tương tác với các điện tử trong
các nguyên tử của chất nghiên cứu hoặc
ngay cả với nhân nguyên tử nếu chùm
tia có năng lượng đủ lớn. Một phần
năng lượng tia X sẽ bị mất đi do hiệu ứng tán xạ, phương truyền của chùm tia X sẽ bị
thay đổi khi tương tác, khi đó tán xạ có thể làm thay đổi hoặc không thay đổi bước
sóng của bức xạ tới.
Theo nguyên lý cấu tạo tinh thể, mạng tinh thể được xác định từ các nguyên tử
hoặc ion phân bố đều đặn trong không gian theo một quy luật xác định. Khi chùm tia
X tới bề mặt tinh thể và đi sâu vào bên trong mạng lưới thì mạng lưới này đóng vai
trò như một cách tử nhiễu xạ đặc biệt, các nguyên tử, ion bị kích thích bởi chùm tia X
sẽ trở thành các tâm phát ra các tia phản xạ.
23
Hình 10: Mô hình nhiễu xạ tia X
Hình 9: Đường cong phân cực đơn
Khoảng cách giữa các nguyên tử hay ion trong tinh thể cũng khoảng
0

Nguyên tắc cơ bản của phương pháp SEM là sử dụng tia điện tử để tạo ảnh
mẫu nghiên cứu. Ảnh đó khi đến màn ảnh quang có thể đạt độ phóng đại yêu cầu.
Chùm tia điện tử được tạo ra từ catot qua hai tụ quay sẽ được hội tụ lên mẫu nghiên
cứu. Khi chùm tia điện tử đập vào bề mặt của mẫu sẽ phát ra các điện tử phát xạ thứ
cấp. Mỗi điện tử phát xạ này qua điện thế gia tốc vào phần thu và biến đổi thành một
tín hiệu ánh sáng. Chúng được khuyếch đại, đưa vào mạng lưới điều khiển tạo độ
sáng trên màn ảnh. Độ sáng, tối trên màn ảnh phụ thuộc vào số điện tử thứ cấp phát ra
từ mẫu nghiên cứu và phụ thuộc vào hình dạng bề mặt mẫu nghiên cứu
Phương pháp SEM cho phép xác định được kích thước trung bình và hình
dạng tinh thể của các hạt và các vật liệu có cấu trúc tinh thể khác.
2.5. Phương pháp phân tích nhiệt [7,8]
Trong quá trình gia nhiệt, các mẫu rắn có thể xảy ra các quá trình biến đổi hoá
lý khác nhau như: sự phá vỡ mạng tinh thể, sự biến đổi đa hình, sự tạo thành và nóng
chảy của các dung dịch rắn, sự thoát khí, bay hơi, thăng hoa của các tướng hoá
học...Phương pháp phân tích nhiệt là một nhóm các kỹ thuật trong đó một hoặc một
vài thuộc tính của mẫu được khảo sát theo nhiệt độ. Một số kỹ thuật cơ bản trong
phân tích nhiệt là: Phân tích nhiệt vi sai (Differencial Thermal Analysis-DTA), Phân
tích thay đổi trọng lượng (khối lượng) theo nhiệt độ (Thermal Grevimetric Analysis-
TG), Nhiệt lượng vi sai quét (DSC), Phân tích cơ-nhiệt (TMA), hai kỹ thuật đo phổ
biến nhất hiện nay là DTA và TG.
25