ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------------------

Hoàng Thị Chúc Quỳnh

NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ BỘT ZnSe KÍCH THƯỚC NANO THEO
PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------------------

Hoàng Thị Chúc Quỳnh

NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ BỘT ZnSe KÍCH THƯỚC NANO THEO
PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT

Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số

: 60 44 01 13

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Ngô Sỹ Lƣơng

1.1. Tổng quan về cấu trúc và tính chất của vật liệu ZnSeError!

Bookmark

not

defined.
1.1.1. Các tính chất vật lý hóa học cơ bản của vật liệu ZnSeError! Bookmark not
defined.
1.1.2. Cấu trúc và hình thái học của ZnSe ................Error! Bookmark not defined.
1.1.3. Tính chất đặc trưng của ZnSe .........................Error! Bookmark not defined.
1.2. Ứng dụng của vật liệu ZnSe kích thƣớc nano métError!

Bookmark

not

defined.
1.3. Một số phƣơng pháp điều chế ZnSe ..................Error! Bookmark not defined.
1.3.1. Phương pháp sol - gel .....................................Error! Bookmark not defined.
1.3.2. Phương pháp đồng kết tủa ..............................Error! Bookmark not defined.
1.3.3. Phương pháp thủy nhiệt ..................................Error! Bookmark not defined.
1.4. Một số nghiên cứu chế tạo tinh thể nano ZnSe bằng phƣơng pháp thủy nhiệt
...................................................................................Error! Bookmark not defined.
1.4.1. Điều chế ZnSe kích thước nm theo phương pháp thủy nhiệt…………………..13
1.4.2. Điều chế ZnSe kích thước nm pha tạp Mn theo phương pháp thủy nhiệt……15
Chƣơng 2 - THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. Error!
Bookmark not defined.
2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu .......................Error! Bookmark not defined.
2.1.1. Mục tiêu ...........................................................Error! Bookmark not defined.

3.1.5. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ thủy nhiệt ..Error! Bookmark not defined.
3.2. Xây dựng quy trình điều chế bột ZnSe kích thƣớc nano ...................................48
3.2.1. Tổng hợp các điều kiện thích hợp để điều chế ZnSeError!

Bookmark

not

defined.
3.2.2. Quy trình thực nghiệm điều chế bột ZnSe kích thước nanoError! Bookmark
not defined.
3.2.3. Đặc trưng của mẫu sản phẩm điều chế được .Error! Bookmark not defined.
3.3. Ảnh hƣởng của sự pha tạp Mn đến cấu trúc và tính chất của sản phẩm ............53
3.3.1. Điều kiện thích hợp để điều chế bột ZnSe kích thước nano pha tạp Mn Error!
Bookmark not defined.
3.3.2. Kết quả điều chế được mẫu ZnSe pha tạp Mn có các đặc trưng sau..... Error!
Bookmark not defined.


KẾT LUẬN ...............................................................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................61
PHỤ LỤC ..................................................................Error! Bookmark not defined.


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Cấu trúc lập phương kẽm blende (sphalerite/Zinc blende ................. Error!
Bookmark not defined.
Hình 1.2. Cấu trúc mạng lưới kiểu wurtzite..............Error! Bookmark not defined.
Hình 1.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X của tinh thể ZnSe ..Error! Bookmark not defined.
Hình 1.4. Giản đồ Kennedy về mối quan hệ của các điều kiện P, V, T0 ........... Error!


Hình 3.5. Giản đồ XRD của tinh thể ZnSe ứng với nồng độ mol Zn: .............. Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của kích thước hạt vàoError!

Bookmark

not defined.
nồng độ mol Zn trong hỗn hợp chất đầu khi thủy nhiệtError!

Bookmark

not

defined.
Hình 3.7. Giản đồ XRD của ZnSe ứng với nồng độ mol Zn 0,175 ở thời gian thủy…
nhiệt khác nhau: a. 16h; b. 18h; c. 20h; d. 22h; e. 24hError!

Bookmark

not

defined.
Hình 3.8. Phổ XRD của ZnSe ứng với nồng độ mol Zn 0,200 ở thời gian thủy nhiệt
khác nhau: a. 16h; b. 18h; c. 20h; d. 22h; e. 24h .....Error! Bookmark not defined.
Hình 3.9. Phổ XRD của ZnSe ứng với nồng độ mol Zn 0,225 ở thời gian thủy nhiệt
khác nhau: a. 16h; b. 18h; c. 20h; d. 22h; e. 24h .....................................................40
Hình 3.10. Đồ thị sự phụ thuộc kích thước hạt vào thời gian thủy nhiệt ứng với các
nồng độ mol kẽm khác nhau. .....................................................................................41
Hình 3.11. Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu ZnSe được điều chế trong điều kiện


not

defined.
Bảng 3.1. Kích thước hạt trung bình và hằng số mạng tinh thể ZnSe ứng tỷ lệ mol
Zn/Se khác nhau ........................................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.2.Kích thước hạt trung bình và hằng số mạng ứng nồng độ mol Zn khác
nhau ...........................................................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.3 .Kích thước hạt trung bình và hằng số mạng ZnSe ứng thời gian khác
nhau ...........................................................................................................................40
Bảng 3.4. Hằng số mạng và kích thước hạt trung bình của tinh thể ZnSe ứng với
nồng độ mol NaOH khác nhau ..................................Error! Bookmark not defined.


Bảng 3.5. Kết quả đo quang của các mẫu ZnSe ứng với nồng độ mol NaOH khác
nhau……… ………………………………………………………………………………….45
Bảng 3.6. Kích thước trung bình và hằng số mạng ZnSe ở nhiệt độ thủy nhiệt khác
nhau ...........................................................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.7. Thành phần các nguyên tố có trong mẫu ZnSe. .......................................52
Bảng 3.8. Thành phần các nguyên tố có trong mẫu ZnSe:Mn với nồng độ pha tạp
Mn là 5%...................................................................................................................57
Bảng 3.9. Kết quả đo quang của các mẫu ZnSe:Mn ứng với nồng độ pha tạp Mn
khác nhau..................................................................................................................58


MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, công nghệ nano ngày càng đƣợc xem là một trong
những môn khoa học hàng đầu trong cả nghiên cứu cơ bản và công nghệ cao và đƣợc
phát triển trên toàn cầu. Công nghệ nano đang phát triển với một tốc độ bùng nổ và hứa
hẹn đem lại nhiều thành tựu kỳ diệu cho loài ngƣời. Với kích thƣớc nhỏ, diện tích bề mặt

là phƣơng pháp khá hiệu quả để điều chế các vật liệu bột và đã đƣợc sử dụng khá phổ
biến để điều chế các loại vật liệu khác nhau. Phƣơng pháp thủy nhiệt có thể sử dụng thích
hợp để điều chế các tinh thể nano của ZnSe do phản ứng đƣợc tiến hành trong bình thủy
nhiệt kín ở nhiệt độ cao và áp suất cao nên có thể hạn chế sự oxi hóa của oxi không khí
đối với Se2- trong quá trình điều chế. Vì vậy, phƣơng pháp này đã đƣợc một số tác giả sử
dụng để điều chế các tinh thể nano của ZnSe tinh khiết hoặc pha tạp các ion kim loại
[12,17,18,23].
Tuy nhiên trong các công trình đã công bố về việc điều chế ZnSe kích thƣớc nano
mét theo phƣơng pháp thủy nhiệt chƣa nêu cụ thể các điều kiện điều chế. Vì vậy, chúng
tôi chọn đề tài nghiên cứu này là " Nghiên cứu điều chế bột ZnSe kích thước nano theo
phương pháp thủy nhiệt”. Mục đích của luận văn là nghiên cứu xây dựng quy trình điều
chế vật liệu ZnSe kích thƣớc nano mét theo phƣơng pháp thủy nhiệt ở quy mô nhỏ trong
phòng thí nghiệm và khảo sát một số đặc trƣng về cấu trúc và tính chất của sản phẩm
điều chế đƣợc.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1. La Văn Bình (2000), Khoa học và Công nghệ Vật liệu, Giáo trình Đại học Bách
Khoa Hà Nội.
2. Lê Thị Thanh Bình (1996), Chế tạo và nghiên cứu một số tính chất của màng
mỏng bán dẫn dung dịch rắn AIIBIV, Luận án Phó Tiến Sĩ Khoa học Toán - Lý, Hà Nội.


3. Vũ Đình Cự, Nguyễn Xuân Oánh (2004), Hóa học nano, điều khiển đến từng
phân tử, nguyên tử, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội
4. Vũ Đăng Độ (2001), Các phương pháp vật lý trong hóa học, Giáo trình chuyên
đề cao học ngành Hóa học, ĐHKHTN- ĐHQGHN, Hà Nội.
5. Phùng Hồ, Phan Quốc Phô (2008), Giáo trình Vật liệu bán dẫn, Nhà xuất bản
Đại học Bách Khoa Hà Nội.
6. Nguyễn Ngọc Long (2007), Vật lý chất rắn, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.

Cu-doped ZnSe quantum dots”, Journal of Luminescence, 131, pp. 1300-1304.


15. Haiyan Hao, Xi Yao, Minqiang Wang (2007), “Preparation and optical
characteristics of ZnSe nanocrystals doped glass by sol–gel in situ crystallization
method”, Optical Materials, 29, pp. 573–577.
16. Hongyi Qin, Wenping Jian, Yinan Zhang, Taesung Kim, Zhenhua Jiang, Dong
Jiang, Dahui Sun (2012), “A simple and novel route for the synthesis of water soluble
ZnSe quantum dots using the Nano-Se as the reaction intermediate”, Materials Letters,
67, pp. 28-31.
17. Hua Gong, Hui Huang, Liang Ding, Minqiang Wang, Kaiping Liu (2006),
“Characterization and optical properties of ZnSe prepared by hydrothermal method”,
Journal of Crystal Growth, 288, pp. 96– 99.
18. Hua Gong, Hui Huang, Minqiang Wang, Kaiping Liu (2007), “Characterization
and growth mechanism of ZnSe microspheres prepared by hydrothermal synthesis”,
Ceramics International, 33, pp. 1381– 1384.
19. Huanyong Li, Wanqi Jie (2003), “Growth and characterizations of bulk ZnSe
single crystal by chemical vapor transport”, Journal of Crystal Growth, 257, pp. 110–
115.
20. Yanbin Wang, Chunlei Wang, Shuhong Xu, Haibao Shao, Yuan Jiang, Fan Bo,
Zhuyuan Wang, Yiping Cui (2014), “One-pot synthesis of multicolor MnSe:ZnSe
nanocrystals for optical coding”, Journal of Colloid and Interface Science, 415, pp. 7-12.
21. Yaping Zhang, Yuhua Shen, Xiufang Wang, Ling Zhu, Bing Han, Lanlan Ge,
Yulun Tao, Anjian Xie (2012), " Enhancement of blue fluorescence on the ZnSe quantum
dots doped with transition metal ions”, Materials Letters,78, pp. 35-38.
22. Shi-Zhao Kang, Ladi Jia, Xiangqing Li, Lixia Qin, Jin Mu (2014), “Preparation
and optic properties of 3D ZnSe hierarchical nanostructure”, Ceramics International, 40,
pp. 699-702.
23. Jiang Hai-qing, Che Jun, LI Zhi-min, YAO Xi (2006), “A reduction approach to
prepare ZnSe nanocrystallites”, Trans. Nonferrous Met. SOC. China, 16, pp. 419-422.

ZnSe and doped ZnSe crystals grown by PVT”, Journal of Crystal Growth, 247, pp. 157–
165.
32. Sunirmal Jana, In Chan Baek, Mi Ae Lim, Sang Il Seok (2008), “ZnSe colloidal
nanoparticles synthesized by solvothermal method in the presence of ZrCl4”, Journal of
Colloid and Interface Science, 322, pp. 473-477.


33. Zhongli Lei, Xiangyu Wei, Shuxian Bi, Rongjian He (2008), “Reverse micelle
synthesis and characterization of ZnSe nanoparticles”, Materials Letters, 62, pp. 36943696.