ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
––––––––––––––––––––

LỤC THỊ KIM DUNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, PHÂN TÍCH HÌNH THÁI
CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA NANO
OXIT SẮT TỪ (Fe3O4) VÀ NANO OXIT KẼM (ZnO)
ỨNG DỤNG CHẾ TẠO BỘT CHỮA CHÁY

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2019
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
––––––––––––––––––––

LỤC THỊ KIM DUNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, PHÂN TÍCH HÌNH THÁI
CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA NANO
OXIT SẮT TỪ (Fe3O4) VÀ NANO OXIT KẼM (ZnO)
ỨNG DỤNG CHẾ TẠO BỘT CHỮA CHÁY
Chuyên ngành: Công nghệ hóa học
Mã ngành: 8 44 01 18



MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................ a
DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ .............................................................................b
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ......................................................................................2
1. GIỚI THIỆU ...........................................................................................................2
1.1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................2
1.2. Bột chữa cháy vô cơ .............................................................................................3
1.2. Oxit Sắt từ ............................................................................................................4
1.3. Oxit Kẽm ..............................................................................................................5
1.4. Phương pháp chế tạo nano oxit sắt và nano oxit kẽm ..........................................5
1.4.1. Phương pháp chế tạo nano oxit sắt....................................................................5
1.4.2. Phương pháp chế tạo nano oxit sắt....................................................................6
1.5. Ứng dụng của nano oxit sắt và nano oxit zẽm ...................................................11
1.5.1. Ứng dụng của nano oxit sắt .............................................................................11
1.5.2. Ứng dụng của nano oxit kẽm ..........................................................................12
CHƯƠNG 2. MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................17
2.1. Mục tiêu của đề tài .............................................................................................17
2.2. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................17
2.3. Hóa chất .............................................................................................................17
2.4. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu .................................................17
2.4.1. Phương pháp chế tạo vật liệu ..........................................................................17
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu hình thái, cấu trúc :.................................................19
2.5. Nghiên cứu khả năng hấp phụ khói và khí độc của vật liệu nano oxit sắt và
nano oxit kẽm ............................................................................................................24
2.5.1. Thử nghiệm khả năng hấp phụ khói và khí độc của vật liệu nano oxit sắt .....24
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................25


ZnO

Na no Oxit kẽm

CO2

khí cacbonic

PCCC

Phòng cháy chữa cháy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ
Hình:
Hình 1: Nano oxit kẽm được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel: (a) màng
mỏng nano oxit kẽm; (b) bột nano oxit kẽm. ...........................................9
Hình 2: Tiêu thụ kẽm oxit trên toàn thế giới ............................................................12
Hình 3: Sơ đồ biểu diễn tất cả các ứng dụng của ZnO đã được đề cập. ..................13
Hình 4: Ảnh hưởng của giá trị pH đối với kích thước hạt nano oxit sắt từ. ............25
Hình 5: Ảnh hưởng của tỷ lệ Fe2+/Fe3+ đối với kích thước hạt nano oxit sắt từ ......26
Hình 6: Phổ XRD của mẫu Fe3O4 không dùng chất hoạt động bề mặt (Fe3O4) và sử
dụng chất hoạt động bề mặt (Fe3O4/PEG 2% và Fe3O4/PEG 4%). .............28
Hình 7: Ảnh chụp hình thái bề mặt (SEM) của các mẫu (a) Fe3O4; (b)
Fe3O4/PEG 2%; (c) Fe3O4/PEG 4%; (d) phân bố kích thước hạt của

Hình 19: Phổ nhiễu xạ tia X trước và sau khi hấp phụ khí SO2 của Fe3O4 ..............45
Hình 20: Phổ IR của các mẫu Fe3O4 trước và sau khi hấp phụ khí độc SO2 ...........46
Hình 21: Lượng khí SO2 hấp phụ lên trên bề mặt Fe3O4 ở mỗi thời điểm xác định. .....46
Hình 22: Phổ nhiễu xạ tia X trước và sau khi hấp phụ khí HCN của Fe3O4............47
Hình 23: Phổ IR của các mẫu Fe3O4 trước và sau khi hấp phụ ................................48
Hình 24: Phổ nhiễu xạ tia X trước và sau khi hấp phụ 120 phút khí NOx của ZnO......49
Hình 25: Phổ IR của các mẫu ZnO trước và sau khi hấp phụ khí độc NOx ............50
Hình 26: Lượng khí NOx hấp phụ lên trên bề mặt ZnO ở mỗi thời điểm xác định. ......51
Hình 27: Phổ nhiễu xạ tia X trước và sau khi hấp phụ khí SO2 của ZnO ................51
Hình 28: Phổ IR của các mẫu ZnO trước và sau khi hấp phụ khí độc SO2 .............52
Hình 29: Lượng khí SO2 hấp phụ lên trên bề mặt ZnO ở mỗi thời điểm xác định. .......53
Hình 30: Phổ nhiễu xạ tia X trước và sau khi hấp phụ khí HCN của ZnO ..............54
Hình 31: Phổ IR của các mẫu ZnO trước và sau khi hấp phụ khí độc HCN ............55
Hình 32: Lượng khí HCN hấp phụ bởi ZnO ở mỗi thời điểm xác định..................55
Sơ đồ:
Sơ đồ 2.1. Quy trình tổng hợp nano oxit sắt .............................................................18
Sơ đồ 2.2. Quy trình tổng hợp nano oxit kẽm ..........................................................19

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, công nghệ Nano là một bước đột phá trong các
ngành Khoa học kỹ thuật. Đối tượng của ngành công nghệ này là vật liệu nano,
là vật liệu có kích thước rất nhỏ (từ 1 -100nm). Với kích thước nhỏ như vậy, các
vật liệu nano thể hiện nhiều đặc tính thú vị, ưu việt so với các các vật liệu thông
thường khác.

khó lường. Theo thống kê, trên cả nước đã xảy ra 4.114 vụ cháy nổ, làm chết 119
người, bị thương 270 người, thiệt hại về tài sản trị giá ước tính trên 2000 tỷ đồng.
Qua phân tích, tình hình cháy, nổ gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản chủ
yếu là cháy nhà dân, nhà liền kề và một số loại hình cơ sở kinh doanh như khu công
nghiệp, cây xăng, các cơ sở kinh doanh dịch vụ vui chơi giải trí như karaoke, vũ
trường, quán bar [1-3].
Theo số liệu thống kê thì hơn 80% người bị nạn do hỏa hoạn bị tử vong không
phải do sức nóng của lửa làm bỏng và bị thương mà đa phần do nhiễm khói độc
hoặc ngạt khói [4,5]. Thành phần chính của khói lửa gây hại tới sức khỏe là khí CO;
gần đây, khí hydrogen cyanide (HCN) đã được liệt vào danh sách các khí độc trong
khói của các vụ hỏa hoạn. Ngoài ra, khói trong các vụ hỏa hoạn còn có thể chứa các
hợp chất độc hại khác như: các hạt khói cacbon, khí CO2, HCl, NOx, SOx,
H2S…[6,7]
Khả năng loại bỏ khói và khí độc của các bột chữa cháy hóa học truyền thống
rất kém và không thể giải quyết các mối nguy hiểm do các hợp chất độc hại gây ra.
Do đó, cần phải có một yêu cầu thực tế về các phương pháp làm sạch khói, chữa
cháy và hấp thụ khói và khí độc trong các vụ hỏa hoạn.
Trong thời gian gần đây, việc sử dụng các vật liệu cấu trúc nano trong các loại
bột chữa cháy đang được nghiên cứu phát triển do nhiều tính năng ưu việt của loại
vật liệu này. Các vật liệu nano được sử dụng không chỉ để nâng cao độ trơn chảy
mà còn mang lại khả năng hấp phụ khói và khí độc của bột chữa cháy. [8]. Trong
đó, các hạt nano tinh thể có diện tích bề mặt riêng lớn như oxit sắt từ (Fe3O4) và
nano oxit kẽm (ZnO) đã thu hút được nhiều sự chú ý do phương pháp chế tạo đơn
giản, rẻ tiền, thân thiện với môi trường và có nhiều ứng dụng trong đời sống và
nghiên cứu.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




- Khả năng hoạt động trong một dải nhiệt độ rộng, từ -50 đến +60 °C; và đa
dạng về cách chữa cháy.
Những hạn chế của bột chữa cháy truyền thống:
- Do thành phần hóa học của bột là các muối có tính ăn mòn (đặc biệt là khi
bột bị ẩm), nên không sử dụng bột để chữa cháy cho các đám cháy của các thiết bị
có độ chính xác cao như các đám cháy thiết bị điện tử;
- Bột chữa cháy háo nước, hút ẩm, dễ bị vón cục, đóng tảng nên phức tạp khi
phun chúng vào vùng cháy. Chỉ có thể sử dụng biện pháp nén khí để đẩy bột vào
vùng cháy. Tầm phun xa của các loại lăng phun bột không quá 20 – 25m, đường
ống dẫn bột không được quá dài;
- Khi chữa các đám cháy lớn nên sử dụng kết hợp bột (để dập tắt ngọn lửa)
với bọt chữa cháy (để che phủ đám cháy, ngăn cháy trở lại);
- Bột chữa cháy không có tác dụng làm lạnh nên một số đám cháy có thể
bùng cháy trở lại;
- Khi chữa cháy trong các phòng kín gây bụi nhiều, do vậy người sử dụng
cần phải có thiết bị bảo vệ đường hô hấp.
1.3. Oxit Sắt từ
Oxit sắt từ là hợp chất hóa học có công thức Fe3O4. Nó được tìm thấy trong tự
nhiên và được biết đến với tên gọi magnetit. Nó chứa cả ion Fe2+ và Fe3+ và đôi khi
được biết đến với công thức FeO.Fe2O3. [27]
Oxit sắt từ được xếp vào nhóm vật liệu ferít là nhóm vật liệu từ có công thức
tổng quát MO.Fe2O3 và có cấu trúc spinel, trong đó M là một kim loại hoá trị 2 như
Fe, Ni, Co, Mn, Zn, Mg hoặc Cu. Trong mạng tinh thể này, các ion Oxi được sắp
xếp tạo thành 2 loại lỗ hổng: loại thứ nhất là lỗ hổng tứ diện (nhóm A) được giới
hạn bởi 4 ion oxy, loại thứ hai là lỗ hổng bát diện (nhóm B) được giới hạn bởi 6 ion

cấu trúc nano 1 chiều (1D), hai chiều (2D), hay ba chiều (3D). Bằng việc biến đổi
phương pháp chế tạo và sử dụng các tiền chất khác nhau, ta có thể thu được các cấu
trúc đặc biệt của oxit kẽm để ứng dụng cho các lĩnh vực khác nhau.
1.4. Phương pháp chế tạo nano oxit sắt và nano oxit kẽm
1.4.1. Phương pháp chế tạo nano oxit sắt
a) Phương pháp đồng kết tủa
Do tính đơn giản và khả năng sản xuất hàng loạt trong quy mô công nghiệp,
phương pháp đồng kết tủa là phương pháp phổ biến nhất để tổng hợp các hạt nano
sắt từ [29]. Trong phương pháp này, dung dịch ban đầu bao gồm muối Fe2+ và Fe3+
được kết tủa với dung dịch kiềm như NaOH và NH3.H2O. Thông thường, phản ứng
được xảy ra với tỷ lệ Fe2+/Fe3+ bằng 1/2, đôi khi một phần tỷ lệ thay đổi để bù cho
sự oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ [30–32]. Nói chung, cơ chế đồng kết tủa được chia
thành hai giai đoạn như sau: (1) kết tủa của hydroxit sắt và (2) hình thành ferrite sắt
dựa trên các phương trình sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




Theo lý thuyết, mặc dù các hạt tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa có độ
kết tinh cao hơn các phương pháp khác, tuy nhiên kích thước của các hạt này tương
đối lớn hơn với phân bố kích thước rộng, không thích hợp để sử dụng trong nhiều
ứng dụng sinh học [30, 31]. Để khắc phục nhược điểm này, việc sử dụng các
phương pháp thiết kế thử nghiệm và một số mô hình lý thuyết như mô hình Avrami
có thể hữu ích để kiểm soát các thông số động học như nhiệt độ, pH, tỷ lệ pha trộn
và tỷ lệ tích hợp của vật liệu ban đầu [32]. Ví dụ, sự gia tăng tốc độ trộn có thể dẫn
đến tạo mầm nhanh hơn và do đó hình thành các hạt nhỏ hơn [30-32]. Ngoài ra, sự
gia tăng nhiệt độ trong khoảng từ 20 đến 100 °C có thể giúp tăng tỷ lệ tạo mầm (do
bổ sung năng lượng kích hoạt) và độ kết tinh [32].
b) Phương pháp nhũ tương

Nguyên liệu ban đầu được sử dụng trong phương pháp cơ hóa chủ yếu là
ZnCl2 khan và Na2CO3. NaCl được thêm vào đóng vai trò như môi trường phản ứng
và chất tách các hạt nano. Oxit kẽm được hình thành, sau khi ZnCO3 được nung ở
nhiệt độ 400-800 °C. Quá trình như một toàn bộ bao gồm các phản ứng sau đây (1)
và (2).
ZnCl2 + Na2CO3 → ZnCO3 + 2NaCl
ZnCO3 → ZnO + CO2

(1)
(2)

b) Phương pháp kết tủa
Phương pháp kết tủa là một phương pháp được sử dụng rộng rãi để thu được
kẽm oxit, vì có thể thu được một sản phẩm có các thuộc tính lặp lại. Phương pháp
này liên quan đến việc kết tủa nhanh dung dịch muối kẽm sử dụng tác nhân kết tủa
để tạo ra tiền thân của ZnO từ dung dịch. Ở giai đoạn tiếp theo, tiền thân này trải
qua xử lý nhiệt để loại bỏ tạp chất, sau đó là nghiền. Quá trình kết tủa được kiểm
soát bởi các thông số như pH, nhiệt độ và thời gian kết tủa.
Ví dụ như: Tác giả Hong và cộng sự [21] đã tổng hợp kẽm oxit bằng kẽm
axetat Zn(CH3COO)2.H2O và amoni cacbonat (NH4)2CO3. Sau đó poly ethylene
glycol (M=10.000) được thêm vào với vai trò là chất hoạt động bề mặt. Kết tủa thu
được được nung ở 450 °C trong 3 giờ để tạo ra ZnO có kích thước hạt 40 nm.
5Zn(CH3COO)2.H2O + 5(NH4)2CO3 → Zn5(CO3)2(OH)6 + 10NH4OOCCH3 + 2H2O (3)
Zn5(CO3)2(OH)6 → 5ZnO + 2CO2 + 3H2O
(4)
Ngoài ra, Trong một báo cáo của tác giả Jia và các đồng nghiệp [22][22], cơ chế
hình thành ZnO bằng cách nung nóng dung dịch muối kẽm (Zn (CH3COO)2) và
amoni hydroxit (NH4OH) ở 85 °C cũng đã được đề xuất. Sự mất nước của dạng
trung gian ổn định ɛ-Zn(OH)2 thành ZnO được quan sát thấy phụ thuộc vào thời


hóa thành gel (Hình 1b).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




Hình 1: Nano oxit kẽm được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel: (a) màng mỏng
nano oxit kẽm; (b) bột nano oxit kẽm.
d) Phương pháp thủy nhiệt
Phương pháp thủy nhiệt không yêu cầu sử dụng dung môi hữu cơ hoặc quá
trình chế biến thêm cho sản phẩm thu được (nghiền và nung). Điều đó mang đến 1
kỹ thuật tổng hợp đơn giản và thân thiện với môi trường. Quá trình tổng hợp diễn ra
trong autoclave, nơi hỗn hợp chất tiền chất được làm nóng dần dần đến nhiệt độ
100–300 °C và duy trì trong nhiều giờ, sau đó được làm nguội tự nhiên. Quá trình
này có nhiều ưu điểm, bao gồm cả khả năng tiến hành tổng hợp ở nhiệt độ thấp,
nhiều hình dạng và kích thước của tinh thể thu được được biến đổi bằng các thay
đổi thành phần của hỗn hợp bắt đầu, nhiệt độ quá trình tổng hợp và áp suất, mức độ
kết tinh cao và độ tinh khiết cao của vật liệu thu được [25, 26].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




Một ví dụ về phản ứng thủy nhiệt là tổng hợp oxit kẽm theo đề xuất của tác
giả Chen và các cộng sự [27], sử dụng ZnCl2 và NaOH theo tỉ lệ 1: 2, trong dung
môi nước. Quá trình diễn ra theo phương trình phản ứng (8):
ZnCl2 + NaOH →Zn(OH)2 + 2NaCl



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




Các phân tích SEM và XRD được thực hiện để đánh giá độ tinh khiết và hình
thái bề mặt của bột ZnO thu được. Chúng cho thấy rằng phản ứng có thể diễn ra
trong nhiều pha khác nhau, cả trong pha nước và pha hữu cơ. Và các điều kiện của
quá trình (nhiệt độ, chất nền và tỷ lệ của các thành phần hai pha) ảnh hưởng đến
kích thước của các hạt và vị trí của các pha của chúng. Oxit kẽm thu được với các
hình dạng hạt khác nhau (dạng hạt không đều, hình dạng kim, hình cầu và hình lục
giác) và đường kính trong khoảng: 2–10 µm, 90–600 nm, 100–230 nm và 150 nm
tương ứng, tùy thuộc vào điều kiện quá trình.
1.5. Ứng dụng của nano oxit sắt và nano oxit zẽm
1.5.1. Ứng dụng của nano oxit sắt
a) Phân tách và chọn lọc tế bào
Trong y sinh học, người ta thường xuyên phải tách một loại thực thể sinh học
nào đó ra khỏi môi trường của chúng để làm tăng nồng độ khi phân tích hoặc cho
các mục đích khác. Phân tách tế bào sử dụng các hạt nano từ tính là một trong
những phương pháp thường được sử dụng. Quá trình phân tách được chia làm hai
giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Đánh dấu thực thể sinh học cần nghiên cứu.
- Giai đoạn 2: Tách các thực thể được đánh dấu ra khỏi môi trường bằng từ trường.
Một trong những nhược điểm của hóa trị liệu đó là tính không đặc hiệu. Khi
vào trong cơ thể, thuốc chữa bệnh sẽ phân bố không tập trung nên các tế bào mạnh
khỏe bị ảnh hưởng do tác dụng phụ của thuốc. Chính vì thế việc dùng các hạt từ
tính như là hạt mang đến vị trí cần thiết trên cơ thể (thông thường dùng điều trị các
khối u ung thư) đã được nghiên cứu từ những năm 1970, những ứng dụng này được
gọi là dẫn truyền thuốc bằng hạt từ tính.



Hình 3: Sơ đồ biểu diễn tất cả các ứng dụng của ZnO đã được đề cập.
a). Ngành công nghiệp nhựa
Sản xuất oxit kẽm toàn cầu lên đến khoảng 10 5 tấn mỗi năm, lượng này tiêu
thụ chính bởi ngành cao su để sản xuất các sản phẩm cao su khác nhau có liên kết
ngang [29]. Độ dẫn nhiệt của cao su silicone nguyên chất điển hình là tương đối
thấp; tuy nhiên, nó có thể được cải thiện bằng cách thêm chất độn dẫn nhiệt nhất
định, bao gồm bột kim loại, oxit kim loại và các hạt vô cơ. Một số loại bột dẫn
nhiệt, như Al2O3, MgO, Al2N3, SiO2, ZnO,... có thể cải thiện độ dẫn nhiệt của cao
su silicone trong khi vẫn giữ được điện trở cao, và do đó hứa hẹn các ứng cử viên
như vật liệu kỹ thuật hiệu suất cao. Sự kết hợp của chất độn nano có thể đạt được độ
dẫn nhiệt cao ngay cả ở một hàm lượng tương đối thấp. Kẽm oxit là một tác nhân
liên kết chéo rất hiệu quả và thường được sử dụng cho các chất đàn hồi carboxyl
hóa [30, 31]. Nó có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm cao su hóa với độ
bền kéo, khả năng chống mòn, độ cứng và độ trễ cao [32].
b). Ngành dược phẩm và mỹ phẩm
Do đặc tính kháng khuẩn, khử trùng và sấy khô của nó [33, 34], kẽm oxit được
sử dụng rộng rãi trong sản xuất các loại thuốc khác nhau. Trước đây, nó được sử
dụng như một loại thuốc uống cho bệnh động kinh, và sau đó là tiêu chảy. Hiện nay
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




nó được áp dụng ở dạng thuốc mỡ và kem, và hiếm khi ở dạng bột bụi và bột lỏng.
ZnO có các đặc tính làm tăng tốc độ lành vết thương, vì vậy nó được sử dụng trong
các chất da liễu chống lại viêm và ngứa. Ngoài ra nó được sử dụng trong nha khoa,
chủ yếu là một thành phần của bột nhão nha khoa, và cũng cho chất trám tạm thời.
ZnO cũng được sử dụng trong nhiều loại sản phẩm dinh dưỡng và chế độ ăn uống

ứng dụng trong thiết bị điện tử và công nghệ điện [41]. Dải năng lượng rộng (3,37
eV) và năng lượng liên kết cao (60 meV) ở nhiệt độ phòng, cho nên oxit kẽm có thể
được sử dụng trong quang điện tử và thiết bị điện tử , trong các thiết bị phát ra sóng
âm bề mặt, trong các máy phát trường, trong các cảm biến, trong các laser UV, và
trong các pin mặt trời. ZnO cũng thể hiện hiện tượng phát quang (chủ yếu là phát
quang ánh sáng - phát xạ ánh sáng dưới sự tiếp xúc với bức xạ điện từ). Do đó, nó
được sử dụng trong FED (thiết bị hiển thị phát xạ trường), chẳng hạn như tivi. Nó
vượt trội hơn các vật liệu thông thường, lưu huỳnh và phốt pho (các hợp chất trưng
bày lân quang), bởi vì nó có khả năng chống tia cực tím, và cũng có độ dẫn điện cao
hơn. Các đặc tính phát quang của oxit kẽm phụ thuộc vào kích thước của các tinh
thể của hợp chất, khuyết tật trong cấu trúc tinh thể, và cũng ở nhiệt độ [42]. ZnO là
chất bán dẫn, và màng mỏng được làm bằng vật liệu đó có độ dẫn điện cao và tuyệt
vời tính thấm qua các tia nhìn thấy được. Những tính chất này có nghĩa là nó có thể
được sử dụng để sản xuất các điện cực có thể thấm ánh sáng trong pin mặt trời. Nó
cũng có tiềm năng sử dụng như một điện cực trong suốt thiết bị quang điện và phát
quang, và là một vật liệu đầy hứa hẹn cho phát ra tia cực tím thiết bị.
Kẽm oxit cũng được sử dụng trong các cảm biến khí. Nó là vật liệu ổn định có
độ chọn lọc yếu đối với các loại khí cụ thể có thể được cải thiện bằng cách thêm các
nguyên tố khác. Nhiệt độ làm việc của ZnO là tương đối cao (400–500 °C), nhưng
khi sử dụng các hạt nanomet, chúng có thể giảm xuống 300 °C. Độ nhạy của các
thiết bị này phụ thuộc vào độ xốp và kích thước hạt của vật liệu; độ nhạy tăng khi
kích thước của các hạt oxit kẽm giảm. Nó thường được sử dụng để phát hiện CO và
CO2 (trong các mỏ và thiết bị báo động), nhưng cũng có thể được sử dụng để phát
hiện các loại khí khác (H2, SF6, C4H10, C2H5OH). Các oxit kẽm được sử dụng
trong sản xuất thiết bị như vậy thu được bằng một nhiều phương pháp (lắng đọng
hơi hóa học, nhiệt phân sol khí hoặc quá trình oxy hóa kẽm kim loại); nó là quan
trọng để kiểm soát nhiệt độ quá trình, vì điều này xác định các tính chất của sản
phẩm [43].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN


Trong phần nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng các loại vật liệu sau:
- Sắt (II) clorua (FeCl2.4H2O) và sắt (III) clorua (FeCl3.6H2O) của Xilong
scientific Co, (Trung Quốc) Với độ tinh khiết ≥ 98%
- Polyethylene glycol (PEG, M=6000) của Merck (Đức)
- Ammonium hydroxide (NH4OH, 25~28% khối lượng) của Trung Quốc
- Kẽm Nitrat (Zn(NO3)2.6H2O, độ tinh khiết ≥ 98%) ) của Trung Quốc
- Natri hydroxit (NaOH, độ tinh khiết ≥ 98%) của Trung Quốc
- Natri xyanua (NaCN, độ tinh khiết ≥ 98%) của Trung Quốc
- Natri sunfurit (Na2SO3, độ tinh khiết ≥ 98%) của Trung Quốc
- Axit sunfuric (H2SO4, 98%) của Trung Quốc
- Axit nitric (HNO3, 60%) của Trung Quốc
- Niken kim loại (Ni, ≥ 99,99%) của Trung Quốc
- Silicagel (SiO2) của Trung Quốc
2.4. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp chế tạo vật liệu
2.4.1.1. Nghiên cứu chế tạo nano oxit sắt từ bằng phương pháp đồng kết tủa
Do tính đơn giản và khả năng sản xuất hàng loạt trong quy mô công nghiệp,
phương pháp đồng kết tủa là phương pháp phổ biến nhất để tổng hợp các hạt nano
magnetit. Trong kỹ thuật này, dung dịch ban đầu bao gồm muối Fe2+ và Fe3+ được
khử với dung dịch kiềm như NaOH và NH3.H2O. Thông thường, phản ứng được
xảy ra với tỷ lệ Fe2+/Fe3+ bằng 1/2, đôi khi một phần tỷ lệ thay đổi để bù cho sự oxy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN