THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
MỤC LỤC

OBO
OK S
.CO
M

MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: TỔNGQUAN
1. Một số khái niệm cơ bản
1.1. Vật liệu nano

1.2 Hạt Ag có kích thước nanometers
1.3 Một số tính chất và ứng dụng

2. Các phương pháp chế tạo hạt nano Ag
2.1 Phương pháp quang hóa
2.2 Phương pháp hóa khử

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM

1. Chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp quang hóa
2. Phép đo phân tích cấu trúc

3. Quan sát ảnh hình thái ( TEM )
4. Phép đo phổ hấp thụ UV Vis

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Kết quả chế tạo mẫu

3.2 Kết quả phân tích cấu trúc
3.3 Kết quả chụp ảnh TEM
KẾT LUẬN

KIL

3.4 Kết quả đo phổ hấp thụ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

Bạc là môt trong số những kim loại được con người biết đến và được sử
dụng sớm nhất. Từ lâu bạc đã được con người dùng làm đồ trang trí, trang sức

KIL
OBO
OKS
.CO
M

và bạc còn được dùng làm thuốc chữa bệnh. Cho đến tận ngày nay bạc vẫn là
một kim loại quý.

Hạt nano kim loại là một khái niệm dùng để chỉ các hạt có kích thước

nano được tạo thành từ các kim loại. Người ta biết rằng hạt nano kim loại như
hạt nano vàng nano bạc đã được sử dụng từ hàng nghìn năm trước. Nổi tiếng
nhất có thể là chiếc cốc Lycurgus được người La Mã chế tạo vào khoảng thế kỉ
thứ tư trước Công nguyên và hiện nay được trưng bày ở bảo tàng Anh. Nhưng
người đặt nền móng đầu tiên về nghiên cứu hạt nano kim loại là Michael
Faraday. Những nghiên cứu của ông đó là phương pháp chế tạo, tính chất và ứng
dụng của hạt nano vàng.

Nhưng chỉ vài chục năm gần đây, nghiên cứu về kim loại quý đặc biệt là
vàng, bạc thu hút được sự chú ý của nhiều nhà khoa học nhờ những tính chất lí
thú về tính chất điện, quang, xúc tác, hiện tượng cộng hưởng plasmon, khả năng
diệt khuẩn...

Với những tính chất đặc biệt, ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và điều quan
trọng là hạt nano bạc có thể được chế tạo bằng nhiều phương pháp: dùng những
nguyên liệu đơn giản, phương pháp chế tạo đơn giản.Với những lí do nêu trên
chúng tôi thực hiện khóa luận: Chế tạo hạt nano bạc sử dụng bức xạ tia X.
Đề tài của chúng tôi được tiến hành khá thuận lợi, vì đã có một số công
trình nghiên cứu và báo cáo khoa học chế tạo hạt vàng bằng phương pháp quang
hóa.

Mục đích của đề tài: Chế tạo hạt bạc có kích thước nano sử dụng tác nhân
là bức xạ tia X dơn sắc Kα. Khảo sát tính chất của hạt nano bạc như phổ nhiễu
xạ tia X, sự phụ thuộc kích thước hạt theo nồng độ và thời gian phản ứng, sự
thay đổi của phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến theo thời gian và nồng độ.
2





KIL
OBO
OKS
.CO
M

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

3



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
CHNG I: TNG QUAN
1.1. CC KHI NIM C BN:

KIL
OBO
OKS
.CO
M

1.1.1 Vt liu nano:

Vt liu nano l vt liu trong ú cú ớt nht mt chiu cú kớch thc c
nanometers. Ngy nay cụng ngh ch to ht nano v cỏc tớnh cht ca chỳng
ang c nhiu nh khoa hc nghiờn cu. Lớ do chớnh l khi t n kớch thc
nanometers cỏc tớnh cht húa lý cỳa vt liu cú th khỏc xa hon ton so vi vt
liu cú kớch thc ln hn.


Cú nhiu cỏch phõn loi,v c bn ta cú th phõn loi nh sau:
V hỡnh dỏng vt liu ta cú cỏc loi sau:

Vt liu nano khụng chiu: vt liu m ba chiu u cú kớch thc
nano, vớ d: chm lng t, ht nano...

Vt liu nano mt chiu: vt liu trong ú hai chiu cú kớch thc
nano, vớ d: dõy nano, ng nano...

Vt liu nano hai chiu: vt liu trong ú mt chiu cú kớch thc
nano, vớ d: mng mng

Ngoi ra cũn cú vt liu cú cu trỳc nano hay nanocomposite trong ú ch
cú mt phn ca vt liu cú kớch thc nm.
1.1.2 Ht Ag cú kớch thc nanometers:

Trong nhng nm gn õy, vic ch to ht nano bc v tớnh cht ca nú
thu hỳt c nhiu s quan tõm ca cỏc nh khoa hc. Ngy nay vi cỏc thit b
hin i cỏc nh khoa hc tip tc nghiờn cu loi vt liu ny a vo ng
dng.

Ht nano bc l ht nano c sn xut t vt liu khi bc hoc ion Ag+
t cỏc mui bc (vớ d mui AgNO3).
4



THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Ht nano bc c quan tõm nghiờn cu khụng ch vỡ cỏc tớnh cht c
bit ca vt liu nano nh hiu ng b mt, hiu ng cng hng plasmon

Ngoi tớnh cht trờn, ht nano bc cũn cú kh nng dit khun. Ht nano bc cú

KIL
OBO
OKS
.CO
M

kớch thc nano s phỏt huy ti a kh nng khỏng khun ca bc. Ht nano bc
l mt vt liu cú tớnh ng dng rt cao, c bit, trong x lý mụi trng v sinh
hc.

1.2 MT S TNH CHT V NG DNG
1.2.1 Tớnh cht quang:

Ht nano bc hp th mnh ỏnh sỏng kh kin khi tn s ca ỏnh sỏng ti
cng hng vi tn s dao ng plasma ca cỏc in t dn trờn b mt ht bc,
hin tng ny c gi l hin tng cng hng plasmon b mt ( surface
plasmon resonane, SPR ). Chớnh hin tng ny lm cho ht nano bc trong thy
tinh cú mu sc khỏc nhau khi ỏnh sỏng truyn qua. iu ny cú th gii thớch
c do s dao ng tp th ca cỏc in t dn n t quỏ trỡnh tng tỏc vi
súng in t. Khi dao ng nh vy, cỏc in t s phõn b li trong ht nano
bc lm cho ht nano bc b phõn cc in to thnh lng cc in. Keo vng
cng cú tớnh cht ging ht nano bc ú l hp th mnh ỏnh sỏng vựng kh kin
v cng xy ra hin tng cng hng plasmon b mt. Hỡnh 1.1 ch ra quỏ trỡnh
dao ng tp th ca cỏc in t trờn b mt ht vng, tng ng vi mt
lng cc in dao ng. [5]

5





KIL
OBO
OKS
.CO
M

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN

.

Hỡnh 1.1: Quỏ trỡnh dao ng tp th ca cỏc in t trờn b mt ht vng,
tng ng vi mt lng cc in dao ng.

Mie ó a ra cỏc tớnh toỏn gii thớch hin tng ny cho cỏc ht hỡnh
cu v ch ra c rng bc súng cng hng v v trớ nh cc i ph thuc
vo kớch thc ca keo vng.

Hỡnh 1.2 ch ra ph hp th ca keo vng in hỡnh hn na khi ht cú kớch
thc khụng phi l cu thỡ cú th xut hin thờm mode dao ng khỏc ca cỏ
ht vng dn n s thay i ca ph hp th.

Hỡnh 1.2: Ph hp th ca keo vng in hỡnh [5].
6



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

Thuyết Mie:
Sự dịch chuyển đỉnh của phổ hấp thụ về phía bước sóng cộng hưởng được
giải thích bằng thuyết Mie .

KIL
OBO
OKS
.CO
M

Như đã trình bày ở mục trên: Tính chất quang của các hạt nano chủ yếu là
do dao động tập thể của các điện tử dẫn tương tác với bức xạ điện từ. Điện
trường do bức xạ tới gây ra các lưỡng cực trong hạt nano. Lực hồi phục trong
hạt nano bạc sẽ cân bằng lại các lưỡng cực kết quả là chỉ có một bước sóng cộng
hưởng duy nhất.

Giải phương trình Maxwell đối với tần số ánh sáng được xét như sóng
phẳng tán xạ từ hạt nano hình cầu. Ngoại trừ ở bề mặt hạt, ánh sáng được coi
như truyền thẳng trong môi trường đẳng hướng, đồng nhất. Trong trường hợp
∇2E + k 2E = 0
∇2 H + k 2H = 0

đó, phương trình Maxwell có dạng:
(2.6)

σ ext (ω ) là số hạng tỉ lệ thông lượng nhiễu xạ trong chiều tiến của thông

lượng vào.

Với các hạt kích thước nano có đường kính hạt là R, hàm điện môi phức:

ε(ω) = ε 1 (ω)+ i ε 2 ( ω) phụ thuộc hằng số điện môi εm theo phương trình:
σ ext (ω ) = 9

ω
c

ε m3 / 2V

ε 2 (ω )
2
[ε 1 (ω ) + 2ε m ]2 + ε 2 (ω )

(2.7)

khi ε 1 (ω ) = -2εm sẽ xuất hiện đỉnh hấp thụ

Khi đó sự định hướng trường dao động điện trường phải tương ứng. Biểu
thức Gauss trong trường hợp đó là:
σ ext =

ω

3c

ε

(1 / P )ε
V∑
{ε + [(1 − P )/ P ]ε }
2

j

3/ 2
m

2

2

j

1

j

j

m

+ ε 22

(2.8)

với Pj là hệ số khử từ cho các trục ( A> B = C) được định nghĩa như sau:
PA =

với

1 − PA
1 − e2  1 1 + e  

ln
 − 1 ; PB = PC =

2
2
e  2e  1 − e  

  B 2 
e = 1 −   
  A  

1/ 2

1 

= 1 − 2 
 R 

(2.9)

1/ 2

, với a,b là tỉ số mặt

7



THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Bước sóng của đỉnh hấp thụ được tính theo cơng thức:

λmax = Aε m

b
− Bε m + C
a

(2.10)

KIL
OBO
OKS
.CO
M

với A, B, C là các hằng số.
Khi kích thước hạt tăng thì đỉnh của phổ hấp thụ dịch chuyển về phía
bước sóng cộng hưởng.

Ngồi ra, mật độ hạt nano bạc cũng ảnh hưởng đến tính chất quang. Nếu
mật độ lỗng thì có thể coi như gần đúng hạt tự do, nếu nồng độ cao thì phải tính
đến ảnh hưởng của q trình tương tác giữa các hạt.

Điều này có thể được giải thích bằng: Định luật hấp thụ ánh sáng (
Định luật Lambert-Beer):

Xét trường hợp, chiếu một ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ và cường độ
I 0 đi qua một lớp dung dịch chất tan đồng nhất có nồng độ C, bề dày lớp dung
dịch là l. Khi đi qua lớp dung dịch một phần ánh sáng bị hấp thụ, một phần bị
phản xạ, phần còn lại đi qua lớp dung dịch có cường độ I.


Mối liên hệ giữa I và I 0 được biểu diễn qua định luật Lambert-beer:
I=I0.10-k.l.C

(2.4)

Độ hấp thụ D của dung dịch được tính:
D=lg

I0
=k(λ).l.C
I

(2.5)

Với k(λ) là hệ số hấp thụ phân tử. Hệ số này thay đổi theo λ và có giá trị
đặc trưng cho từng chất.

Đường cong hấp thụ là sự phụ thuộc của k theo bước sóng:
k = f(λ).

Đường cong hấp thụ của những chất khác nhau là khác nhau.

Khi k và l khơng đổi thì D sẽ phụ thuộc tuyến tính vào C. Độ hấp thụ D ta có thể
biết được sự biến đổi nồng độ chất trong q trình phản ứng.

Đây chính là cơ sở của phép phân tích định tính, định lượng các chất.
1.2.2 Tính chất từ:

8




THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
trng thỏi khi, bc cú tớnh nghch t do s bự tr cp in t. Khi thu
nh kớch thc n kớch thc nano thỡ s bự tr trờn s khụng ton din na v
ht nano bc cú t tớnh tng i mnh.

KIL
OBO
OKS
.CO
M

1.2.3 Tớnh cht in:

Bc l mt trong s nhng kim loi dn in tt nht trong cỏc kim loi.
Khi kớch thc ca vt liu gim dn v kớch thc c nanometers, hiu ng
lng t do giam hóm lm ri rc húa cu trỳc vựng nng lng. H qu ca quỏ
trỡnh lng t húa ny i vi ht nano bc l xut hin mt hiu ng gi l hiu
ng chn Coulomb (Coulomb blockade) lm cho ng I-U b nhy bc, vi giỏ
tr mi bc sai khỏc nhau mt lng e/2C i vi U v e/RC i vi I, trong ú e
l in tớch ca in t, C v R l in dung v in tr khong ni ht nano vi
in cc.

1.2.4 Tớnh cht nhit

Nhit núng chy ca bc nguyờn cht dang khi l khỏ ln. Khi kớch
thc bc gim xung c nanometers thỡ nhit núng chy ca bc gim
xung thp hn ( xp x vi trm C ) .


1.2.5 Mt s ng dng ca ht nano bc:

Ngi ta phỏt hin ra rng bc súng m ti ú b hp th mnh c bin
i thnh nhit nng trong khong thi gian rt ngn nh c pico giõy. Nh vy
nu ta gn cỏc ht nano bc ny vo cỏc t bo, sau ú chiu laser ti bc súng
xy ra hp th cc i plasmon thỡ cỏc ht nano bc s hp th photon v ngay
lp tc chuyn thnh nhit nng, lm cho nhit xung quanh ht bc tng lờn
nhanh chúng, nú s phỏ v vt cht xung quanh nú. iu ny cú ng dng ln
trong iu tr bnh ung th.

Ngoi ra bc cũn cú kh nng dit khun, khi gp vi khun, virus hay nm
cỏc ht bc s cú xu hng ly in t hoc oxy t c quan hụ hp ca ca vi
khun to ra oxit bc,s ngn khụng cho chỳng th, cn tr quỏ trỡnh trao i
9



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
chất do đó diệt được vi khuẩn. Khả năng diệt khuẩn của bạc sẽ cao hơn rất nhiều
khi ta sử dung hat nano bạc, vì khi đó xảy ra hiệu ứng bề mặt (hiệu ứng bề mặt
nguyên tử).

KIL
OBO
OKS
.CO
M

là hiệu ứng số nguyên tử nằm trên bề mặt chiếm tỉ phần đang kể so với tổng số


1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO HẠT NANO BẠC :
Hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau để chế tạo dung dịch hạt nano
bạc, có hai phương pháp chính sau đây:

Phương pháp từ trên xuống là phương pháp tạo hạt nano bạc từ vật liệu
khối ban đầu. Phương pháp từ trên xuống thường được sử dụng là phương pháp
ăn mòn laser.

Phương pháp từ dưới lên là tạo hạt nano từ các ion hoặc các nguyên tử
kết hợp lại với nhau. Phương pháp từ dưới lên bao gồm các phương pháp sau:
Phương pháp khử hóa học, Phương pháp khử vật lí, Phương pháp khử hóa lí,
Phương pháp khử sinh học...

Đối với hạt nano bạc thì phương pháp thường được áp dụng là phương
pháp từ dưới lên. Nguyên tắc là khử ion Ag+ để tạo thành các nguyên tử Ag0.
Các nguyên tử sẽ liên kết với nhau tạo ra hạt nano.
1.3.1 Phương pháp quang hóa:

Phương pháp quang hóa là phương pháp từ dưới lên. Phương pháp quang
hóa là phản ứng xảy ra dưới tác dụng của bức xạ. Trong phương pháp này chúng
tôi gây phản ứng quang hóa bằng tia X trong môi trường Triton X-100 ( Octyl
phenol Ethoxylate ) hay còn gọi là TX-100 không chỉ đóng vai trò chất tham gia
phản ứng quang hóa mà nó còn đóng vai trò chất ổn định hạt nhằm tránh kết
đám với nhau theo thời gian.

Quá trình đầu tiên là quá trình oxi hóa TX-100 gây ra bởi các gốc OH/H
sinh ra do quá trình quang phân nước.
10




THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
H2O→ H++OHR-OCH2CH2OH→R-OCH2CH+-OH+ H2O
R-OCH2CH+-OH có tính khử mạnh sẽ khử các ion bạc thành nguyên tử

KIL
OBO
OKS
.CO
M

bạc theo phản ứng

R-OCH2CH2OH+ Ag+ → Ag0+R-OCH2CHO

Hơn nũa năng lượng liên kết giữa các nguyên tử kim loại này có năng
lượng lớn hơn năng lượng liên kết của chúng với dung môi. Do đó chúng kết lại
với nhau theo phản ứng.
Ag0 +Ag

Ag +2

Cứ như vậy các ion bị hút lên bề mặt của bạc và bị khử, làm cho kích
thước của hạt bạc ngày càng lớn lên. Quá trình trên được mô tả bằng sơ đồ sau:
Agx+

Ag(x-1)+

Ag0


Ag 1+

Ag 22+
.
.
.

Ag nx +

Hình 1.3 Quá trình hình thành hạt bạc.

1.3.2 Phương pháp hóa khử:
11



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Đây là phương pháp chế tạo đơn giản. Phương pháp khử hóa học là dùng
các tác nhân hóa học để khử ion kim loại thành kim loại. Các hạt bạc được tạo
thành nhờ phản ứng khử giữa Ag+ với các tác nhân khử. Tác nhân khử được

KIL
OBO
OKS
.CO
M

dùng thường là: Sodium Borohydride NaBH4, Ethylene Glycol, Ethanol ( cồn
)...Có thể sử dụng chất hoạt hóa bề mặt để tránh sự kết đám khi hạt nano được
hình thành.


Với phương pháp này ta có thể điều khiển kích thước hạt bằng cách tăng
hoặc giảm nồng độ của Ag+ trong dung dịch phản ứng.

Hình 1.3 cho ta biết quá trình chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp này.

Hình 1.3 Quá trình chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp hóa khử.
Trong vài năm trở lại đây, đã có một số công trình nghiên cứu chế tạo keo
vàng sử dụng phương pháp quang hóa và phương pháp hóa khử tại trường
ĐHKHTN-ĐHQGHN. Hình 1.4 chỉ ra quy trình chế tạo keo vàng bằng phương
pháp quang hóa.

12




KIL
OBO
OKS
.CO
M

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

Hình 1.4 Quy trình chế tạo keo vàng bằng phương pháp quang hóa.
Quy trình chế tạo keo vàng bằng phương pháp hóa khử được chỉ ra ở hình 1.5.

13




THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Au3+

KIL
OBO
OKS
.CO
M

Na3C6H5O7

Cốc + dd H2O

Cốc + dd H2O

Cốc

Dung dịch

Na3C6H5O7 ’
Khuấy đều 20

Khuấy đều trong 5’
Au3+/Sodium Citrat

Keo vàng

Khuấy đều trong 5’


Keo vàng

Đun sôi trong 10’ và khuấy mạnh

Để nguội đến nhiệt độ phòng, vẫn khuấy đều

Hình 1.5 Quy trình chế tạo keo vàng bằng phương pháp hóa khử.
Với những tính chất đặc biệt và những ứng dụng trong thực tế kết hợp với
những phương pháp chế tạo có khả năng thực hiện được tại khoa vật lý, chúng
tôi đã lựa chọn hướng nghiên cứu chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp quang
hóa sử dụng nguồn bức xạ là tia X của ống Cu ( Kα ).

14




KIL
OBO
OKS
.CO
M

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN

CHNG 2: THC NGHIM

2.1. CH TO HT NANO BC BNG PHNG PHP QUANG HểA:
ch to ht nano bc bng phng phỏp quang húa s dng tỏc nhõn

bc x l tia X, chỳng tụi ó s dng cỏc tin chõt ban u gm cú: AgNO 3 v
Octylphenol Ethoxylate cũn cú tờn thng mi l Triton X-100 (TX-100). Dung
dch AgNO 3 c pha ch bng cỏch hũa tan AgNO 3 trong nc ct hai ln ( dd
H2O) vi t l phự hp. Dung dch sau khi pha ch rt nhy vi ỏnh sỏng, vỡ vy
cn c bo qun trong búng ti, trỏnh tip xỳc trc tip vi ỏnh sỏng.
TX-100 l mt cht kh, cú kh nng n mũn, v thng c dựng lm
cht ty ra. c im ca TX-100 l cú nht v dớnh t b mt cao, hũa
tan hon ton trong nc ngay nhit phũng. Dung dch TX-100 c pha
ch bng cỏch hũa tan TX-100 trong dd H2O vi t l xỏc nh s dng mỏy
khuy t. Chỳng tụi ó pha ch sn mt lng ln dung dch TX-100 v dung
dch AgNO 3 v bo qun trong búng ti cú th tin hnh nhiu thớ nghim
liờn tip trong mt khong thi gian di.

Trong thớ nghiờm ca chỳng tụi,tỏc nhõn kh l tia X. c thc hin trờn
h mỏy Bruker D5005 ti phũng 110 nh T1 trng HKHTN-HQGHN

15




KIL
OBO
OKS
.CO
M

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

Hình 2.1:Hệ máy XRD D5005 và cơ cấu dùng để chế tạo hạt nano bạc

Nguồn tia X là bức xạ Kα của đồng bước sóng 1,54056 Ǻ. Thực nghiệm được
thực hiện ở nhiệt độ phòng.

Hình 2.2 Phổ bức xạ tia X của Cu khi chưa lọc đơn sắc
Quy trình chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp quang hóa được trình bày
trên hình 2.3.

16



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Hình

dd H 2 O

2.3:

KIL
OBO
OKS
.CO
M

Quy
Dung dịch TX100

Hỗn hợp

Dung dịch AgNO 3


Ag+ /TX-100

Rung siêu âm trong 10 phút

Hạt nano bạc

Chiếu tia X trong 1h

trình
chế
tạo
hạt
nano
bạc
bằng
phươn
g
pháp
quang
hóa

Các dung dịch TX-100 và AgNO 3 với tỉ lệ mol xác định được đưa vào cốc
phản ứng với dung tích 50 ml. Hỗn hợp trên được khuấy đều bằng máy rung
siêu âm trong 10 phút.

Các hạt nano bạc được hình thành và phát triển khi hỗn hợp Ag+ /TX-100
được khuấy đều và chiếu bằng tia X trong vòng 60 phút. Sau phản ứng dung
dịch có mầu tùy theo nồng độ hay thời gian phản ứng.


Một số mẫu nano bạc do chúng tôi chế tạo bằng phương pháp quang hóa
với tỉ lệ các chất tham gia phản ứng khác nhau được liệt kê ở bảng 2.1.

17



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

Kí hiệu

Nồng độ

Ag+ Nồng độ TX-100 Thời gian chiếu

T1
T2
T3
T4

(mM)

tia X

KIL
OBO
OKS
.CO
M


(mM)
0,108
0,084
0,06

0,072

10
10

10

10

Bả
ng
2.1

60΄

Mẫ
u

60΄

chế
tạo

60΄


bằn
g

60΄

ph
ươ

ng pháp quang hóa với nồng độ các chất tham gia phản ứng khác nhau.
Một loạt mẫu hạt nano bạc cũng đã được chế tạo bằng phương pháp quang
hóa nhưng với thời gian chiếu tia X khác nhau.

Bảng 2.2 chỉ ra mẫu chế tạo bằng phương pháp quang hóa với thời gian
chiếu khác nhau.

Kí hiệu

T5

Nồng độ Ag+

Nồng độ TX-

Thời gian chiếu

( mM)

100 (mM)

tia X


0,084

10

10’
18



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
0,084

10

30’

T7

0,084

10

45’

T8
T9

KIL
OBO

OKS
.CO
M

T6

0,084

10

60’

0,084

10

120’

Bảng 2.2 Mẫu chế tạo bằng phương pháp quang hóa với thời gian chiếu khác
nhau.

Trong quá trình chế tạo mẫu, chúng tôi đã sử dụng máy khuấy từ tự tạo với
hy vọng sẽ thu được các hạt nano bạc có kích thước nhỏ hơn, phân bố kích
thước hẹp. Mẫu được chế tạo trong một ống thủy tinh đường kính cỡ 1 cm,
lượng dung dịch tổng cộng là 3 ml.

2.2. PHÉP ĐO PHÂN TÍCH CẤU TRÚC:

Chúng tôi đã tiến hành phân tích cấu trúc của một số mẫu hạt nano bạc
thông qua phổ nhiễu xạ tia X. Phép đo được thực hiên trên hệ máy Bruker

D5005 tại phòng 110 nhà T1, trường ĐHKHTN-ĐHQGHN. Nguồn tia X là bức
xạ Kα của đồng bước sóng 1,54056 Å. Sử dụng phổ nhiễu xạ tia X có thể xác
định được cấu trúc tinh thể của vật liệu, kích thước trung bình của tinh thể.
Kích thước trung bình của tinh thể được tính bằng công thức Scheerer:
D=

kλ
β cos θ

Với: D là kích thước trung bình của tinh thể, k=0,94 là hệ số tỉ lệ, β là độ
rộng vật lý, đó chính là độ rộng của phổ nhiễu xạ tia X liên quan đến kích thước
hạt tinh thể

19



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Những mẫu có nồng độ hạt nano bạc lớn đã được lựa chọn để thực hiện
phép đo XRD.
Chúng tôi dùng máy rung siêu âm để hòa trộn các hạt bạc, sau đó nhỏ lên

KIL
OBO
OKS
.CO
M

lam kính thủy tinh nhiều lần để đảm bảo đủ số lượng các hạt bám trên lam kính
và để khô một cách tự nhiên và tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng, mẫu chế

tạo bằng phương pháp này khô tự nhiên rất chậm do có chứa dung dịch TX-100,

Hình 2.4 Máy nhiễu xạ tia X Bruker D5005

thời
gian để
mẫu
khô

tự

nhiên là
một
tuần.
2.3.
QUAN
SÁT
ẢNH
HÌNH
THÁI:

Hình dạng và kích thước của hạt nano bạc được khảo sát thông qua ảnh
hiển vi điện tử truyền qua TEM ( Transmission Elerctron Micoscope ).
Kính hiển vi điện tử truyền qua sử dụng bước sóng của chùm điện tử ngắn
hơn rất nhiều so với bước sóng của vùng khả kiến vì vậy kính hiển vi điện tử
truyền qua được dùng để nghiên cứu cấu trúc bên trong của hạt có cấu trúc cỡ
nano và micro. Phép chụp ảnh TEM được thực hiện sử dụng kính hiến vi điện tử
truyền qua JEM 1010 ( JEOL, Nhật Bản ) tại Viện vệ sinh dịch tễ Trung Ương.

20





KIL
OBO
OKS
.CO
M

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

Kính tụ quang

Kính chiếu

Ảnh

Hình 2.5 Máy TEM JEM
1010

Hình 2.6 Sơ đồ khối của thiết bị
kính hiển vi điện tử truyền qua.

2.4. PHỔ HẤP THỤ UV-VIS:

Phép đo phổ hấp thụ sử dụng hệ đo UV -2450PC ( Shimadzu, Nhật Bản )
tại Trung tâm khoa học Vật liệu ( CMS ), Khoa Vật lý- Trường ĐHKHTNĐHQGHN. Phương pháp này dùng để nghiên cứu cộng hưởng plasmon bề
mặtcủa các hạt cỡ nanometers.


Đối với mẫu chúng tôi chế tạo bằng phương pháp quang hóa, dung dịch
chuẩn được chọn là dung dịch TX-100 có nồng độ bằng với nồng độ của dung
dịch TX-100 đã được sử dụng khi chế tạo mẫu.

21




KIL
OBO
OKS
.CO
M

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

Hình 2.7 Máy đo phổ hấp thụ UVVIS

Để xử lí số liệu chúng tôi sử dụng phần mềm Origin 7.5 và phần mềm ImagieJ.
Phần mềm Origin 7.5 dùng để xác định đỉnh cường độ hấp thụ và bước
sóng cường độ hấp thụ theo thời gian và theo nồng độ, để có thể xác định sự
thay đổi kích thước hạt theo thời gian và nồng độ.

Phần mềm ImagieJ để xác định kích thước khá chính xác kích thước từng
hạt và tính cho một tập hợp lớn các hạt, từ các kết quả cho bởi phần mềm
ImagieJ và phần mềm Origin 7.5, kích thước hạt trung bình có thể tính dựa vào
phần mềm Microsoft Excel 2003 bằng hàm Average.

22




THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

KIL
OBO
OKS
.CO
M

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

3.1. KẾT QUẢ CHẾ TẠO MẪU:

3.1.1 Mẫu chế tạo với tỉ lệ chất tham gia phản ứng khác nhau:
Chúng tôi đã chế tạo dung dịch hạt nano bạc có bao phủ bề mặt bởi TX100,theo phương pháp quang hóa với tác nhân là tia X và nồng độ các chất tham
gia phản ứng khác nhau ( bức xạ Kα của Cu ). Các mẫu đều trong suốt, không có
vẩn đục, váng hoặc kết tủa. Ảnh chụp một số mẫu chế tạo bằng phương pháp
này được cho trong hình 3.1. Quy trình chế tạo chi tiết của các mẫu này đã được
trình bày ở mục 2.1, hình 2.3. Tỉ lệ thành phần các chất tham gia phản ứng cho
trong bảng 2.1.

T4

T3

T2

T1


23



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Hình 3.1: Mẫu chế tạo bằng phương pháp quang hóa với tỉ lệ chất tham gia
phản ứng khác nhau.
Mầu sắc của mẫu thể hiện phổ hấp thụ của hạt nano bạc trong vùng ánh sáng

KIL
OBO
OKS
.CO
M

khả kiến. Đi từ phải sang trái ta thấy mầu sắc của mẫu nhạt dần do nồng độ của
các hạt bạc giảm dần.

Các mẫu chế tạo bằng phương pháp quang hóa có thể để lâu hàng tháng
trong môi trường phòng thí nghiệm do được bảo vệ tốt trong môi trường chứa
TX-100.

3.1.2 Mẫu chế tạo với thời gian chiếu tia X khác nhau:

Chúng tôi cũng đã chế tạo dung dịch hạt nano bạc bằng phương pháp
quang hóa với tác nhân là tia X và thời gian chiếu tia X khác nhau. Các mẫu chế
tạo ra đều trong suốt, không bị váng hay kết tủa. Ảnh chụp của một số mẫu chế
tạo bằng phương pháp này được thể hiện trong hình 3.2 các thông số chế tạo của
các mẫu này đã được đề cập ở mục 2.1, bảng 2.2.


24




T8

KIL
OBO
OKS
.CO
M

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN

T7

T6

T5

Hình 3.2: Mẫu chế tạo băng phương pháp quang hóa với thời gian chiếu tia X
khác nhau.

Ở đây ta thấy mẫu T5 có mầu vàng đậm hơn so với ba mẫu còn lại. Các
mẫu còn lại có thời gian chiếu khác nhau nên có độ đậm khác nhau. Các mẫu
chế tạo bằng phương pháp này có thể bảo quản trong điều kiện phòng thí
nghiệm lâu hàng tháng do được bảo vệ tốt trong môi trường TX-100.


3.2 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CẤU TRÚC:

Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) của mẫu T2 ( nồng độ 0,084mM chiếu tia X trong
60’ ) được cho ở hình vẽ bên dưới. Phổ nhiễu xạ tia X được đo trên máy D5005
(Bruker-CHLB Đức) thực hiện tại Trung tâm Khoa Học Vật Liệu - Trường Đại
Học Khoa Học Tự Nhiên.
25