BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
PHẠM THỊ THU THẢO

TỔNG HỢP CHẤT MÀU CÁCH NHIỆT
LaFeO3 PHA TẠP Al3+ BẰNG PHƯƠNG PHÁP
TIỀN CHẤT ĐI TỪ TINH BỘT
Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số

: 60440113

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. TRẦN DƯƠNG
Thừa Thiên Huế, năm 2016

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi,
các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực,
được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công
bố trong bất kỳ một công trình nào khác.
Tác giả luận văn

Phạm Thị Thu Thảo

ii


Lời cảm ơn
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS. Trần
Dương đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá trình
thực hiện và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo khoa Hóa
học trường Đại học Sư phạm Huế, đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện
luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn lãnh đạo Sở GD – ĐT Quảng Trị
và trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn – Quảng Trị, gia
đình, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ, tạo
mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành khóa học
này.
Thừa Thiên Huế, ngày 20 tháng 9 năm 2016.
Tác giả luận văn

Phạm Thị Thu Thảo

iii


MỤC LỤC

MỤC LỤC .....................................................................................................................................4
MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................................7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ........................................................................................................8

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .................................................................................................10
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................................11
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ..................................................................................13
1.1 KHÁI QUÁT VỀ VẬT LIỆU CHỊU NHIỆT ......................................................................13
1.1.1 Tác dụng của vật liệu chịu nhiệt ...................................................................................13
1.1.2 Phân loại vật liệu cách nhiệt.........................................................................................13
1.2 KHÁI QUÁT CHẤT MÀU VÔ CƠ ...................................................................................15
1.2.1 Lịch sử của chất màu vô cơ..........................................................................................15
1.2.2 Phân loại......................................................................................................................16
1.2.3 Vấn đề kinh tế và ứng dụng .........................................................................................17
1.2.4 Những bước phát triển mới ..........................................................................................18
1.3 GIỚI THIỆU MỘT SỐ CHẤT MÀU .................................................................................18
1.4 CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA ABO3 ................................................................................19
1.4.1 Cấu trúc tinh thể của vật liệu perovskite .......................................................................19
1.4.2 Hiệu ứng Jahn-Teller ...................................................................................................21
1.4.3 Một số hợp chất với cấu trúc Perovskite .......................................................................22
1.4.4 Một số đặc tính của vật liệu có cấu trúc orthoferrite .....................................................23
1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỂ TỔNG HỢP CHẤT MÀU .......................................................24
1.5.1 Phương pháp gốm truyền thống ...................................................................................24
1.5.2 Phương pháp khuếch tán rắn - lỏng ..............................................................................25
1.5.3 Phương pháp đồng kết tủa............................................................................................25
1.5.5 Phương pháp tiền chất tinh bột .....................................................................................25
1.6 KHÁI QUÁT VỀ TINH BỘT.............................................................................................26
1.6.1 Thành phần cấu tạo của tinh bột ...................................................................................26
1.6.2 Cấu trúc tinh thể của tinh bột .......................................................................................27
1.6.3 Một số đặc tính của tinh bột .........................................................................................28
1.7 PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH ..........................................................................................28
1.7.1 Phương pháp tiền chất..................................................................................................28
1.7.2 Phương pháp sử dụng tiền chất để tổng hợp chất màu ..................................................28


4


Chương 2 .....................................................................................................................................32
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................................32
2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ............................................................................................32
2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...............................................................................................32
2.2.1 Nghiên cứu tổng hợp chất nền LaFeO3 .........................................................................32
a. Chuẩn bị phối liệu.............................................................................................................33
b. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung..............................................................................33
c. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu ...............................................................................33
2.2.2 Nghiên cứu tổng hợp chất màu LaFeO3 pha tạp Al3+ ....................................................33
2.2.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm bột màu ........................................................................34
2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................................................................................35
2.3.1 Phương pháp tổng hợp chất màu ..................................................................................35
2.3.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) .............................................................................35
D: kích thước tinh thể (nm) ..................................................................................................36
2.3.3 Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) ....................................................................38
2.3.4 Phương pháp đo màu ...................................................................................................39
2.3.5 Đánh giá về màu sắc bằng thị giác và so sánh với mô hình màu RGB...........................41
2.3.6 Phương pháp đánh giá chất lượng màu trên men gạch ..................................................42
2.4 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT ............................................................................43
2.4.1 Dụng cụ.......................................................................................................................43
2.4.2 Thiết bị ........................................................................................................................43
2.4.3 Hoáchất .......................................................................................................................44
CHƯƠNG 3.................................................................................................................................45
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................................................................45
3.1 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẤT NỀN ..........................................................................45
3.1.1 Chuẩn bị phối liệu........................................................................................................45
3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ nung ...............................................................................52

3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu ..........................................................................54
3.2 TỔNG HỢP CHẤT MÀU CÁCH NHIỆT LaFeO3 PHA TẠP Al3+ .....................................55
3.2.1 Tổng hợp chất màu ......................................................................................................55
3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ hàm lượng Fe/Al .............................................................57
3.2.3 Khảo sát sự phân hủy nhiệt của mẫu phối liệu ................ Error! Bookmark not defined.
3.2.4 Khảo sát sự phân tích hình thái hạt ...............................................................................59
3.2.5 Khảo sát sự ảnh hưởng của sự phản xạ tia hồng ngoại ..................................................60

5


3.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm bột màu ..............................................................................60
3.3.1 Thử màu sản phẩm trên men gốm ................................................................................60
3.3.2 Khảo sát cường độ màu, khả năng phát màu trong men ................................................62
3.3.3 Đánh giá khả năng cách nhiệt của sản phẩm bột màu ...................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..............................................................................................................1

6


MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

PU

Polyurethane

PVC

Poli vinylclorua


TCN

Trước công nguyên

SCN

Sau công nguyên

UV

Ultraviolet (Tia tử ngoại)

TG

Thermogravimetry

DTA

Differential thermal analysis

XRD

X-ray diffraction

IR

Infrared

PU


Polyurethane

TB

Tinh bột

Ln

Ký hiệu chung cho các nguyên tố đất hiếm

7


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Số thứ
tự

Ký hiệu

1

Hình 1.1 (a,b).

Cấu trúc tinh thể perovskite lý tưởng

15

2

Hình 1.2.


Méo mạng Jahn-Teller trong cấu trúc
perovskite

17

3

Hình 1.3.(a)

Ô cơ sở của tinh thể trực thoi LaFeO3 cho thấy
hai hướng Oxi O1 và O2

19

4

Hình 1.3.(b)

Cấu trúc bát diện nghiêng LaFeO3 với hai ion
La chiếm các lỗ trống giữa các bát diện

19

5

Hình 1.4.

Sơ đồ tổng hợp theo phương pháp gốm
truyền thống


20

6

Hình 1.5.

Tinh bột

21

7

Hình 1.6.

Cấu trúc phân tử amylose

22

8

Hình 1.7.

Cấu trúc phân tử amylopectin

22

9

Hình 1.8.


Sơ đồ tổng hợp chất màu theo phương pháp
tiền chất

25

10

Hình 1.9.

Sơ đồ tổng hợp tiền chất tinh bột - kim loại

26

11

Hình 2.1.

Sơ đồ tia tới và tia phản xạ trên mạng tinh thể

31

12

Hình 2.2.

Độ tù của pic nhiễu xạ gây ra do kích thước
hạt

32


13

Hình 2.3.

Hệ tọa độ biểu diễn màu sắc CIE L*a*b*

35

14

Hình 2.4.

Mô hình phối trộn màu bổ sung của RGB

36

15

Hình 2.5.

Quy trình thử nghiệm màu men

37

16

Hình 3.1.

Sơ đồ tổng hợp perovskite theo phương pháp

tiền chất đi từ tinh bột

40

17

Hình 3.2.

Hình ảnh các mẫu M3, M4, M5, M6

43

18

Hình 3.3.

Phổ IR của tiền chất tinh bột

43

19

Hình 3.4.

Phổ IR của tiền chất tinh bột – La

43

20


Hình 3.5.

Phổ IR của tiền chất tinh bột – Al

44

21

Hình 3.6.

Phổ IR của tiền chất tinh bột – Fe

44

22

Hình 3.7.

Giản đồ XRD của các mẫu N7, N8, N9, N95,
N10

47

Nội dung

8

Trang



23

Hình 3.8.

Giản đồ XRD của các mẫu L2h L3h, L4h

48

24

Hình 3.9.

Màu của các mẫu LaFe1xAlxO3 (với x = 0;
0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,0)

52

25

Hình 3.10.

Giản đồ XRD của các mẫu L1, L2, L3, L4,
L5, L6, L7

53

26

Hình 3.11a.


Ảnh SEM của LaFeO3 được nung ở 900℃
trong 4 giờ

54

27

Hình 3.11b.

Ảnh SEM của LaFe0,5Al0,5O3 được nung ở
900℃ trong 4 giờ

54

28

Hình 3.12.

Phổ IR của các mẫu bột màu

55

29

Hình 3.13.

Quy trình thử nghiệm màu men trên gạch với
tỉ lệ 3% chất màu

56


30

Hình 3.14.

Kết quả kéo men của các mẫu L1, L2, L3,
L4 với tỉ lệ chất màu 3%

57

31

Hình 3.15

Quy trình thử nghiệm màu men trên gạch với
tỉ lệ 1,5% chất màu

59

32

Hình 3.16

Kết quả kéo men của các mẫu L1, L2, L3,
L4 với tỉ lệ chất màu 3% và 1,5%

59

33


Hình 3.18

Bộ dụng cụ thí nghiệm đo khả năng chống
chịu nhiệu của sản phẩm bột màu

60

9


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Ký hiệu

Nội dung

Trang

Bảng 1.1 Một số hợp chất với cấu trúc perovskite

17

Bảng 2.1 Thành phần phối liệu men

37

Bảng
3.1.

Khối lượng phối liệu các mẫu có tỷ lệ mol H2O/tinh bột
khác nhau


35

Bảng
3.2.

Thành phần phần trăm khối lượng phối liệu các mẫu có tỷ lệ
mol H2O/tinh bột khác nhau

37

Bảng
3.3.

Khối lượng phối liệu các mẫu có tỷ lệ mol tinh bột/Mn+ khác
nhau

Bảng
3.4.

Thành phần phần trăm khối lượng phối liệu các mẫu có tỷ lệ
mol tinh bột/Mn+ khác nhau

Bảng
3.5.

Tỉ lệ pha trộn các tiền chất tinh bột - kim loại của mẫu Ang

39


Bảng
3.6.

Độ rộng bán phổ (β) ứng với pic cực đại (Linmax) của các
mẫu L7÷L10.

40

Bảng
3.7.

Độ rộng bán phổ (β) ứng với pic cực đại (Linmax) của các
mẫu L2, L3, L4.

41

Bảng
3.8.

Công thức hợp thức của chất màu LaFeO3 pha tạp Al3+

43

Bảng
3.9.

Thành phần phối liệu của các mẫu L1 ÷ L7

46


Bảng
3.10.

Độ rộng bán phổ (β) ứng với pic cực đại (Linmax) của các
mẫu LaFe1-xAlxO3

46

Bảng
3.11.

Kết quả đo màu của các mẫu men

48

Bảng
3.12.

Sự chênh lệch nhiệt độ của các hộp theo thời gian

48

Bảng
3.13.

Thông số mạng lưới của các mẫu chất màu sắt

49

10



MỞ ĐẦU
Ngày nay, khi xã hội ngày càng phát triển thì đời sống vật chất và tinh thần của
con người càng có nhiều nhu cầu thiết yếu hơn. Tuy nhiên, ở mọi thời điểm và mọi
khu vực, ngành xây dựng và ngành vật liệu luôn luôn được chú trọng; có thể nói
ngành vật liệu là một trong những ngành thay đổi bộ mặt của thế giới.
Với sự phát triển của khoa học công nghệ, người ta đã sản xuất ra đa dạng chủng
loại vật liệu cách nhiệt như: ngói, tấm lợp, tôn cách nhiệt lạnh, nhựa phủ, xốp cách
nhiệt, ngoài ra còn có một số vật liệu khác như tấm thạch cao, bông thủy tinh,… Để
phù hợp với xu hướng phát triển, các vật liệu cách nhiệt ngày nay không những rất
đa dạng về chủng loại, mẫu mã và hình dáng, mà còn được trang trí những hoa văn,
màu sắc rất đẹp làm cho giá trị thẩm mĩ được nâng cao.
Trở lại với thực trạng khí hậu của nước ta hiện nay, một trong những vấn đề
đáng lo ngại nhất là nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ quanh
năm thường ở mức cao, thêm vào đó là lượng mưa rất lớn nên việc sử dụng một vật
liệu kiên cố để che chắn, chống mưa nắng và đồng thời khắc phục vấn đề nóng do
nhiệt độ cao của thời tiết trong khu vực mang lại là vấn đề rất quan trọng. Với những
thực trạng đó, chúng tôi thiết nghĩ việc nghiên cứu tổng hợp được chất màu có khả
năng chống chịu nhiệt là vấn đề thiết thực. Hiện nay, các nước phát triển trên thế giới
đã ban hành luật cấm việc sử dụng chất màu từ các kim loại độc hại [15], vì vậy
nghiên cứu và phát triển các sắc tố vô cơ không độc hại là điều cần thiết và đang được
khuyến khích. Mặt khác, các chất màu được sản xuất theo phương pháp truyền thống
hiện nay gặp rất nhiều khó khăn, vì phải đi từ các oxit hay muối cacbonat kim loại
nghiền mịn rồi nung ở nhiệt độ rất cao (1300-1350℃) với thời gian dài để tạo bột
màu [8]. Muốn giảm nhiệt độ nung cần phải dùng các chất khoáng hóa: B2O3, các
muối halogenua (NaCl, NaF),…[4]. Để khắc phục những nhược điểm của phương
pháp truyền thống, chúng tôi nghiên cứu tổng hợp chất màu theo phương pháp hiện
đại, cụ thể là phương pháp tiền chất đi từ tinh bột [16].
Các nghiên cứu cho rằng các nguyên tố đất hiếm không chỉ là các nguyên tố vô

cơ thân thiện với môi trường mà còn có khả năng phản xạ hồng ngoại với hiệu suất

11


rất tốt. Mặc dù được gọi là đất hiếm, song trên thực tế những nguyên tố đất hiếm khá
sẵn trong tự nhiên, nước ta có trữ lượng đất hiếm đứng thứ 3 thế giới. Vì vậy việc
chọn các nguyên tố đất hiếm để điều chế nguyên liệu màu cách nhiệt là điều khá hợp
lý cho đề tài này.
Với tất cả những lý do đó, chúng tôi mạnh dạn chọn đề tài “Tổng hợp chất
màu cách nhiệt LaFeO3 pha tạp Al3+ theo phương pháp tiền chất tinh bột”.

12


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. KHÁI QUÁT VỀ VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT
Nhiệt độ trung bình của Việt Nam từ 22℃ đến 27℃. Ở miền Bắc, vào mùa hè,
ở những thời điểm nắng nóng nhất nhiệt độ có thể lên tới 39℃, mùa đông nhiệt độ có
thể hạ thấp xuống 2-3℃, chênh lệch giữa hai mùa rất lớn. Còn ở miền Nam nhiệt độ
hầu như ở mức cao quanh năm cộng với độ ẩm cao khiến cho thời tiết khó chịu. Để
khắc phục tình trạng nói trên và để tránh sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến cuộc sống,
công việc cũng như các hoạt động khác chúng ta có nhiều lựa chọn như lắp điều hòa
nhiệt độ, sử dụng quạt gió, quạt hơi nước hay các thiết bị điều chỉnh nhiệt độ khác.
Tuy nhiên, việc sử dụng vật liệu chịu nhiệt để bao bọc xung quanh nhà, dùng cho mái
nhà hay các khu vực sinh hoạt và làm việc có thể khắc phục được những vấn đề về
nhiệt độ nói trên, có tác dụng trên diện tích rộng với chi phí thấp hơn rất nhiều so với
sử dụng các thiệt bị làm mát điện tử. [32]
1.1.1. Tác dụng của vật liệu cách nhiệt
Vật liệu cách nhiệt là sản phẩm cách nhiệt dựa trên nguyên lý phản xạ bức xạ

nhiệt, bề mặt các tấm cách nhiệt có tác dụng phản xạ các bức xạ nhiệt, ngăn không
cho nhiệt nóng xuyên qua. Các vật liệu cách nhiệt phải có tính chất phản xạ ánh sáng
mặt trời và tia hồng ngoại.
Sử dụng vật liệu cách nhiệt là phương án tiết kiệm tạo sự thoáng mái tự nhiên
cho căn nhà mà không cần dùng đến điện năng. Ngoài giúp bớt nóng vào mùa hè, vật
liệu cách nhiệt còn giúp giữ nhiệt vào mùa đông. Tuy nhiên mỗi loại vật liệu cách
nhiệt đều có ưu và nhược điểm riêng ví dụ như sử dụng tôn chúng ta sẽ gặp phải
nhược điểm là hấp thụ nhiệt ít, dễ gây nóng, nhưng giá thành rẻ còn vấn đề đó sẽ
được giải quyết thông qua tấm cách nhiệt hay panel cách nhiệt song giá thành cao
hơn. [32]
1.1.2 Phân loại vật liệu cách nhiệt
1.1.2.1. Tấm cách nhiệt
Đây là lựa chọn phổ biến nhất. Tấm cách nhiệt được chia làm các loại sau:

13


- Tấm cách nhiệt kim loại: Trên thị trường, tấm cách nhiệt kim loại phổ biến nhất là
tôn, vách tôn trong xây dựng nhà công nghiệp, fibro xi măng. Với lớp phủ màng nhôm
trên lớp nhựa polyethylene chứa túi khí là kết cấu phổ biến nhất của những tấm cách
nhiệt này.
Nguyên lý hoạt động của tấm cách nhiệt kim loại là dựa vào ngăn cản bức xạ
nhiệt của lớp màng nhôm hạn chế việc hấp thụ nhiệt và tỏa nhiệt, túi khí ngăn chặn
quá trình tản nhiệt và dẫn nhiệt nhanh vì vậy việc nhiệt độ chênh lệch giữa hai mặt từ
50% – 60% là chuyện bình thường. Ngoài tác dụng cách nhiệt vào mùa hè, giữ nhiệt
vào mùa đông thì vật liệu cách nhiệt này còn giúp cho việc cách âm, tiết kiệm chi phí
sử dụng điện, ứng dụng nhiều chỗ vị trí, các loại trần khác nhau đặc biệt có thể lát
trần vách sàn ô tô. Tôn do Việt Nam sản xuất giá thành rẻ nhưng có nhược điểm là
hấp thụ nhiệt cao để khắc phục nhược điểm này thì thường dưới lớp tôn phủ thêm
một lớp cách nhiệt PU hoặc PVC hoặc tôn tiếp theo PU và cuối cùng thêm một lớp

tôn nữa.
- Màng nước chống nóng: một loại tấm cách nhiệt phổ biến khác nữa là màng nước
chống nóng, sản phẩm này thường được dùng như là cửa sổ trong nhà hàng, quán ăn
hay những căn hộ cao cấp nhờ tạo hiệu ứng mát mẻ do có nước chảy thành dòng.
Được cấu tạo bằng hai tấm kính dày đặt song song phía trên là một máng nước nhỏ,
phía dưới là một bể chứa nước được đưa lên xuống liên hoàn bằng máy bơm để tạo
cảm giác mát mẻ. Đây là một sản phẩm đắt đỏ với tổng bộ giá có thể lên tới 4 triệu
đồng.
- Tấm lợp khác: Tấm cách nhiệt còn có nhiều dạng khác nhau ngoài tôn, ví dụ như
các tấm lợp sinh thái không có độ bền như tôn trên nhựa sợi thủy tinh, tấm lợp sinh
thái Onduline chế tạo từ sợi hữu cơ nên khả năng cách nhiệt và cách âm tốt bên cạnh
đó thì ưu điểm trọng lượng nhẹ, dễ thi công nên được sự ưu ái của các nhà thầu xây
dựng. Việc mẫu mã và chủng loại phong phú cũng là một điểm cộng cho loại vật liệu
này.
1.1.2.2. Bông thủy tinh cách nhiệt

14


Là một phương án cách nhiệt được sử dụng nhiều trong công nghiệp. Sản phẩm
này được dùng nhiều nhất trong việc xây dựng nhà xưởng xây dựng ở các vùng bất
động sản trống trải với ưu điểm vượt trội về ngăn cản hấp thụ nhiệt và bức xạ, khả
năng cách âm và giảm thiểu tiếng ồn tốt. Bông thủy tinh cách nhiệt là vật liệu cách
nhiệt được chế tạo từ sợi thủy tinh, không sử dụng hóa chất và an toàn khi sử dụng
với nhiều dạng khác nhau, trơn, phủ nhôm hoặc nhựa PVC. Bông cách nhiệt được sử
dụng trong công nghiệp hiếm khi được sử dụng trong xây dựng cơ bản ví dụ xây nhà
ở hay phòng trọ giá rẻ. [33]
1.1.2.3. Các vật liệu cách nhiệt khác
Tấm thạch cao, tấm xốp cách nhiệt và ốp trần nhựa, trong đó tấm thạch cao là
được sử dụng phổ biến nhất do sự đa dạng và đáp ứng được các yêu cầu kĩ thuật về

chống nóng chống ẩm và cách âm. Ngoài ra thạch cao còn có ưu điểm là không độc
hại, dễ thi công, đạt yêu cầu thẩm mĩ, không cháy. Tấm xốp cách nhiệt, nhựa ốp trần
có ưu điểm là giá thành rẻ, hiệu quả chống nhiệt có thể nhận thấy tuy nhiên còn chưa
đạt yêu cầu thẩm mĩ, dễ cháy và một số nhược điểm khác. Mỗi vật liệu và phương án
đều có ưu và nhược điểm riêng để có được phương án tốt nhất cho ngồi nhà bạn hãy
tham khảo các để có được sản phẩm tốt nhất. [32]
1.2. KHÁI QUÁT CHẤT MÀU VÔ CƠ
1.2.1. Lịch sử của chất màu vô cơ
Chất màu vô cơ tự nhiên đã được biết đến từ thời tiền sử. Hơn 6000 năm trước,
đất màu vàng tự nhiên đã được sử dụng trong thời kì băng hà như là nguyên liệu tạo
màu. Các bức vẽ trong các hang động của người trong thời kì đầu của Kỉ Đệ Tứ ở
nam nước Pháp, bắc Tây Ban Nha và bắc Châu Phi được vẽ với than chì, đất màu
vàng, mangan nâu, đất sét và chắc chắn là được tạo ra hơn 3000 năm trước. Khoảng
2000 năm TCN, đất màu vàng tự nhiên được nung, đôi khi được trộn với quặng
mangan, để sản xuất chất màu đỏ, tím và đen cho đồ gốm. Asen sunfua và Naples
vàng (chì antimanat) là những chất màu vàng đầu tiên. Ultramarine (đá thanh thiên)
và đá thanh thiên nhân tạo (màu xanh Ai Cập và Coban nhôm spinen) là những chất
màu xanh biển đầu tiên. Khoáng malachite và đồng hiđroxyclorua nhân tạo là những

15


chất màu xanh lá đầu tiên. Màu trắng của men gốm đã được sử dụng rộng rãi bởi
Chaldeans. Canxit, canxi sunfat và cao lanh là những chất màu trắng đầu tiên được
sử dụng vào thời điểm đó. [8]
Màu hội họa, men, thủy tinh và kĩ thuật nhuộm đã đạt được trình độ phát triển
cao ở Ai Cập và Babylon. Đá thanh thiên nhân tạo (silicat của đồng và canxi) giờ vẫn
được biết là màu xanh của Ai Cập. Antimon sunfua và galen (chì sunfua) đã được sử
dụng phổ biến như là chất màu đen, thủy ngân như là chất màu đỏ, coban thủy tinh
mịn và coban nhôm oxit như là chất màu xanh nước biển. Pliny (23-79 SCN) đã mô

tả những chất màu vàng, chì đỏ, chì trắng, gỉ đồng và những chất màu được làm đỏ
với phèn, cũng như những chất màu đã được đề cập ở trên. Một số loại phấn và đất
sét được sử dụng như là chất tạo màu trắng.
Từ khi con người bắt đầu di cư đến cuối thời kì Trung Cổ, không có bước tiến
đáng kể nào tạo ra những chất màu mới. Sự sáng tạo lại màu vàng Naples và thuốc
nhuộm cho vải vóc từ phương Đông là sự chuyển biến duy nhất trong giai đoạn này.
Những sự phát triển mới trong lĩnh vực tạo màu xuất hiên đầu tiên trong những năm
đầu thời kì Phục Hưng. Màu đỏ son đã được giới thiệu từ Mexico bởi người Tây Ban
Nha. Thủy tinh coban và thủy tinh màu xanh có chứa coban được phát triển ở Châu
Âu. Nền công nghiệp chất màu bắt đầu từ thế kỉ 18 với những sản phẩm như là màu
xanh Berlin (1704), xanh coban (1777), màu xanh lá Scheele và màu vàng crom
(1778).
Vào thế kỉ 19, ultramarine, màu xanh lá Guignet, chất màu coban, chất màu sắt
oxit và chất màu cadminum đã được phát triển mạnh mẽ. Vào thế kỉ 20 những chất
màu nhanh chóng trở thành đối tượng nghiên cứu của các nhà khoa học. Vào những
thập niên cuối của thế kỉ 20, những chất màu nhân tạo cadminum đỏ, mangan xanh,
molipđen đỏ và hỗn hợp oxit với bismut được tung ra thị trường. Titan đioxit với cấu
trúc anatas hoặc rutile và kẽm oxit đơn tà đã được giới thiệu một cách rộng rãi như là
chất màu trắng và chất độn nhân tạo. Còn chất màu tráng men ngày càng được xem
trọng. [11]
1.2.2. Phân loại

16


Có nhiều quan điểm khác nhau trong việc phân loại chất màu vô cơ. Sự phân
loại được chỉ ra sau đây theo hệ thống đề nghị bởi ISO và DIN; nó dựa trên sự xem
xét các tính chất về màu sắc và tính chất hóa học.
Có thể phân loại như sau: chất màu trắng, chất màu đen, chất màu phát quang,
chất màu lân quang, chất màu huỳnh quang…

1.2.3. Vấn đề kinh tế và ứng dụng
1.2.3.1. Vấn đề kinh tế
Chất màu vô cơ được sản xuất khoảng 9,5.106 tấn trên toàn thế giới trong năm
2000. Một phần ba trong tổng số này được sản xuất bới nước Mĩ, một phần ba bởi
Cộng Đồng Chung Châu Âu và một phần ba bởi các nước còn lại. Nền công nghiệp
chất màu của nước Đức cung cấp khoảng 40% thị trường tiêu thụ chất màu trên thế
giới, bao gồm khoảng 50% của sắt oxit. [9]
Sự sản xuất chất màu vẫn đang tăng trưởng, nhưng tốc độ đã giảm xuống. Giá
trị của chất màu vô cơ đã giảm bớt trong vài năm gần đây và trong năm 2002 tổng
giá trị khoảng 1010 USD. Trước tình hình đó, các công ty sản xuất lớn đã chia nhỏ
quy mô một cách hợp lý.
1.3.2.2. Ứng dụng
Các lĩnh vực ứng dụng quan trọng của chất màu là hội họa, sơn dầu, plastic,
màu vẽ, mực in cho giấy và vải sợi, vật liệu xây dựng (xi măng, trát vữa, gạch bê tông
và ngói, hầu hết dựa vào chất màu oxit sắt và oxit crom), thuộc da, vật liệu phủ sản
nhà, cao su, giấy, mĩ phẩm, gốm và men.
Công nghiệp sản xuất sơn chỉ sử dụng độc nhất những chất màu có chất lượng
cao. Kích thước hạt mịn, đồng đều là quan trọng vì nó ảnh hưởng đến độ bóng, độ
bao phủ, cường độ của màu sắc, khả năng phát sáng.
Chất tạo màu trắng không chỉ được sử dụng cho việc tạo và phủ màu trắng mà
còn sử dụng cho việc làm giảm (làm sáng) màu đen và các chất màu khác. Khi chọn
một chất màu có ứng dụng đặc thù, thông thường có nhiều điểm cần được cân nhắc.
Tính chất của chất màu (ví dụ như màu sắc, cường độ màu…) đóng vai trò quan trọng

17


trong việc quyết định khả năng ứng dụng và do đó ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế.
[12]
1.2.4. Những bước phát triển mới

Nhìn chung, sự phát triển chất màu vô cơ đã có sẵn hoặc mới xuất hiện trên thị
trường có thể tóm tắt như sau:
- Nhiều chất màu đã được phủ bởi lớp chất bổ sung, không ảnh hưởng mạnh tới màu
sắc, nhưng cải tiến được các đặc tính ứng dụng: sự hòa hợp tốt hơn giữa các chất màu
và hợp phần kết dính (độ phân sắc, độ ổn định…); cải thiện khả năng chống chịu lại
thời tiết của chất màu (ví dụ chống lại tia UV, sự ẩm ướt…). Những xử lý bề mặt này
có thể bao gồm hợp chất vô cơ (SiO2, Al2O3…), hữu cơ (poliancol…) hoặc kết hợp
cả vô cơ lẫn hữu cơ. [4]
- Các chất màu được yêu cầu không chỉ như là một loại bột tinh khiết, phân tán tốt
mà còn ở cách chế biến (nghiền nhỏ, độ mịn, cường độ màu). Cách chế biến này tạo
cho chất màu đạt đến cường độ màu cao nhất.
Ngoài chất màu, các chế phẩm còn bao gồm hợp phần kết dính hoặc hỗn hợp
kết dính dựa trên cơ sở hệ dung môi bền nước. Sự kết hợp chất dính và chất màu đã
chỉ ra nhiều thuận lợi cho người sử dụng sơn, mực in hoặc plastic (ví dụ sự phân tán
chất màu tốt hơn, tự làm sạch, khả năng thấm ướt…). [12]
- Người ta đang thực hiện một số nghiên cứu mới để kết hợp độ bao phủ và độ bền
của chất màu vô cơ với độ phát màu và sự thấm ướt của chất màu hữu cơ. Bên cạnh
sự pha trộn đơn giản đã biết, sự phối chế mới của titan đioxit đặc biệt với chất màu
hữu cơ chất lượng cao đã tạo ra một số tính chất đáng quan tâm, nhưng bằng chứng
về khả năng tiêu thụ thì vẫn chưa chứng thực.
Sự phát triển xa hơn của việc xử lí bề mặt một cách hợp lý và sự chế tạo chất
màu sẽ thúc đẩy những ứng dụng mới cho chất màu vô cơ trong tương lai.
1.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ CHẤT MÀU
Các chất màu dưới men là hỗn hợp các pigment với các nguyên liệu dễ chảy,
trong đó dễ chảy nhất à fenspat hoặc các frit tương ứng. Để chuẩn bị các chất màu

18


dưới men chỉ một số oxit của kim loại được sử dụng mà khi nung không bị phân hủy,

không tan trong men và không gây khuyết tật cho men, cũng như phải bảo đảm sau
khi nung giữ được hình ảnh rõ nét nhất. Chủ yếu người ta sử dụng các oxit sau:
- Oxit coban – cho màu xanh và màu xanh da trời.
- Oxit niken – cho màu nâu tím.
- Oxit sắt – cho màu vàng, đỏ và nâu.
- Oxit đồng – cho màu xanh lá và xanh đen.
- Oxit mangan – cho màu nâu, tím và hồng.
- Oxit uran – cho màu vàng.
- Oxit crom – cho màu xanh lá cây và đỏ.
Ngoài ra trong thành phần của chất màu còn cho thêm các chất mà bản thân
chúng không có màu như oxit thiếc, oxit kẽm, oxit antimon, đá phấn, cao
lanh,…nhưng sự có mặt của chúng sẽ ảnh hưởng đến sắc thái và độ bền của màu. [4]
1.4. CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA ABO3
1.4.1 Cấu trúc tinh thể của vật liệu perovskite
Vật liệu perovskite ABO3 được bắt đầu biết đến từ đầu thế kỉ 19. Thời gian đầu
các nhà khoa học cũng chưa thực sự quan tâm đến những vật liệu này. Trong thời
gian gần đây, bước đầu đã có rất nhiều nghiên cứu về vật liệu perovskite. Bởi các vật
liệu perovskite ABO3 có độ bền nhiệt rất cao nên có thể hoạt động trong môi trường
nhiệt độ cao. Ngoài ra, khi pha tạp thay thế một số nguyên tố (thí dụ: Ba, Sr, Fe, Ni,
Y, Nd, Ti ) vào vị trí A hoặc B sẽ dẫn đến một số hiện ứng vật lý lý thú: hiệu ứng
nhiệt điện (Thermoelectric effect), hiệu ứng từ nhiệt (Magnetocaloric effect), từ trở
khổng lồ (Collosal- magenetoresistance effect). Điều đó đã mở ra những ứng dụng
mới vật liệu perovskite trong một số lĩnh vực công nghiệp hiện đại như: điện tử, thông
tin, làm lạnh mà không gây ô nhiễm môi trường, hóa dầu, pin nhiệt điện, máy phát
điện. Trong những năm gần đây, vật liệu orthoferrit LnFeO3 (Ln là vị trí các nguyên
tố đất hiếm La, Nd, Eu hoặc Y) được chú ý đi sâu vào nghiên cứu các tính chất của
chúng, đặc biệt với chất nền là LaFeO3, bởi các vật liệu orthoferrit có thể làm chất

19



xúc tác trong phản ứng oxy hóa từng phần metan tạo ra H2 - là một nhiên liệu rất quan
trọng, với hiệu suất rất cao tới 95% và làm vật liệu xúc tác hiệu quả cao trong việc
loại bỏ axit salicylic và axit sulfonic salicylic trong nước thải hoặc làm các sensor
nhạy khí để phát hiện các khí độc như CO, NO, SO2, NO2 với nồng độ rất thấp mà
các sensor thường không thể phát hiện, và còn làm điện cực ở nhiệt độ cao (SOFC).
[2]
Cấu trúc perovskite ABO3 lý tưởng có dạng lập phương [2] (hình 1.1), với các
thông số của ô mạng cơ sở thỏa mãn:
a = b = c và α = β = γ = 90°.

Hình 1.1. Cấu trúc của tinh thể perovskite lý tưởng
Cation Ln nằm tại các đỉnh, anion O2- nằm tại vị trí tâm của các mặt của hình
lập phương, còn tâm hình lập phươnglà vị trí của cation B.
Ngoài ra, hình 1.1. có thể mô tả cấu trúc tinh thể perovskite lý tưởng dưới dạng sắp
xếp các bát diện tạo bởi các anion oxi. Trong trường hợp này cation B nằm tại vị trí
các hốc bát diện, tâm của hình lập phương tạo bởi 8 cation B lân cận là vị trí của
cation A. Có thể thấy góc liên kết giữa B - O - B là 180° và độ dài liên kết B - O bằng
nhau theo mọi phương. Dưới tác dụng của các điều kiện bên ngoài như nhiệt độ, tạp
chất, từ trường, áp suất,...cấu trúc perovskite lý tưởng sẽ bị biến dạng. [3] [7]
Cấu trúc perovskite không còn dạng lập phương lý tưởng dẫn tới góc liên kết
B - O – B là khác 180°, đồng thời độ dài liên kết B - O theo các phương khác nhau sẽ
khác nhau. Chính sự thay đổi cấu trúc mạng tinh thể perovskite mà các tính chất đối
xứng, tính chất điện và từ của vật liệu bị thay đổi. Đặc biệt khi có lẫn các loại cation

20


kim loại khác với các tỉ lệ hợp thức khác nhau sẽ tạo ra những loại hợp chất có tính
chất riêng biệt và có những ứng dụng khác nhau trong sản xuất và đời sống, đây cũng

là hướng nghiên cứu mới đang thu hút nhiều sự quan tâm. [3], [7]
1.4.2. Hiệu ứng Jahn-Teller
Khi có sự pha tạp, thay thế cấu trúc tinh thể perovskite lý tưởng sẽ bị thay đổi
(xảy ra biến dạng). Điều này phù hợp với lý thuyết Jahn-Teller: một phân tử có tính
chất đối xứng cao với các quỹ đạo điện tử suy biến sẽ phải biến dạng để loại bỏ suy
biến, giảm tính đối xứng và giảm năng lượng tự do. Do một điện tử trên mức eg có
hai quỹ đạo khả dĩ nên khi sự suy biến thay đổi, năng lượng của toàn bộ hệ thay đổi
để trở về trạng thái ổn định hơn. Sự suy biến này thay đổi được giả thiết là do sự dịch
chuyển của các ion O2- xung quanh cation kim loại chuyển tiếp. Trường hợp cấu trúc
bát diện bị giãn ra dọc theo trục z, tức là hai liên kết B - O dài theo trục z và bốn liên
kết B – O ngắn hơn theo trục x, y. Lúc này sự che phủ quỹ đạo 𝑑3𝑧 2 −𝑟2 với các quỹ
đạo Oxy ở đỉnh bát diện giảm, dẫn tới lực đẩy tác dụng lên điện tử trên quỹ đạo này
yếu hơn trên quỹ đạo 𝑑𝑥 2−𝑦 2 . Quỹ đạo 𝑑3𝑧 2−𝑟2 sẽ có mức năng lượng thấp hơn quỹ
đạo 𝑑𝑥 2−𝑦 2 và điện tử chiếm giữ quỹ đạo 𝑑3𝑧 2−𝑟2 sẽ ổn định hơn. Đồng thời quỹ đạo
dxz và dyz cũng ổn định hơn quỹ đạo dxy, do có mức năng lượng thấp hơn. Hiện tượng
này được gọi là méo mạng Jahn-Teller loại I. [7]

Hình 1.2. Méo mạng Jahn-Teller trong cấu trúc perovskite

21


Trường hợp méo mạng Jahn-Teller loại II, cấu trúc bát diện bị nén lại dọc theo
trục z. Độ dài liên kết B - O theo trục z ngắn hơn theo trục x, y. Quỹ đạo 𝑑𝑥 2−𝑦 2 cũng
sẽ ổn định hơn quỹ đạo 𝑑3𝑧 2−𝑟2 , đồng thời quỹ đạo dxy ổn định hơn quỹ đạo dzx và
dyz. Nếu trong vật liệu tồn tại một trong hai loại méo mạng thì gọi là méo mạng
JahnTeller tĩnh, còn nếu tồn tại cả hai loại méo mạng và có sự chuyển đổi qua lại lẫn
nhau thì được gọi là méo mạng Jahn-Teller động hay méo mạng Jahn-Teller tự phát.
Do liên kết đàn hồi giữa các vị trí trong tinh thể, méo mạng thường mang tính tập thể.
Điều này dẫn đến hiện tượng tách các mức năng lượng và thay đổi cấu trúc của các

vùng năng lượng của điện tử. Đây là nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi hàng loạt các
tính chất của vật liệu perovskite như: tính chất từ (sắt từ, phản sắt từ), tính chất điện
(điện môi, dẫn điện), tính chất nhiệt,...
1.4.3 Một số hợp chất với cấu trúc Perovskite
Một số hợp chất với cấu trúc Perovskite được trình bày ở bảng 1.2
Bảng 1.1. Một số hợp chất với cấu trúc perovskite
NaNbO3

CaTiO3

CaSnO3

BaPrO3

YPrO3

KMgF3

KNbO3

SrTiO3

SrSnO3

SrHrO3

LaAlO3

PbMgF3


NaWO3

BaTiO3

BaSnO3

BaHrO3

LaCrO3

KNiF3

CdTiO3

CaCeO3

BaThO3

LaMnO3

KZnF3

PbTiO3

SrCeO3

CaZrO3

BaCeO3


SrZrO3

CdCeO3

BaZrO3

PbCeO3

LaFeO3

PbZrO3
Đầu tiên ta nhận thấy rằng trong tất cả các hợp chất, ion A là lớn (Ví dụ: K, Ca,
Sr, Ba) so với kích thước của ion O2- và F- và như trên đã nói các ion A và X cùng

22


nhau hình thành sự sắp xếp đặc khít. Các ion B là nhỏ vì nó phải có bán kính thích
hợp đối với số phối trí 6 của O hay F.
Thường thì bán kính của ion A nằm trong khoảng 1,0 – 1,4 𝐴° , còn bán kính của
ion B trong khoảng 0,45 – 0,75 𝐴° .
Một điểm thứ hai đáng quan tâm là trong số các oxit, cấu trúc perovskite không
giới hạn đối với các hợp chất trong đó các ion A và B có hóa trị II và IV một cách
tương ứng, chẳng hạn KNbO3 và LaAlO3,…Điều này có nghĩa là bất kỳ cặp ion nào
cũng có thể xảy ra miễn là chúng có bán kính thích hợp đối với sự phối trí và hóa trị
của toàn bộ cấu trúc. Thực tế cho thấy cấu trúc perovskite được tìm thấy trong một
số oxit mà ở đó các vị trí của A và hoặc B không bị chiếm bởi các nguyên tử cùng
loại. Chẳng hạn K1/2La1/2TiO3 có cấu trúc perovskite với các ion A được thay thế bởi
một số lượng bằng nhau các ion La và K. Trong khi đó Sr(Ga1/2Nb1/2)O3, các ion B
được thay thế bởi một số lượng bằng nhau các ion Ga và Nb.

1.4.4. Một số đặc tính của vật liệu có cấu trúc orthoferrite
1.4.4.1. Đặc tính chung
Cấu trúc perovskite ABO3 lý tưởng có dạng lập phương. Các vật liệu ABO3 khi
có sự pha tạp, thay thế một phần các nguyên tố đất hiếm, hoặc kim loại chuyển tiếp
vào vị trí cation A thể hiện sự thay đổi về cấu trúc và tính chất điện, nhiệt điện, từ,...Về
cấu trúc, vật liệu có thể có dạng lập phương, orthorhombic hoặc hexagonal,…Về tính
chất điện, vật liệu có thể là điện môi, bán dẫn hoặc kim loại. Còn về tính chất từ,
chúng có thể là sắt từ, phản sắt từ hoặc siêu thuận từ. Đặc biệt vật liệu perovskite có
cấu trúc orthoferrite thể hiện nhiều những đặc tính về cấu trúc tinh thể, hoạt tính xúc
tác… riêng biệt. Orthoferrite là tên gọi của loại vật liệu perovskite có công thức tổng
quát AFeO3, với A là vị trí của một hoặc nhiều các nguyên tố đất hiếm. AFeO3 có cấu
trúc tinh thể orthorhombic, loại cấu trúc được mô tả như là sự biến dạng của cấu trúc
lập phương lý tưởng dọc theo các vectơ mạng tinh thể với các hệ số khác nhau. Kết
quả thu được từ sự biến dạng là cấu trúc dạng hình lăng trụ chữ nhật có kích thước a,
b và chiều cao c, ba góc α = β = γ = 90° (tức là các vectơ cơ sở vẫn trực giao). [2], [7]
1.4.4.2. Cấu trúc tinh thể của tinh thể LaFeO3

23


Trong thực tế hợp chất ABO3 điều chế được không ở dạng tinh thể perovskite
lý tưởng mà dưới tác động của biến dạng Teller mỗi ô cơ sở của tinh thể ABO3 có
cấu trúc trực thoi (orthorhombic). [7]

Hình 1.3
(a) Ô cơ sở của tinh thể trực thoi LaFeO 3 cho thấy hai hướng Oxi (O1) và (O2)
(b) Cấu trúc bát diện nghiêng LaFeO3 với hai ion La chiếm các lỗ trống giữa các bát diện

1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỂ TỔNG HỢP CHẤT MÀU
1.5.1. Phương pháp gốm truyền thống

Perovskite thường được tổng hợp theo phương pháp gốm truyền thống. Nguyên
liệu chính dùng để tổng hợp perovskite là các oxit, hydroxit hoặc các muối có thể
phân hủy ở nhiệt độ cao tạo oxit. Nguyên liệu được trộn với nhau theo một tỷ lệ nhất
định tạo thành phối liệu. Nhiệt độ nung phối liệu khoảng từ 1000℃ – 1250℃. Sản
phẩm được nghiền đến cỡ hạt thích hợp (thường từ 1-30 m) bằng máy nghiền bi,
sấy khô, nung sơ bộ, ép viên rồi nung thiêu kết. [3], [4]
Nguyên liệu

Đóng bao

Phối liệu

Nghiền trộn

Sấy

Nung thiêu kết

Nghiền mịn

Nung sơ bộ

Ép viên

Hình 1.4. Sơ đồ tổng hợp theo phương pháp gốm truyền thống
Phương pháp này sử dụng công nghệ đơn giản, cho đến nay thì phương pháp
này vẫn được sử dụng nhiều và cho kết quả tốt.

24



1.5.2. Phương pháp khuếch tán rắn - lỏng
Theo phương pháp này, việc trộn phối liệu được thực hiện trong dung dịch. Các
hạt nguyên liệu sau khi được nghiền mịn đến cấp hạt mong muốn sẽ cho khuếch tán
vào dung dịch muối của ion nghiên cứu. Sau đó tiến hành kết tủa ion đó bằng tác
nhân kết tủa thích hợp để tạo các hợp chất dễ phân hủy nhiệt như cacbonat, oxalat,
hydroxit... Kết tủa sẽ bao quanh các hạt nguyên liệu. Nhờ đó mà diện tích tiếp xúc
tăng, các ion chỉ phải khuếch tán qua một quãng đường rất ngắn để đi vào mạng lưới
tinh thể mới. [11]
1.5.3. Phương pháp đồng kết tủa
Theo phương pháp này, các ion kim loại được kết tủa đồng thời dưới dạng hydroxit,
cacbonat, oxalat...trong một dung dịch. Sau đó khi tiến hành nhiệt phân hỗn hợp đồng
kết tủa ta thu được sản phẩm gốm. Ưu điểm của phương pháp này là khi chuẩn bị phối
liệu, các oxit tiếp xúc với nhau với khoảng cách giữa chúng tương đương với kích thước
phân tử hoặc nguyên tử, do vậy phản ứng pha rắn xảy ra thuận lợi.
1.5.4. Phương pháp sol-gel
Theo phương pháp này, dùng dung môi để thủy phân các hợp chất cơ kim
thường là alkoxide kim loại M(OR)n. Trong đó M là kim loại, R là gốc alkyl. Sự phân
tán của các cấu tử phản ứng ở cấp độ nguyên tử, phân tử nên có thể tổng hợp phối
liệu với cấp hạt cỡ µm hoặc nm. Vì thế mức độ tiếp xúc giữa các cấu tử phản ứng rất
cao, làm cho nhiệt độ phản ứng pha rắn thấp hơn nhiều so với phương pháp gốm
truyền thống. Đồng thời, sản phẩm sau khi thiêu kết có độ chắc đặc rất cao.[4]
1.5.5. Phương pháp tiền chất tinh bột
Tiền chất hữu cơ – kim loại là sản phẩm phản ứng giữa các hợp chất hữu cơ
(axit citric, etylen glycol, nhựa thông, tinh bột,...) với các muối kim loại. Khi sấy khô
các tiền chất hữu cơ – kim loại rồi xử lí nhiệt thì chúng phân hủy thành các oxit kim
loại rất mịn, có hoạt tính cao tạo điều kiện để phản ứng pha rắn xảy ra dễ dàng.

25