Chế tạo bạc nano tinh khiết bằng phương pháp phân hủy nhiệt phức chất oxalate bạc
Chế tạo bạc nano tinh khiết bằng phương pháp phân hủy nhiệt phức chất oxalate bạc
Xem bên trong

Chế tạo bạc nano tinh khiết bằng phương pháp phân hủy nhiệt phức chất oxalate bạc

51 tr. + CD-ROM
Luận Văn ThS. Vật liệu và linh kiện Nano — Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2010
Tổng quan về tình hình nghiên cứu nano bạc trong nước và trên thế giới. Nghiên cứu nguyên tố kim loại bạc, các tính chất vật liệu nano, các phương pháp chế tạo hạt nano kim loại, cũng như tính chất kháng khuẩn và ứng dụng của hạt nano bạc. Tiến hành thực nghiệm: Vật liệu, dụng cụ và thiết bị; tìm hiểu về sơ đồ thực nghiệm, phương pháp tiến hành, phương pháp phân tích mẫu và xác định hoạt tính kháng khuẩn của dung dịch keo nano bạc. Đưa ra kết quả và thảo luận: Lựa chọn phương pháp chế tạo hạt nano bạc và dung dịch keo bạc, chế tạo oxalat bạc (Ag2C2O4), chế tạo hạt nano bạc, dung dịch keo nano bạc, kết quả đo tinh chất quang của mạng nano bạc/PVP trên máy Ellipsometry, và kết quả phân tích AAS
Electronic Resources

0.00

Tải về miễn phí bản đầy đủ PDF luận văn tại Link bản đầy đủ 1

PHẠM NGỌC KHUYẾN

CHẾ TẠO BẠC NANO TINH KHIẾT BẰNG
PHƯƠNG PHÁP PHÂN HỦY NHIỆT
PHỨC CHẤT OXALATE BẠC

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Thành phố Hồ Chí Minh – 2010
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
PTN CÔNG NGHỆ NANO

PHẠM NGỌC KHUYẾN

CHẾ TẠO BẠC NANO TINH KHIẾT BẰNG
PHƯƠNG PHÁP PHÂN HỦY NHIỆT
PHỨC CHẤT OXALATE BẠC

Chuyên ngành: Vật liệu và Linh kiện Nano
(Chuyên ngành đào tạo thí điểm)

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học :TS. NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG

Thành phố Hồ Chí Minh – 2010
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
PTN CÔNG NGHỆ NANO

i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan : Luận văn “ Chế tạo bạc nano tinh khiết bằng phương pháp
phân hủy phúc chất oxalate bạc ” là công trình nghiên cứu riêng của tôi.
Các số liệu trong Luận văn này được sử dụng trung thực , chính xác và đầy đủ. Kết
quả nghiên cứu được trình bày trong Luận văn này chưa từng được công bố tại bất kỳ
công trình nào khác.
TP.HCM ngày 3 tháng 5 năm 2010
Tác giả luận văn
Phạm Ngọc Khuyến
ii
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn cô TS. Nguyễn Thị Phương Phong đã tận
tình hướng dẫn, giúp đỡ, chia sẻ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo cùng toàn thể nhân viên của phòng thí
nghiệm nano – ĐHQG TPHCM đã tạo mọi điều kiện để tôi có thể hoàn thành tốt đề tài
này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn em Phan Huê Phương PTN nano – ĐHQG – TP.HCM đã
giúp tôi tiến hành tạo mẫu và phân tích mẫu và các bạn Nguyễn Thiện Thuật – PTN
trọng điểm ĐHBK- TP.HCM; Nguyễn Đăng Khoa –PTN Vật liệu Kỹ thuật cao
ĐHKHTN- TP.HCM;
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn và ghi tâm sự tận tình giảng dạy của các Thầy
Cô: GS.TS. Nguyễn Năng Định, PGS.TS. Trần Ho àng Hải, PGS.TS. Nguyễn Như Đạt,
PGS.TS. Vương Đạo Vy, PGS.TS Phan Ngọc Minh, PGS.TS Đinh Sỹ Hiền, TS Nguyễn
Thị Phương Phong, TS. Nguyễn Mạnh Tuấn,TS. Phạm Đức Thắng, TS. Đinh Duy
Hải…đã tận tình truyền đạt những kiến thức bổ ích.
Xin cảm ơn gia đình đã luôn động viên và hỗ trợ tôi cả về vật chất lẫn tinh thần .
Trong quá trình nghiên cứu và báo cáo đề tài, chắc chắn sẽ không tránh khỏi
những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để đề
tài được hoàn thiện hơn.
iii
MỤC LỤC
Chương 1: Tổng quan
1.1 Tình hình nghiên cứu nano bạc trong nước và trên thế giới ………………………….. .1
1.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới ………………………….. ………………………….. 1
1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước ………………………….. ………………………….. ..1
1.2 Nguyên tố kim loại bạc………………………….. ………………………….. ……………………2
1.2.1 Cấu trúc tinh hể của Bạc ………………………….. ………………………….. ……………3
1.2.2 Tính chất vật lý của Bạc ………………………….. ………………………….. …………….3
1.2.3 Tính chất điện tử của Bạc………………………….. ………………………….. …………..4
1.3 Vật liệu nano ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….5
1.3.1 Các tính chất vật liệu nano ………………………….. ………………………….. …………6
1.3.2 Phân loại vật liệu nano ………………………….. ………………………….. ………………8
1.3.3 Hạt nano kim loại………………………….. ………………………….. ……………………..9
1.3.4 Các tính chất của hạt nano kim loại ………………………….. ……………………….. 10
1.4 Các phương pháp chế tạo hạt nano kim loại ………………………….. …………………. 11
1.5 Tính chất kháng khuẩn và ứng dụng của hạt nano bạc ………………………….. …….14
1.5.1 Tính chất kháng khuẩn ………………………….. ………………………….. …………….14
1.5.2 Các ứng dụng của hạt nano bạc. ………………………….. ………………………….. ..16
Chương 2: Thực nghiệm
2.1 Vật liệu, dụng cụ và thiết bị ………………………….. ………………………….. …………..17
2.1.1 Vật liệu ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….17
2.1.2 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm ………………………….. ………………………….. ….17
2.1.3 Các thiết bị được sử dụng phân tích mẫu ………………………….. ………………… 18
2.2 Thí nghiệm ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……..19
2.2.1 Sơ đồ thực nghiệm ………………………….. ………………………….. …………………. 19
2.2.2 Phương pháp tiến hành ………………………….. ………………………….. ……………19
2.3 Phân tích mẫu………………………….. ………………………….. ………………………….. ….21
2.3.1 Sơ đồ phân tích mẫu ………………………….. ………………………….. ……………….21
2.3.2 Các phương pháp phân tích m ẫu ………………………….. ………………………….. .22
2.4 Xác định hoạt tính kháng khuẩn của dung dịch keo nano bạc ………………………. 31
2.4.1 Chủng vi sinh vật ………………………….. ………………………….. …………………… 31
2.4.2 Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của dung dịch nano bạc ……………………….. 31
Chương 3: Kết quả và thảo luận ………………………….. ………………………….. ………………
3.1.Lựa chọn phương pháp chế tạo hạt nano bạc và dung dịch keo bạc ……………….33
3.1.1 Chế tạo hạt nano bạc ………………………….. ………………………….. ……………….33
3.1.2 Chế tạo dung dịch keo nano bạc ………………………….. ………………………….. ..33
iv
3.2 Chế tạo oxalat bạc (Ag2C2O4)………………………….. ………………………….. …………34
3.2.1 Phản ứng tạo ra oxalat bạc ………………………….. ………………………….. ……….34
3.2.2 Kết quả phân tích XRD………………………….. ………………………….. ……………34
3.3 Chế tạo hạt nano bạc ………………………….. ………………………….. ……………………. 35
3.3.1 Chế tạo hạt nano bạc ………………………….. ………………………….. ……………….35
3.3.2 Kết quả phân tích XRD ………………………….. ………………………….. ……………36
3.3.3 Kết quả phân tích TEM ………………………….. ………………………….. ……………37
3.4 Chế tạo dung dịch keo nano bạc ………………………….. ………………………….. ……..39
3.4.1 Nhóm sản phẩm I-1; I-2; I-3 với chất bảo vệ PVP (Mw: 1.000.000) ………..40
3.4.2 Nhóm sản phẩn II-2; II-2; II-3 với chất bảo vệ PVP (Mw: 55.000) ………….43
3.4.3 So sánh kết quả UV-Vis của dung dịch keo nano bạc với chất bảo vệ PVP
1.000.000 và 55.000 ………………………….. ………………………….. ……………………… 46
3.4.4 Kết quả chụp ảnh TEM ………………………….. ………………………….. ……………46
3.5 Kết quả đo tính chất quang của màng nano bạc/PVP trên máy Ellipsometry……48
3.6 Kết quả phân tích AAS ………………………….. ………………………….. …………………. 49
Chương 4: Kết luận và kiến nghị
4.1 Kết luận………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….52
4.2 Kiến nghị ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….52
v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
AAS Atomic Absorption Spectroscopy Phổ hấp thụ nguyên tử
FE-SEM Field emission gun Scanning
Electron Microscope
Kính hiển vi điện tử quét phát xạ
trường
TEM Transmission Electron Microscopy Kính hiển vi điện tử truyền qua
UV-Vis Ultraviolet-Visible Phổ tử ngoại và phổ khả kiến
XRD X-ray diffraction Nhiễu xạ tia X
TNCN Thí nghiệm công nghệ
TNTĐ Thí nghiệm trọng điểm
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Số nguyên tử và năng lượng bề mặt của hạt nano h ình cầu ……………………… 7
Bảng 1.2 Độ dài đặc trưng của một số tính chất của vật liệu ………………………….. ……..8
Bảng 2.1 Mức chuyển dời các mức năng l ượng ………………………….. …………………… 26
Bảng 3.1 Các điều kiện nung oxal ate bạc ………………………….. ………………………….. …36
Bảng 3.2 Dung dịch keo nano bạc với chất bảo vệ PVP (Mw: 1.000.000) với các tỷ
lệ khác nhau chế tạo được ………………………….. ………………………….. ……………………… 40
Bảng 3.3 Dung dịch keo nano bạc với chất bảo vệ (Mw :55.000) với các tỷ lệ khác
nhau chế tạo được ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….44
Bảng 3.4 Hoạt tính kháng khuẩn E .Coli của dung dịch nano bạc mẫu I -3D……………50
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể của bạc ………………………….. ………………………….. …………….3
Hình 1.2 Cấu hình electron của bạc………………………….. ………………………….. ……………4
Hình 1.3 Thang kích thước ………………………….. ………………………….. ……………………… 6
Hình 1.4 Phương pháp Top- down &Bottom-up ………………………….. ……………………. 11
Hình 1.5 Cơ chế diệt khuẩn của nano bạc ………………………….. ………………………….. …14
Hình 1.6 Sự gia tăng diện tích bề mặt khi chia nhỏ ………………………….. ………………… 15
Hình 1.7 Các ứng dụng của nano bạc ………………………….. ………………………….. ……….16
Hình 2.1 Các thiết bị thí nghiệm ………………………….. ………………………….. ……………..17
Hình 2.2 Các thiết bị phân tích mẫu ………………………….. ………………………….. …………18
Hình 2.3 Sơ đồ quy trình thực nghiệm ………………………….. ………………………….. ……..19
Hình 2.4 Sơ đồ điều chế dung dịch keo nano bạc ………………………….. …………………… 20
Hình 2.5 Quy trình phân tích mẫu ………………………….. ………………………….. ……………21
Hình 2.6 Nguyên lý của phương pháp nhiễu xạ tia X ………………………….. ………………22
Hình 2.7 Nguyên tắc hoạt động của máy nhiễu xạ tia X ………………………….. …………..23
Hình 2.8 Nguyên lý của kính hiển vi điện tử truyền qua ………………………….. ………….24
Hình 2.9 Cấu tạo của kính hiển vi điện tử truyền qua ………………………….. …….. …… .. 24
Hình 2.10 Cấu tạo của súng phóng điện tử ………………………….. ………………………….. ..25
Hình 2.11 Sơ đồ bước chuyển dời năng lượng ………………………….. ………………………. 26
Hình 2.12 Sơ đồ máy phổ tử ngoại và phổ kiến UV-Vis ………………………….. ………….27
Hình 2.13 Máy phân tích AAS………………………….. ………………………….. ……………….. 28
Hình 2.14 Sơ đồ cấu tạo máy phân tích AAS ………………………….. ………………………… 28
Hình 2.15 Nguyên lý phương pháp ellipsometry ………………………….. ……………………. 29
Hình 2.16 Sơ đồ ánh sáng phản xạ trên mẫu ………………………….. …………………………. 29
Hình 2.17 Sơ đồ khối của một hệ spectroscopic ellipsomer ………………………….. ………31
Hình 3.1 Sự hình thành phức hợp giữa PVP và hạt bạc ………………………….. ……………33
Hình 3.2 Mẫu Oxalate bạc chế tạo được và ảnh FE-SEM………………………….. …………34
Hình 3.3 Kết quả XRD mẫu oxalate bạc ………………………….. ………………………….. …..35
Hình 3.4 Các mẫu nano bạc chế tạo được theo các chế độ nung khác nhau ……………..35
Hình 3.5 Kết quả XRD của mẫu oxalate bạc trong 2 giờ ở nhiệt độ 140 OC ……………..36
Hình 3.6 Kết quả XRD với giá trị của độ bán rộng cực đại của mẫu nano bạc ………….37
Hình 3.7 Kết quả TEM, phân bố kích thước hạt của mẫu nano Ag (mẫu I) ………….. ….38
Hình 3.8 Kết quả TEM, phân bố kích thước hạt của mẫu nano Ag (mẫu II) …………….38
Hình 3.9 Kết quả TEM, phân bố kích thước hạt của mẫu nano Ag (mẫu III) ……………39
Hình 3.10 Ảnh các nhóm mẫu dung dịch nano bạc với chất bảo vệ PVP (Mw:
1.000.000) ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….40
Hình 3.11 Phổ UV-Vis dung dịch keo nano bạc các sản phẩm thuộc nhóm I -1 ………..41
vii
Hình 3.12 Phổ UV-Vis dung dịch keo nano bạc các sản phẩm thuộc nhóm I -2 ………..42
Hình 3.13 Phổ UV-Vis dung dịch keo nano bạc các sản phẩm thuộc nhóm I -3 ………..43
Hình 3.14 Ảnh các nhóm mẫu dung dịch nano bạc với chất bảo vệ PVP (Mw :
55.000).. . ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 43
Hình 3.15 Phổ UV-Vis dung dịch keo nano bạc các sản phẩm thuộc nhóm II-1……….44
Hình 3.16 Phổ UV-Vis dung dịch keo nano bạc các sản phẩm thuộc nhóm II -2……….45
Hình 3.17 Phổ UV-Vis dung dịch keo nano bạc các sản phẩm thuộc nhóm II -3……….45
Hình 3.18 Ảnh TEM, phân bố kích thước hạt nano bạc của dung dịch I -3D…………….47
Hình 3.19 Ảnh TEM, phân bố kích thước hạt nano bạc của dung dịch II -3D …………..47
Hình 3.20 Biểu diễn tiến trình xử lý số liệu ellipsometry ………………………….. …………48
Hình 3.21 Các hằng số quang có phổ nằm trong khoảng (370 đến 1395nm) trong phép
đo ellpsometry của nano bạc trên đế Si ………………………….. ………………………….. ……49
Hình 3.22 Hoạt tính kháng khuẩn E.Coli của các dung dịch nano bạc I -3D, I-1E trong
thời gian 15 phút ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………50
viii
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay công nghệ nano rất được nhiều nước trên thế giới quan tâm vì tính lợi
ích của nó. Công nghệ nano được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau
như: y học, sinh học, công nghệ xúc tác, công nghệ thông tin, xúc tác, quang học, dệt
may, mỹ phẩm…trong đó công nghệ nano bạc đ ược các nhà nghiên cứu đặc biệt quan
tâm.
Nano bạc có rất nhiều tính chất như: tính chất quang, từ, điện…nhưng đặc trưng
nhất của bạc là tính kháng khuẩn. Vì vậy bạc được ứng dụng trong các thiết bị để
kháng khuẩn là chủ yếu: dùng trong tủ lạnh, máy giặt, y học…
Có rất nhiều cách tổng hợp ra nano bạc nh ư: phương pháp vi sóng, phương pháp
khử sinh học, phương pháp hoá lý… trong đó phương pháp phân huỷ nhiệt phức chất
oxalat bạc nhằm tạo ra các hạt nano bạc l à phương pháp mới áp dụng nhưng đã có hiệu
quả khá cao. Nano bạc tạo ra từ ph ương pháp này có độ sạch khá cao, do khí CO 2 sẽ
được thoát ra dễ dàng. Hơn nữa, trong dung dịch keo nano bạc ho àn toàn không có sự
hiện diện của ion Ag+ nên màu sắc của các sản phẩm ngâm tẩm các dung dịch n ày
không bị ảnh hưởng.
Chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp vi sóng khá ti ện lợi, đơn giản, thời gian
phản ứng nhanh. Tuy nhiên, phương pháp này ch ỉ phù hợp khi chế tạo dung dịch keo
nano bạc từ tiền chất là muối AgNO3 tan dễ dàng trong môi trường phản ứng. Phức
oxalat bạc không tan mà chỉ phân tán trong môi trường phản ứng nên việc sử dụng vi
sóng nhiều hạn chế, hiệu suất phản ứng không cao do đó, sử dụng ph ương pháp gia
nhiệt thông thường là thích hợp hơn cả. Phương pháp này có ưu điểm sản xuất một
lượng lớn dung dịch keo nano mà phương pháp vi sóng không th ực hiện được.
Từ những ưu điểm của nano bạc cũng như tính hữu ích, sự khác biệt của phương
pháp phân hủy nhiệt so với phương pháp khác đã thúc đẩy tôi chọn đề tài: “Chế tạo
bạc nano tinh khiết bằng phương pháp phân huỷ nhiệt phức chất oxalate bạc”
làm đề tài luận văn.
Chương 1 Tổng quan
1
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Tình hình nghiên cứu nano bạc trong nước và trên thế giới
Khoa học và công nghệ nano là một lĩnh vực mới, phát triển rất nhanh chóng v à
được ứng dụng trong nhiều ngành như điện tử, lý, hóa học, sinh – y học, môi
trường….đặc biệt đã đem lại nhiều điều mới trong ngành hóa keo – một ngành có sự
đóng góp lớn lao trong nhiều thế kỷ qua. Các hạt keo kim loại hay nano bạc có vai tr ò
quan trọng trong các quy tr ình sản xuất kính, gốm sứ, xử lý các vấn đề nhiễm khuẩn
quan trọng nhờ tính diệt khuẩn cao của bạc, không độc với con ng ười và môi trường
cũng như không gây dị ứng cho da.
1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Nano có rất nhiều ứng dụng cũng như lợi ích của nó nên người ta đã nghiên cứu
và tìm cách tổng hợp nano từ rất lâu. Có nhiều cách tổng hợp ta hạt nano v à con người
đã có những nghiên cứu như: dùng formaldehyde trong dung d ịch lỏng để tổng hợp hạt
nano bạc bằng phương pháp khử hoá học (Kan – Sen Chou, Chiang – Yuh Ren) [32];
sử dụng phương pháp vi sóng chiếu xạ những sóng cực ngắn để tổng hợp ra nano bạc
(Hengbo Yin, Tetsushi Yamamoro, Yuji Wada, Shozo Yanagida ) [2 1]; tổng hợp keo
bạc trong pha nước/dầu (Wanzhong Zhang, Xueliang Qiao, Jianguo Chen) [3 7] hay đã
tổng hợp thành công nano bạc trong vi nhũ gồm có carbon dioxide s iêu tới hạn và chất
hoạt động bề mặt flourinate (McLeod) [ 34]; chế tạo keo bạc sử dụng tia lửa điện v à
tính chống mốc của keo bạc với vi khuẩn h ình cầu (Der-Chi Tien, Kuo-Hsiung Tseng,
Chih-Yu Liao, Tsing-Tshih Tsung) [12]. Người ta cũng nghiên cứu tính chất và ứng
dụng của nano như: tính chất của bột nano dựa vào những hiệu ứng Coulomb Blockde
(Qunqiang Feng, Zhimin Dang, Na Li, Xiaolong Cao) [ 35]; tổng hợp keo bạc và nâng
cao tính ổn định phân tán trong dung môi hữu c ơ (Ki Young Kim, Young Tai Choi,
Dae Jong Seo, Seung Bin Park) [14]; xác định được ảnh hưởng của khối lượng phân tử
polyvinyl pyrrolidone (PVP) lên s ự hình thành keo bạc (Kan – Sen Chou, Yueh-Sheng
Lai) [33]; xác định được khả năng kháng khuẩn của nano bạc ( Siddhartha Shrivastava,
Tanmay Bera, Arnab Roy, Gajendra Singh, P Rama chandrarao và Debabrata Dash)
[31].
1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Song song với những phát minh, nghiên cứu trên thế giới thì trong nước cũng có
những nghiên cứu về nano với những ứng dụng thực tiễn h ơn. Nhóm nghiên cứu nano
bạc tại phòng thí nghiệm công nghệ nano – Đại học Quốc gia (N.T.P. Phong và cộng
sự) đã chế tạo nano bạc từ tiền chất AgNO 3 bằng phương pháp khử vật lý [6], khử
Chương 1 Tổng quan
2
polyol có sự hỗ trợ của nhiệt vi sóng [6 ], ứng dụng ngâm tẩm trên vật liệu polyurethan
để xử lý nguồn nước uống nhiễm khuẩn [6] và trên vải cotton để sản xuất vải kháng
khuẩn sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Nghi ên cứu chế tạo bạc nano bằng
phương pháp chiếu xạ (N.Q.Hiến và cộng sự) [22]; chế tạo thành công nano bạc bằng
phương pháp chiếu xạ tia gamma và ứng dụng chế tạo chai xịt khử m ùi hôi nách
(Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai công nghệ Bức xạ – Tp. Hồ Chí Minh
(VINAGAMMA) [22]; chế tạo nano Ag bằng phương pháp hóa ướt nhằm ứng dụng
diệt khuẩn E.Coli (Nhóm nghiên cứu của Trung tâm vật liệu – Đại học khoa học tự
nhiên – ĐHQG Hà Nội) [1].
1.2 Nguyên tố kim loại bạc
Bạc là một trong những kim loại được con người phát hiện ra từ rất sớm (khoảng
5500 – 6000 về trước) chỉ sau vàng và đồng. Tuy nhiên trong thời gian này bạc được
xem là một kim loại rất hiếm, khai thác đ ược ít và giá đắt hơn bây giờ rất nhiều. Qua
những pháp lệnh của vua Ai Cập Menet (khoảng 3600 năm tr ước công nguyên), người
ta được biết tỷ số giá cả vàng và bạc lúc bấy giờ là 1 : 2.5[2].
Người Babilon ngay từ 3000 – 1000 năm trước công nguyên đã chế tạo được
những đồ vật bằng hợp kim vàng và bạc (electrum hay odem), những hợp kim n ày có
giá rẻ hơn bạc nguyên chất. Điều này có lẽ là do người ta chưa biết cách tách bạc ra
khỏi vàng và mãi về sau mới nắm được nghệ thuật đó.
Khoảng 2150 năm về trước, khi được vua Heron ở Xiracudơ giao cho nhiệm vụ
kiểm tra chiếc vương miện mà người thợ kim hoàn vừa hoàn thành có bạc lẫn với vàng
không, Acsimet đã dùng những phương pháp vật lý (xác định trọng lượng riêng) để
làm việc đó. Cũng như vàng, sự khai quật các mộ cổ cho thấy cách 2500 năm nhiều
quốc gia đã lưu thông tiền tệ bằng bạc.
Khoảng 800 năm trước công nguyên, việc khai thác bạc được mở rộng rất nhiều,
nhất là ở Hy Lạp. Tại các mỏ ở Lav ơri người ta nấu nóng chảy bạc từ nhữ ng quặng chì
có chứa nhiều kim loại khác [7]. Việc phân tách bạc và chì được tiến hành bằng cách
đốt thật nóng hợp kim, ch ì sẽ bị oxy hóa, và chỉ có bạc nóng chảy ở thể lỏng v à chảy
vào khuôn.
Ngày nay, bạc vẫn đang tiếp tục khai thác để phục vụ cho lợi íc h của con người.
Trữ lượng bạc lớn nhất hiện nay là ở Mexico và Peru. Hai nơi này cung cấp khoảng
một nửa số bạc khai thác trên thế giới.
Bạc được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực : công nghiệp,
trang trí, nhiếp ảnh, nữ trang và đồ dùng bằng bạc. Những lĩnh vực này tiêu thụ 95%
số lượng bạc hằng năm trên thế giới [39]
Năm 2006, 430.3 triệu ounces bạc đã được sử dụng cho các ứng dụng công
nghiệp, 145.8 triệu ounces bạc đ ược sử dụng trong ngành nhiếp ảnh, 165.8 triệu
ounces được tiêu thụ bởi thị trường nữ trang và 59.1 triệu ounces cho lĩnh vực đồ dùng
bằng bạc (muỗng, nĩa …)
Chương 1 Tổng quan
3
1.2.1 Cấu trúc tinh thể của Bạc
 Bạc có cấu trúc mạng tinh thể lập ph ương tâm mặt, điều này giải thích việc bạc có
khối lượng riêng lớn và nhiệt độ nóng chảy tương đối cao [42].
 Khoảng cách nhóm (Space group) : Fm-3m (Space group number: 225)
 Cấu trúc (Structure) : ccp (cubic close-packed)
 Các tham số nút mạng (Cell parameters) :
a: 408.53 pm α: 90.000
b: 408.53 pm β: 90.000
c: 408.53 pm γ: 90.000
1.2.2. Tính chất vật lý của Bạc
Một số hằng số vật lý của bạc :
 Mật độ thể rắn (Density of solid) : 10490 kg/m3
 Thể tích phân tử gam (Molar Volume) : 10.27 cm3
 Vận tốc âm thanh (Velocity of sound) : 2600 m/s
 Điểm nóng chảy (Melting point) : 961.78C
 Điểm sôi (Boiling point) : 2162C
 Suất Young (Young Modulus) : 83 GPa
 Tính chất cứng (Rigidity Modulus) : 30 GPa
 Suất khối (Bulk modulus) : 100 GPa
 Độ cứng vô cơ (Mineral Hardness) : 2.5
 Độ rắn (Brinell Hardness) : 24.5 MN/m2
Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể của bạc
Tính chất khối
Tính chất đàn hồi
Độ cứng
Các tính chất nhiệt
Chương 1 Tổng quan
4
 Điện trở suất (Electrical resistivity) : 1.6 10-8 Ω m
 Hệ số phản xạ (Reflectivity) : 97%
1.2.3. Tính chất điện tử của Bạc
 Cấu hình electron :
 Bán kính kim loại : 1.44 Å[4]
 Bán kính ion E+: 1.13 Å
 Năng lương ion hóa I1 : 7.57 eV
 Ái lực electron : 1.3 eV
 Năng lượng ion hóa của kim loại phân
nhóm 1B lớn hơn nhiều so với kim loại
phân nhóm 1A do ch ịu ảnh hưởng của sự
co d và sự tăng điện tích hạt nhân. Do đó
chúng là kim loại kém hoạt động  Bạc là
kim loại kém hoạt động.
 Bạc có 1 electron ở lớp ngoài cùng
(5s1), ở lớp thứ hai kề từ ngoài vào có 18
electron. Lớp 18 electron này chưa hoàn toàn bền và ở cách xa nhân do sự xâm nhập
của electron 5s, nên có khả năng cho đi số những electron đó. V ì thế, ngoài trạng thái
oxy hóa dương +1, bạc còn có số oxy hóa + 2 và + 3. Số oxy hóa +1 là bền nhất đối
với bạc (do cấu hình 4d10)[42].
 Bạc có lớp electron ở lớp ngoài cùng nằm gần nhân hơn so với các nguyên tử kim
loại kiềm tương ứng trong cùng chu kỳ. Vì thế electron ở lớp ngoài cùng của bạc khó
mất hơn so với kim loại kiềm. Do khó mất electron n ên bạc khó bị oxy hóa, ngược lại
ion của bạc rất dễ bị khử .
 Bạc không phân hủy nước, hydroxit của bạc là baz tương đối yếu
 Do sự phân cực hóa ion nên các hợp chất của bạc thường có liên kết có tính cộng
hóa trị.
 Do đặc điểm cấu trúc electron của kim loại phân nhóm 1B có khả năng tạo th ành
các phần tử có 2 nguyên tử nên Ag2 (Cu2, Au2) có độ bền lớn hơn các phân tử K2, Rb2,
Cs2 … Điều đó là do sự tạo thành kiên kết  giữa các cặp electron (n-1)d của nguyên
tử này và obpitan p trống của nguyên tử kia.
 Số phối trí : bạc thường có số phối trí là 2, 4, (6)
Dưới đây là một số hằng số về tính chất điện tử của bạc :
 Ái lực điện tử : -125.6 kJ/mol [4]
 1st năng lượng ion hóa : 731.0 kJ/mol
 2nd i năng lượng ion hóa : 2070 kJ/mol
 3rd năng lượng ion hóa : 3361 kJ/mol
Các tính chất điện, quang
qquangquang
Ái lực điện tử và năng
lượng ion hóa
Hình 1.2 Cấu hình electron của bạc [43]
Chương 1 Tổng quan
5
 Độ âm điện : 1.93 (thang Pauling)
 Độ dài liên kết giữa (Bond length in) Ag Ag: 288.9 pm
 Bán kính nguyên tử : 160 (165)pm
 Bán kính cộng hóa trị : 153 pm
 Bán kính Van der Waals : 172 pm
1.3. Vật liệu nano
Để hiểu rõ khái niệm vật liệu nano, chúng ta cần biết hai khái niệm có li ên quan là
khoa học nano và công nghệ nano. Theo Viện hàn lâm hoàng gia Anh quốc:
Khoa học nano là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tượng và sự can thiệp
(manipulation) vào vật liệu tại các quy mô nguyên tử, phân tử và đại phân tử. Tại các
quy mô đó, tính chất của vật liệu khác hẳn với tính chất của chúng tại các quy mô lớn
hơn.
Công nghệ nano là việc thiết kế, phân tích đặc trưng, chế tạo và ứng dụng các cấu
trúc, thiết bị, và hệ thống bằng việc điều khiển h ình dáng và kích thước trên quy mô
nano mét.
Vật liệu nano là đối tượng của hai lĩnh vực là khoa học nano và công nghệ nano,
nó liên kết hai lĩnh vực trên với nhau. Kích thước của vật liệu nano từ 0,1 nm đến 100
nm.
Độ âm điện
Bán kính
Khoảng cách giữa các
nguyên tố Ag – Ag

Tác giả

Phạm Ngọc Khuyến

Nhà xuất bản

ĐHCN

Năm xuất bản

2010

Người hướng dẫn

Nguyễn Thị Phương Phong

Định danh

V_L0_02616

Kiểu

text

Định dạng

text/pdf

Chủ đề

Công nghệ Nano,Nano Bạc,Phương pháp phân hủy nhiệt,Tính kháng khuẩn

Nhà xuất bản

Khoa vật lý kỹ thuật và công nghệ nano,

Trường đại học Công nghệ

Các đánh giá

Hiện chưa có đánh giá cho sản phẩm.

Hãy là người đầu tiên đánh giá “Chế tạo bạc nano tinh khiết bằng phương pháp phân hủy nhiệt phức chất oxalate bạc”

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *