Thạc Sĩ Nghiên cứu chế tạo và khảo sát các tính chất đặc trưng của vật liệu nano kim loại platin

MỞ ĐẦU

Ngày nay khoa học và công nghệ nano đang có những bước phát triển mạnh mẽ, việc tổng hợp và ứng dụng của hạt nano kim loại là một trong những nghiên cứu thú vị đang được nhiều nhà khoa học quan tâm. Trong đó, platin được biết đến như là kim loại thân thiện với môi trường và có nhiều ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như: xúc tác, thiết bị điện tử, quang điện tử, lưu trữ thông tin . Khi đạt đến kích cỡ nano, kim loại platin có khả năng hoạt động rất mạnh. Tính chất hoá học và vật lý của hạt nano platin có sự khác biệt rất lớn so với những vật liệu khối của chúng. Một số tính chất độc đáo của hạt nano Pt phụ thuộc rất nhiều vào kích thước và hình dạng của hạt bởi vì phân tử chất phản ứng có cấu trúc hấp phụ trên các bề mặt khác nhau. Do vậy, hiện nay các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực tìm kiếm các phương pháp để kiểm soát kích thước và hình dạng hạt nano platin tạo thành làm cơ sở cho việc nghiên cứu những ứng dụng trong lĩnh vực xúc tác và kỹ thuật điện tử, y học, Cùng với xu thế trên, đề tài “Nghiên cứu chế tạo và khảo sát các tính chất đặc trưng của vật liệu nano kim loại platin” với mục đích chế tạo ra hạt nano Pt với hình dạng và kích thước và khác nhau, song song đó khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt nano Pt đến hoạt tính xúc tác trong phản ứng giữa ion hexacyanoferrate (III) và thiosulfat. Các kết quả sẽ được đánh giá bằng nhiều phương pháp phân tích hóa lý khác nhau như UV-Vis, XRD và TEM.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU . 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN . 2
1.1. Vật liệu nano kim loại 2
1.1.1. Tính chất vật liệu nano . 2
1.1.2. Phương pháp chế tạo vật liệu nano kim loại 6
1.2. Vật liệu nano platin 8
1.3. Tính chất của nano platinum 9
1.3.1. Tính chất xúc tác 9
1.3.2. Tính chất quang 10
1.3.3. Tính chất từ . 10
1.4. Các phương pháp tổng hợp hạt nano platin . 10
1.4.1. Phương pháp polyol hỗ trợ bởi nhiệt vi sóng . 10
1.4.2. Phương pháp tạo mầm 11
1.4.3. Phương pháp sinh học 12
1.4.4. Phương pháp vật lý . 13
1.4.5. Phương pháp khử hoá học 14
1.4.6. Phương pháp ăn mòn laser . 14
1.5. Ứng dụng của hạt nano Platin 14
1.5.1 Trong lĩnh vực xúc tác . 14
1.5.2. Trong pin nhiên liệu . 15
1.5.3. Trong trị liệu da thẩm mỹ . 16
1.5.4. Trong công nghiệp 17
iii
1.5.5. Trong y học . 18
1.6. Tình hình nghiên cứu trong và nước ngoài 19
1.6.1 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 19
1.6.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 19
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 20
2.1. Hóa chất và dụng cụ-thiết bị 20
2.1.1. Hóa chất 20
2.1.2. Dụng cụ và thiết bị . 21
2.2. Nội dung nghiên cứu 22
2.3. Chế tạo nano platin trong dung môi glycerin 22
2.4. Chế tạo nano platin trong dung môi Etylen glycol 23
2.5. Chế tạo nano platin trong dung môi nước . 24
2.5.1 Dùng chất bảo vệ PVP . 24
2.5.2 Dùng chất bảo vệ TSC . 25
2.6. Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano Pt bằng phương pháp tạo mầm trong môi
trường H2O 25
2.6.1. Tổng hợp mầm nano Pt 25
2.6.2. Tổng hợp hạt nano Pt kích thước nhỏ 25
2.6.3. Tổng hợp hạt nano Pt với kích thước lớn . 26
2.7. Khảo sát hoạt tính xúc tác của dung dịch nano Platin lên phản ứng giữa ion
HCF(III) và thiosulfat . 27
2.8. Phương pháp phân tích 29
2.8.1. Phương pháp phân tích quang phổ UV-Vis . 29
2.8.2. Phương pháp phân tích chụp ảnh TEM 30
2.8.3. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) . 30
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32
3.1. Chế tạo nano platin trong dung môi glycerin 32
3.1.1. Với chất bảo vệ PVP (MW = 1.000.000g/mol) 32
3.1.2. Với chất bảo vệ PVP (MW = 40.000g/mol) . 37
3.2. Chế tạo nano platin trong dung môi Etylen glycol . 39
3.2.1. Với chất bảo vệ PVP (MW = 1.000.000g/mol) 39
3.2.2. Với chất bảo vệ PVP (MW = 40.000g/mol) . 42
3.3. Chế tạo nano platin trong dung môi nước . 46
3.3.1. Với chất bảo vệ PVP (MW = 40.000g/mol) 46
3.3.2 Dùng chất bảo vệ TSC . 53
3.4. Chế tạo nano platin bằng phương pháp tạo mầm 57
3.4.1. Tổng hợp hạt mầm Platin . 57
3.4.2. Tổng hợp hạt nano platin với những kích thước khác nhau . 58
3.4.3. Vai trò của AA và TSC 64
3.4.4. Khảo sát hoạt tính xúc tác của nano Pt ở những kích thước khác nhau
khi thực hiện phản ứng giữa ion HCF(III) và thiosulfat 67
3.4.5. Năng lượng hoạt hóa Ea của phản ứng giữa ion HCF(III) và thiosulfat . 77
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78
4.1. Kết luận 78
4.2. Kiến nghị 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 80