1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Ảnh hưởng của thông lượng laser trong chế tạo hạt nano lưỡng kim bằng kỹ thuật cảm ứng laser

74 5 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 74
Dung lượng 2,95 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Trong đó phương pháp sử dụng laser có nhiều ưu điểm là tính đơn giản và linh hoạt, thời gian chiếu sáng được kiểm soát chính xác, cho phép chế tạo các hạt nano lưỡng kim rất tinh khiết k

Trang 2

Nguyễn Thị Thu Hạnh

ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG LƯỢNG LASER TRONG CHẾ

TẠO HẠT NANO LƯỠNG KIM BẰNG KỸ THUẬT CẢM ỨNG

LASER

Chuyên ngành: Quang học

Mã số: 60.44.0109

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS NGUYỄN THẾ BÌNH

Trang 3

tận tình giúp đỡ, trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này

Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo tại Khoa Vật lý - Trường ĐHKHTN

- ĐHQG Hà Nội nói chung và tại Bộ môn Quang Lượng Tử nói riêng đã giúp đỡ, chỉ bảo tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu

Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới các anh chị nghiên cứu sinh, các bạn trong bộ môn và nhóm nghiên cứu chế tạo hạt nano đã giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình thực nghiệm thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Hóa- Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam, các thầy, cô giáo và các anh chị cán bộ trong Trung tâm khoa học Vật liệu - Khoa Vật lý đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được thực hiện một

số phép đo tại Viện và Trung tâm

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới tất cả các bạn bè và người thân đã quan tâm, động viên và dành nhiều tình cảm tốt đẹp để tôi có thể vượt qua mọi khó khăn hoàn thành tốt Luận văn này

Hà Nội, ngày 11 tháng 11 năm 2014

Học viên

Nguyễn Thị Thu Hạnh

MỤC LỤC

Trang 4

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ vi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HẠT NANO LƯỠNG KIM 3

1.1 Hạt nano lưỡng kim và ứng dụng của chúng 3

1.1.1 Giới thiệu chung về đặc tính của hạt nano lưỡng kim 3

1.1.2 Ứng dụng của các hạt nano lưỡng kim 9

1.2 Các phương pháp chế tạo hạt nano lưỡng kim 12

1.2.1 Phương pháp hóa học 13

1.2.2 Phương pháp sinh học 13

1.2.3 Phương pháp vật lý 14

1.3 Chế tạo hạt nano lưỡng kim bằng kỹ thuật cảm ứng laser trong môi trường chất lỏng 15

1.3.1 Cơ chế hình thành hạt nano đơn kim bằng ăn mòn laser 15

1.3.2 Cơ chế hình thành hạt nano lưỡng kim bằng cảm ứng laser 18

CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Thiết bị và hóa chất sử dụng 21

2.1.1 Laser Nd: YAG Quanta Ray Pro 230 21

2.1.2 Đầu đo công suất 23

2.1.3 Hóa chất 23

2.2 Bố trí thí nghiệm 25

2.2.1 Bố trí thí nghiệm chế tạo hạt nano kim loại 25

2.2.2 Bố trí thí nghiệm chế tạo hạt nano lưỡng kim 26

2.3 Quy trình chế tạo hạt nano kim loại 27

2.3.1 Tạo dung dịch chất hoạt hóa bề mặt 27

Trang 5

2.4.1 Phương pháp quang phổ UV-Vis 28

2.4.2 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 30

2.4.3 Phương pháp đo phổ tán sắc năng lượng tia X (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) 32

2.4.4 Phương pháp đo nhiễu xạ tia X 34

2.4.5 Phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS 36

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38

3.1 Kết quả chế tạo 38

3.1.1 Hạt nano vàng 38

3.1.2 Hạt nano bạc 40

3.1.3 Hạt nano lưỡng kim Au-Ag 42

3.2 Khảo sát ảnh hưởng của thông lượng laser lên sự hình thành hạt nano lưỡng kim 47

3.3 Đánh giá ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng laser lên sự hình thành hạt nano lưỡng kim 51

3.4 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần của hỗn hợp hạt đơn kim ban đầu trong quy trình chế tạo hạt lưỡng kim Au-Ag 53

KẾT LUẬN 56

DANH MỤC MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Trang 6

TEM Transmission Electron

Microscope Kính hiển vi điện tử truyền qua

UV Ultra Violet Tử ngoại

XRD X-Ray Diffraction Nhiễu xạ tia X

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Trang 7

Hình 1 3 Ảnh TEM của a) hạt nano Au, b-d) hạt nano Au lõi Ag vỏ với nồng độ Ag + tăng

dần Phổ EDX của e) trung tâm hạt f) rìa hạt nano Au lõi Ag vỏ 5

Hình 1 4 Một số sắp xếp hóa học trong hạt nano lưỡng kim 6

Hình 1 5 Phổ hấp thụ của hạt nano lưỡng kim vàng bạc với tỉ lệ Au/Ag thay đổi 8

Hình 1 6 Phổ XRD của một số hạt nano đơn kim và nano lưỡng kim 9

Hình 1 7 Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của hàm lượng CO bị oxi hóa theo nhiệt độ với các hạt nano lưỡng kim làm chất xúc tác 10

Hình 1 8 Phổ SERS của (a) Crystal Violet, (b) Malachite Green chiết xuất từ bắp thịt cá trên hạt nano Au-Ag core-shell 12

Hình 1 9 Cơ chế hình thành hạt nano lưỡng kim Au-Ag bằng chiết xuất từ lá Platycladi Cacumen 14

Hình 1 10 Mô hình cơ chế ăn mòn laser trong môi trường chất lỏng 16

Hình 1 11 a) Mô hình ăn mòn laser, b) Màu sắc của hạt nano vàng với kích thước tăng dần 17

Hình 1 12 (a) Phổ hấp thụ UV-vis của Pt, (b) Phổ hấp thụ của hỗn hợp các hạt nano Au và Pt trước và sau khi chiếu xạ 18

Hình 1 13 Ảnh TEM của cấu trúc thiêu kết Au-Pt tạo bởi sự chiếu xạ laser ở bước sóng 532 nm lên hỗn hợp keo hạt nano Au và Pt 19

Hình 1 14 Cơ chế hình thành hạt nano lưỡng kim từ hạt nano đơn kim loại 20

Hình 2 1 Cấu tạo của laser Nd:YAG Quanta Ray Pro 230 21

Hình 2 2 Đầu đo công suất Melles Griot 13PEM001 23

Hình 2 3 Công thức cấu tạo và hình thái PVP 25

Hình 2 4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm của hệ ăn mòn laser 26

Trang 8

Hình 2 7 Mô hình quy trình thí nghiệm chế tạo hạt nano lưỡng kim bằng phương pháp

cảm ứng laser 28

Hình 2 8 Máy UV-2450 của hãng Shimadzu tại Trung tâm khoa học vật liệu - Đại học Khoa Học Tự Nhiên 29

Hình 2 9 Sơ đồ nguyên lý của hệ ghi nhận tín hiệu phổ EDX trong TEM 33

Hình 2 10 Máy đo nhiễu xạ tia X: máy Siemens D5005 35

Hình 3 1 (a) Phổ hấp thụ (b) Phổ nhiễu xạ tia X của hạt nano Au trong PVP 38

Hình 3 2 Ảnh TEM của các hạt nano Au trong PVP 39

Hình 3 3 Phân bố kích thước của các hạt nano Au trong PVP 39

Hình 3 4 (a) Phổ hấp thụ (b) Phổ nhiễu xạ tia X của hạt nano Ag trong PVP 40

Hình 3 5 Ảnh TEM hạt nano Ag Trong PVP 41

Hình 3 6 Phân bố kích thước của các hạt nano Ag trong PVP 41

Hình 3 7 Phổ hấp thụ của hỗn hợp keo hạt nano Au-Ag trong PVP trước và sau chiếu sáng laser 42

Hình 3 8 Ảnh TEM của các hạt nano Au-Ag trong PVP 43

Hình 3 9 Phân bố kích thước của các hạt nano Au-Ag trong PVP 44

Hình 3 10 (a) Ảnh TEM của keo hạt lưỡng kim Au-Ag, (b) Ảnh HR-TEM và nhiễu xạ điện tử của hạt nano lưỡng kim Au-Ag 45

Hình 3 11 Phổ tán sắc năng lượng EDX của hạt nano lưỡng kim Au-Ag 45

Hình 3 12 Phổ nhiễu xạ tia X của hạt nano lưỡng kim Au-Ag 46

Hình 3 13 Ảnh keo hạt nano chế tạo bằng laser 47

Hình 3 14 Phổ hấp thụ của hỗn hợp keo Au, Ag chiếu sáng trong 10p với các thông lượng trung bình khác nhau 48

Trang 9

lượng trung bình khác nhau 50 Hình 3 17 Phổ hấp thụ của hỗn hợp keo Au, Ag chiếu sáng với thông lượng trung bình 0.8 W/cm 2 trong những khoảng thời gian thay đổi 51 Hình 3 18 Phổ hấp thụ của hỗn hợp keo Au, Ag chiếu sáng với thông lượng trung bình 1.2 W/cm 2 trong những khoảng thời gian thay đổi 52 Hình 3 19 Phổ hấp thụ của hỗn hợp keo Au,Ag chiếu sáng với thông lượng trung bình 1.6 W/cm 2 trong những khoảng thời gian thay đổi 53 Hình 3 20 Phổ hấp thụ của Au và Ag với tỉ lệ mol ban đầu khác nhau khi chưa chiếu sáng (a) Au/Ag: 2/3 (b) Au/Ag: 3/2 54 Hình 3 21 Phổ hấp thụ của Au và Ag với tỉ lệ mol ban đầu khác nhau khi chưa chiếu sáng và sau khi chiếu sáng (a) Au/Ag: 2/3 (b) Au/Ag: 3/2 54 Hình 3 22 Sự phụ thuộc đỉnh cộng hưởng plasmon vào tỉ lệ mol Au 55

Trang 10

về mặt hóa học [7, 52]

Để chế tạo hạt nano lưỡng kim có nhiều phương pháp, kỹ thuật khác nhau Trong đó phương pháp sử dụng laser có nhiều ưu điểm là tính đơn giản và linh hoạt, thời gian chiếu sáng được kiểm soát chính xác, cho phép chế tạo các hạt nano lưỡng kim rất tinh khiết không bị lẫn các tạp chất, cần thiết cho các ứng dụng y sinh

Trong những năm gần đây, bộ môn Quang Lượng Tử khoa Vật lý trường ĐH KHTN đã chế tạo thành công các hạt nano Au [3, 4], Ag [1] bằng phương pháp ăn mòn laser trong một số dung dịch sạch như nước cất, ethanol, dung dịch PVP, PVA, TSC,

và bước đầu đã chế tạo thành công hạt nano lưỡng kim Au-Ag trong dung dịch nước cất [5, 47] và PVP [6, 48] Việc chế tạo hạt nano lưỡng kim chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như : thông lượng laser, thời gian chiếu sáng laser, độ rộng xung laser, bước sóng laser, tỉ lệ vàng bạc, dung dịch chất hoạt hóa

Trang 11

Xuất phát từ một số kết quả bước đầu và dựa trên việc tham khảo các tài liệu đã công bố, đánh giá tính khả thi, chúng tôi tiến hành nghiên cứu hoàn thiện quy trình chế tạo hạt nano lưỡng kim Au-Ag với đề tài :

bằng kỹ thuật cảm ứng laser”

Mục đích của đề tài là:

Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của thông lượng laser trong quy trình chế tạo

các hạt nano lưỡng kim Au-Ag bằng phương pháp cảm ứng laser

Để chế tạo hạt nano lưỡng kim Au-Ag trước hết phải chế tạo các hạt nano Au,

Ag trong dung dịch Polyvinylpyrrolidone (C6H9NO)n (PVP) bằng phương pháp ăn mòn laser Sau đó chúng tôi nghiên cứu sử dụng các hạt nano đơn kim này để chế tạo hạt nano lưỡng kim Au-Ag bằng kỹ thuật chiếu sáng laser vào hỗn hợp keo hạt nano Au và

Ag

Ngoài phần mở đầu, kết luận, và danh mục tài liệu tham khảo, luận văn được

chia làm hai phần: Lý thuyết và thực nghiệm với 3 chương chính như sau:

Chương I: Tổng quan về hạt nano lưỡng kim Chương II: Các thiết bị sử dụng và phương pháp nghiên cứu Chương III: Kết quả và thảo luận

Trang 12

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HẠT NANO LƯỠNG KIM

1.1 Hạt nano lưỡng kim và ứng dụng của chúng

Việc pha trộn nhiều kim loại khác nhau để tạo ra sự điều chỉnh tính chất vật lý hoặc hóa học của vật liệu được các nhà luyện kim sử dụng từ thời đại đồ đồng Độ bền của vật liệu có thể được tăng cường bằng cách trộn các kim loại khác nhau [23] Vật liệu hợp kim kích thước nano có các thành phần kim loại thay đổi được hứa hẹn mang đến những thay đổi thú vị về tính chất đi kèm hiệu ứng kích thước

1.1.1 Giới thiệu chung về đặc tính của hạt nano lưỡng kim

Cấu trúc hình học và điện tử là những đặc trưng cơ bản nhất của cụm nguyên tử,

vì chúng xác định tính chất hóa học cũng như tính chất vật lý và các tính chất khác được quan tâm của lĩnh vực công nghệ nano Các tính chất của hạt nano phụ thuộc mạnh vào kích thước, do sự giam giữ lượng tử và hiệu ứng bề mặt, và khác với các thuộc tính của các đơn hạt nano và các kim loại khối [23] Trong các hạt nano lưỡng kim, các tính chất vật lý và hóa học phụ thuộc không chỉ vào kích thước hạt, mà còn phụ thuộc vào thành phần và sự sắp xếp hóa học cụ thể Các bậc tự do bổ sung dẫn đến một sự đa dạng phong phú của các trạng thái cấu trúc và trạng thái điện tử, mà các trạng thái cấu trúc và điện tử này có thể được điều chỉnh dễ dàng để tối ưu hóa, ví dụ,

độ chọn lọc xúc tác cho một phản ứng hóa học cụ thể Một vài tính chất đặc thù có thể được tăng cường bằng sự tạo hợp kim do tác dụng bổ trợ lẫn nhau của chúng Do đó một sự hiểu biết đầy đủ về các thuộc tính của hạt nano lưỡng kim là cần thiết để hướng tới các ứng dụng thực tế trong công nghệ nano [23]

Việc liên kết các đơn hạt kim loại có thể tạo nên nhiều cấu hình của hạt nano lưỡng kim, dưới đây là một số ví dụ về cấu hình của hạt nano lưỡng kim do Jellinek

Trang 13

nghiên cứu dựa trên việc kết hợp hai đơn kim [28, 38] với số lượng hạt là tương đương nhau trong mỗi loại:

Hình 1 1 Một số ví dụ về cấu hình hạt nano lưỡng kim của phân tử 38 nguyên tử

A 19 B 19 : (A) có 5 thành phần đối xứng và (B) dưới dạng cấu trúc lục giác [42]

Hình 1 2 Một số ví dụ về cấu hình hạt nano lưỡng kim A a B b [23]

Trang 14

a Sắp xếp hóa học trong các hạt nano lưỡng kim

Dù có tỉ lệ số phân tử mỗi đơn kim thành phần khác nhau nhưng tóm lại người ta có thể chia hạt nano lưỡng kim thành 4 loại sắp xếp hóa học (hay còn gọi là cách pha trộn) [21] như sau:

+A: Cấu trúc lõi-vỏ: bao gồm một lớp vỏ cấu tạo bởi nguyên tử kim loại B, bao bọc hoàn toàn lấy một lớp nhân là nguyên tử kim loại A Cấu trúc AlõiBvỏ này rất thông dụng với hầu hết các kim loại

Hình 1 3 Ảnh TEM của a) hạt nano Au, b-d) hạt nano Au lõi Ag vỏ với nồng độ Ag + tăng

dần Phổ EDX của e) trung tâm hạt f) rìa hạt nano Au lõi Ag vỏ [49]

Trang 15

+ B: Cấu trúc nano lưỡng kim phân lớp: cấu trúc tạo bởi nhiều phân lớp của các hạt nano A và B, với bề mặt có chứa cả A và B Còn được gọi là “Các hạt Janus” (đặt tên theo vị thần 2 mặt của La mã), bởi chúng có hai mặt hoàn toàn khác biệt, và có thể thể hiện hai tính chất hoàn toàn khác nhau cả về mặt vật lý và hóa học [38]

Hình 1 4 Một số sắp xếp hóa học trong hạt nano lưỡng kim [41]

+ C: Cấu trúc hạt nano lưỡng kim trộn lẫn: cấu trúc có thể sắp xếp trật tự, hoặc ngẫu nhiên Cấu trúc này được tìm thấy ở nhiều hợp kim nano, trong đó cấu trúc phân lớp của nano lưỡng kim CoPt có thể ảnh hưởng lớn đến tính chất từ của chúng [37]

+ D: Cấu tạo đa lớp bọc: thể hiện cấu tạo nhiều lớp vỏ –A-B-A– , các cấu trúc này do Balletto và đồng nghiệp nghiên cứu từ sự phát triển của hạt nano lưỡng kim Cu-

Ag, Ni-Ag, Pd-Ag [13] và Co-Rh, Pd-Pt [16, 24] Gần đây Yacaman và các đồng sự của mình cũng đã tìm ra cấu trúc ba lớp vỏ nano của hạt nano lưỡng kim Pd-Au [22]

Trang 16

b Đỉnh cộng cưởng plasmon của hạt nano lưỡng kim

Hạt nano kim loại thể hiện tính chất quang học độc đáo do cộng hưởng plasmon

bề mặt của chúng (SPR), đó là kết quả của các dao động tập thể của các electron trong vùng dẫn của tinh thể nano kim loại [23, 29, 36, 43] Tần số dao động được xác định bởi mật độ electron kim loại, khối lượng electron hiệu dụng, và các hình dạng và kích thước của sự phân bố hạt tải [29] Khi kích thước hạt trở nên nhỏ hơn so với quãng đường tự do trung bình của các electron tự do, phổ plasmon mở rộng cho đến khi phổ biến mất Ví dụ, các hạt vàng đường kính nhỏ hơn 1nm không có dải hấp thụ plasmon Hợp chất ở kích thước nano ví dụ như các hạt nano lưỡng kim và các hạt nano lõi-vỏ được dự kiến sẽ có những đặc trưng cộng hưởng plasmon không giống với các hạt đơn kim Thật vậy, các hạt nano lưỡng kim Au-Ag chỉ có một đỉnh cộng hưởng plasmon duy nhất và bước sóng hấp thụ của nó phụ thuộc vào các thành phần hợp kim [30, 33,

43, 52]

Các kim loại quý hiếm như Au, Ag được chúng tôi đề cập đến trong nghiên cứu này bởi chúng rất bền vững (chịu nhiệt cao, khó bị oxi hóa, bền trong không khí khô và ẩm…) [35] Bên cạnh đó, vị trí đỉnh cộng hưởng của chúng trong vùng khả kiến - vùng ánh sáng rất được quan tâm và có nhiều ứng dụng trong thực tế Đặc biệt, các hạt nano lưỡng kim chế tạo từ Au, Ag có nhiều ưu điểm như Au, Ag có hằng số mạng rất gần

nhau (Au: a = 4,0786 Å , Ag: a = 4,0862 Å) [7], có thể trộn ở bất kỳ tỉ lệ nào và bền

vững về mặt hóa học [52]

Phổ hấp thụ của các hạt nano lưỡng kim vàng bạc không chỉ phụ thuộc vào kích thước hạt mà yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến phổ hấp thụ cộng hưởng plasmon của chúng chính là tỉ lệ thành phần tạo thành hạt nano lưỡng kim Do đó phổ cộng hưởng plasmon của hạt nano lưỡng kim vàng bạc có thể dịch chuyển được trong khoảng giữa đỉnh cộng hưởng plasmon của Ag (400nm) và của Au (520nm) khi thay

Trang 17

đổi tỉ lệ mol Au Như đã thấy trên hình 1.5 khi ta tăng tỉ lệ mol Au thì đỉnh phổ hấp thụ dịch chuyển tuyến tính về phía bước sóng dài

Hình 1 5 Phổ hấp thụ của hạt nano lưỡng kim vàng bạc với tỉ lệ Au/Ag thay đổi [30]

c XRD của các hạt nano lưỡng kim [23]

Nhìn trên hình 1.6 phổ nhiễu xạ tia X (XRD) của các hạt lưỡng kim so với phổ XRD của các hạt đơn kim thành phần ta thấy: So sánh vị trí đỉnh nhiễu xạ của các hạt nano lưỡng kim và các đỉnh nhiễu xạ của các kim loại riêng rẽ, rất rõ ràng để nhận thấy các đỉnh nhiễu xạ của các hạt nano lưỡng kim nằm ở giữa các đỉnh của các hạt đơn kim

Trang 18

tương ứng Hình ảnh nhiễu xạ của nano lưỡng kim không chỉ đơn giản là tổng của các đỉnh của các thành phần riêng lẻ Các mẫu nano lưỡng kim cũng cho thấy không có sự xuất hiện đỉnh của bất kỳ kim loại tinh khiết nào, các đỉnh này chỉ ra rằng có liên quan đến sự hình thành của các hợp kim Vì vậy, sự vắng mặt của các đỉnh nhiễu xạ của các thành phần kim loại tinh khiết cấu thành và sự xuất hiện của các đỉnh mới nằm ở giữa những đỉnh của kim loại tinh khiết cung cấp bằng chứng mạnh mẽ cho các cơ chế hình thành hợp kim dẫn đến sự hình thành của các tinh thể nano được hợp kim hóa (hằng số

mạng Pt: a = 3,92 Å, Au: a = 4,0786 Å , Ag: a = 4,0862 Å)

Hình 1 6 Phổ XRD của một số hạt nano đơn kim và nano lưỡng kim [23]

1.1.2 Ứng dụng của các hạt nano lưỡng kim

Với sự phát hiện của Faraday về hạt nano kim loại vào giữa thế kỉ XIX các hạt nano đã trở thành một chủ đề khoa học lớn khi các nhà nghiên cứu đã đạt được khả năng tổng hợp và quan trọng hơn, để quan sát và tìm hiểu đặc tính hấp dẫn của chúng [23, 41] Tính năng đặc biệt nhất của vật liệu nano là sự phụ thuộc của các đặc tính vào kích thước Hợp kim của kim loại ở kích thước nano thậm chí còn thu hút được nhiều

Trang 19

sự chú ý hơn Những thay đổi của thành phần và cấu trúc, sự phụ thuộc tính chất của chúng vào những đặc điểm và kích thước của các hạt nano rất phức tạp, và đồng thời chúng có những đặc tính mà chúng ta có lẽ chưa bao giờ thấy trong bất kỳ hình thức nào khác của vật chất Người ta chỉ mới bắt đầu hiểu được bản chất của liên kết và trạng thái động trong các cấu trúc này Khi chúng ta tìm hiểu thêm, và học cách kiểm soát thành phần, kích thước và cấu trúc của chúng, chúng ta sẽ mở ra hàng loạt hướng nghiên cứu mới với nhiều ứng dụng ưu việt vẫn chưa dự đoán hết được

Một vài ứng dụng của hạt nano lưỡng kim:

Chất xúc tác cho các phản ứng hóa học [10]: Nhờ có sự hiện diện của các hạt

nano lưỡng kim mà các phản ứng hóa học diễn ra nhanh hơn và điều kiện cần để phản ứng diễn ra cũng được giảm xuống V.Abdelsayed và đồng nghiệp đã đưa ra ứng dụng của hạt nano lưỡng kim làm chất xúc tác trong quá trình oxi hóa CO [23, 51]

Hình 1 7 Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của hàm lượng CO bị oxi hóa theo nhiệt độ với

các hạt nano lưỡng kim làm chất xúc tác [23]

Trang 20

Bảng 1 1 Thống kê theo phần trăm hàm lượng CO bị oxi hóa theo nhiệt độ với các

chất xúc tác là hạt nano đơn kim và hạt nano lưỡng kim [23]

Ứng dụng trong chẩn đoán và điều trị y học: Do khả năng thay đổi được của các

hạt nano lưỡng kim (về thành phần, sắp xếp hóa học cũng như kích thước và hình dạng), các hạt nano lưỡng kim có tiềm năng trong việc sử dụng làm tác nhân chẩn đoán

và điều trị y học [12] Mirkin và đồng nghiệp đã sử dụng các hạt nano AgcoreAushell(đường kính 50-100nm) như đầu dò đo màu để phát hiện DNA [15] Ngoài ra các nhà khoa học đang tiếp tục nghiên cứu để ứng dụng hạt nano lưỡng kim trong điều trị ung

thư

Ứng dụng trong khoa học công nghệ: chế tạo các thiết bị vi điện tử, tăng hiệu

suất của pin mặt trời, bộ nhớ dữ liệu [49]

Ứng dụng trong quang phổ học Raman cộng hưởng tăng cường bề mặt (SERS):

SERS là phương pháp tăng cường độ vạch Raman lên nhiều lần từ những phân tử được hấp thụ trên một bề mặt kim loại đặc biệt có cấu trúc nano Hiện nay với việc phát triển của công nghệ nano, các nhà nghiên cứu SERS trên thế giới tập trung vào nghiên cứu

bề mặt nhám với việc sử dụng những hạt nano kim loại Với sự phát triển của hạt nano

Trang 21

lưỡng kim đã đem đến cho những nhà khoa học thêm nhiều sự lựa chọn mới để dùng

nghiên cứu SERS [49, 31]

Hình 1 8 Phổ SERS của (a) Crystal Violet, (b) Malachite Green chiết xuất từ bắp thịt

cá trên hạt nano Au-Ag core-shell [31]

1.2 Các phương pháp chế tạo hạt nano lưỡng kim

Có rất nhiều phương pháp để kết hợp tạo các hạt nano lưỡng kim, trong đó chia

thành hai phương pháp chính là phương pháp từ trên xuống và phương pháp từ dưới lên Phương pháp từ trên xuống là phương pháp chế tạo vật liệu nano lưỡng kim từ vật liệu khối lưỡng kim ban đầu Phương pháp từ dưới lên là phương pháp sử dụng nguyên tắc khử các ion kim loại như Au+, Ag+…để tạo thành các nguyên tử Ag và Au, sau đó các nguyên tử này sẽ liên kết với nhau tạo thành hạt nano lưỡng kim Một số phương pháp điển hình ngày nay đang được nghiên cứu sử dụng như sau:

Trang 22

1.2.1 Phương pháp hóa học

Phương pháp khử hóa học: Sử dụng các tác nhân hóa học để khử ion thành kim loại Thông thường các tác nhân hóa học ở dạng dung dịch lỏng nên còn gọi là phương pháp hóa ướt Đây là phương pháp từ dưới lên Dung dịch ban đầu có chứa muối của các Kim loại như HAuCl4, H2PtCl6, AgNO3 Tác nhân khử ion kim loại Ag+, Au+thành Ag0, Au0 ở đây là các chất hóa học như axit Citric, Vitamin C, Sodium Borohydride: NaBH4, Ethanol (cồn), Ethylen Glycol Các hạt nano đơn kim loại phân tán tốt trong dung môi mà không bị kết tụ thành đám, người ta sử dụng phương pháp tĩnh điện để làm cho bề mặt các hạt nano có cùng điện tích và đẩy nhau hoặc dùng phương pháp bao bọc chất hoạt hóa bề mặt Sau đó các tinh thể nano lưỡng kim sẽ được nuôi trong môi trường có dung môi chất lỏng chứa các ion kim loại và môi trường chất hữu cơ, hoặc dưới điều kiện nhiệt độ thấp và áp suất cao [18] Các tinh thể hạt nano lưỡng kim được bọc phủ sau đó có thể được thu hồi dưới dạng bột và có thể đưa vào các dung môi khác Ưu điểm của phương pháp này là nhanh, kích thước hạt ổn định và ít thay đổi Nhược điểm là mẫu tạo thành thường lẫn nhiều tạp chất, chi phí khá cao, phải lựa chọn dung môi rất cẩn thận [18]

1.2.2 Phương pháp sinh học

Cácnhà khoa học nhận thấy cây xanh, vi khuẩn, có các tác nhân khử tự nhiên như: acid citric, acid ascorbic, flavone (chất kết tinh trong một số loại cây), enzyme

dehydrogenase (enzym giúp loại bỏ hiđro trong thành phần hóa học), đóng vai trò

hạt nano lưỡng kim người ta sử dụng các muối của các kim loại chế tạo bằng phương pháp hóa như HAuCl4 [19, 32], Na2PdCl4 [19], AgNO3 [32], Sau đó họ sử dụng các ion kim loại này khử với các dung dịch như Gripe water (thuốc trị chứng đau bụng, khó tiêu với nguồn gốc thiên nhiên cho trẻ em) [20], lá platycladi cacumen [19], lá trà

Trang 23

xanh [17], α-amylase (men phân giải tinh bột) [32], Người ta có thể khử hai ion kim loại cùng một lúc để được cấu trúc lưỡng kim [25] hoặc khử ion kim loại trong dung dịch có chứa hạt mầm để được cấu trúc lõi-vỏ [19]

Hình 1 9 Cơ chế hình thành hạt nano lưỡng kim Au-Ag bằng chiết xuất từ lá

Platycladi Cacumen [25]

1.2.3 Phương pháp vật lý

a Phương pháp ăn mòn laser

Phương pháp ăn mòn laser: đây là phương pháp từ trên xuống, sử dụng phương pháp vật lý để chế tạo ra miếng/thỏi hợp kim (ví dụ hợp kim vàng-bạc), sau đó chế tạo hạt nano lưỡng kim từ miếng hợp kim bằng phương pháp ăn mòn laser [11, 27] Ưu điểm của phương pháp này là nhanh, dễ thay đổi dung môi để nghiên cứu, ít tạp chất (nếu thỏi hợp kim được chế tạo đúng tiêu chuẩn sạch), hạt có dạng hình cầu hoặc gần cầu Nhược điểm của phương pháp này là khó thay đổi được tỉ lệ các thành phần trong hợp kim, tốn kém, đặc biệt với các kim loại hiếm như Au, Ag, kích thước hạt thay đổi trong khoảng rộng

Trang 24

b Phương pháp cảm ứng laser

Sử dụng hạt nano đơn kim loại được chế tạo bằng các phương pháp khác nhau (có thể chế tạo bằng phương pháp hóa để đảm bảo về kích thước [39], hoặc chế tạo bằng phương pháp ăn mòn laser để đảm bảo về tính sạch [52]) đặt trong dung môi, sau

đó đưa toàn bộ dung dịch hỗn hợp đi chiếu sáng laser, với bước sóng và thời gian chiếu sáng khác nhau Dưới tác dụng hấp thụ nhiệt, các hạt nano đơn kim sẽ nóng chảy

và kết hợp với nhau tạo nên hạt nano lưỡng kim Ưu điểm của phương pháp này là rất sạch, có thể điều chỉnh được các thông số như thời gian chiếu sáng, bước sóng, công suất, dung môi, kích thước hạt, tỉ lệ các thành phần ban đầu… để chế tạo ra hạt nano lưỡng kim theo ý muốn Nhược điểm của phương pháp này là kích thước hạt biến đổi trong khoảng rộng

1.3 Chế tạo hạt nano lưỡng kim bằng kỹ thuật cảm ứng laser trong môi trường chất lỏng

Trong phạm vi luận văn này chúng tôi nghiên cứu chế tạo hạt nano lưỡng kim bằng cảm ứng laser, do nhiều đặc tính ưu việt mà phương pháp này mang lại so với các phương pháp khác Trước hết, các hạt nano đơn kim được chế tạo bằng phương pháp

ăn mòn laser Sau đó, hỗn hợp keo hạt nano của hai kim loại khác nhau được chiếu sáng laser để tạo ra hạt nano lưỡng kim

1.3.1 Cơ chế hình thành hạt nano đơn kim bằng ăn mòn laser

Cơ chế hình thành và lớn lên của hạt nano khi ăn mòn kim loại bằng laser xung trong chất lỏng được giải thích bằng mô hình của Mafune và các cộng sự [34] Theo

mô hình này chùm laser xung ăn mòn bia kim loại trong quá trình chiếu laser Vật liệu

ăn mòn, được gọi là đám vật chất (plume) tràn vào môi trường chất lỏng Các hạt nhỏ

Trang 25

như là các nguyên tử tự do hoặc cụm nguyên tử (cluster) va chạm với nhau và tạo thành hạt trong quá trình ăn mòn

Hình 1 10 Mô hình cơ chế ăn mòn laser trong môi trường chất lỏng [14, 26]

Trong vài xung đầu tiên, chỉ có môi trường chất lỏng bao quanh đám vật chất sinh ra và các mảnh kim loại trong đám vật chất này kết tụ tạo nên các hạt nano kim loại Sau đó các hạt nano phân tán vào môi trường chất lỏng và những hạt này trở thành các tâm kết tụ cho các mảnh kim loại kế tiếp Ở giai đoạn này có hai cơ chế đóng góp vào quá trình tạo hạt Cơ chế thứ nhất là kết hạt trực tiếp của kim loại trong đám vật chất (plume) tương tự như trong giai đoạn đầu Cơ chế thứ hai là sự thêm các nguyên

tử hoặc cụm nguyên tử vào các hạt đã sinh ra trước đó và làm cho chúng tăng kích thước Như vậy, khi cả hai cơ chế này xuất hiện sẽ dẫn đến phân bố kích thước mở rộng Tốc độ tăng kích thước của các hạt nano tùy thuộc vào số hạt được tạo thành trong giai đoạn đầu và tính phân cực của phân tử môi trường chất lỏng Trong chất lỏng, các hạt nano kim loại tích điện bề mặt Do tương tác giữa các phân tử môi trường chất lỏng và các hạt nano tích điện bề mặt, một lớp điện tích kép bao quanh bề mặt các hạt nano [44] Các phân tử chất lỏng có momen lưỡng cực cao tạo nên liên kết mạnh hơn với bề mặt hạt nano do đó lực đẩy tĩnh điện nhờ bao bọc bởi lớp điện tích kép sẽ ngăn cản sự tăng kích thước hạt tốt hơn Ví dụ, các phân tử phân cực như là nước tạo

Trang 26

mảnh trong đám vật chất và lớp điện tích này sự tăng kích thước bị hạn chế trong quá trình ăn mòn Kết quả là các hạt nano kim loại được tạo thành Tính phân cực thấp hơn của phân tử chất lỏng (ví dụ ethanol) tạo thành lớp điện tích kép yếu dẫn đến tăng kích thước hạt và kết tụ mạnh [46]

Sau khi ăn mòn, quá trình tạo hạt dừng lại và sự kết tụ vẫn tiếp tục Tốc độ kết

tụ tùy thuộc vào sự tương tác của phân tử môi trường chất lỏng với các nguyên tử bề mặt của hạt nano và tương tác giữa các hạt nano với nhau Tương tác bề mặt giữa các hạt nano có thể tạo thành một dung dịch keo bền vững hay là phân tán, kết tụ, kết nối

và tạo thành cấu trúc thiêu kết Trong khi đó tương tác giữa các hạt nano với nhau phụ thuộc vào lực đẩy và lực hút giữa chúng, ví dụ lực hút Van Der Waals gây nên kết tụ

và lực đẩy tĩnh điện nhờ bao quanh bởi lớp điện tích kép ngăn cản kết tụ

Mô hình ăn mòn laser do chúng tôi đã xây dựng tại bộ môn Quang lượng tử, khoa Vật Lý trường ĐHKHTN, ĐHQGHN như sau:

Hình 1 11 a) Mô hình ăn mòn laser, b) Màu sắc của hạt nano vàng với kích thước tăng

dần [Dr Michael Cortie, University of Technology, Sydney, Australia]

Trang 27

1.3.2 Cơ chế hình thành hạt nano lưỡng kim bằng cảm ứng laser [23]

Kỹ thuật cảm ứng laser có thể dùng để tạo ra hạt nano lưỡng kim: Nếu keo hạt nano của kim loại có một dải hấp thụ mạnh có năng lượng trùng với năng lượng photon của tia laser, thì các hạt nano của kim loại này có thể bị đốt nóng đến điểm nóng chảy bởi sự chiếu xạ laser Các hạt nano bị nóng chảy sẽ nối những hạt nano bền như là

"chất hàn nano" Lựa chọn bước sóng của laser, về nguyên tắc người ta có thể làm nóng chảy bất kỳ loại hạt nano nào

Dưới đây là ví dụ về việc chế tạo hạt nano lưỡng kim Au-Pt với bước sóng hòa

ba bậc hai 532nm của laser Nd:YAG Trong đó hạt nano Au có đỉnh hấp thụ cộng hưởng Plasmon ~520 nm gần với bước sóng chiếu xạ laser 532 nm, hạt nano Pt không

có đỉnh phổ hấp thụ riêng biệt trong vùng nhìn thấy (hình 1.12a) do đó khi bị chiếu sáng bởi bước sóng 532nm thì hạt nano Pt hầu như không bị ảnh hưởng

Hình 1 12 (a) Phổ hấp thụ UV-vis của Pt, (b) Phổ hấp thụ của hỗn hợp các hạt nano

Au và Pt trước và sau khi chiếu xạ [23]

Trang 28

Sau khi chiếu xạ người ta đã thu được một đỉnh cộng hưởng plasmon ở bước sóng ~600nm cùng với ảnh TEM của mẫu (hình 1.12b) đã thực sự chứng minh việc hình thành hợp kim Au-Pt Do hạt nano Au được kích thích tốt bởi bước sóng 532 nm

bị nóng chảy tạo thành cầu nối nối các hạt nano Pt và tạo nên cấu trúc thiêu kết

Hình 1 13 Ảnh TEM của cấu trúc thiêu kết Au-Pt tạo bởi sự chiếu xạ laser ở bước

sóng 532 nm lên hỗn hợp keo hạt nano Au và Pt [23]

Trong phạm vi luận văn này chúng tôi sử dụng các hạt nano Au và Ag để chế tạo nên hạt nano lưỡng kim Au-Ag Như chúng ta đã biết hạt nano Au và Ag có đỉnh hấp thụ cộng hưởng plasmon trong vùng khả kiến (Au: 520nm, Ag: 400nm) Tùy theo bước sóng và năng lượng kích thích của laser, mà các hạt nano sẽ hấp thụ nhiệt và nóng chảy khác nhau Ví dụ nếu kích thích ở bước sóng gần đỉnh hấp thụ plasmon của vàng sẽ khiến hạt vàng có khả năng hấp thụ nhiệt cao hơn, dẫn đến nóng chảy sớm

Trang 29

hơn, và ngược lại đối với bạc cũng vậy Cần chú ý là nhiệt độ nóng chảy của Ag thấp hơn của Au nhiều (Ag: 961.78 o

C; Au: 1064.18 oC), nên trong quá trình chiếu xạ vẫn

có khả năng Ag sẽ nóng chảy đồng thời hoặc trước Au, tùy theo phương pháp và điều kiện kích thích [40, 45] Chúng tôi chọn bước sóng 532 nm là bước sóng gần với đỉnh cộng hưởng plasmon của vàng với mong muốn trong quá trình chế tạo hạt nano Au và

Ag sẽ nóng chảy đồng thời để tạo ra hạt nano lưỡng kim Au-Ag

Hình 1 14 Cơ chế hình thành hạt nano lưỡng kim từ hạt nano đơn kim loại

Dưới sự chiếu xạ của xung laser, các hạt nano Au, Ag trong dung dịch hỗn hợp

sẽ hấp thụ photon trong một xung laser riêng rẽ và sẽ nóng lên tới điểm nóng chảy của

nó trong một vài picogiây Khi năng lượng của xung laser đủ lớn, các hạt nano Au, Ag này có thể phân mảnh thành các hạt nano nhỏ hơn bằng cách giải phóng các đám nguyên tử Các hạt nano bị nóng chảy, phân mảnh dẫn tới khuếch tán các nguyên tử Bởi vì tương tác giữa các nguyên tử kim loại là lớn hơn nhiều tương tác giữa kim loại

và dung môi nên các nguyên tử kim loại sẽ kết tụ để tạo nên các hạt nano hợp kim [27]

Do tính tương đồng giữa Au và Ag, đặc biệt hằng số mạng rất giống nhau (Au: 4,0786Å; Ag: 4.0862 Å) [7] nên ta có thể hòa trộn với mọi tỉ lệ [27, 52] Sau mỗi xung laser nội năng được truyền rất nhanh vào dung dịch khiến cho các hạt nano mát và ổn định trước khi xung laser kế tiếp tới

Trang 30

CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Thiết bị và hóa chất sử dụng

2.1.1 Laser Nd: YAG Quanta Ray Pro 230

Laser Nd:YAG Quanta Ray Pro 230 được chế tạo bởi hãng Spectra – Physics, theo tiêu chuẩn của Hoa Kỳ, là một trong những laser rắn hiện đại và có công suất lớn nhất hiện nay

☻ Cấu tạo: Laser gồm có 3 phần chính: đầu laser, power supply và bộ điều

khiển

Hình 2 1 Cấu tạo của laser Nd:YAG Quanta Ray Pro 230

(a) Đầu laser (b) Power supply

(c) Bộ điều khiển

Trang 31

(a) Đầu laser

Đầu laser bao gồm buồng cộng hưởng quang học, thanh hoạt chất Nd:YAG, đèn bơm flash tạo dao động, khuếch đại và bộ hoà ba

(b) Power supply

Là một thiết bị bao gồm các hệ thống mạch điện AC/DC cung cấp điện cho toàn

bộ đầu laser Ngoài ra nó còn chứa máy bơm và hệ thống làm mát bằng nước Hệ thống làm mát bằng nước của laser có nguyên lý bao gồm hai vòng tách biệt nhau Có một vòng khép kín nước sạch từ power supply đến đầu laser và nước nóng khi quay về power supply sẽ được làm mát bằng một nguồn nước khác nối với máy bơm bên ngoài tạo thành một vòng khép kín thứ hai Các thông số của power supply: sử dụng nguồn điện một pha, 190-260 V, 53/60 Hz, < 25A

(c) Bộ điều khiển

Bộ điều khiển giúp ta điều khiển hoạt động của laser một cách linh hoạt phù hợp trong phòng thí nghiệm Bao gồm điều khiển chế độ đóng ngắt laser, năng lượng xung, chế độ phát xung

☻ Đặc điểm của laser Nd: YAG Quanta Ray Pro 230:

- Phát được ở chế độ xung tự do và Switching Khi hoạt động ở chế độ Switching, năng lượng xung tối đa là 1200 mJ, độ rộng xung từ 7 – 10 ns

- Hiệu suất khá cao, cỡ vài phần trăm

- Hoạt động theo sơ đồ 4 mức năng lượng

- Ngưỡng kích thích thấp

- Độ dẫn nhiệt cao

- Nguồn bơm cho laser Nd:YAG là đèn Kripton Năng lượng của đèn khá phù

Trang 32

- Hoạt chất của laser này là tinh thể Yttrium Aluminium Garnet Y2Al5O12 có pha tạp ion Nd+3 làm tâm hoạt chất

2.1.2 Đầu đo công suất

Thiết bị sử dụng để đo thông lượng laser là đầu đo công suất Melles Griot 13PEM001 được chế tạo bởi hãng Melles Griot của Mỹ, là một hãng sản xuất các thiết

bị quang và các thiết bị đo đạc hàng đầu

Hình 2 2 Đầu đo công suất Melles Griot 13PEM001

Thiết bị đo công suất quang vạn năng Melles Griot 13PEM001 rất dễ sử dụng gồm hai khối chính:

Trang 33

Cấu trúc tinh thể: Lập phương tâm mặt

Nguyên tử số: 47

Khối lượng riêng: 10.490 g/cm³

Nhiệt độ nóng chảy: 961.78˚C

Nhiệt độ sôi: 2162 ˚C

Bề ngoài: kim loại màu trắng bóng

Mẫu bạc được sử dụng trong nghiên cứu này là một tấm bạc tinh khiết, có hình dạng tương đối phẳng và dẹt

Bề ngoài: kim loại màu vàng

Mẫu Vàng được sử dụng trong nghiên cứu này là tấm vàng tinh khiết, có hình dạng tương đối phẳng và dẹt

Nước cất

Công thức hóa học: H2O, H-O-H

Ở trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng nước cất 2 lần đảm bảo tinh khiết, không lẫn tạp chất, với vai trò là dung môi cho dung dịch chất hoạt hóa bề mặt

Trang 34

PolyVinylPyrrolidone (PVP) Công thức hóa học: (C6H9NO)n

Hình 2 3 Công thức cấu tạo và hình thái PVP

PVP là chất bột vô định hình, có màu trắng để ngoài ánh sáng có màu vàng, hút ẩm Khi hòa tan trong nước trở thành dung dịch không màu

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng dung dịch PVP với vai trò là chất hoạt hóa bề mặt Dung dịch PVP được pha bằng cách hòa tan bột tinh thể PVP vào trong nước cất hai lần

2.2 Bố trí thí nghiệm

2.2.1 Bố trí thí nghiệm chế tạo hạt nano kim loại

Các hạt nano Au, Ag được chế tạo bằng cách sử dụng các bước sóng cơ bản

1064 nm của laser YAG:Nd Quanta Ray Pro 230 đặt ở chế độ Q-switching cho xung laser 8 ns, tần số lặp lại 10 Hz, mật độ công suất trung bình 15.9 W/cm2

Chùm laser được hội tụ vào bề mặt mẫu kim loại nhờ một thấu kính hội tụ có tiêu cự 100mm Tấm kim loại tinh khiết đặt trong một ống nghiệm chứa 10 ml dung dịch chất hoạt hóa bề mặt PVP (polyvinylpyrrolidone), nồng độ 0.02 M Các kim loại được sử dụng ở đây là Au, Ag tinh khiết 99,9%, được gia công thành những tấm phẳng, mỏng Ống nghiệm chứa tấm kim loại được quay trong quá trình ăn mòn laser

để thay đổi vị trí ăn mòn và hạn chế hiệu ứng kết tụ

Trang 35

Hệ ăn mòn được bố trí như hình dưới:

(a) (b)

Hình 2 4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm của hệ ăn mòn laser

2.2.2 Bố trí thí nghiệm chế tạo hạt nano lưỡng kim

Hình 2 5 Bố trí thí nghiệm chiếu sáng tạo hạt nano lưỡng kim

Trang 36

Mẫu dung dịch hòa trộn theo tỉ lệ thích hợp về thể tích và được cho vào một lọ thủy tinh xoay trong quá trình chiếu xạ laser để dung dịch mẫu được chiếu sáng toàn

bộ Mẫu được chiếu xạ bởi bước sóng 532nm của của laser YAG:Nd Quanta Ray Pro

230 với thông lượng và thời gian chiếu sáng thay đổi

2.3 Quy trình chế tạo hạt nano kim loại

2.3.1 Tạo dung dịch chất hoạt hóa bề mặt

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng dung dịch PVP với vai trò là chất hoạt hóa bề mặt Dung dịch này được pha trực tiếp từ bột PVP (dạng tinh thể) vào trong nước cất với nồng độ 0,02M

2.3.2 Chế tạo hạt nano kim loại bằng ăn mòn laser

Hình 2 6 Mô hình quy trình thí nghiệm chế tạo hạt nano đơn kim loại bằng phương

pháp ăn mòn laser

Trang 37

2.3.3 Chế tạo hợp kim bằng laser

Hình 2 7 Mô hình quy trình thí nghiệm chế tạo hạt nano lưỡng kim bằng phương pháp

cảm ứng laser

2.4 Các phương pháp đo

2.4.1 Phương pháp quang phổ UV-Vis [8]

Phương pháp quang phổ hấp thụ là một trong các phương pháp cơ bản để nghiên cứu phản ứng các chất trong dung dịch, để xác định thành phần và cấu trúc của hợp chất, để nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến cân bằng giữa các chất Bằng phương pháp này có thể định lượng nhanh chóng với độ nhạy và độ chính xác cao

Ngày đăng: 10/03/2021, 14:11

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
1. Nguyễn Thế An (2011), Nghiên cứu chế tạo và tìm hiểu khả năng ứng dụng của hạt nano Platin và Bạc, Khóa luận tốt nghiệp đại học trường ĐHKHTN- ĐHQGHN Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghiên cứu chế tạo và tìm hiểu khả năng ứng dụngcủa hạt nano Platin và Bạc
Tác giả: Nguyễn Thế An
Năm: 2011
2. Phạm Văn Bền (2006), Bài giảng Quang học vật liệu, Bài giảng chuyên ngành quang lượng tử, ĐHKHTN-ĐHQGHN Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bài giảng Quang học vật liệu
Tác giả: Phạm Văn Bền
Năm: 2006
3. Nguyễn Thế Bình, Nguyễn Thanh Đình, Trịnh Thị Huế, Đỗ Thị Lý, Dương Thị Tươi (2009), " Chế tạo hạt nano vàng trong nước và trong dung dịch ethnol", Hội nghị Vật lý chất rắn và Khoa học vật liệu toàn quốc lần thứ 6, Đà Nẵng Sách, tạp chí
Tiêu đề: Chế tạo hạt nano vàng trong nước và trong dung dịch ethnol
Tác giả: Nguyễn Thế Bình, Nguyễn Thanh Đình, Trịnh Thị Huế, Đỗ Thị Lý, Dương Thị Tươi
Năm: 2009
4. Nguyễn Thế Bình, Đỗ Thị Lý, Trịnh Thị Huế, Lê Tú Quyên (2008), "Chế tạo hạt nano vàng bằng phương pháp ăn mòn laser", Hội nghị Quang học quang phổ toàn quốc lần thứ V, Nha Trang Sách, tạp chí
Tiêu đề: Chế tạo hạt nano vàng bằng phương pháp ăn mòn laser
Tác giả: Nguyễn Thế Bình, Đỗ Thị Lý, Trịnh Thị Huế, Lê Tú Quyên
Năm: 2008
5. Trần Trọng Đức (2013), Sử dụng laser chế tạo hạt nano lưỡng kim Au-Ag trong nước cất, Luận văn thạc sỹ trường ĐHKHTN-ĐHQGHN Sách, tạp chí
Tiêu đề: Sử dụng laser chế tạo hạt nano lưỡng kim Au-Ag trong nước cất
Tác giả: Trần Trọng Đức
Năm: 2013
6. Nguyễn Thị Thu Hạnh (2012), Nghiên cứu và chế tạo hạt nano lưỡng kim bằng laser, Khóa luận tốt nghiệp đại học trường ĐHKHTN-ĐHQGHN Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghiên cứu và chế tạo hạt nano lưỡng kim bằng laser
Tác giả: Nguyễn Thị Thu Hạnh
Năm: 2012
7. Trần Thu Hà (2011), Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt của các hạt kim loại, Luận văn thạc sỹ trường ĐHKHTN-ĐHQGHN Sách, tạp chí
Tiêu đề: Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt của các hạt kim loại
Tác giả: Trần Thu Hà
Năm: 2011
8. Trần Tứ Hiếu (2003), Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV –Vis, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV –Vis
Tác giả: Trần Tứ Hiếu
Nhà XB: NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội
Năm: 2003
10. Alexeev OS, Gates BS (2003), "Supported bimetallic cluster catalysts", Ind Eng Chem Res 42, pp. 1571–1587 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Supported bimetallic cluster catalysts
Tác giả: Alexeev OS, Gates BS
Năm: 2003
11. Anne Neumeister, Jurij Jakobi, Christoph Rehbock, Janine Moysig and Stephan Barcikowski (2014), "Monophasic ligand-free alloy nanoparticle synthesis determinants during pulsed laser ablation of bulk alloy and consolidated microparticles in water", Chem. Phys., 2014, 16, 23671 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Monophasic ligand-free alloy nanoparticle synthesis determinants during pulsed laser ablation of bulk alloy and consolidated microparticles in water
Tác giả: Anne Neumeister, Jurij Jakobi, Christoph Rehbock, Janine Moysig and Stephan Barcikowski
Năm: 2014
12. Anne-Marie Dallaire, David Rioux, Alexandre Rachkov, Sergiy Patskovsky, and Michel Meunier (2012), "Laser-Generated Au−Ag Nanoparticles For Plasmonic Nucleic Acid Sensing", J. Phys. Chem. C, 2012, 116 (20), pp 11370–11377 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Laser-Generated Au−Ag Nanoparticles For Plasmonic Nucleic Acid Sensing
Tác giả: Anne-Marie Dallaire, David Rioux, Alexandre Rachkov, Sergiy Patskovsky, and Michel Meunier
Năm: 2012
13. Baletto F, Mottet C, Ferrando R. (2003), "Growth of Three-Shell Onionlike Bimetallic Nanoparticles", Phys Rev Lett 2003;90:135504 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Growth of Three-Shell Onionlike Bimetallic Nanoparticles
Tác giả: Baletto F, Mottet C, Ferrando R
Năm: 2003
14. Bing Liu, Zhendong Hu and Yong Che (2007), "Nanoparticle generation in ultrafast pulsed laser ablation of nickel", Appl. Phys. Lett. 90, 044103 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nanoparticle generation in ultrafast pulsed laser ablation of nickel
Tác giả: Bing Liu, Zhendong Hu and Yong Che
Năm: 2007
15. Chad A. Mirkin, Robert L. Letsinger, Robert C. Mucic &amp; James J. Storhoff (1996), "A DNA-based method for rationally assembling nanoparticles into macroscopic materials", Nature 382. pp. 607 - 609 Sách, tạp chí
Tiêu đề: A DNA-based method for rationally assembling nanoparticles into macroscopic materials
Tác giả: Chad A. Mirkin, Robert L. Letsinger, Robert C. Mucic &amp; James J. Storhoff
Năm: 1996
16. Cheng D-J, Wang W-C, Huang S-PJ. (2006), "Core-shell structured bimetallic clusters and nanowires", Phys Chem B 2006;11:16193 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Core-shell structured bimetallic clusters and nanowires
Tác giả: Cheng D-J, Wang W-C, Huang S-PJ
Năm: 2006
17. Chung-Yu Chen and Yang-Wei Lin (2014), "Green Synthesis of Gold/Silver Hybrid Nanostructures for Surfaceenhanced Raman Scattering Spectroscopy", Current Nanoscience, VOLUME: 10, ISSUE: 4. pp. 613-620 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Green Synthesis of Gold/Silver Hybrid Nanostructures for Surfaceenhanced Raman Scattering Spectroscopy
Tác giả: Chung-Yu Chen and Yang-Wei Lin
Năm: 2014
18. Damien Alloyeau, Christine Mottet, Christian Ricolleau (2012), “Nanoalloys: Systhesis, Structure and Properties”, © Springer-Verlag London 2012 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nanoalloys: Systhesis, Structure and Properties”, "© Springer-Verlag London
Tác giả: Damien Alloyeau, Christine Mottet, Christian Ricolleau
Năm: 2012
19. Daohua Sun, Genlei Zhang, Jiale Huang, Haitao Wang and Qingbiao Li (2014), "Plant-Mediated Fabrication and Surface Enhanced Raman Property of Flower-Like Au@Pd Nanoparticles", Materials 2014, 7(2), pp. 1360-1369 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Plant-Mediated Fabrication and Surface Enhanced Raman Property of Flower-Like Au@Pd Nanoparticles
Tác giả: Daohua Sun, Genlei Zhang, Jiale Huang, Haitao Wang and Qingbiao Li
Năm: 2014
20. E Kirubha, P K Palanisamy (2014), "Green synthesis, characterization of Au–Ag core–shell nanoparticles using gripe water and their applications in nonlinear optics and surface enhanced Raman studies", IOPscience, Nat. Sci: Nanosci.Nanotechnol. 5 045006 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Green synthesis, characterization of Au–Ag core–shell nanoparticles using gripe water and their applications in nonlinear optics and surface enhanced Raman studies
Tác giả: E Kirubha, P K Palanisamy
Năm: 2014
21. Ferrando R, Jellinek J, Johnston RL. (2008), "Nanoalloys: from theory to applications of alloy clusters and nanoparticles", Chem Rev 2008;108:845 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nanoalloys: from theory to applications of alloy clusters and nanoparticles
Tác giả: Ferrando R, Jellinek J, Johnston RL
Năm: 2008

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm