Phương pháp kết tủa

TIỂU LUẬN HÓA VÔ CƠ NÂNG CAO

PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA HÓA HỌC
TRONG TỔNG HỢP VẬT LIỆU

Đồng Tháp, 2016


PHẦN I: MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong những thập niên gần đây, cùng với sự phát triển không ngừng của
của nền kinh tế tri thức với tốc độ biến đổi thông tin nhanh chóng theo từng giây
phút, hàng ngày, hàng giờ có rất nhiều chất mới được phát hiện cũng như được
tổng hợp. Trong số đó ta không thể không kể đến vật liệu nano - một loại vật
liệu tiên tiến có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: y học,
dược, xây dựng,…Ngày nay, để điều chế vật liệu nano người ta thường sử dụng
các phương pháp cơ bản như: phương pháp kết tinh cryochemical, phương pháp
cơ hoá, phương pháp thuỷ nhiệt, phương pháp điện hoá, phương pháp sol-gel,
phương pháp thủy nhiệt, phương pháp kết tủa,…Trong đó, phương pháp kết tủa
để tạo hạt nano được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm vì nó có nhiều ưu điểm là
điều chế vật liệu với số lượng nhiều, quá trình thí nghiệm đơn giản, nó không
cần có thiết bị đặc biệt mà các thiết bị thường dùng trong công nghiệp như
khuấy trộn, lắng lọc, sấy đều có thể thực hiện được. Hơn nữa, phương pháp kết
tủa hóa học có thể cho phép chế tạo hạt có kích thước rất nhỏ chỉ từ 1 đến vài
trăm nanomet, hạt khá đồng nhất và cho giá trị kinh tế cao. Với những lí do trên,
nhóm chúng tôi chọn đề tài “phương pháp kết tủa hóa học trong tổng hợp vật
liệu” để làm đề tài tiểu luận nghiên cứu.
2. Lịch sử nghiên cứu
Người đầu tiên đưa ra khái niệm về kết tủa là vaimerna được công bố năm
1980. Trên cơ sở đó đã phát triển quy trình kết tủa để tạo hạt ngày càng được
các nhà nghiên cứu quan tâm, đặc biệt phương pháp này thường được dùng để

tạo các hạt ôxít sắt vì nó không cần phải có các thiết bị đặc biệt mà các thiết bị
thường dùng trong công nghiệp như: khuấy trộn, lắng lọc, sấy…đều có thể thực
hiện được.
Trong phương pháp kết tủa từ dung dịch, khi nồng độ của chất đạt đến một
trạng thái bão hòa tới hạn, trong dung dịch sẽ xuất hiện đột ngột những mầm kết
tụ. Các mầm kết tụ đó sẽ phát triển thông qua quá trình khuếch tán của vật chất
từ dung dịch lên bề mặt của các mầm cho đến khi mầm trở thành hạt nano. Để
thu được hạt có độ đồng nhất cao, người ta cần phân tách hai giai đoạn hình


thành mầm và phát triển mầm. Trong quá trình phát triển mầm, cần hạn chế sự
hình thành của những mầm mới.
Các phương pháp sau đây là những phương pháp kết tủa từ dung dịch:
đồngkết tủa, nhũ tương, polyol,...

PHẦN II: NỘI DUNG
Chương I: Tổng quan về phương pháp kết tủa hóa học [3],[4]


1.1. Phương pháp kết tủa hóa học: dựa vào phản ứng giữa các chất tham gia
phản ứng để tạo ra chất có độ hòa tan nhỏ nhất trong mơi trường phản ứng tách
khỏi hệ dưới dạng chất kém tan.
Ví dụ các q trình
CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl
FeCl2 + H2S → FeS↓ + 2HCl
NaAlO2 + 2H2O → Al(OH)3↓+ NaOH
SiCl4 (hơi) + O2 → SiO2 + 2Cl2↑
Như vậy các phản ứng hóa học xảy ra để tạo hợp chất kém tan tách khỏi hệ
là phản ứng trao đổi, phân hủy hay phản ứng oxi hóa khử. Cơ chế tạo ra kết tủa
của các loại phản ứng trong pha lỏng, pha khí khác nhau nhưng có một đặc điểm

chung giống nhau là tạo ra một phản ứng mới khác với pha tồn tại ban đầu.
1.2. Ngun tắc
- Dung dịch ban đầu → Mầm → Hạt sơ cấp → Già hóa
nung
đem lọc hoặc để khô tự nhiên
→ kết tủa → sản phẩm.

- Khi đạt q bão hòa trong dung dịch sẽ xuất hiện mầm kết tinh tạo pha
mới của q trình kết tủa.
- Giai đoạn tạo hạt sơ cấp: ban đầu khi cho các chất phản ứng tạo hạt kết
tủa tiếp xúc với nhau do các ion phản ứng kết hợp tạo phân tử mới nhưng chưa
kết tủa. Để tạo hạt sơ cấp, các hạt này tồn tại bền vững trong khoảng thời gian
nhất định tùy thuộc vào bản chất của các chất tham gia phản ứng và kết tủa tạo
thành trong điều kiện nào. Trong giai đoạn cảm ứng này, độ khơng ổn định của
dung dịch tăng dần cho đến khi hình thành hạt sơ cấp thì dung dịch trở lại cân
bằng bền.
- Sự tương tác thứ cấp của kết tủa với nước cái là q trình hồn thiện cấu
trúc của hạt kết tủa sơ cấp được hình thành trong q trình ngâm kết tủa với
nước cái hay gọi là q trình hóa già của kết tủa. Như vậy sự hóa già kết tủa
trong nước cái hay nước cất đều do phản ứng trao đổi của các ion trong kết tủa
thực hiện để tạo ra hợp chất mới với cấu trúc mới. Q trình già hóa hóa học kết


tủa rất phức tạp và phụ thuộc vào tính chất của kết tủa, bản chất sự tương tác các
chất kết tủa với nước cái, dung môi.
- Sau đó sẽ lọc hoặc để khô tự nhiên sẽ trở thành kết tủa. Nung kết tủa ở
nhiệt độ thích hợp sẽ tạo thành sản phẩm.
1.3. Cơ sở hóa lý của quá trình kết tủa hóa học
- Kết tủa hóa học và kết tinh trong dung dịch có sự khác nhau về hiện
tượng là kết tủa hóa học xảy ra rất nhanh còn kết tinh xảy ra rất chậm nhưng kết

quả giống nhau là tạo ra ha mới tách khỏi hệ khi đạt được giá trị quá bão hòa ở
điều kiện phản ứng. Vì vậy, cơ sở hóa lý của quá trình kết tủa hóa học và kết
tinh là hiện tượng quá bão hòa trong dung dịch. Khi đạt giá trị quá bão hòa trong
dung dịch sẽ xuất hiện “mầm” kết tinh tạo pha mới của quá trình kết tủa.
- Hiện tượng quá bão hòa trong dung dịch đã được Lavoisier phát hiện từ
năm 1975. Về sau nhiều nhà khoa học đã đi sâu nghiên cứu về hiện tượng này
và đưa ra 1 cách nhìn tổng quát như sau: Quá bão hòa có được trong dung dịch
là do hiệu ứng keo tụ của các hạt keo trong dung dịch phản ứng dưới tác dụng
của hiện tượng giao thoa về nồng độ của các chất tạo thành sau phản ứng có thể
tạo ra pha mới tách khỏi dung dịch. Hình dạng pha mới tạo thành phụ thuộc tỷ lệ
tốc độ liên hợp các hạt keo và tốc độ làm đối xứng các phân tử. Giai đoạn đầu
của phản ứng kết tủa tạo thành các hạt sơ cấp gồm tập hợp các hạt bền dưới tác
dụng của 2 quá trình cạnh tranh là tập hợp hóa và đối xứng hóa các hạt sơ cấp
chuyển về trạng thái bền vững hơn. Mức độ quá bão hòa của dung dịch càng cao
thì tốc độ liên hợp hóa các hạt keo cao hơn tốc độ đối xứng các phân tử. Khi đó
kết tủa tạo được có dạng vô định hình. Tốc độ đối xứng hóa các phân tử của các
chất khác nhau ; Các chất có đặc trưng phân cực mạnh của các phân tử thì tốc độ
đối xứng hóa lớn. Ví dụ: AgCl, CaC2O4, MgNH4PO4 có tốc độ đối xứng hóa cao
hơn tốc độ liên hợp hóa.
- Gibbs Thomson là người đưa ra lý thuyết tạo pha mới trong dung dịch và
khái niệm về mầm kết tinh dưới dạng biểu thức toán học đơn giản:

ln
Trong đó:

pr
2.σ .M
=
p∞ R.ρ .k .T

pr: áp suất hơi cân bằng với mầm
p∞: áp suất hơi trên kết tinh hạt vô cùng lớn
r: đường kính hạt mầm

σ : năng lượng bề mặt riêng trên các mặt của tinh thể
M: khối lượng phân tử chất tạo mầm

ρ : khối lượng riêng của chất tạo mầm
k: hằng số Boltzmann
T: nhiệt độ khi tạo mầm
- Khi tạo mầm kết tinh ở điều kiện cân bằng với pha lỏng thì mầm có năng
lượng bề mặt cực tiểu trong đơn vị thể tích:
n

G = ∑ Fi .σ i → min
i =1

Trong đó:
Fi: bề mặt của mặt thứ i

σ i : năng lượng bề mặt riêng của mặt thứ i
- Công tạo mầm bằng 1/3 năng lượng bề mặt tự do của tất cả các mặt:
1 n
∑ Fi .σ i
3 i =1

A=

Tuy nhiên theo lý luận mà Gibbs đưa ra chưa đủ thuyết phục về tính đa

dạng của hiện tượng quá bão hòa và tạo mầm tinh thể. Vì vậy ngày nay nhiều
công trình nghiên cứu về hiện tượng tạo mầm tinh thể 1 cách toàn diện và kể
đến sự tác động của môi trường. Từ sự tương tác các hạt làm cho năng lượng
thay đổi trong các phần của hệ do các yếu tố như nhiệt độ, áp suất, nồng độ …
gây ra vì hiện tượng tạo mầm tinh thể có liên quan đến sự xuất hiện pha mới là
xác suất nhiệt động và kể đến entropi.
S=k.ln.w +C
Trong đó:
k: hằng số Boltzmann
W: xác suất nhiệt động
C: hằng số


- Từ mối liên hệ trên có thể biến đổi xác suất nhiệt động theo hàm w=f(s);
xác suất tạo tập hợp hay tạo mầm có kích thước tới hạn tăng rất nhanh khi tăng
quá bão hòa và đạt giá trị ổn định ứng với 1 mức độ quá bão hòa xác định và
cũng là giới hạn giả bền của quá bão hòa. Số chuyển đổi sự trạng thái giả bền
sang bền bị kìm hãm bởi thềm năng lượng cần thiết phải khắc phục để tạo pha
mới có năng lượng bề mặt tự do nhất định. Muốn khắc phục thềm năng lượng
chuyển đổi này phải tốn công hay năng lượng hoạt hóa.
- Khi nghiên cứu động học tạo pha mới Phome lấy tốc độ dài kết tinh đối
với mầm 2 chiều số mầm tạo trong đơn vị thời gian và đơn vị thể tích có dạng
I = A.e

−G
kT

= A.e

− F .σ

3. k .T

- Đây là thuyết Phome tạo mầm kết tinh 2 chiều. Từ đó suy ra mầm 3 chiều
là kết quả các lớp mầm 2 chiều chồng khít với nhau tạo ra tinh thể thực có kích
thước xác định.
- Mầm kết tinh có thể tạo thành trong hệ đồng nhất hay không đồng nhất có
công tiêu hao khác nhau. Công tạo mầm trong hệ dị thể nhỏ hơn công tạo mầm
trong hệ đồng thể vì hệ dị thể đã có sẵn bề mặt lạ đóng vai trò là trung tâm kết
tinh và phát triển thành hạt trên bề mặt lạ đó còn mầm ở trong hệ đồng thể phải
tạo ra bề mặt mới để tạo ra hạt mới nên tốn công nhiều hơn.
1.4. Vật lý của quá trình kết tủa
Khi kết tủa tiếp xúc với nước cái có sự hoàn thiện lại cấu trúc hạt. Các
nghiên cứu gần đây đều quan tâm đến bề mặt và năng lượng riêng của hạt kết
tủa để xem xét khả năng hấp phụ trao đổi ion, đẩy ion ra khỏi mạng tinh thể
khuyết tật khi già hóa kết tủa trong nước cái. Trong quá trình già hóa kết tủa hay
tinh thể xảy ra các quá trình:
+ Hình thành tập hợp hạt là quá trình không thuận nghịch biến đổi pha
phân tán làm biến đổi các hạt thứ cấp để tạo tập hợp hạt, từ đó gây ra biến đổi
cấu trúc hạt khi hóa già.
+ Hình thành quá trình tái kết tinh các hạt kết tủa khi hóa già trong nước cái.
+ Liên kết hạt do lực Ostvan.
1.5. Hóa học của quá trình kết tủa


Sự hóa già do các phản ứng hóa học gây ra khi kết tủa tồn tại trong nước
cái là hàm phụ thuộc nhiều yếu tố như tính chất cụ thể của kết tủa, bản chất
tương tác giữa các chất với nước cái. Do vậy khi hóa già do các phản ứng hóa
học tạo ra hệ có tương tác hóa học do sự trao đổi của các ion giữa chất kết tủa
với nước cái. Để nghiên cứu hiện tượng này có thể dùng phương pháp hóa lý
đánh giá quá trình hóa già kết tủa mới tạo ra ở dạng hidroxit khi có mặt vài

cation khác hoàn toàn trong nước cái (Ni 2+ ,Zn2+) sẽ thấy có hiện tượng tạo hợp
chất mới.

Chương II: Ứng dụng phương pháp đồng kết tủa
Đây là một trong những phương pháp tổng hợp hóa học đang được sử dụng
rất phổ biến để tổng hợp các vật liệu kích thước nanomet ứng dụng trong nhiều
lĩnh vực kỹ thuật hiện đại. Nguyên tắc của phương pháp này là tiến hành kết tủa


đồng thời các nguyên liệu để tạo thành precursor dưới dạng hydroxit hoặc muối
ít tan như oxalate, cacbonat. Các precursor phản ứng tiếp khi nung ở nhiệt độ
cao để chuyển thành sản phẩm cuối cùng. Quá trình hình thành các precursor từ
dung dịch, xuất phát từ các phản ứng hóa học, khi nồng độ các chất đạt đến 1
mức bão hòa tới hạn, dung dịch sẽ xuất hiện những mầm kết tủa. Các phần tử
vật chất sẽ khuếch tán đến bề mặt các mầm, phát triển mầm cho đến khi hình
thành các kết tủa. Như vậy sự tạo thành các kết tủa qua 2 giai đoạn: tạo mầm và
phát triển mầm giống như quá trình kết tinh.
2.1. Tổng hợp LANTHANUM ORTHOFERRITE theo phương pháp đồng
kết tủa [5], [6]
- Trên cơ sở phân tích các tài liệu tham khảo chúng tôi đã sử dụng phương
pháp đồng kết tủa các cấu tử từ dung dịch nước của chúng, phương pháp này
đảm bảo được tính đồng nhất hóa học và hoạt tính cao của bột ferite tạo thành.
- Nhỏ từ từ hỗn hợp dung dịch muối La(NO3)3, Sr(NO3)2, Fe(NO3)3 với tỷ
lệ hợp thức để tổng hợp nên La 1-xSrxFeO3 ứng với x= 0; x= 0.1; x= 0.2 và x= 0.3
theo tính toán lý thuyết vào cốc chứa 500 ml nước đang sôi. Sau khi cho hết
muối vào ta đun sôi 5 -7 phút nữa, trong trường hợp này dung dịch có màu nâu
đỏ và không đổi màu cho đến khi để nguội đến nhiệt độ phòng. Dung dịch thu
được để nguội đến nhiệt độ phòng, sau đó nhỏ từ từ dung dịch Na 2CO3 (lấy dư)
vào dung dịch trên để kết tủa hết các cation trong dung dịch.
- Kết tủa thu được trong thí nghiệm được khuấy đều bằng máy khuấy từ

trong khoảng thời gian 15- 20 phút. Sau đó để lắng, lọc kết tủa bằng máy hút
chân không và rửa kết tủa bằng nước cất vài lần rồi đem phơi khô ở nhiệt độ
phòng đến khối lượng không đổi.

Hình 1. Mô tả thí nghiệm


Hình 2. Sơ đồ tóm tắt thực nghiệm

- Kết tủa được nghiền nhỏ và đem nung ngoài không khí trong lò nung
(Wise Therm) từ nhiệt độ phòng đến các khoảng nhiệt độ khác nhau để kiểm tra
sự hoàn thiện việc kết tinh và tạo pha đồng nhất.
- Quá trình tạo thành đơn pha La0.9Sr0.1FeO3 có thể được miêu tả bằng các
phương trình phản ứng hóa học thông qua các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: quá trình phản ứng của các muối ban đầu với tác nhân kết tủa
Na2CO3 tạo thành các muối cacbonat không tan và các hydroxit sắt.
2 Fe(NO3)3 + 3 Na2CO3 + 3H2O  2 Fe(OH)3  + 6 NaNO3 + 3 CO2
2 La(NO3)3 + 3 Na2CO3  La2(CO3)3  + 6 NaNO3
Sr(NO3)2 + Na2CO3  SrCO3  + 2 NaNO3


Giai đoạn 2: là quá trình phân hủy hidroxit Fe(OH) 3 và các muối
La2(CO3)3, SrCO3 khi nung mẫu ở nhiệt độ cao tạo thành các oxit tương ứng.
2 Fe(OH)3  Fe2O3 + 3 H2O
La2(CO3)3  La2O3 + 3 CO2
SrCO3 → SrO + CO2↑
Giai đoạn 3: là quá trình kết hợp giữa các oxit Fe2O3, La2O3, SrO ở nhiệt độ
cao tạo thành ferrite.
Fe2O3 + 0,9La2O3 + 0,2SrO  2La0,9Sr0,1FeO3
Tiếp theo, chúng tôi dùng kính hiển vi điện tử quét để khảo sát hình thái và

cấu trúc hạt của các mẫu sau nung. Ảnh SEM ở hình 14 cho thấy sau khi nung
mẫu ở các nhiệt độ khác nhau (750, 850 và 950 oC) phần lớn các hạt có kích
thước dao động trong khoảng 100 nm, nhưng vẫn có những hạt có kích thước
lớn hơn, ngoài ra các hạt còn kết dính lại với nhau tạo thành các khối hạt.

c)

a)

b)

Hình 3. Ảnh
SEM của
o
o
mẫu vật liệu La0.9Sr0.1FeO3 nung ở nhiệt độ 750 C (a), 850 C (b) và 950oC
(c) trong thời gian 1 giờ
2.2. Tổng hợp coban ferit cấp hạt nano theo phương pháp đồng kết tủa quy
mô phòng thí nghiệm [7]
Hình 4. Sơ đồ minh hoạ quy trình tổng hợp Coban ferit cấp hạt nano theo phương
pháp đồng kết tủa trong phòng thí nghiệm.


*

Giải thích quy trình
Các bước tiến hành
Bước 1: Chuẩn bị dung dich muối.
Lấy một thể tích dung dịch Co(NO3)2: nồng độ 0.25M, Fe(NO3)3 nồng độ 0,5M
đã pha sẵn theo tỉ lệ mol là 1:2, cho vào cốc thuỷ tinh, khuấy đều trên máy khuấy từ có

gia nhiệt đèn 60°C (dung dịch A).

Bước 2: Dùng dung dịch NaOH và NH3 để điều chỉnh pH đến giá trị thích hợp,
thêm rượu etylic với thể tích đã tính toán trước bằng 15% tổng thể tích (dung dịch B)
cho vào cốc thủy tinh, khuấy đều trên máy khuấy từ, gia nhiệt đến 60°C.

Bước 3: Tiến hành phản ứng đồng kết tủa.
Rót toàn bộ dung dịch A vào dung dịch B đang khuấy đều ở 60°C, pH của dung
dịch sau khi đồng kết tủa vào khoảng 9.5 – 10. Tiếp tục khuấy và giữ nhiệt độ đó ứng
thời gian 45 phút.

Bước 4: Tách và rửa kết tủa.


Tách kết tủa khỏi dung dich bằng li tâm. Tiếp tục rửa và li tâm kết tủa bằng
nước cất 2 lần đến pH của nước lọc bằng 7. Rửa lần cuối cùng bằng axeton.

Bước 5: Sấy khô kết tủa.
Kết tủa thu được, đem sấy khô trong tủ sấy chân không ở 60°C.
Bước 6: Nung kết tủa.
Kết tủa sau khi được sấy khô, lấy ra nghiền mịn trong cối mã não rồi cho vào lò
nung ở 700°C trong 2h. Sau đó để mẫu nguội cùng lò.

* Kết quả thu được
SEM của mẫu sản phẩm coban ferit

SEM cho ta thấy vật liệu coban ferit điều chế được có kích thước hạt khoảng 1720 nm và tương đối đồng đều.

2.3. Những điều cần lưu ý của phương pháp kết tủa
2.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ chất phản ứng và dung môi

Trong phản ứng đồng kết tủa tạo sản phẩm hiđroxit kim loại thì nồng độ ion
kim loại và anion OH- càng cao thi tốc độc phản ứng xảy ra càng mạnh. Nhưng do tích
số tan của các hyđroxit kim loại khác nhau là khác nhau do đó ta phải chọn giá trị pH
đồng kết tủa cuối cùng thích hợp để sản phẩm có độ đồng nhất cao. Việc thêm các
dung môi hữu cơ vào dung dịch phản ứng có thể làm giảm tốc độ phản ứng đồng kết
tủa và cho sản phẩm hiđroxit có kích thước hạt nhỏ và đồng đều hơn.

2.3.2. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn và nhiệt độ đồng kết tủa
Phản ứng thủy phân là phân ứng thu nhiệt, nên khi nhiệt độ càng cao thì phản
ứng xẩy ra càng mạnh Nhiệt độ dung dịch càng cao thì ion chuyển động càng mạnh
với năng lượng lớn và khi được khuấy trộn đều khả năng phát tán anion OH- và các
cation kim loại càng đồng đều, do đó tạo ra nhiều trung tâm phản ứng làm đẩy mạnh
tốc độ tạo mầm sản phẩm phản ứng, giúp tạo hạt kết tủa có kích thước nhỏ.


2.3.3. Ảnh hưởng của pH đồng kết tủa
pH của dung dịch khi thực hiện phản ứng đồng kết tủa phải đảm bảo để kết tủa
được đồng thời và hoàn toàn các ion kim loại, tạo được kết tủa có thành phần hợp thức
với ferit, tránh hiện tượng kết tủa lần lượt các ion. Tác nhân kết tủa thường được dùng
là dung dịch NH4OH. Dung dịch này có ưu điểm là không để lại tạp chất trong sản
phẩm cuối cùng sau nung. Tuy nhiên nó có thể tạo phức amin với đa số ion kim loại
với độ bền khác nhau. Khi sử dụng dung dịch NaOH để điều chỉnh pH dung dịch thì ta
sẽ gặp một khó khăn là: một số ion kim loại lưỡng tính có thể tạo phức hyđroxit tan và
đặc biệt là khó rửa hết các ion kim loại Idem khỏi kết tủa nên có thể sản phẩm cuối
cùng còn lại một lượng tạp chất oxit kim loại Idem. Vì vậy việc sử dụng tác nhân kết
tủa phải cân nhắc trong từng trường hợp cụ thể sao cho quá trinh đồng kết tủa phải xẩy
ra hoàn toàn

2.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và thời gian sấy
Kích thước và pha tinh thể hình thành sau này cũng có thể bị ảnh hưởng bởi

nhiệt độ sấy và thời gian sấy. Nên nhiệt độ sấy quá thấp làm cho các phần tử nước và
dung môi bay hơi chậm thời gian sấy sẽ kéo dài có thể ảnh hưởng đến kích thước hạt
do hiện tượng kết tinh lại. Nếu nhiệt độ sấy cao sẽ làm cho các hạt nhỏ tan ra và kết
tinh lại thành các hạt lớn trong quá trình sấy, gây nên hiện tượng tăng kích thước hạt
và phân bố kích thước hạt không đồng đều. Vì vậy nhiệt độ sấy phải vừa phải và thời

gian sấy phải càng ngắn càng tốt. Điều này chỉ có thể đạt được khi tiến hành sấy trong
tủ sấy chân không.

2.3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung và thời gian nung
Nhiệt độ nung và thời gian nung ảnh hưởng khá nhiều tới kích thước và cấu trúc
tinh thể của sản phẩm. Kết quả thực nghiệm ở nhiều công trình đã công bố cho thấy,
nhiệt độ nung càng lớn, thời gian nung càng lâu thì kích thước hạt càng lớn. Quá trình
nung là một bước quan trọng trong qui trình điều chế các vật liệu kích thước nm.

2.3.6. Yếu tố môi trường: nhiệt độ, áp suất, ánh sáng.
2.3.7. Lọc kết tủa
- Tùy từng loại kết tủa mà chọn loại giấy lọc dùng cho thích hợp.
- Giấy lọc băng xanh: rất mịn, chảy chậm, dùng để lọc các kết tủa tinh thể nhỏ.
- Giấy lọc băng trắng, băng vàng: độ mịn vừa phải, tốc độ chảy trung bình.


- Giấy lọc băng đỏ: lỗ to, chảy nhanh, dùng để lọc các tủa vô định hình.
- Trong trường hợp lượng hóa chất ít ta nên lọc bằng phương pháp ly tâm.
2.3.8. Rửa kết tủa: Mục đích của việc rửa kết tủa là để làm sạch kết tủa, nhưng
kết tủa không bị tan mất trong quá trình rửa. Để thỏa mãn yêu cầu trên ta có thể
rửa kết tủa bằng một trong các dung dịch rửa tùy theo loại kết tủa.
2.3.9. Cân: Trước khi cân, cần cho kết tủa dạng cân vào bình hút ẩm khảng 20
phút để đưa về nhiệt độ phòng. Đây là giai đoạn cuối cùng nhưng rất quan trọng
để xác định khối lượng của tủa ở dạng cân. Phải cân trên cân phân tích có độ

chính xác ± 0,0001g.
2.3. Ưu và nhược điểm phương pháp đồng kết tủa
2.3.1 Ưu điểm
- Đơn giản, là một trong những phương pháp được ứng dụng đầu tiên.
- Các cation kim loại sẽ được khuếch tán vào nhau đến mức độ nguyên tử,
khoảng cách giữa các cation trong hệ phản ứng giảm xuống chỉ còn khoảng vài
Ao, điều này làm tăng khả năng phản ứng của các cấu tử, cho phép tạo được sản
phẩm hạt mịn, đơn pha và có độ đồng nhất cao ở nhiệt độ tương đối thấp.
- Phương pháp kết tủa hóa học có thể cho phép chế tạo hạt có kích thước và
hình dạng theo yêu cầu.
- Sản phẩm thu được trong mỗi lần chế tạo là khá lớn.
- Có thể tiến hành phản ứng trong nhiệt độ phòng do đó tiết kiệm năng
lượng, giảm thiểu mất mát do bay hơi.
- Chế tạo được vật liệu có kích thước nanomet.
- Nhiệt độ kết tinh thấp, quá trình thí nghiệm đơn giản để thu được sản
phẩm có kích thước hạt đồng nhất và cho giá trị kinh tế cao.
2.3.2. Nhược điểm
- Điều kiện để các kim loại cùng kết tủa là rất khó.
- Phản ứng tạo kết tủa phụ thuộc vào tích số tan khả năng tạo phức giữa ion
kim loại và ion tạo kết tủa, lực ion, độ pH của dung dịch.


- Do ảnh hưởng của nhiều yếu tố như tích số tan, lực ion, khả năng tạo
phức của các cation kim loại với các tác nhân kết tủa... ,các kết tủa thu được
thường khó có thành phần xác định như ý muốn.

PHẦN III. KẾT LUẬN
Phương pháp kết tủa hóa học có thể được dùng để chế tạo nhiều loại oxit
hạt mịn, chúng nhờ các tác nhân hóa học về dạng hydroxit hay muối kiềm tính
hay các hợp chất kém tan rồi phân hủy chúng để thu vật liệu dưới dạng nano các

oxit kim loại. Ngày nay, người ta đã điều chế thành công nhiều vật liệu nano
bằng phương pháp kết tủa. Tinh thể nano thu được có cấu trúc ổn định, có độ
tinh khiết khá cao, kích thước thu được chỉ vài chục nm qua phương pháp đo
SEM, TEM, XRD cho thấy yếu tố khảo sát ảnh hưởng đến pha tinh thể tạo
thành. Trong đó, các yếu tố thời gian và nhiệt độ vừa ảnh hưởng đến quá trình
hình thành pha tinh thể vừa ảnh hưởng đến sự sự ổn định cấu trúc của hạt nano,
đặc biệt là yếu tố nhiêt độ sấy và nhiệt độ nung có ảnh hưởng nhiều nhất. Còn về
tốc độ khuấy chỉ ảnh hưởng đến quá trình hình thành pha tinh thể không có tác
dụng ổn định cấu trúc của sản phẩm.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. A.s. Albuquerque, et al (2001), “structure and magnetic properties of
nanostructuredNi-ferite ”, Journal of Magnetic Materials, page 1379- 1381.
2. Taegliwan Hycon, et al (2002), “Synthesis of highly crystallnne and monodispere
cobalt ferrite nanocrystals ", Journal ofPhys - Chew . 41 Upadhyay, et al (2004),
“Cation distribution in nanosized Ni - Zn ferrites“, Eneray Storm.

3. La Văn Bình (Chủ biên), Trần Thị Hiền, La Thái Hà (2008), “Giáo trình Khoa
học và công nghệ vật liệu”. NXB Bách Khoa.
4. Phan Văn Tường (2007), “Giáo trình Các phương pháp tổng hợp vật liệu
gốm”. NXB Đại học quốc gia Hà Nội.
5. Trần Minh Hảo (2013), “Nghiên cứu tổng hợp họ vật liệu nano La1
-xSrxFeO3 FeO3 bằng phương pháp đồng kết tủa”, luận văn tốt nghiệp,
Trường ĐHSP TP.HCM.
6. Nguyễn Xuân Lập (2013), “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano Y 0.8La0.2FeO3
bằng phương pháp đồng kết tủa”, Khóa luận tốt nghiệp, Trường ĐHSP
TP.HCM.

7. Hà Anh Duy (2012), “Tổng hợp coban ferit cấp hạt nano bằng phương pháp
đồng kết tủa và nghiên cứu cấu trúc, tính chất từ của chúng”, Khóa luận tốt
nghiệp, Trường ĐHSP TP.HCM.
8. Lâm Thị Trinh (2014), “Khảo sát các yếu tố điều chế gamar Al2O3 bằng
phương pháp kết tủa”. Khóa luận tốt nghiệp, Trường ĐH Cần Thơ.
9. Nguyễn Đình Triệu (2006), “Các phương pháp vật lý ứng dụng trong hóa
học”. NXB Đại học quốc gia Hà Nội.
10. Nguyễn Đức Nghĩa (2007), “Hóa học nano”, Hà Nội.
11. Phan Thị Kiều Liên (2012), “ Tổng hợp bột nano Perovskit bằng phương
pháp sol-gel và đồng kết tủa”, Khóa luận tốt nghiệp, chuyên ngành hóa vô
cơ, Trường ĐHSP TP.HCM.
12. Trần Yến My, Dương Hiếu Đẩu, “Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ tiền chất
lên kích thước và từ tính hạt nano oxit sắt từ FeR3ROR4R”, Tạp chí Khoa
học (2011), trang 272-280, Đại học Cần Thơ.
13. Nguyễn Đức Nghĩa, Hóa học nano – Công nghệ nền và vật liệu nguồn, NXB
Khoa học tự nhiên và công nghệ Hà Nội.
14. Nguyễn Thị Nhung, Nguyễn Thị Kim Thường, “Nghiên cứu tổng hợp Nano
sắt bằng phương pháp hóa học”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN., Khoa học
Tự nhiên và Công nghệ 23 (2007), tr. 253-256.
15. Trần Thị Mai Xuân (2013), Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano từ tính Y 1xSrxFeO3 (x = 0.1 và 0.2) bằng phương pháp kết tủa hóa học”, Khóa luận
tốt nghiệp, Trường ĐHSP TP.HCM.