CÔNG NGHỆ HÓA MỸ PHẨM

CÔNG NGHỆ HÓA MỸ PHẨM
Giáo viên hướng dẫn: Th.S Phan Kim Anh
Sinh viên trình bày: Nguyễn Thanh Thảo
MSSV:

114000754

Lớp:

114CH111

1


CERIUM OXIDE
TRONG KEM CHỐNG NẮNG
Shinryo Yabea,* and Tsugio Satob

aPhòng Nghiên cứu và Phát triển, Tập đoàn KOSÉ, 48-18 Sakae-cho, Kita-ku, 114-0005, Tokyo, Nhật Bản
b Viện Nghiên cứu Đa ngành cho Vật liệu cao cấp, Đại học Tohoku, Katahira 2-1-1, Aoba-ku, 980-8577,
Sendai, Nhật Bản

2


NỘI DUNG

1.Giới thiệu
2.Thực nghiệm
3.Kết quả và bàn luận
4.Kết luận

3


1. GIỚI THIỆU

TiO2
Kem chống nắng vô cơ

ZnO

4


1. GIỚI THIỆU
Hoạt tính xúc tác quang cao là điều kiện sinh ra các gốc tự do, các gốc này có thể oxy
hóa các thành phần khác trong sản phẩm
Sử dụng vật liệu mới: CeO2
Ưu điểm:

 Trong suốt với ánh sáng, nhưng hấp thụ tia UV tốt
 Khi sử dụng da trông như tự nhiên

5


1. GIỚI THIỆU
Nhược điểm: Hoạt tính xúc tác quang cao
Để khắc phục vấn đề trên, trong một bài nghiên cứu trước đây: Ceria được phủ silica vô định
hình giúp giảm hoạt tính xúc tác, tuy nhiên lớp phủ silica vô định hình lại làm giảm sự che chắn

tia UV.
Sử dụng CeO2 pha tạp với kim loại có hóa trị thấp hơn hoặc kim loại có kích thước lớn
hơn Ce4+.

6


2. THỰC NGHIỆM
2.1. Hóa chất
Tất cả hóa chất đều có độ tinh khiết, không cần tinh chế lại.
2.2. Chuẩn bị Ceria pha tạp
Sử dụng phương pháp hóa mềm ở 40ºC

7


2. THỰC NGHIỆM
0.8M CeCl3

0.2M MCln

Nước cất

Khuấy

H2O2

Oxi hóa

3M NaOH

t = 40ºC

A
8


2. THỰC NGHIỆM
A

NaOH/ HCl

Điều chỉnh pH

Nước và methyl alcol

Rửa kết tủa

Sấy

t = 120ºC

Ceria pha tạp
9


2.3. Phân tích

2. THỰC NGHIỆM

Phép phân tích

Hình thái kết tủa

Phương pháp phân tích

Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM, JEOL, JEM1200EX2, JEM-3010, JEM-ARM1250).

Pha của tinh thể

Nhiễu xạ tia X (XRD, Shimadzu, XD-01)

Diện tích bề mặt riêng

Phương pháp hấp phụ nitơ (BET)

Hoạt tính xúc tác

Định lượng

Các tính chất chống tia UV của hạt

Độ truyền qua của màng
10


3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Ce(OH)3

có dạng hình que, đường

kính 5nm và chiều dài 20nm

Hình 1. Ảnh HR-TEM của Ce(OH)3

11


3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 2. Ảnh HR- TEM của hạt ceria được điều
chỉnh pH trên 8 trong cả phản ứng trung hòa và oxi
hóa

Các hạt ceria hình que được hình thành khi chỉnh pH dung dịch trên 8

12


3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Hình 3. Ảnh HR- TEM của hạt ceria khi điều
chỉnh pH trên 8 và dưới 7 trong phản ứng
trung hòa và oxi hóa

Khi pH < 7, Ce(OH)3 bắt đầu tách thành những kích thước siêu nhỏ dạng hình cầu.

13

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Kích thước hạt của ceria thay đổi nhiều tùy thuộc vào loại ion kim loại pha tạp:
+ Ceria pha 20 mol% Ca2+ được điều chế bằng cách điều chỉnh pH của dung dịch trên 8 trong cả phản
ứng trung hoà và phản ứng oxy hóa dẫn đến giảm kích thước hạt đến 2-4 nm.
+ Pha 30 mol% Eu3+ kích thước hạt tăng nhẹ.
+ Pha 20% Zn2+, kích thước hạt cũng giảm, nhưng hình dạng của các hạt ở mọi điều kiện oxi hóa đều
có hình cầu.

14


3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 4. Ảnh HR-TEM của ceria pha 20 mol% Ca2+,
pH trên 8 trong phản ứng trung hòa và oxi hóa

15


3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 5. Ảnh HR-TEM của ceria pha 30 mol% Eu3+ ,
pH trên 8 trong phản ứng trung hòa và oxi hóa

16


3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Diện tích bề mặt của ceria không pha tạp với ceria pha 20% mol Ca 2+ tương ứng là 67 và 111m2/g. . Vị
trí đỉnh nhiễu xạ tia X của ceria hơi thay đổi tùy thuộc vào loại và lượng chất pha.

Hình 6. Hằng số mạng của Ceria pha Ca
Zn

2+

và

2+

• Ceria pha Ca2+
□ Ceria pha Ca2+ [16]
▲ Ceria Zn2+

17


3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Hoạt tính xúc tác của quá trình oxi hóa của dầu thầu dầu tại 120ºC giảm do sự pha trộn với Ca 2+ và Zn2+

Hình 7. Đánh giá hoạt động xúc tác tại 120ºC
x: không xúc tác

□
Δ
●
o

CeO2 không pha tạp
CeO2 pha 20% mol Ca

2+

CeO2 pha 20% mol Zn
CeO2 pha 30%mol Eu

2+

3+

18


3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Phương trình ảnh hưởng tới hoạt tính xúc tác của ceria:

□

Không có oxi, 0 < X< 1

Ce4+ có khuynh hướng giảm xuống Ce3+, cấu trúc fluorit không ổn định, các phân tử oxi được
giải phóng tạo thành các lỗ trống

pha tạp kim loại Ca2+ giúp ổn định cấu trúc, do đó

làm giảm xúc tác oxi hóa.

19

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 8. Hoạt tính xúc tác quang cho quá trình phân hủy của phenol bằng cách chiếu tia UV (λ>290
nm).

20


3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 9. Phổ truyền qua UV-Vis của màng mỏng với CeO2 pha tạp và không pha tạp

21


4. KẾT LUẬN
Các hạt nano của ceria pha tạp M2+ được tạo thành theo phương pháp hóa mềm. Ceria
pha 20 mol% Ca2+ làm giảm đáng kể hoạt tính xúc tác cho quá trình oxi hóa dầu thầu dầu.
Ceria pha 20 mol% Ca2+ và Zn2+ có khả năng hấp thụ tia cực tím tuyệt vời, hoạt tính
xúc tác quang và oxi hóa thấp là một lợi thế trong việc sử dụng như một bộ lọc trong kem
chống nắng vô cơ

22


23