Chế tạo và nghiên cứu tính chất từ của vật liệu nano tổ hợp fe3o4 GO

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------------

Ninh Thị Huyên

CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT TỪ
CỦA VẬT LIỆU NANO TỔ HỢP Fe3O4 – GO

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------------

Ninh Thị Huyên

CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT TỪ
CỦA VẬT LIỆU NANO TỔ HỢP Fe3O4 – GO
Chuyên ngành: Vật Lý Nhiệt
Mã số: Chuyên ngành đạo tạo thí điểm

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. LÊ ANH TUẤN
PGS. TS. ĐỖ THỊ KIM ANH

Hà Nội – Năm 2014


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáoPGS.TS. Lê Anh
Tuấn và cô giáoPGS. TS. Đỗ Thị Kim Anh.Thầy cô đã trực tiếp chỉ bảo tận tình,
hướng dẫn em trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn này. Em xin chân
thành cảm ơn thầy cơ!
Em cũng xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành nhất tới tất cả các thầy cô trong
bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp, các thầy cô trong Khoa Vật lý, trường Đại học Khoa
học Tự Nhiên – ĐHQGHN, đã truyền đạt những kiến thức chuyên ngành vô cùng
quý báu. Em cảm ơn thầy cô đã giảng dạy em trong những năm qua, những kiến
thức mà em nhận được trên giảng đường sẽ là hành trang giúp em vững bước trong
tương lai.
Em xin gửi lời cảm ơn tới chị Phạm Thị Lan Hương, người đã hướng dẫn, hỗ
trợ em trong các bước tiến hành thí nghiệm và nghiên cứu tài liệu.
Em cũng không quên gửi lời cảm ơn đến những người bạn, những anh chị
đã đồng hành, giúp đỡ em trong quá trình tìm tài liệu, trao đổi kiến thức cũng
như truyền đạt những kinh nghiệm giúp em có thể hồn thành luận văn một cách
tốt nhất.
Và lời cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình của mình. Cảm ơn cả
gia đình đã luôn bên con, động viên và tạo điều kiện tốt nhất cho con trong suốt thời
gian qua.
Sau cùng, em xin kính chúc tồn thể các thầy cơ giáo ln mạnh khoẻ, hạnh
phúc và thành công trong công việc và cuộc sống.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, 12/2014
Học viên

Ninh Thị Huyên

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NANO TỔ HỢP Fe3O4 - GO ......... 3

1.1 Tổng quan vật liệu nano từ tính Fe3O4 ................................................... 3
1.1.1 Cấu trúc tinh thể magnetite Fe3O4 ...................................................... 3
1.1.2 Tính chất siêu thuận từ của vật liệu Fe3O4 .......................................... 5
1.1.3 Tổng hợp hạt nano Fe3O4 ................................................................... 7
1.1.4 Một số ứng dụng điển hình của hạt nano từ tính Fe3O4 ..................... 17
1.2 Tổng quan về Graphene Oxide (GO) ................................................... 19
1.2.1 Graphene Oxide (GO) ..................................................................... 19
1.2.2 Các phương pháp tổng hợp GO ........................................................ 20
1.2.3 Một số tính chất của vật liệu GO ...................................................... 22
1.3 Tổng quan về vật liệu Fe3O4 – GO........................................................ 24
1.3.1 Các phương pháp tổng hợp Fe3O4 – GO ........................................... 24
1.3.2 Một số ứng dụng điển hình của vật liệu Fe3O4 – GO ........................ 28
1.4 Lý thuyết hấp phụ [3, 7, 8] .................................................................... 31
1.4.1 Cân bằng và đẳng nhiệt hấp phụ ....................................................... 32
1.4.2 Phương trình động học ..................................................................... 34
1.4.3 Lý thuyết động học hấp phụ ............................................................. 35
1.4.4 Tìm hiểu Methylene Blue ................................................................. 36
Chương 2 –THỰC NGHIỆM ............................................................................ 39

2.1 Chế tạo mẫu ........................................................................................... 39
2.1.1 Hóa chất ........................................................................................... 39
2.1.2 Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm............................................................. 39
2.2 Quy trình thực nghiệm.......................................................................... 40
2.2.1 Quy trình chế tạo hạt Fe3O4 .............................................................. 40

2.2.2 Quy trình chế tạo Fe3O4 – GO .......................................................... 41
2.3 Các phương pháp khảo sát, đo lường tính chất vật liệu ...................... 42
2.3.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X ............................................................. 42
Hình 2.3. Hiện tượng nhiễu xạ trên bề mặt tinh thể ......................................... 42


2.3.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua ................................... 44
2.3.3 Phương pháp nghiên cứu tính chất từ bằng từ kế mẫu rung .............. 46
2.3.4 Phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR) ............................................... 47
2.3.5 Phương pháp quang phổ Raman ....................................................... 48
2.4 Khảo sát khả năng hấp phụ màu Methylene Blue của vật liệu Fe3O4–
GO............ ................................................................................................. ...........49
2.4.1 Quy trình thử nghiệm khả năng hấp phụ màu MB của vật liệu Fe3O4–
GO……… ................................................................................................ 49
2.4.2 Phương pháp phân tích đo quang (UV-Vis) ...................................... 50
Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 53

3.1 Các tính chất của hạt nano Fe3O4 ......................................................... 53
3.1.1 Cấu trúc và kích thước hạt nano Fe3O4 ............................................. 54
3.1.2 Tính chất từ của hạt Fe3O4................................................................ 57
3.2 Các tính chất của vật liệu Fe3O4 – GO ................................................. 58
3.2.1 Cấu trúc và hình thái học của vật liệu Fe3O4 – GO ........................... 58
3.2.2 Khảo sát tính chất từ của vật liệu Fe3O4 – GO .................................. 63
3.3 So sánh các mẫu Fe3O4 và Fe3O4 – GO ................................................ 64
3.3.1 Hình dạng, cấu trúc và tính chất từ của Fe3O4, Fe3O4 - GO............... 64
3.3.2 Phân tích phổ FTIR .......................................................................... 66
3.3.3 Phân tích phổ Raman ....................................................................... 67
3.4 Khả năng hấp phụ Methylene Blue (MB) ............................................ 68
3.4.1 Phổ UV – Vis của mẫu ..................................................................... 69
3.4.2 Dung lương hấp phụ theo thời gian .................................................. 70

3.4.3 Động học quá trình hấp phụ ............................................................. 71
3.4.4 Ảnh hưởng của khối lượng chất hấp phụ và thời gian lên quá trình hấp
phụ 72
3.4.5 So sánh khả năng hấp phụ của Fe3O4 – GO, Fe3O4, GO đối với MB. 73
CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN..................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 77


Các kí hiệu và từ viết tắt
 G:

Năng lượng tự do

As:

Asen

BaNO3:

Bari nitrat

CHĐBM:

Chất hoạt động bề mặt

ClO2:

chlorine dioxide

CR:

Congo Red

Cr:

Crom

FeCl3.6H2O: Muối sắt (III) clorua ngậm 6 phân tử nước
FeCl2.4H2O: Muối sắt (II) clorua ngậm 4 phân tử nước
Fe3O4:

Magnetite

GO:

Graphene oxide

HCl:

Axit clohdric

H2O2:

Hydrogen Peroxide

HNO3:

Axit nitric

H2SO4:

Axit sunfuric

KClO3:

Kali clorat

KMnO4:

Thuốc tím

Pb:

Chì

RB5:

Reactive Black 5

RGO:

Graphene oxide bị giảm


Danh mục bảng biểu
Bảng 1.1. Sản phẩm của phản ứng thuỷ phân.......................................................9
Bảng 1.2. Một số thông số của vật liệu Fe3O4 tổng hợp theo các phương pháp khác
nhau…………………………………………………………………………………………..16
Bảng 1.3.Một số kết quả tổng hợp Fe3O4 – GO bằng phương pháp đồng kết tủa…24
Bảng 1.4. Một số kết quả tổng hợp Fe3O4 – GO bằng phương pháp thủy nhiệt……26

Bảng 1.5 Tính chất hóa lý của Methylene Blue [4, 10]……………………………..…36
Bảng 3.1. Điều kiện chế tạo hạt Fe3O4…………………………………………………..51
Bảng 3.2 Phổ chuẩn JCPDS 19-0629 của Fe3O4 với các giá trị 2θ và cường độ
(a.u)[14]....................................................................................................53
Bảng 3.3. Hằng số mạng (a), kích thước tinh thể trung bình xác định từ phổ X – ray
(DXRD)………………………………………………………………………………………...53
Bảng 3.4. Các số liệu về hạt Fe3O4……………………………………………………....54
Bảng 3.5. Lực kháng từ (Hc), độ từ hóa bão hịa tại nhiệt độ phịng (Ms), độ từ dư
(Mr) của các mẫu M1, M2, M3, M4……………………………………………………..55
Bảng 3.6. Các mẫu Fe3O4 – GO…………………………………………………………56
Bảng 3.7. Kích thước tinh thể trung bình xác định từ phổ X – ray (DXRD), kích
thướchạt xác định từ ảnh TEM (DTEM)…………………………………………….58
Bảng 3.8. Đường kính hạt, lực kháng từ (Hc), độ từ hóa bào hòa tại nhiệt độ phòng
(Ms), độ từ dư (Mr) của các mẫu Fe3O4 – GO …………………………………….....62
Bảng 3.9. Một số kết quả thu được của mẫu Fe3O4 và các mẫu Fe3O4 – GO…..…63
Bảng 3.10. Khối lượng mẫu Fe3O4 – GO (5:1) xử lý màu MB……………………….67
Bảng 3.11. Các thông số của phương trình động học bậc hai.............................70
Bảng 3.12. Hiệu suất hấp phụ cực đại (H (%)) MB của các mẫu M5, M6, M7,
M8…………………………………………………………………………………………….71


Danh mục hình vẽ
Hình 1.1. Cấu trúc spinel của Fe3O4……………………………………………………...4
Hình 1.2.Cấu hình spin của Fe3O4………………………………………………………..4
Hình 1.3. Đường cong từ hố sắt từ (đường màu đen) và siêu thuận từ (đường màu
đỏ)……………………………………………………………………………………………...6
Hình 1.4. Lực kháng từ Hc phụ thuộc vào đường kính hạt…………………………..…6
Hình 1.5. Cơ chế hình thành và phát triển hạt nano trong dung dịch [6]…………..8
Hình 1.6. Phản ứng Olation tạo thành phức……………………………………………10
Hình 1.7. Phản ứng Oxolation tạo thành phức…………………………………………10

Hình 1.8. Sắp xếp ba điện cực trong quá trình lắng đọng điện hóa…………………15
Hình 1.9. Chu kì phóng/ nạp tại mật độ dịng điện 100 mA/g của vật liệu
Fe3O4/graphene [16]……………………………………………………………………….17
Hình 1.10.Ứng dụng của hạt Fe3O4 trong chế tạo pin Lithium – Ion………………18
Hình 1.11.Mơ hình cấu trúc Graphen oxide (GO) do Lerf-Klinowsk đề xuất.Sao
chép từ [H. He, J. Klinowski, M. Forster và A. Lerf, Chem. Phys. Lett.,1998, 287,
53-56]. Quyền tác giả: 1998 Elsevier Science Ltd……………………………………..19
Hình 1.12. Phổ nhiễu xạ tia X của GO chế tạo bằng phương pháp Staudenmaier
(GO – ST), phương pháp Hofmann (GO – HO), phương pháp Hummer (GO – HU)
được so sánh với Graphite (than chì) [25]……………………………………………...22
Hình 1.13. Ảnh TEM của các mẫu GO chế tạo bằng phương pháp Staudenmaier (G
– ST), phương pháp Hofmann (G – HO), phương pháp Hummer (G – HU). Thang
đo 500 nm (trên), 100 nm (dưới) [25]…………………………………………………...22


Hình 1.14. Phổ Raman của GO tổng hợp bằng phương pháp Staudenmaier (G –
ST), Hofmann (G – HO) và Hummer (G – HU) [25]………………………..………...23
Hình 1.15. Ảnh TEM của mẫu Fe3O4– RGO [30]……………………………….…..…26
Hình 1.16. Sơ đồ biểu diễn GO kết hợp với Fe3O4 và DXR [46]…………………….28
Hình 1.17. Minh họa các phản ứng giữa Fe3O4 – GO và MB [18]……………….…29
Hình 1.18. Khả năng hấp phụ MB theo thời gian (a) Fe3O4 – GO, (b) GO. Điều
kiện: GO 0,4 mg/mL, Fe3O4/GO 2,0 mg/mL, MB 0,4 mg/ml, nhiệt độ 20oC, pH 7
[18]………………………………………………………………………………………...…29
Hình 2.1. Sơ đồ biểu diễn quy trình tổng hợp hạt Fe3O4 ....................................40
Hình 2.2.Sơ đồ biểu diễn quy trình tổng hợp Fe3O4 – GO…………………………...40
Hình 2.3.Hiện tượng nhiễu xạ trên bề mặt tinh thể……………………………..….…41
Hình 2.4. Thiết bị nhiễu xạ tia X D5005 tại trung tâm khoa học vật liệu ĐHKHTN –
ĐHQGHN……………………………………………………………………………………43
Hình 2.5.Kính hiển vi điện tử truyềnqua J 1010 tại Viện vệ sinh dịch tễ Trung ương.44
Hình 2.6.Thiết bị từ kế mẫu rung EV9 tại Viện Tiên tiến Khoa học và Công nghệ

AIST, Đại học Bách khoa Hà Nội………………………………………………………..45.
Hình 2.7. Máy đo phổ hồng ngoại (FTIR)………………………………………………47
Hình 2.8. Sơ đồ biểu diễn quy trình thử nghiệm màu MB…………………………….48
Hình 2.9. Máy đo UV – Vis tại Viện Kĩ thuật Hóa học, Đại học Bách khoa Hà
Nội……………………………………………………………………………………………50
Hình 3.1. (a) Hỗn hợp dung dịch trước khi phản ứng, (b) Hỗn hợp dung dịch sau
khi phản ứng, (c) Mẫu bột Fe3O4..............................................................................51


Hình 3.2. Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu M1, M2, M3, M4……………………………...52
Hình 3.3. Phổ chuẩn JCPDS 19-0629 của Fe3O4 [14]......................................52
Hình 3.4. Ảnh TEM của mẫu M4 với độ phóng đại 100000 (a) và 80000 (b)……..54
Hình 3.5. Đường cong từ của mẫu M1, M2, M3, M4……………………………….…55
Hình 3.6. Phổ nhiễu xạ tia X của các mẫu Fe3O4 – GO và mẫu GO……………..…57
Hình 3.7. (a), (b) Ảnh TEM của mẫu GO tại độ phóng đại 20000; ( c), (e) ,(g) ảnh
TEM của mẫu Fe3O4 – GO (1:1) và (d), (f), (h) ảnh TEM của mẫu Fe3O4 – GO (3:1)
tại độ phóng đại 20000, 50000 và 80000………………………………………………..60
Hình 3.8. (a) Phân bố kích thước hạt của mẫu Fe3O4 – GO1:1), (b) Phân bố kích
thước hạt của mẫu Fe3O4 – GO (3:1)……………………………………………………61
Hình 3.9. Đường cong từ của các mẫu Fe3O4 – GO…………………………….…….62
Hình 3.10. Phổ FTIR của các mẫu Fe3O4, Fe3O4 – GO và GO……………………...65
Hình 3.11. Phổ Raman của các mẫu Fe3O4, Fe3O4 – GO và GO……………………66
Hình 3.12.Dung dịch MB của các mẫu M5, M6, M7, M8 trước và sau khi xử lý màu.67
Hình 3.13. Độ hấp phụ quang theo bước sóng của mẫu M6………………………….68
Hình 3.14.Dung lượng hấp phụ MB của các mẫu M5, M6, M7, M8 theo thời gian..69
Hình 3.15. Phương trình động học hấp phụ bậc hai………………………………..…70
Hình 3.16. Hiệu suất quá trình hấp phụ của mẫu M5, M6, M7, M8 theo thời gian.71
Hình 3.17. Hiệu suất hấp phụ của các mẫu Fe3O4 – GO, Fe3O4, GO khối lượng 0,01
g…………………………………………………………………………………………….…72

MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, vật liệu nano từ tính đã và đang thu hút được sự
quan tâm của các nhà khoa học trong và ngoài nước, bởi các tính chất đặc biệt với
các tiềm năng ứng dụng cao trong các lĩnh vực: ghi từ, cảm biến sensor, xúc tác, y
sinh, xử lý kim loại nặng trong nước… [28, 38].Trong đó, vật liệu Fe3O4được biết
đến như là một trong ba loại oxit phổ biến của nguyên tố sắt.Vật liệu này có cấu
trúc tinh thể spinel đảo và có giá trị momen từ cao. Ở kích thước nhỏ, Fe3O4 thể
hiện một số tính chất ưu việt và khả năng ứng dụng rộng rãi trong một số lĩnh vực
khoa học kỹ thuật và y sinh như: mực từ để in trên tiền giấy hay các tấm séc, chất
làm tăng cường độ tương phản trong chụp ảnh cộng hưởng từ hạt nhân, chất dẫn
thuốc trong điều trị ung thư, chuẩn đoán bệnh sớm, và nhiệt trị ung thư…[9]. Các
phương pháp phổ biến để tổng hợp các hạt nano Fe3O4có thể kể đến như: phương
pháp đồng kết tủa, vi nhũ tương, hóa siêu âm, lắng đọng điện hóa…. Tuy nhiên,
một thách thức lớn gặp phải khi sử dụng các vật liệu oxit sắt từ này là chúng dễ kết
tụ và bị ảnh hưởng nhiều bởi mơi trường như bị ơxy hóa, đặc biệt là trong mơi
trường axít. Do đó, để bảo vệ các hạt nano sắt từ, chúng thường được phủ hay bọc
bởi silica, polymer hay cacbon. Ngoài chức năng bảo vệ hạt nano từ, các vật liệu
này có khả năng tương thích sinh học cao hoặc tăng khả năng hấp phụ của vật
liệu.Vì thế, vật liệu tổ hợp của hạt nano sắt từ với các vật liệu trên mở ra nhiều tiềm
năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống.
Gần đây, việc nghiên cứu chế tạo hạt nano Fe3O4 trên nền hợp chất Graphene
Oxit (GO) cũng đã và đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhóm các nhà khoa học ở
trong và ngoài nước do tiềm năng ứng dụng lớn trong xử lý nước nhiễm kim loại
nặng (As, Cr..) hoặc các chất màu hữu cơ (MB, RhB…). Trên cơ sở đó, chúng tơi
lựa chọn luận văn nghiên cứu chế tạo và khảo sát các đặc tính của vật liệu nano tổ
hợp Fe3O4 – GO.

1

Mục đích nghiên cứu:
Chế tạo được và nghiên cứu tính chất của vật liệu Fe3O4 – GO.
Ứng dụng vật liệu nano tổ hợp Fe3O4 – GO đã chế tạo để loại bỏ chất màu
hữu cơ Methylene Blue (MB) trong dung dịch nước.
Với các nội dung nghiên cứu chính:
Nghiên cứu quy trình cơng nghệ chế tạo hạt nano từ tính Fe3O4 và vật liệu
nano tổ hợp Fe3O4 – GO bằng phương pháp đồng kết tủa cải tiến.
Nghiên cứu các tính chất của vật liệu thu được.
Bước đầu nghiên cứu khả năng hấp phụ chất màu MB của vật liệu nano tổ
hợp Fe3O4 – GO.
Các kết quả chính đạt được của luận văn:
Chế tạo thành cơng hạt Fe3O4 có cấu trúc spinel đảo, dạng hình cầu, đường
kính hạt từ 10 ÷ 12,6 nm, moomen từ bão hịa đạt 60,60 ÷ 64,65 emu/g, có tính siêu
thuận từ ở nhiệt độ phịng.
Chế tạo thành cơng vật liệu Fe3O4 – GO có từ tính đạt 1,9 ÷ 23,67 emu/g, có
thể thu hồi bằng từ trường ngoài và tái sử dụng.
Vật liệu Fe3O4 – GO với các khối lượng khác nhau đã cho thấy khả năng hấp
phụ cao đối với MB (trên 95 %) và đạt tới cân bằng hấp phụ chỉ trong khoảng thời
gian ngắn (dưới 5 phút).
Những đóng góp mới của luận văn:
Chế tạo vật liệu nano tổ hợp Fe3O4 – GO kích thước nano có khả năng hấp
phụ tốt.Nghiên cứu khả năng hấp phụ MB đạt kết quả tốt.
Luận văn được trình bày trong 3 chương:
Chương 1 - Tổng quan về vật liệu nano tổ hợp Fe3O4 – GO
Chương 2 - Thực nghiêm
Chương 3 - Kết quả và thảo luận

2

Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NANO TỔ HỢP Fe3O4 - GO
1.1 Tổng quan vật liệu nano từ tính Fe3O4
Oxit sắt từ có cơng thức Fe3O4 (magnetite) là vật liệu từ tính đầu tiên mà con
người biết đến. Thế kỷ IV người Trung Quốc đã tìm ra Fe3O4 trong các khống vật
tự nhiên, Fe3O4 có khả năng định hướng dọc theo phương Bắc – Nam địa lý. Đến
thế kỷ thứ XII họ đã sử dụng vật liệu Fe3O4 để làm la bàn, một công cụ giúp xác
định phương hướng [42]. Trong tự nhiên oxit sắt từ không những được tìm thấy
trong các khống vật mà cịn được tìm thấy trong cơ thể các sinh vật như: vi khuẩn
Aquaspirillum magnetotacticum, ong, mối, chim bồ câu.Chính sự có mặt của Fe3O4
trong cơ thể các sinh vật này đã tạo nên khả năng xác định phương hướng mang
tính bản năng của chúng.
1.1.1 Cấu trúc tinh thể magnetite Fe3O4
Trong phân loại vật liệu từ, Fe3O4 được xếp vào nhóm vật liệu ferít từ là
nhóm vật liệu có cơng thức tổng qt MO.Fe2O3 ≡ MFe2O4 và có cấu trúc spinel,
với M là kim loại hoá trị II như Mn2+, Fe2+, Co2+, Zn2+, Mg2+, Cu2+, Ni2+, Cd2+.
Trong vật liệu thuộc nhóm này, các ion O2-có bán kính khoảng 1,32Ǻ lớn hơn rất
nhiều bán kính ion kim loại (0,6  0,8Ǻ), do đó các ion O2-nằm rất sát nhau và sắp
xếp thành một mạng có cấu trúc lập phương tâm mặt xếp chặt. Các ion kim loại
chiếm các vị trí bên trong và được phân thành hai loại: loại thứ nhất là lỗ hổng tứ
diện (nhóm A), mỗi ion kim loại được bao bởi 4 ion O2-, loại thứ hai là lỗ hổng bát
diện (nhóm B), mỗi ion kim loại được giới hạn bởi 6 ion O2-. Các ion kim loại M2+
và Fe3+ sẽ nằm ở các lỗ hổng và tạo nên hai dạng cấu trúc spinel của nhóm vật liệu
feri từ. Ở dạng thứ nhất, toàn bộ các ion M2+ nằm ở các vị trí A và tồn bộ các ion
Fe3+ nằm ở các vị trí B. Cấu trúc này đảm bảo hố trị của các nguyên tử kim loại vì
số ion O2-bao quanh vị trí A và B có tỷ số 2/3 nên nó được gọi là cấu trúc spinel
thuận. Cấu trúc này được tìm thấy trong vật liệu ZnO.Fe2O3.Dạng thứ hai thường

3

gặp hơn được gọi là cấu trúc spinel đảo. Trong cấu trúc spinel đảo một nửa số ion
Fe3+và toàn bộ số ion M2+ nằm ở vị trí B, một nửa số ion Fe3+ cịn lại nằm ở vị trí A.
Oxit sắt từ Fe3O4  FeO.Fe2O3 là một ferít có cấu trúc spinel đảo điển hình [9]. Cấu
trúc spinel của Fe3O4 được minh hoạ trên hình 1.1.

↓ là phần spin tổng cộng
Hình 1.1. Cấu trúc spinel của Fe3O4

Hình 1.2.Cấu hình spin của Fe3O4

Chính cấu trúc spinel đảo này đã quyết định tính chất từ của Fe3O4. Mơmen
từ của các ion kim loại trong hai phân mạng A và B phân bố phản song song, điều
này được giải thích nhờ sự phụ thuộc góc của tương tác siêu trao đổi: B ≈ 125°,
A ≈80°, BƠB ≈ 90°, do đó tương tác phản sắt từ giữa A và B là mạnh nhất.
Trong Fe3O4, ion Fe3+ có mặt ở cả hai phân mạng với số lượng như nhau nên
mômen từ chỉ do Fe2+quyết định. Mỗi phân tử Fe3O4 có mơmen từ tổng cộng là 4μB
(μB là magneton Bohr nguyên tử, trong hệ đơn vị chuẩn quốc tế SI thì μB =
9,274.10-24 J/T) [9]. Hình 1.2 là cấu hình spin của phân tử Fe3O4.
Vật liệu ferít từ có sự chuyển pha sang trạng thái thuận từ tại một nhiệt độ
gọi là nhiệt độ Curie (Tc), nhiệt độ Tc với Fe3O4 là 850 K. Riêng đối với Fe3O4 cịn
có thêm một sự chuyển pha khác đó là chuyển pha cấu trúc tại nhiệt độ 118 K còn
gọi là nhiệt độ Verwey. Dưới nhiệt độ này Fe3O4 chuyển sang cấu trúc tam tà làm

4


tăng điện trở suất của vật liệu vì vậy nhiệt độ Verwey thường được dùng để phân
biệt Fe3O4 với các oxit sắt khác [9].
Khi khảo sát các tính chất và ứng dụng của các hạt nano từ thì các tính chất

vật lý và hố học ở bề mặt có ý nghĩa rất lớn. Trong các dung dịch có nước các
nguyên tử Fe kết hợp với nước, các phân tử nước này dễ phân ly để tách nhóm OH
trên bề mặt oxit sắt. Các nhóm OH bề mặt là lưỡng tính và có thể phản ứng lại với
cả axit hoặc bazơ.
Oxit sắt từ có phạm vi ứng dụng rộng rãi như ghi từ, in ấn, sơn phủ,....Các
ứng dụng này đều tập trung vào vật liệu Fe3O4 dạng hạt.Hiện nay người ta đang đặc
biệt quan tâm nghiên cứu ứng dụng hạt Fe3O4 có kích thước nano bởi vì vật liệu ở
kích thước nano thể hiện tính chất siêu thuận từ, là tính chất hồn tồn khác khi vật
liệu ở dạng khối.
1.1.2 Tính chất siêu thuận từcủa vật liệu Fe3O4
Tinh thể sắt từ được chia nhỏ dần thành các đômen với các phương từ độ
khác nhau thì trường khử từ bên trong tinh thể giảm dần.Có thể chứng minh rằng
khi tạo thành N đômen, năng lượng trường khử từ giảm đi N lần so với giá trị ban
đầu. Dưới tác dụng của năng lượng di hướng từ, trong mỗi đơmen có véctơ từ độ
hướng theo các phương dễ từ hoá (trục dễ) [9]. Nếu năng lượng kích thích nhiệt (có
xu hướng phá vỡ sự định hướng mômen từ của các hạt) trở nên trội hơn năng lượng
dị hướng từ (có tác dụng định hướng mơmen từ của các hạt) thì mơmen từ của các
hạt sắt từ sẽ định hướng một cách hỗn loạn, do đó mơmen từ tổng cộng bằng khơng.
Chỉ khi có từ trường ngồi tác dụng mới có sự định hướng của mômen từ và tạo ra
mômen từ tổng cộng khác khơng.Tính chất này đặc trưng cho các vật liệu thuận
từ.Mỗi hạt nano sắt từ có chứa hàng vạn nguyên tử nên cũng có mơmen từ lớn hơn
hàng vạn lần mơmen từ ngun tử, vì vậy tính chất này được gọi là tính chất siêu
thuận từ. Đường cong từ hố siêu thuận từ cũng tuân theo hàm Langevin như
trường hợp thuận từ. Đường cong này có hai đặc điểm: khơng phụ thuộc nhiệt độ và
lực kháng từ Hc = 0, độ từ dư Mr = 0 nghĩa là khơng có hiệu ứng trễ. Điều này là

5


hoàn toàn khác so vớii đường

đư
cong từ trễ sắt từ khi hạt có kích thướ
ớc lớn. Hình 1.3
thể hiện sự thay đổii đường
đư
cong từ hoá của vật liệu sắt từ khi kích th
thước hạt
giảm.Trong giới hạn
n đơn đơmen khi kích thước hạt giảm thì Hc giảm
m cho đđến khi Hc
= 0, kích thước Dp tại thờ
ời điểm Hc = 0 chính là giới hạn siêu thuận từ
ừ. Hình 1.4 biểu
diễn sự thay đổi của Hc khi đường
đư
kính hạt giảm.

Hình 1.3. Đường
ng cong từ
t hố sắt từ

Hình 1.4. Lựcc kháng từ
t Hc phụ thuộc

(đường
ng màu đen) và siêu thuận
thu từ

vào đường
ng kính hạt

h

(đường
ng màu đỏ)
đ
Lực kháng từ Hcphụ
ph thuộc nhiều vào kích thước của hạt.Sự
ự phụ thuộc này
được mơ tả trong Hình 1.4 và theo cơng thức
th 1.1 [19]:

HC= HCo [ 1 – ( )3/2 ]

(1.1)

Trong đó: Ds:Kích thướcc đơn đơmen
Dp: Kích thướcc siêu thuận
thu từ
D: Kích thướchạt
HCo: Lực kháng từ
ừ khi nhiệt độ Tgần 0 K
Kích thước hạt giảảm xuống dưới Dsthì lực kháng từ giảm
m do có hi
hiệu ứng
nhiệt.

6


Khi kích thước Dtiếp tục giảm xuống dưới đường kính giới hạn Dp (D <

Dp)thì lực kháng từ bằng khơng (Hc= 0), vì lúc này hiệu ứng nhiệt đủ mạnh để tự
động khử từ của hạt, những hạt như vậy được gọi là siêu thuận từ.
1.1.3 Tổng hợp hạt nano Fe3O4
Bên cạnh các phương pháp đã và đang được sử dụng để tổng hợp hạt nano
thì trong quá trình nghiên cứu các nhà khoa học vẫn khơng ngừng tìm kiếm các
phương pháp mới để nâng cao chất lượng của hạt nano. Với sự hỗ trợ của các
phương tiện kĩ thuật tiên tiến, hiện nay, nhiều phương pháp đã được đưa vào sử
dụng, tổng hợp ra những hạt nano có kích thước nhỏ, độ tinh khiết cao hơn rất
nhiều. Tùy theo từng yêu cầu sử dụng mà có thể tạo ra các hạt nano từ tính Fe3O4
trong vùng kích thước nhỏ, hạt siêu thuận từ, vùng kích thước lớn hàng chục
nanomet bằng nhiều phương pháp vật lý, hóa học khác nhau.
Một số phương pháp hiện nay đang được sử dụng trong các phịng thí
nghiệm ở Việt Nam cũng như trên thế giới để tạo ra các hạt nano như: phương pháp
thủy nhiệt, phương pháp vi nhũ tương, phương pháp nghiền bi, phương pháp lắng
đọng điện hóa, phương pháp laze xung... [5].
a. Phương pháp đồng kết tủa
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 thơng qua q trình khuyếch tán của vật chất từ
dung dịch lên bề mặt của các mầm cho đến khi mầm trở thành hạt nanơ (hình 1.5)
[6].

7


Hình 1.5. Cơ chế hình thành và phát triển hạt nano trong dung dịch [6]
Có hai cách để tạo oxit sắt bằng phương pháp này đó là hydroxit sắt bị oxi
hóa một phần bằng một chất oxi hóa nào đó và già hóa hỗn hợp dung dịch có tỉ
phần hợp thức Fe+2 và Fe+3 trong dung môi nước. Cách thứ nhất có thể thu được hạt
nano có kích thước từ 30 nm – 100 nm. Cách thứ hai có thể tạo hạt nano có kích

thước từ 2 nm – 15 nm. Thay đổi pH và nồng độ ion trong dung dịch có thể thuđược
hạt có kích thước như mong muốn đồng thời làm thay đổi diện tích bề mặt của các
hạt đã được hình thành [6].
Bản chất của phương pháp là kết tủa đồng thời tất cả các ion có trong thành
phần của oxit phức hợp từ dung dịch mà thường dưới dạng hydroxit, cacbonat,
oxalate, citrate… bằng cách trộn các muối đã được hoà tan của các kim loại tương
ứng theo một tỷ phần xác định với một dung môi. Sau đó, hỗn hợp được để lắng
(kết tủa). Sau khi để lắng, tiến hành lọc tách ta thu được hạt có kích cỡ nhỏ.
* Cơ chế của phương pháp đồng kết tủa
Phương pháp đồng kết tủa chế tạo hạt Fe3O4dựa trên phản ứng hoá học:
Fe2+ + 2 Fe3+ + 8 OH- ↔ Fe3O4↓ + 4 H2O

(1.4)

Ở đây Fe2+ dễ dàng bị oxi hố vì vậy mà sản phẩm tạo ra có thể làm lệch tỷ
lệ mong muốn giữa Fe2+ và Fe3+. Do đó, khi làm thí nghiệm ta nên làm trong môi

8


trường khí trơ để tránh sản phẩm phụ ảnh hưởng tới độ tinh khiết của sản phẩm.
Một số những phản ứng phụ và sản phẩm của chúng:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3

(1.5)

Fe3O4 + 0,5O2  3Fe2O3

(1.6)

Trong dung dịch muối Fe(II) và Fe(III) bị thuỷ phân và cung cấp những phân
tử sắt có cấu trúc đơn đơmen. Một số nghiên cứu gần đây đã chỉ ra sự thuỷ phân của
ion Fe2+ và Fe3+ tạo ra những pha khác nhau của oxit và hidroxit sắt và sản phẩm
cuối cùng phụ thuộc vào quá trình biến đổi này. Muối Fe2+ và Fe3+ bị phân li và tạo
ra ion hexa-aq như sau:
FeCl3 + 6H2O = Fe(H2O)63+ + 3ClFeCl2 + 6H2O = Fe(H2O)6

2+

+ 2Cl

(1.7)

-

(1.8)

Trong điều kiện thuận lợi: pH cao và nhiệt độ cao (trên 60oC), ion hexa-aq
thuỷ phân và tạo thành chuỗi mầm tinh thể liên kết với nhau. Phản ứng thuỷ phân
đơn giản được mơ tả theo phương trình dưới đây, với z là hoá trị của ion kim loại, n
là số bậc của phản ứng thuỷ phân [7].
Fe(H2O)6Z+ + H2O  Fe(H2O)6-n(OH)n(z-n) + 3H3O+

(1.9)

Những sản phẩm thu được từ phản ứng thuỷ phân của cả ion Fe2+ và ion Fe3+
được đưa ra trong bảng sau:
Bảng 1.1. Sản phẩm của phản ứng thuỷ phân
Fe2+

Fe3+

Fe(OH)+

Fe(OH)2+

Fe(OH)2

Fe(OH)2+

Fe(OH)3-

Fe(OH)3
Fe(OH)4-

Fe(OH)42-

Fe2(OH)24+
Fe3(OH)45+

Một phản ứng thuỷ phân nói chung được mơ tả bằng phương trình phản ứng
(1.10) mà sự tạo thành các dime và trime được thể hiện như bảng 1.1.

9


mFe(H2O)6z+ + xH2O = Fem(H2O)y(OH)(mn-y)(zm-y)+ + xH3O+

(1.10)

Những sản phẩm
m của
c quá trình thủy phân tập hợpp bên trong ph
phức đa nhân (là
những phức chất có nhiều
u ion trung tâm cùng loại)
lo bằng những phản
n ứng Olation và
Oxolation sau đó chúng phát tri
triển giống như những phản ứng ngưng
ng ttụ để tạo thành
những hạtt oxit và hidroxit sắt
s nhỏ.
Trong những phảản ứng Olation, nguyên tử kim loạii M đượ
được kết hợp với
nhau bằng liên kết cầu
u bởi
b nhóm hidroxo để tạo thành phứcc đa nhân và sản
s phẩm
phụ là nước. Cơ chế củaa q trình được mơ tả như sau:

Hình 1.6. Ph
Phản ứng Olation tạo thành phức
Phản ứng
ng Oxolation được
đư thực hiện trong khoảng pH rộng, tạạo ra những hạt
oxit kim loại nhỏ nhờ quá trình kết
k tủa và được thực hiện như sau:

Hình 1.7. Phản

Ph ứng Oxolation tạo thành phức
Độ pH đóng vai trị
tr chính trong việc xác định ưu thế của phản
ản ứng ngưng tụ
Olation hay Oxolation xảy
x ra giữa những sản phẩm của phản ứng
ng thuỷ
thu phân. Khi
pH tăng mức độ tạo phứ
ức hidroxo (OH-) của ion kim loại tăng  nồồng độ ion kim
loại giảm  khả năng tạạo phức giảm. Q trình proton hóa phối tử
ử giảm  nồng

10


độ phối tử tăng  khả năng tạo phức tăng. Khi pH giảm mức độ tạo phức hidroxo
(OH-) của ion kim loại giảm  nồng độ ion kim loại tăng  khả năng tạo phức
tăng. Q trình proton hóa phối tử tăng  nồng độ phối tử giảm  khả năng tạo
phức giảm.
Khi bazơ được thêm vào dung dịch phức đa nhân màu đỏ đậm được tạo ra có
cơng thức [Fe(II)Fe(III)2Ox(OH)2(3-x)]m2m+ và được mô tả bằng phản ứng sau:
mFe2+ + 2mFe3+ + 6mOH- [Fe(II)Fe(III)2Ox(OH)2(3-x)]m2m+ + mxH2O

(1.11)

Phức này có tỷ lệ Fe(III)/Fe(II) giống với tỷ lệ của oxit sắt từ. Sau đó phức
có màu đỏ đậm sẽ bắt đầu kết tủa tạo ra những hạt màu đen Fe3O4. Khi ion OHđược thêm vào thì pH của dung dịch đạt được ít nhất là 12 [7, 11].
Đây là phương pháp phổ biến nhất hiện nay để điều chế hạt sắt từ.Bản chất
của phương pháp là tạo ra những oxit phức hợp thông qua các dạng kết tủa trung

gian. Phản ứng tạo kết tủa phụ thuộc vào tích số tan, khả năng tạo phức giữa ionkim
loại và ion tạo kết tủa, lực ion và độ pH của dung dịch... Tính đồng nhất hóa học
của oxit phức hợp tùy thuộc vào tính đồng nhất của kết tủa từ dung dịch. Trong
phương pháp đồng kết tủa, nếu chọn được điều kiện tốt, quãng đường khuyếch tán
khi xảy ra phản ứng pha rắn chỉ khoảng 10 - 50 lần kích thước ơ mạng cơ sở. Vì vậy
sản phẩm thu được có tính đồng nhất cao hơn, bề mặt riêng lớn hơn, độ tinh khiết
hoá học cao hơn, và tiết kiệm được nhiều năng lượng hơn [11].
* Đánh giá:
Ưu điểm: Phương pháp đồng kết tủa là một phương pháp được tiến hành đơn
giản cho kết quả nhanh chóng, chế tạo được khối lượng mẫu lớn trong khoảng thời
gian ngắn và chi phí thấp.
Nhược điểm: Khó kiểm sốt kích thước hạt, hạt tạo ra có kích thước lớn.
b. Phương pháp thủy nhiệt
Thủy nhiệt là một quá trình đặc biệt dùng để chỉ một phản ứng hóa học mà
có sự tham gia của nước hay các dung môi khác dưới tác dụng của nhiệt độ và áp
suất cao. Trong quá trình chế tạo Fe3O4 bằng phương pháp thủy nhiệt, dung môi

11


được sử dụng là 2 muối Fe2+, Fe3+ và NaOH. Phương pháp thủy nhiệt khác với
phương pháp đồng kết tủa ở cơ chế kết tủa tạo thành Fe3O4.
Cả hai phương pháp lúc đầu đều tạo ra phức đa nhân màu đỏ đậm có cơng
thức [Fe(II)Fe(III)2Ox(OH)2(3-x)]m2m+ và được mơ tả bằng phản ứng sau:
mFe2+ + 2mFe3+ + 6mOH- = [Fe(II)Fe(III)2Ox(OH)2(3-x)]m2m+ + mxH2O

(1.12)

Phương pháp thủy nhiệt dùng điều kiện nhiệt độ cao để bẻ gãy các phức đa
nhân màu đỏ tạo thành Fe3O4.Trong khi đó, phương pháp đồng kết tủa sử dụng yếu

tố pH.
* Đánh giá:
Ưu điểm: Phương pháp thủy nhiệt chế tạo hạt Fe3O4 có kích thước nhỏ,
chống oxi hóa.
Nhược điểm: Chế tạo mẫu mất thời gian và khối lượng chế tạo không nhiều.
c. Phương pháp vi nhũ tương
 Định nghĩa:
Nhũ tương: là hệ phân bố pha lỏng này vào pha lỏng khác khơng hịa tan vào
nhau. Trong nhũ tương cịn có chất hoạt động bề mặt (CHĐBM), có tác dụng làm
bền nhũ tương (chất nhũ hoá).
Nhũ tương gồm pha phân tán và môi trường phân tán. Môi trường phân tán
là chất lỏng liên tục chứa pha phân tán. Pha phân tán tồn tại dạng hạt nhỏ có đường
kính từ 10-7 - 10-5m phân bố đều trong môi trường phân tán. Nhũ tương có hai thành
phần cơ bản: pha phân cực (pha nước) và pha không phân cực (pha dầu). Nhũ tương
là hệ đục.
Vi nhũ tương là hệ nhũ tương đặc biệt có ít nhất bốn cấu tử trong thành phần
của hệ: nước - dầu - CHĐBM ưa nước - CHĐBM ưa dầu. Vi nhũ tương pha phân
tán có kích thước 10-9 - 10-7m. Vi nhũ tương là hệ trong có thể nhìn qua.

12




Phân loại: Có hai loại nhũ tương

Nhũ tương thuận: là nhũ tương mà pha dầu được phân tán trong pha nước
(O/W).
Nhũ tương nghịch: là nhũ tương mà pha nước được phân tán trong pha dầu
(W/O).

Nhiệt động học của vi nhũ tương
Hệ vi nhũ tương sẽ khơng bền khi khơng có CHĐBM do lực hấp dẫn tỷ lệ
với sự khác nhau về tỷ trọng của pha phân tán và môi trường phân tán, tỷ lệ bình
phương với bán kính hạt phân tán và tỷ lệ nghịch với độ nhớt của môi trường phân
tán.
Để tạo được hệ vi nhũ tương bền thì lượng chất hoạt động bề mặt phải nhiều
hơn hệ nhũ tương. Vi nhũ tương rất bền về mặt nhiệt động, khi điều chế không cần
cung cấp nhiều năng lượng để pha trộn thành vi nhũ tương. Vi nhũ tương có thể tồn
tại độc lập cân bằng với pha nước hoặc pha dầu do sức căng bề mặt rất nhỏ.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành vi nhũ tương


Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Khi nhiệt độ tăng thì lực tương tác giữa các phân tử lớp bề mặt giảm nên sức
căng bề mặt cũng giảm, mối quan hệ giữa các đại lượng trên được thể hiện ở công
thức (1.13) sau:
a

Trong đó:

d
dT

(1.13)

a: Hệ số phụ thuộc bản chất chất lỏng.
d= -a. dTT - To= -a. (T-T0)
T= To- a. (T-T0)

(1.14)

Theo phương trình trên nếu nhiệt độ tăng thì sức căng bề mặt giảm.


Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt:Năm 1909 phương trình

Shicopxky ra đời:

13


C - O = - A. ln(1+ BC)

(1.15)

Trong đó:  C : Sức căng bề mặt của CHĐBM ở nồng độ C (mol/l)
 0 : Sức căng bề mặt của nước nguyên chất

A: Hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ
B: Hệ số phụ thuộc vào cấu tạo CHĐBM
C: Nồng độ CHĐBM trong dung dịch
Nguyên lý của phương pháp chế tạo hạt nano
Nguyên lý của phương pháp là trộn hai hệ vi nhũ tương nghịch của các chất
tham gia phản ứng với nhau, cơ chế phản ứng giống như trong phương pháp đồng
kết tủa chỉ khác là trong phương pháp vi nhũ tương nghịch (hay mixen đảo), hạt
nano được chế tạo trong điều kiện bị giới hạn về thể tích và được hình thành trong
những giọt dung dịch rất nhỏ nên sự phát triển về kích thước bị giới hạn. Khi hoà
trộn hai hệ vi nhũ tương của chất tham gia phản ứng vào với nhau, nếu có đủ lực tác
động thì hai hạt nhỏ của hai chất tham gia phản ứng có thể tạo thành hạt lớn hơn và

phản ứng hố học xảy ra trong lịng hạt lớn hơn đó, sản phẩm mong muốn được tạo
thành. Các hạt sản phẩm sau khi hình thành sẽ bị bao phủ bởi CHĐBM ngăn cách
khơng cho phát triển thêm về kích thước.
Để cung cấp đủ động năng cho các hạt nhũ tương kết hợp lại với nhau, ta
phải tăng nhiệt độ và áp suất cho phản ứng (vi nhũ tương thuỷ nhiệt) hoặc dùng
máy đánh siêu âm cho tới khi phản ứng xảy ra hồn tồn.
Trong q trình nghiên cứu chế tạo hạt nano oxit sắt từ, quá trình đánh siêu
âm oxi trong khơng khí có thể dễ dàng hồ tan vào dung mơi và làm sản phẩm bị
oxi hố vì vậy phản ứng phải thực hiện trong mơi trường khí nitơ.
Vi nhũ tương chế tạo hạt nano nói chung
Tạo hệ vi nhũ tương nghịch nước trong dầu (W/O) của dung dịch tham gia
phản ứng. Bước đầu thí nghiệm khảo sát tỉ lệ thích hợp giữa nước-dầu-chất hoạt
động bề mặt để tạo được hệ vi nhũ tương trong có thể nhìn qua.

14


Tiến hành thực hiện phản ứng: Cho từ từ hệ vi nhũ tương của hai chất tham
gia phản ứng vào nhau ở nhiệt độ 60oC – 90oC trong điều kiện dùng máy đánh siêu
âm, mơi trường khí nitơ.
Tiến hành thu hồi sản phẩm: Lọc rửa sản phẩm và sấy khô.
* Đánh giá:
Ưu điểm: Hạt nano chế tạo theo phương pháp này có kích thước nhỏ. Các hạt
đồng đều và khơng bị kết tụ. Điều chỉnh kích thước hạt bằng cách điều chỉnh hàm
lượng chất tham gia phản ứng, các loại dung mơi, nồng độ chất hoạt hóa bề mặt
trong dung dịch.
Nhược điểm: Quá trình tạo hạt rất phức tạp, chế tạo ra một lượng nhỏ và tốn
thời gian. Hạt tạo ra có một lượng khá lớn CHĐBM bám trên bề mặt của hạt, hóa
chất sử dụng địi hỏi độ tinh khiết cao và cần một lượng lớn hơn so với phương
pháp đồng kết tủa với cùng một mức độ sản xuất, điều kiện phản ứng cũng yêu cầu

khắt khe và phức tạp hơn nhiều so với phương pháp đồng kết tủa.
d. Phương pháp lắng đọng điện hóa
Lắng đọng điện hóa là q trình mà trong đó dịng điện đi qua một chất điện
phân của các ion kim loại. Trong Hình 1.8, lắng đọng dung dịch được thực hiện bởi
ba điện cực gồm điện cực so sánh (Platinum electrode), điện cực làm việc (Working
electrode) và điện cực đếm (Reference electrode). Thông thường dung dịch sẽ được
sử dụng một số kim loại như điện cực làm việc và sử dụng dây Pt hay Ag / AgCl
như điện cực so sánh. Các ion trong kim loại trong dung dịch sẽ lắng đọng lên bề
mặt điện cực làm việc.

15