Báo cáo đồ án chuyên ngành công nghệ kỹ thuật hóa học Tìm hiểu về màu phát quang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ

----------

BÁO CÁO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ
KỸ THUẬT HĨA HỌC

TÌM HIỂU VỀ MÀU PHÁT QUANG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Việt Bách

1. Nguyễn Thị Ngọc Diệp B1506994
2. Trần Trung Thử

B1507034

Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật hóa học khóa 41

Tháng 4 năm 2018


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án chuyên ngành, nhóm đã nhận được nhiều sự giúp đỡ,

đóng góp ý kiến và trong thời gian làm đồ án chuyên ngành, nhóm đã nhận được
nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cơ trong bộ mơn
cơng nghệ hóa học và bạn bè.
Đặc biệt nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Việt Bách, giảng
viên Bộ môn Công nghệ hóa học - trường ĐH Cần Thơ người đã tận tình hướng dẫn,
chỉ bảo nhóm trong suốt q trình thực hiện đồ án chuyên ngành.
Nhóm cũng xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô giáo trong trường ĐH Cần
Thơ nói chung, các thầy cơ trong Bộ mơn Cơng nghệ hóa học nói riêng đã dạy dỗ cho
sinh viên kiến thức về các môn đại cương cũng như các mơn chun ngành, giúp sinh
viên có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ sinh viên trong suốt
q trình học tập.
Cuối cùng, nhóm đồ án xin chân thành cảm ơn đến thầy cô và bạn bè, đã ln
tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ nhóm trong suốt q trình học tập và hồn thành đồ
án chuyên ngành

Nhóm 19

ii


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................... i
LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................v
DANH SÁCH HÌNH ........................................................................................ vi
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ......................... Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PIGMENT .......................................................1
1.1 KHÁI NIỆM VỀ CHẤT MÀU PIGMENT [1,2,3,4] ....................................1
1.2 TIÊU CHUẨN [1,2,3] ..................................................................................1

1.3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH SẢN XUẤT PIGMENT [1,2,3] ..1
1.4 LỰA CHỌN VÀ PHÂN LOẠI PIGMENT [1,2,3] ......................................1
1.4.1 Lựa chọn .............................................................................................1
1.4.2 Phân loại .............................................................................................1
1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT PIGMENT VÔ CƠ [1,2,3] ................2
1.5.1 Phương pháp ướt .................................................................................3
1.5.2 Phương pháp khô ................................................................................4
1.6 ỨNG DỤNG .............................................................................................5
CHƯƠNG 2: MÀU PHÁT QUANG .................................................................2
2.1 SỰ PHÁT QUANG VÀ CÁC LOẠI PHÁT QUANG [5,6] .......................2
2.2 PIGMENT PHÁT QUANG [7,8] ................................................................2
2.3 SẢN XUẤT PIGMENT PHÁT QUANG [9] .............................................3
2.3.1. Phương pháp gố m cổ truyề n ..............................................................3
2.3.2 Phương pháp đồ ng kế t tủa ..................................................................3
2.3.3 Phương pháp phun nhiê ̣t phân (phương pháp aerosol ) ......................4
2.4 ỨNG DỤNG CỦA PIGMENT PHÁT QUANG ......................................5

Nhóm 19

iii


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN ..................................................................................2
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................3

Nhóm 19

iv

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

LỜI MỞ ĐẦU
Cuô ̣c số ng con người ngày càng đươ ̣c nâng cao, nhu cầ u về mă ̣t thẩ m mi ̃ vì thế
cũng phát triể n không ngừng. Viê ̣c mua sắ m các sản phẩ m có kiề u dáng đe ̣p và bắ t
mắ t đươ ̣c chú tro ̣ng nhiề u hơn. Chấ t màu ra đời cùng với nhu cầ u xã hô ̣i và viê ̣c
nghiên cứu, phát triể n đa da ̣ng các chấ t màu đã trở nên quan tro ̣ng đố i với các chuyên
ngành về hóa ho ̣c.
Để góp phầ n tìm hiểu về đă ̣c điể m, tin
́ h chấ t cũng như các phương pháp sản
xuấ t cùng với các ứng du ̣ng trong thực tế của chấ t màu, đă ̣c biê ̣t về chấ t màu phát
quang, đề tài “Tìm hiể u về màu phát quang” đã đươ ̣c thực hiê ̣n.

Nhóm 19

v


ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH CNHH

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1 – 1: Các giai đoạn chế tạo………………………….………………..... 4
Hiǹ h 1 – 2: Màu cho gố m, sứ [14]……………………………….……………...5
Hình 1 – 3: Phu ̣ gia ngành nhựa [16]…………..……………………….……….5
Hiǹ h 1 – 4: Màu trong xây dựng [13] ………………………………….……….6
Hiǹ h 1 – 7: Màu dùng trong các loa ̣i mỹ phẩ m [15] ……………………………7
Hình 1 – 8: Nhuô ̣m màu gỗ [13] …………………………………….…….. ......7
Hiǹ h 2 – 1: Bô ̣t photpho – lớp bô ̣t đươ ̣c quét lên bóng đèn huỳnh quang…….8
Hình 2 – 2: Chấ t lỏng huỳnh quang còn đươ ̣c sử du ̣ng trong bút da ̣ quang [5]...8

Hiǹ h 2 – 3: Bô ̣t ZnS và SrAl trong tố i………….…………………………...…9
Hiǹ h 2 – 4: Chấ t lân quang hấ p thu và giữ năng lươ ̣ng ánh sáng và để sử
du ̣ng phát quang trong bóng tố i [5] ……………………….…………….. ….....9
Hình 2 – 5: Sơ đờ phương pháp chế ta ̣o gớ m cở trù n……………………...10
Hình 2 – 6: Sơ đồ phương pháp phun nhiệt phân Aerosol ….………………..11
Hiǹ h 2 – 7: Hê ̣ thố ng chỉ dẫn thoát hiể m dùng sơn phát quang ở các tòa nhà
cao tầ ng [10] …………………………………………….. …………………...12
Hình 2 – 8: Sơn phát quang [10]………………………………………………13
Hiǹ h 2 – 9: Photoluminescent Film [17]……………………………….….…..13
Hiǹ h 2 – 10: Ball engineer II sử du ̣ng ố ng dẫn khí Tritium thiế t kế va ̣ch giờ
phát quang [18]………………………………………………………………...14
Hình 2 – 11: Người điề u khiể n phương tiê ̣n giao thông sẽ cảm thấ y an toàn
hơn khi di chuyể n trên những đoa ̣n đường đươ ̣c bao phủ bởi đá phát
quang [12]…………………………….………………………………………..14

Nhóm 19

vi


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

Nhóm 19

vii


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PIGMENT

1.1 KHÁI NIỆM VỀ CHẤT MÀ U PIGMENT [1,2,3,4]
 Chấ t màu có nguồ n gố c vô cơ (pigment) có nguồ n gố c từ tiế ng Latinh
“pigmentum” với nghiã nguyên thủy là màu sắ c trong suốt. Sau này đươ ̣c hiể u rô ̣ng
hơn bao gồ m các liñ h vực trang trí màu sắ c.
 Vào cuố i thời kì trung đa ̣i, từ pigment còn đươ ̣c dùng để chỉ tấ t cả các tinh
chấ t đươ ̣c chiế t xuấ t từ các loa ̣i cây, đă ̣c biê ̣t là các chấ t dùng để nhuô ̣m màu. Pigment
còn đươ ̣c dùng trong các thuâ ̣t ngữ sinh ho ̣c để chỉ những chấ t nhuô ̣m màu tế bào.
 Nghiã mới nhấ t của từ pigment xuấ t hiê ̣n vào khoảng đầ u thế kỉ XX, dựa vào
những tiêu chuẩ n hiê ̣n nay từ “pigment” dùng để chỉ những chấ t da ̣ng ha ̣t nhỏ không
hòa tan trong dung môi và có khả năng ta ̣o màu, bảo vê ̣ hoă ̣c có từ tính. Thường
pigment chỉ dùng để chỉ các hơ ̣p chấ t màu có nguồ n gố c vô cơ do đă ̣c tiń h it́ tan của
chúng trong dung môi.
1.2 TIÊU CHUẨN [1,2,3]
 Để đánh giá chấ t lươ ̣ng pigment thường dựa vào các tiêu chi:́
 Thành phầ n hóa ho ̣c.
 Các tiń h chấ t quang ho ̣c.
 Khả năng phân tán.
 Khả năng che phủ, bảo vê ̣.
 Các đă ̣c tiń h về màu sắ c (tông màu, cường đô ̣ màu,…).
 Các đă ̣c tính lý hóa như tỷ tro ̣ng, kích thước ha ̣t,…
 Thực tế trong chấ t màu ngoài chấ t chính là pigment còn có mă ̣t các chấ t khác
go ̣i chung là phu ̣ gia (extender) hay chấ t đô ̣n. Chúng có màu trắ ng hay màu rấ t nha ̣t,
da ̣ng bô ̣t, khơng tan.

Nhóm 19

1


CHƯƠNG 1: GIỚ I THIỆU VỀ PIGMENT

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

1.3 LICH
SỬ PHÁT TRIỂN CỦ A NGÀ NH SẢN XUẤT PIGMENT [1,2,3]
̣
 Thời tiề n sử, con người đã biế t dùng chấ t màu có sẵn trong tự nhiên. Khoảng
4000 năm trước con người đã biế t khai thác, xử lý, phố i trô ̣n các chấ t màu có sẵn
trong tự nhiên, tinh lo ̣c khoáng chấ t và chiế t từ trong cây, cỏ.
 Vào khoảng thế kỉ XVIII ra đời và phát triể n ngành sản xuấ t pigment quy mô
công nghiê ̣p với các sản phẩ m như xanh berlin, crom vàng,…
 Hiê ̣n nay ngành công nghiê ̣p sản xuấ t pigment phát triể n ma ̣nh theo cả chiề u
rô ̣ng lẫn chiề u sâu (đa da ̣ng, sản lươ ̣ng, quy mô sản xuấ t,…).
1.4 LỰA CHỌN VÀ PHÂN LOẠI PIGMENT [1,2,3]
1.4.1 Lựa chọn
Khi cho ̣n mô ̣t pigment cho mô ̣t ứng du ̣ng cu ̣ thể nào đó, cầ n phải chú ý đế n
nhiề u đă ̣c điể m. Các tính chấ t màu như màu sắ c, cường đô ̣ màu, khả năng tán xa ̣, đô ̣
phủ,… rấ t quan tro ̣ng trong viê ̣c đánh giá hiê ̣u quả sử du ̣ng cũng như hiê ̣u quả kinh
tế của pigment. Ngoài ra, cũng cầ n chú ý đế n các tin
́ h chấ t sau:
 Các tính chấ t hóa lý cơ bản: Thành phầ n hóa ho ̣c, lươ ̣ng muố i và đô ̣ ẩ m, các
chấ t tan trong nước và tan trong axit, kić h thước ha ̣t, khố i lươ ̣ng riêng và đô ̣ cứng.
 Các tính bề n: Khả năng chiụ đươ ̣c ảnh hưởng của ánh sáng, thời tiế t, nhiê ̣t,
hóa chấ t, chố ng ăn mòn và giữ đươ ̣c đô ̣ bóng.
 Khả năng liên kế t với vâ ̣t liê ̣u: Tương tác với các chấ t kế t diń h, khả năng phân
tán, khả năng tương thích và hiê ̣u ứng đóng rắ n tố t.
1.4.2 Phân loại
Các pigment đươ ̣c phân loa ̣i dựa theo màu sắ c và các tin
́ h chấ t hóa ho ̣c của
chúng:

 Pigment trắ ng: Màu nhiǹ thấ y là do hiê ̣n tươ ̣ng tán xa ̣ ánh sáng không cho ̣n
lo ̣c, không hấ p thu ̣ ánh sáng trong vùng nhìn thấ y (ví du ̣: pigment TiO2 và ZnS,
lithopone, kem
̃ trắ ng).

Nhóm 19

1


CHƯƠNG 1: GIỚ I THIỆU VỀ PIGMENT

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

 Pigment màu: Màu nhìn thấ y do vâ ̣t liê ̣u hấ p thu ̣ ánh sáng có cho ̣n lo ̣c và do
hiê ̣n tươ ̣ng tán xa ̣ ánh sáng (ví du ̣: oxit sắ t màu đỏ và vàng, pigment cadmium,
pigment ultramarine, crom vàng, cobalt xanh).
 Pigment đen: Màu nhiǹ thấ y do hiê ̣n tươ ̣ng hấ p thu ̣ ánh sáng không cho ̣n lo ̣c (
ví du ̣: pigment carbon đen, sắ t oxit đen).
 Pigment có hiê ̣u ứng kim loa ̣i: Màu nhin
̀ thấ y là do hiê ̣n tươ ̣ng phản xa ̣ ánh
sáng đề u đă ̣n hoă ̣c hiê ̣n tươ ̣ng giao thoa ánh sáng. Ánh kim loa ̣i do sự phản xa ̣ đề u
đă ̣n trên bề mă ̣t phẳ ng hoă ̣c mă ̣t song song của các ha ̣t pigment kim loa ̣i ( ví du ̣: các
lớp nhôm).
 Pigment có màu xà cừ: Do hiê ̣n tươ ̣ng phản xa ̣ đề u đă ̣n trên bề mă ̣t các lớp ha ̣t
pigment song song (ví du ̣: TiO2 trên mica).
 Pigment giao thoa: Màu bóng do hiê ̣n tươ ̣ng giao thoa ánh sáng (ví du ̣: oxit
sắ t trên mica).
 Pigment phát quang: Các vật liệu phát quang vô cơ là những hợp chất tinh thể
nhân tạo có khả năng hấp thụ bứa xạ và sau đó phát ra các ánh sáng có bước sóng dài

hơn.
 Pigment huỳnh quang: Do khả năng hấ p thu ̣ các bức xa ̣ và phát ra các ánh sáng
có bước sóng dài hơn sau mô ̣t khoảng thời gian ngắ n.
 Pigment lân quang: Do hiê ̣n tươ ̣ng bức xa ̣ và các nguyên tử chuyể n sang tra ̣ng
thái kić h thić h và phát ra ánh sáng có bước sóng dài hơn sau vài giờ (ví du ̣: ZnS xử lí
với đờ ng).
1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN X́T PIGMENT VƠ CƠ [1,2,3]
 Trong thực tế có rấ t nhiề u loa ̣i pigment vô cơ khác nhau, và đương nhiên các
phương pháp sản xuấ t chúng cũng khác nhau. Ví du ̣, để sản xuấ t pigment lithopone
có thể cho muố i sulfat phản ứng trực tiế p với bari sulfua với tỉ lê ̣ thić h hơ ̣p theo
phương trình:
ZnSO4 + BaS → BaSO4 + ZnS
 Nhưng để sản xuấ t pigment đỏ oxide sắ t, người ta có thể sử du ̣ng nhiề u phương
pháp khác nhau. Ví du ̣:

Nhóm 19

2


CHƯƠNG 1: GIỚ I THIỆU VỀ PIGMENT

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

 Cách 1: Nung trực tiế p các muố i sắ t như sulfat, nitrat, oxalate ở nhiê ̣t đô ̣
thích hơ ̣p
FeC2O4 → Fe2O3 + CO
 Cách 2: Dùng kiề m trung hòa các muố i sắ t, sau đó nung hydroxide sắ t ở
nhiê ̣t đô ̣ thić h hơ ̣p
Fe2(SO4)3 + NaOH → Fe(OH)3 + Na2SO4

Fe(OH)3 → Fe2O3 + H2O
 Chính vì vâ ̣y, viê ̣c phân loa ̣i các phương pháp sản xuấ t pigment vô cơ là rấ t
khó khăn và có rấ t nhiề u cách phân loa ̣i khác nhau. Ở đây ta ta ̣m chia ra thành hai
phương pháp sản xuấ t dựa trên quá trình điề u chế chúng từ dung dich
̣ (phương pháp
ướt) hay đố t nóng ở nhiê ̣t đô ̣ cao (phương pháp khô), tuy nhiên viê ̣c phân chia này
cũng không đươ ̣c chă ̣t chẽ và chin
́ h xác lắ m vì có khi phải kế t hơ ̣p cả hai phương
pháp trong cùng mô ̣t quá trình sản xuấ t.
1.5.1 Phương pháp ướt
 Do đă ̣c điể m có nhiề u loa ̣i pigment vô cơ, nhấ t là các pigment oxide kim loa ̣i
thường bi ̣ biế n đổ i tính chấ t khi đố t nóng ở nhiê ̣t đô ̣ cao nên khi điề u chế chúng ta
phải ha ̣n chế ảnh hưởng tố i đa của nhiê ̣t bằ ng cách điề u chế trực tiế p chúng từ dung
dich.
̣
Ví du ̣: Để điề u chế pigment đỏ oxide sắ t, ta có thể thực hiê ̣n phản ứng trung hòa
muố i sắ t bằ ng kiề m ở nhiê ̣t đô ̣ thích hơ ̣p, quá triǹ h đề hydrat hóa hydroxide sắ t sẽ
xảy ra ngay trong dung dich.
̣
Fe2(SO4)3 + NaOH → Fe2O3 + H2O + Na2SO4
 Hầ u như tấ t cả các pigment vô cơ da ̣ng muố i kim loa ̣i đề u đươ ̣c điề u chế trực
tiế p từ dung dich.
̣
Ví du ̣: Pigment sắ t blue
4Fe3+ + 3K4Fe(CN)6 → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12K+

Nhóm 19

3

CHƯƠNG 1: GIỚ I THIỆU VỀ PIGMENT

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

 Đố i với các pigment là hỗn hơ ̣p các oxide kim loa ̣i, con đường trô ̣n trực tiế p
các oxide kim loa ̣i nhiề u khi không thu đươ ̣c sản phẩ m mong muố n, do vâ ̣y người ta
phải tiế n hành thu hỗn hơ ̣p các muố i kim loa ̣i bằ ng cách kế t tủa đồ ng thời chúng từ
dung dich,
̣ sau đó đem nung hay trung hòa bằ ng kiề m ở nhiê ̣t đô ̣ cao.
 Như vâ ̣y, đă ̣c điể m chủ yế u của phương pháp này là các sản phẩ m pigment
đề u đươ ̣c điề u chế trực tiế p từ dung dich.
̣
1.5.2 Phương pháp khô
 Tấ t cả các sản phẩ m pigment vô cơ không thể điề u chế đươ ̣c trực tiế p từ dung
dich
̣ hay quá trình điề u chế từ dung dich
̣ phức ta ̣p, tố n kém, hiê ̣u quả thấ p,… hầ u như
đề u phải trải qua quá triǹ h đố t nóng ở nhiê ̣t đô ̣ cao. Đă ̣c điể m của phương pháp này
là dưới tác du ̣ng của nhiê ̣t, các chấ t sẽ bi ̣đề hydrat hóa, bi ̣phân hủy hay kế t hơ ̣p ta ̣o
khoáng.
Ví du ̣, để điề u chế pigment ultramarine, người ta trô ̣n thành phầ n phố i liê ̣u là
đấ t sét, soda,… sau đó đem nung ở nhiê ̣t đô ̣ thić h hơ ̣p sẽ thu đươ ̣c sản phẩ m da ̣ng
Na6Al6Si6O24 hay Na7Al6Si6O24S3 tùy theo thành phầ n phố i liê ̣u, nhiê ̣t đô ̣ nung,…
 Đố i với các pigment vô cơ là các oxide kim loa ̣i không bi ̣ thay đổ i tiń h chấ t
theo nhiê ̣t đô ̣, cũng thường đươ ̣c sản xuấ t theo phương pháp nung trực tiế p muố i hay
hydroxide của chúng.
 Ngoài ra, phương pháp khô còn dùng trong trường hơ ̣p phản ứng điề u chế
pigment chỉ xảy ra ở nhiê ̣t đô ̣ cao. Ví du ̣, phản ứng điề u chế pigment oxide crom:
K2Cr2O7 + S → K2SO4 + Cr2O3

 Phương pháp nung hầ u như không đươ ̣c sử du ̣ng đố i với các pigment oxide
kim loa ̣i dễ bi ̣ thăng hoa khi tăng nhiê ̣t đô ̣ hay bi ̣ oxi hóa bởi khơng khí ở nhiê ̣t đơ ̣
cao.
Định lượng

Trộn

Nghiền

Rửa

Nung

13
Nghiền

Hình 1 – 1: Các giai đoạn chế tạo

Nhóm 19

4


CHƯƠNG 1: GIỚ I THIỆU VỀ PIGMENT

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

1.6 ỨNG DỤNG
Ngày nay, vai trò và ứng du ̣ng của các sắ c tố đã làm tăng sự đa da ̣ng. Sẽ không
có bấ t kì ngành công nghiê ̣p nào còn la ̣i mà pigment không đóng vai trò đáng kể . Thử

thách bây giờ là phải tìm ra các sắ c tố không chỉ có khả năng ứng du ̣ng lâu dài mà
còn an toàn cho con người và môi trường. Mô ̣t số ứng du ̣ng quan tro ̣ng của pigment:
 Chấ t màu trong gố m, sứ.

Hình 1 – 2: Màu cho gố m, sứ [14]

 Chấ t màu cho ngành nhựa.

Hình 1 – 3: Phụ gia ngành nhựa [16]

Nhóm 19

5


CHƯƠNG 1: GIỚ I THIỆU VỀ PIGMENT

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

 Thuố c nhuô ̣m và bô ̣t màu trong ngành xây dựng.

Hình 1 – 4: Màu trong xây dựng [13]

 Chấ t màu cho ngành nông nghiê ̣p.

Hình 1 – 5: Nhuộm phụ gia phân bón [13]

 Bô ̣t màu trong ngành sơn.

Hiǹ h 1 – 6: Sơn chố ng gỉ [13]

Nhóm 19

6


CHƯƠNG 1: GIỚ I THIỆU VỀ PIGMENT

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

 Chấ t màu cho ngành mỹ phẩ m và thực phẩm.

Hình 1 – 7: Màu dùng trong các loa ̣i mỹ phẩ m [15]

 Công nghiê ̣p giấ y và công nghiê ̣p chế biế n gỗ

Hình 1 – 8: Nḥm màu gỡ [13]

Nhóm 19

7


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

CHƯƠNG 2: MÀ U PHÁT QUANG

2.1 SỰ PHÁT QUANG VÀ CÁC LOẠI PHÁT QUANG [5,6]
 Hiê ̣n tươ ̣ng phát quang là hiê ̣n tươ ̣ng mô ̣t chấ t hấ p thu năng lươ ̣ng sau đó bức
xa ̣ điê ̣n từ trong miề n ánh sáng nhin

̀ thấ y.
 Chấ t phát quang sau khi nhâ ̣n năng lươ ̣ng phù hơ ̣p sẽ làm electron ở tra ̣ng thái
cơ bản chuyể n lên tra ̣ng thái kích thích. Sau đó, quá triǹ h electron từ tra ̣ng thái kích
thích trở về tra ̣ng thái cơ bản sẽ làm phát xa ̣ photon, tức ánh sáng nhìn thấ y.
 Huỳnh quang: thời gian phát quang nhỏ hơn 10-8 s và thường xảy ra ở chấ t
lỏng hoă ̣c khí.

Hình 2 – 1: Bột photpho – lớp bợt được qt lên bóng đèn huỳnh quang

[5]
Hin
̀ h 2 – 2: Chấ t lỏng huỳnh quang còn được sử dụng trong bút da ̣quang

Nhóm 19

2


CHƯƠNG 2: MÀ U PHÁ T QUANG

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

 Lân quang: thời gian phát sáng lớn hơn 10-8 s và thường xảy ra ở chấ t rắ n
(bô ̣t). Chấ t lân quang có thể sáng lâu hơn huỳnh quang vì electron ở tra ̣ng thái kích
thích không trở về tra ̣ng thái cơ bản ngay mà phải cầ n mô ̣t thời gian lâu hơn.

Hình 2 – 3: Bột ZnS và SrAl trong tố i

Hiǹ h 2 – 4: Chấ t lân quang hấ p thu và giữ năng lượng ánh sáng và để sử dụng phát quang trong bóng tố i [5]

2.2 PIGMENT PHÁT QUANG [7,8]
 Pigment phát quang: các vâ ̣t liê ̣u phát quang vô cơ là những hơ ̣p chấ t tinh
thể nhân ta ̣o có khả năng hấ p thu ̣ bức xa ̣ và sau đó phát ra các ánh sáng có bước sóng
dài hơn. Photpho phát quang bao gồ m 3 giai đoa ̣n:
 Quá triǹ h hấ p thu ̣ và kić h thić h photon: phu ̣ thuô ̣c vào năng lươ ̣ng tác
đô ̣ng của photon và sự hấ p thu ̣ của photon dựa vào dãy quang phổ hấ p
thu ̣.
 Sự truyề n dẫn năng lươ ̣ng.
 Sự phát ra ánh sáng.

Nhóm 19

2


CHƯƠNG 2: MÀ U PHÁ T QUANG

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

 Pigment huỳnh quang: Do hiê ̣n tươ ̣ng bức xa ̣ và các nguyên tử chuyể n sang
tra ̣ng thái kích thích và phát ra ánh sáng có bước sóng dài hơn sau mô ̣t khoảng thời
gian ngắ n (như xử lý ZnS với đồ ng).
 Pigment lân quang: Do hiê ̣n tươ ̣ng bức xa ̣ và các nguyên tử chuyể n sang
tra ̣ng thái kích thích và phát ra ánh sáng có bước sóng dài hơn sau vài giờ (xử lý ZnS
với Cu).
2.3 SẢN XUẤT PIGMENT PHÁT QUANG [9]
2.3.1. Phương pháp gố m cổ truyề n
Phối liệu

Trộn

Sản phẩm

Trộn

Trộn

Hình 2 – 5: Sơ đờ phương pháp chế ta ̣o gố m cổ truyề n

 Ưu điể m: Đơn giản, dễ thực hiê ̣n,chi phí thấ p phù hơ ̣p với nhiề u phòng thí
nghiê ̣m.
 Nhươ ̣c điể m:
 Sản phẩ m thu đươ ̣c có đô ̣ đồ ng nhấ t không cao.
 Dải phân bố kích thước ha ̣t rô ̣ng.
 Kích thước ha ̣t lớn và tiêu tố n nhiề u năng lươ ̣ng.
2.3.2 Phương pháp đồ ng kế t tủa
 Người ta thực hiê ̣n khuế ch tán các chấ t tham gia phản ứng ở mức đô ̣ phân tử
(precursor phân tử).
 Hỗn hơ ̣p ban đầ u đươ ̣c go ̣i là precursor có tỷ lê ̣ các ion kim loa ̣i đúng theo
hơ ̣p thức của hơ ̣p chấ t ta cầ n tổ ng hơ ̣p chuẩ n bi hỗ
̣ n hơ ̣p dung dich
̣ chứa các muố i rồ i
thực hiê ̣n phản ứng đồ ng kế t tủa (dưới da ̣ng hydroxit, cacbonat, oxalate,…).
 Cuố i cùng tiế n hành nhiê ̣t phân sản phẩ m rắ n đồ ng kế t tủa đó.
 Chế ta ̣o bằ ng phương pháp này chúng ta cầ n đảm bảo hai điề u kiê ̣n:
 Phải đảm bảo đúng quá triǹ h đồ ng kế t tủa, nghiã là kế t tủa đờ ng thời các
kim loa ̣i đó.

Nhóm 19

3


CHƯƠNG 2: MÀ U PHÁ T QUANG

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

 Phải đảm bảo trong precursor tức là hỗn hơ ̣p pha rắ n chứa các ion kim loa ̣i
theo đúng tỷ lê ̣ như trong sản phẩ m mong muố n.
 Ưu điể m:
 Chế ta ̣o đươ ̣c vâ ̣t liê ̣u có kić h thước cỡ nanomet.
 Phản ứng có thể tiế n hành trong điề u kiê ̣n nhiê ̣t đô ̣ phòng thí nghiê ̣m, do
đó tiế t kiê ̣m năng lươ ̣ng, giảm thiể u quá trình mấ t mát do bay hơi, it́ ô
nhiễm môi trường.
 Sản phẩ m thu đươ ̣c có tin
́ h đồ ng nhấ t cao, bề mă ̣t riêng lớn, đô ̣ tinh khiế t
hóa ho ̣c cao.
 Lươ ̣ng mẫu thu đươ ̣c trong quá trình chế ta ̣o khá nhiề u.
 Trong phương pháp đồ ng kế t tủa, các chấ t muố n khuế ch tán sang nhau chỉ
cầ n vươ ̣t qua quảng đường từ 10 đế n 50 lầ n kić h thước ở ma ̣ng cơ sở,
nghiã là nhỏ hơn rấ t nhiề u so với phương pháp gố m cổ truyề n.
 Nhươ ̣c điể m:
 Phản ứng ta ̣o kế t tủa phu ̣ thuô ̣c vào tić h số tan, khả năng ta ̣o phức giữa ion
kim loa ̣i và ion ta ̣o kế t tủa, lực ion, đô ̣ pH của dung dich,…
̣
 Tính đồ ng nhấ t hóa ho ̣c của oxit phức hơ ̣p tùy thuô ̣c vào tính đồ ng nhấ t
của kế t tủa từ dung dich.
̣
 Viê ̣c cho ̣n điề u kiê ̣n để các ion kim loa ̣i cùng kế t tủa là mô ̣t công viê ̣c tấ t
khó khăn và phức ta ̣p.

 Quá trình rửa kéo theo mô ̣t cách cho ̣n lo ̣c mô ̣t cấ u tử nào đó làm cho sản
phẩ m thu đươ ̣c có thành phầ n khác với thành phầ n dung dich
̣ ban đầ u.
2.3.3 Phương pháp phun nhiêṭ phân (phương pháp aerosol )
Khí thử

Ngun
liệu

Buồng
Aerosol

Lị
nhiệt

Sản
phẩm

Máy pháy
siêu
Hình 2 – 6: Sơ đồ phương pháp phun nhiệt phân Aerosol

Nhóm 19

4


CHƯƠNG 2: MÀ U PHÁ T QUANG

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

 Ưu điể m: Đây là phương pháp rấ t ưu viê ̣t để chế ta ̣o vâ ̣t liê ̣u huỳnh quang nói
chung, thường đươ ̣c sử du ̣ng trong công nghiê ̣p với quy trình liên tu ̣c giữa nguyên
liê ̣u đầ u vào và sản phẩ m đầ u ra. Các ha ̣t bô ̣t ta ̣o thành từ ha ̣t sol lơ lửng nên có da ̣ng
hình cầ u hoàn chỉnh, không bi ̣ảnh hưởng bởi quá triǹ h kế t đám khi nung ở nhiê ̣t đô ̣
cao,…
 Nhươ ̣c điể m: Tuy nhiên phương pháp phun nung có ha ̣n chế là viê ̣c chế ta ̣o
vòi phun rấ t khó khăn, thiế t bi dễ
̣ bi ăn
̣ mòn và chỉ có thể áp du ̣ng cho cation kim loa ̣i
dễ thủy phân.
2.4 ỨNG DỤNG CỦ A PIGMENT PHÁT QUANG
 Ứng du ̣ng trong sơn xây dựng.

Hình 2 – 7: Hê ̣thố ng chỉ dẫn thoát hiể m dùng sơn phát quang ở các tòa nhà cao tầ ng
[10]

Nhóm 19

5


CHƯƠNG 2: MÀ U PHÁ T QUANG

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

 Ứng du ̣ng trong sơn trang tri.́

Hiǹ h 2 – 8: Sơn phát quang [10]

 Sử du ̣ng trong các tấ m phim.

[17]
Hin
̀ h 2 – 9: Photoluminescent Film

Nhóm 19

6


CHƯƠNG 2: MÀ U PHÁ T QUANG

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

 Sử du ̣ng chấ t phát quang trong đồ ng hồ.

Hình 2 – 10: Ball engineer II sử dụng ố ng dẫn khí Tritium thiế t kế va ̣ch giờ phát quang [18]

 Trong xây dựng các tuyế n đường giao thông.

Hiǹ h 2 – 11: Người điề u khiể n phương tiê ̣n giao thông sẽ cảm thấ y an toàn hơn khi di chuyể n trên những
đoa ̣n đường được bao phủ bởi đá phát quang [12]

Nhóm 19

7


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN
Như vâ ̣y, thông qua các ứng du ̣ng của chấ t màu nói chung, màu phát quang nói
riêng trong đời số ng cũng như sản xuấ t, ta thấ y đươ ̣c chúng có vai trò rấ t quan tro ̣ng.
Vì vâ ̣y, viê ̣c nghiên cứu, phát triể n và sản xuấ t các chấ t màu phát quang cầ n đươ ̣c chú
tro ̣ng quan tâm và đầ u tư hơn nữa. Viê ̣c đó không những đáp ứng đươ ̣c các yêu cầ u
của đời số ng mà còn ta ̣o điề u kiê ̣n để phát triể n các liñ h vực khác như thực phẩ m, mỹ
phẩ m,… đồ ng thời cũng góp phầ n giải quyế t các vấ n đề về viê ̣c làm cho người lao
đô ̣ng, giúp nề n kinh tế ổ n đinh
̣ và phát triể n bề n vững.

Nhóm 19

2


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

TÀ I LIỆU THAM KHẢO
[1] Lê Hồ ng Khanh “Môn CNCM vô cơ ” on Oct 24,2012.
[2] Huỳnh Kỳ Phương “Công nghê ̣ sản xuấ t các chấ t màu vô cơ ”.
[3] “ Công nghê ̣ sản xuấ t các chấ t màu vô cơ”, Trường Đa ̣i Ho ̣c Bách Khoa TP.
Hồ Chí Minh, khoa Công nghê ̣ hóa ho ̣c & dầ u khí, bô ̣ môn công nghê ̣ vô cơ.
[4] Dương Văn Đảm, “ Hóa ho ̣c với những sắ c màu”.
[5] truy câ ̣p 4/3/2018.
[6] truy câ ̣p 3/4/2018.
[7] truy câ ̣p
3/4/2018.
[8] truy câ ̣p 3/4/2018.
[9] Tiể u luâ ̣n các phương pháp chế ta ̣o bô ̣t huỳnh quang, />truy

câ ̣p
3/4/2018.
[10] Vâ ̣t liê ̣u phát quang ứng du ̣ng làm sơn xây
truy câ ̣p 3/4/2018.

dựng,

[11] Nghiên cứu – ứng du ̣ng, vâ ̣t liê ̣u phát quang ứng du ̣ng làm sơn xây dựng,
truy câ ̣p 3/4/2018.
[12] Đá phát quang vào buổ i tố i, truy câ ̣p 3/4/2018.
[13] Ứng du ̣ng, , truy câ ̣p 3/4/2018.
[14] Công nghê ̣ và quy triǹ h sản xuấ t chấ t màu vô cơ dùng trong công nghiê ̣p
gố m sứ,

/>
chat-mau-vo-co-dung-trong-cong-nghiep-gom-su.htm, truy câ ̣p 3/4/2018.

Nhóm 19

3


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH
[15] truy
câ ̣p 3/4/2018.
[16] truy câ ̣p 3/4/2018.
[17] truy câ ̣p 3/4/2018.
[18] truy câ ̣p 3/4/2018.

Nhóm 19

4