Đ I H C QU C GIA THÀNH PH H TRƯ NG Đ I H C KHOA H C T CHÍ MINH NHIÊN NGUY N TH KIM OANH T NG H P MÀNG X P NG NANO Al2O3 B NG PHƯƠNG PHÁP ANOD HÓA – KH O SÁT C U TRÚC, HÌNH THÁI VÀ KH NĂNG H P PH CHUYÊN NGÀNH: MÃ S : HĨA VƠ CƠ 60 44 25 LU N VĂN TH C SĨ HÓA H C NGƯ I HƯ NG D N KHOA H C: Ti n sĩ Huỳnh Th Ki u Xuân Th c sĩ Nguy n H u Khánh Hưng THÀNH PH H CHÍ MINH - 2010 i M CL C M C L C .i M Đ U Chương T NG QUAN .3 1.1 Oxid nhôm 1.1.1 T ng quan v oxid nhôm 1.1.2 ng d ng c a γ-Al2O3 .5 1.2 Nhôm oxid u ch b ng phương pháp anod hóa 1.2.1 T ng quan v v t li u nano 1.2.2 Phương pháp anod hóa 1.2.3 ng nano Al2O3 u ch b ng phương pháp anod hóa .11 1.2.4 ng d ng c a ng nano Al2O3 u ch b ng phương pháp anod hóa 16 1.2.5 T ng k t v y u t nh hư ng đ n q trình anod hóa nhơm 30 1.3 Gi 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 i thi u congo đ 30 C u trúc c a congo đ 30 Tính ch t v t lý 31 Tính ch t hóa h c 31 ng d ng 31 Phương pháp xác đ nh hàm lư ng congo đ 31 Chương TH C NGHI M 33 2.1 M c tiêu th c nghi m 33 2.2 N i dung kh o sát .33 2.3 Hóa ch t 33 2.4 Phương pháp t o m u 35 ii 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 2.4.6 2.4.7 Đi u ch l p màng nhôm oxid b ng phương pháp anod hóa 35 Kh o sát nh hư ng c a phương pháp x lý b m t 36 Kh o sát nh hư ng c a n th n phân 37 Kh o sát nh hư ng c a n ng đ dung d ch n phân 38 Kh o sát nh hư ng c a th i gian n phân .38 Kh o sát nh hư ng c a nhi t đ n phân 39 Kh o sát nh hư ng c a n ng đ dung môi h u dung d ch n phân 39 2.5 Phương pháp kh o sát kh h p ph congo đ .40 2.5.1 Kh o sát kh h p ph congo đ 40 2.5.2 Kh o sát cân b ng h p ph congo đ lên b m t Al2O3 40 Chương K T QU VÀ BI N LU N 44 3.1 Nh n xét sơ b nh hư ng c a phương pháp x lý b m t 44 3.2 Kh o sát c u trúc c a l p oxid nhôm anod hoá 45 3.3 Kh o sát hình thái c a l p oxid nhơm anod hoá 46 3.4 Kh o sát nh hư ng c a n th n phân đ n hình thái c a l p oxid nhôm 49 3.4.1 Khi x lý b m t b ng phương pháp acid 49 3.4.2 Khi x lý b m t b ng phương pháp n phân .51 3.5 Kh o sát nh hư ng c a n ng đ dung môi h u (etylenglycol) dung d ch n phân đ n hình thái c a l p oxid nhôm 52 3.6 Kh o sát nh hư ng c a nhi t đ đ n hình thái c a l p oxid nhơm .54 3.7 Kh o sát hi u ng tương h c a dung môi n phân 56 3.8 Kh 3.8.1 3.8.2 3.8.3 3.8.4 3.8.5 3.8.6 o sát kh Kh o sát Kh o sát Kh o sát Kh o sát Kh o sát Kh o sát h nh hư nh hư nh hư nh hư nh hư nh hư p ph ng c ng c ng c ng c ng c ng c congo đ c a m u oxid nhôm thu đư c 57 a n ng đ dung d ch n phân 57 a th i gian n phân .58 a nhi t đ n phân 59 a phương pháp x lý b m t 61 a n ng đ dung môi h u (etylenglycol) 62 a n th n phân 63 Chương K T LU N 66 TÀI LI U THAM KH O .67 L i c m ơn Chúng xin chân thành c m ơn Th y Nguy n H u Khánh Hưng Cô Huỳnh Th Ki u Xuân t n tình hư ng d n giúp đ r t nhi u đ th c hi n đ tài M Đ U S hình thành l p oxid n n nhôm b ng phương pháp anod hóa dung d ch acid phosphoric, oxalic, sulfuric, cromic đư c nghiên c u r ng rãi đ t o m t l p ph có kh ch ng ăn mịn t t có đ c tính thương m i mong mu n L p oxid x p bao g m khâu m ng d ng ng hình l c giác, đáy l x p có l p oxid G n đây, d ng oxid đư c gi i khoa h c quan tâm c u trúc x p có tr t t cao c a L p màng oxid có th đư c tách kh i ch t n n l p oxid đáy có th đư c hịa tan đ t o ng thông su t, Các màng oxid nhơm có th đư c ng d ng nhi u lĩnh v c công ngh đư c quan tâm, bao g m c lĩnh v c truy n th ng hi n đ i Chúng có th đư c dùng làm màng l c micro mơi trư ng ăn mịn thay cho màng l c polime ho c làm khuôn đ t o dây nano kim lo i ho c bán d n, khn địi h i c u trúc có tr t t cao Các k thu t liên quan đ n v t li u c u trúc nano b i đ c tính n, quang t c a chúng Các ng d ng c a màng nhơm đư c anod hóa pin s c Li đư c quan tâm g n C u trúc g m t nhiên c a l p màng có th đư c dùng thi t b màng xúc tác, CMR, có th ho t đ ng u ki n kh c nghi t mà màng polime không th s d ng đư c So v i thi t b ph n ng c n, CMR th hi n l i th ph n ng tích h p phân tách, b ng cách nâng cao kh chuy n hóa nhi t đ ng h c c a ph n ng b ng vi c lo i b m t ho c nhi u lo i s n ph m chúng đư c t o Hơn n a, v t li u x p có s quan tâm ngày tăng CMR s n đ nh nhi t hóa h c ph n ng pha khí kho ng ho t đ ng r ng Trong này, t p trung vào trình kh o sát s nh hư ng c a y u t : dung môi, n ng đ , nhi t đ , n th đ n c u trúc, hình thái kh h p ph congo đ c a oxid nhôm đư c t o thành b ng phương pháp anod hóa Chương T NG QUAN 1.1 Oxid nhôm 1.1.1 T ng quan v oxid nhơm Nhơm oxid có màu tr ng, không tan nư c, thư ng t n t i d ng polymer c a nhi u phân t Al2O3 Tùy thu c vào u ki n ch hóa mà Al2O3 s t n t i nh ng d ng thù hình khác α-Al2O3, β-Al2O3, γ-Al2O3, δ-Al2O3, ε- Al2O3, θ-Al2O3, η-Al2O3 Tuy nhiên, nh ng d ng thù hình r t khó phân bi t, chúng khơng có gi i h n xác đ nh rõ ràng, thư ng ch m c đ tương đ i nhi t đ 10000C t t c d ng thù hình đ u chuy n thành d ng α-Al2O3, d ng b n nh t c a Al2O3, không nh ng không tan nư c mà cịn khơng tan acid Trong đó, γ-Al2O3 m t hai d ng thù hình (α-Al2O3 γ-Al2O3) có nhi u ng d ng nh t [1] D ng γ-Al2O3 không t n t i t nhiên, đư c hình thành nung tinh th hydragilit Al(OH)3, bơmit AlOOH, ho c nhơm hydroxid vơ đ nh hình nhi t đ kho ng 5000C [4] γ-Al2O3 m t nh ng d ng thù hình trung gian chưa n đ nh c a nhơm oxid có ho t tính hố h c tương đ i cao nên đư c u ch ng d ng nhi u d ng thù hình khác γ-Al2O3 nh ng vi tinh th khơng màu, có t tr ng 3,4 g/cm3 Khi nung γ-Al2O3 đ n 1000 0C s chuy n thành d ng α-Al2O3 γ-Al2O3 có c u trúc l p phương đ c khít ABCABC… theo ki u c u trúc spinel khơng hồn ch nh s thi u h t cation Ô m ng s g m đơn v Al2O3 ch a 32 anion oxi s p x p theo ki u l p phương đ c khít, t o đư c 64 l tr ng t di n 32 l tr ng bát di n Trong đó, 21⅓ cation Al3+ phân b m t cách ng u nhiên 24 v trí bình thư ng mà cation chi m gi c u trúc spinel Cịn l i 2⅔ v trí thi u h t không ch a cation S s p x p c a ion Al3+ v trí bát di n t di n không theo m t tr t t nh t đ nh t o thành nh ng khe rãnh, t o nên nh ng tính ch t r t đ c trưng c u trúc c a γ-Al2O3 ● - Al; o - L tr ng; O - Oxygen Hình 1.1 C u trúc c a γ-Al2O3 γ-Al2O3 ho t tính α-Al2O3 nên tan đư c dung d ch ki m acid Tùy thu c vào u ki n u ch mà tinh th γ-Al2O3 r t khác m c đ sai l ch tinh th khác Trong c u trúc γ-Al2O3 ln ch a m t nư c (kho ng 1%) g i nư c mao qu n, lư ng nư c không th m t c nung lâu dư i 1000 0C Ch lo i b đư c nư c nung 10000C, vi c kh nư c cịn kèm theo vi c chuy n hóa γ-Al2O3 thành α-Al2O3 Do có ngun t Al chưa bão hịa hóa tr , cịn vân đ o tr ng nên γAl2O3 có kh tham gia liên k t v i ti u phân không n m m ng lư i phân t c a ch t b h p ph đ bão hịa hóa tr , ví d kim lo i platin [2] Do có kích thư c nh , b m t riêng l n nên nhơm oxid ho t tính đư c s d ng làm ch t h p ph công nghi p, ch t hút m m nh Khơng khí m qua ng 200C ch cịn l i 0,03 mgH2O/1 lít khơng khí Nhơm oxid γ-Al2O3 đ ng γ-Al2O3 ho t tính đư c dùng làm ch t xúc tác hình thành tâm acid-baz sau [3]: Tâm baz Lewis OH OH O Al O Al Đốt nóng - H2O O Al O Al Trong + H2O O Al O Al Tâm baz Tâm B II Hình 1.2 S O O Tâm acid Lewis I H H O III hình thành tâm acid-baz c a γ-Al2O3 Công th c I ng v i nhơm oxid b hydroxyl hóa b m t Cơng th c II ng v i s m t nư c đun nóng d n đ n s hình thành tâm acid Lewis (ngun t Al khơng bão hịa hóa tr ) tâm baz (anion O−) Công th c III ng v i hình thành tâm acid Bronsted (tâm B) s h p nư c c a tâm Lewis 1.1.2 ng d ng c a γ-Al2O3 • γ-Al2O3 đư c s d ng công nghi p làm ch t h p ph làm s ch khí, hút m Ví d : dùng đ x lý khí th i làm gi m nhi m khơng khí v i b m t riêng 100 m2/g, kích thư c h t nh 1mm • Dùng làm pha tĩnh s c ký khí ho c dùng làm s c ký b n m ng • Đ c bi t cơng nghi p d u khí: hút m q trình ch bi n khí t nhiên, ch t h p ph trình ch bi n phân đo n d u m xúc tác cho q trình chuy n hóa hydrocarbon Ví d : Ph n ng c a Al2O3 hi n tư ng h bi n imin–enamin c a s c t C30H30O8 có tinh d u c a h t v i phenylalamine methyl ester • Ngồi γ-Al2O3 cịn đư c dùng công nghi p dư c ph m, đ c bi t dùng đ x lý nư c ch a fluor arsen v i b m t riêng 120 m 2/g • γ -Al2O3 đư c s d ng làm ch t mang c u t ho t đ ng xúc tác ph n ng như: - Ph n ng oxi hoá phenol, benzyl ancol ciclohexanol (γ-Al2O3 v i b m t riêng 204,25 m2/g) - Reforming xúc tác: xúc tác lư ng kim (platin reni) γ-Al2O3 - Các ph n ng hydro hóa làm s ch nguyên li u hydro cracking: ch t xúc tác h n h p molipden oxid coban oxid ch t mang γ-Al2O3 So v i α-Al2O3, γ-Al2O3 đư c xem ch t mang xúc tác h u hi u ch t r n vi tinh th , c u trúc có nh ng đư ng h m cho phép đ t đư c di n tích b m t r t cao có b m t g gh d ng α-Al2O3 [6] Cho đ n nay, có nhi u báo cơng b v vi c s d ng γ-Al2O3 ch t mang h xúc tác ph c h p dư i hình th c: kim lo i/γ-Al2O3, oxid/γAl2O3, ph c kim/γ-Al2O3 [5] Các lo i ph n ng có s d ng ch t mang γ-Al2O3 h xúc tác ph c h p là: ph n ng reforming, hydrogen hóa, phân h y NOx (NO, NO2), NH2, SO2,… 1.2 Nhôm oxid u ch b ng phương pháp anod hóa 1.2.1 T ng quan v v t li u nano [7] V t li u nano v t li u có nh t m t chi u có kích thư c c nanomet V tr ng thái c a v t li u, nhà khoa h c phân chia thành ba tr ng thái: r n, l ng khí V t li u nano đư c t p trung nghiên c u hi n ch y u v t li u r n, sau m i đ n ch t l ng khí V hình dáng v t li u, nhà khoa h c phân thành lo i sau: • Các v t li u nano m t chi u: màng m ng, l p, b m t,… • Các v t li u nano hai chi u: dây nano, ng nano,… • Các v t li u nano ba chi u: h t nano, h t keo, ch m lư ng t , v t li u d ng tinh th nano, đám nano,… 53 (a) (b) (c) Hình 3.11 nh SEM c a m u Al2O3 đư c u ch b ng phương pháp anod hóa dung d ch n phân h n h p etylenglycol:nư c v i t l (a) 85:15, (b) 80:20 (c) 70:30 50V 5h Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid 54 Hàm lư ng dung môi h u Đ c m 85% Hình d ng Kích thư c 80% 70% B m t có m nh hình trịn kích thư c khơng đ ng đ u s p x p d ng l p b t đ u có s lõm xu ng Có s hình thành ng hình trịn đ đ ng nh t khơng cao Các ng có d ng trịn s p x p l c phương v i đ tr t t cao Các ng có đư ng kính khơng đ ng đ u ~0,1–1,0 m Các ng có đư ng kính khơng đ ng đ u, đư ng kính ~100–200 nm b dày thành ~10–20nm Các ng có đư ng kính đ ng đ u ~60–100nm b dày thành ~20–40nm 3.6 Kh o sát nh hư ng c a nhi t đ đ n hình thái c a l p oxid nhôm Chúng ti n hành kh o sát nh hư ng c a nhi t đ đ n hình thái c a oxid nhơm thu đư c b ng phương pháp kính hi n vi n t quét Lá nhôm dư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid K t qu phân tích đư c trình bày Hình 3.12 Đ c m Nhi t đ n phân 150C Hình d ng Kích thư c 250C 330C B m tb tđ u hình thành ng v i đ tr t t th p Có s hình thành ng nhi u đ tr t t cao Các ng có d ng tròn s p x p l c phương v i đ tr t t cao Các ng có đư ng kính khơng đ ng đ u ~20–50nm b dày thành ~30–50nm Các ng có đư ng kính khơng đ ng đ u 20–50nm b dày thành ~10–30nm Các ng có đư ng kính đ ng đ u ~50–60nm b dày thành ~10–20nm 55 Nh n xét: Khi nhi t đ n phân 150C d ng ng hình thành có đ tr t t th p Khi tăng nhi t đ t 15 lên 250C d ng ng hình thành nhi u có đ tr t t cao Khi n th 330C ng hình thành có s p x p l c phương v i đư ng kính đ ng đ u có đ tr t t cao (a) Nhi t đ n phân 150C (b) Nhi t đ n phân 250C (c) Nhi t đ n phân 330C Hình 3.12 nh SEM c a m u Al2O3 đư c u ch b ng phương pháp anod hóa dung d ch H2C2O4 0,3M 5h Lá nhôm đư c x 20V t i nhi t đ n phân khác lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid 56 3.7 Kh o sát hi u ng tương h c a dung môi n phân Do không th ti n hành kh o sát nh hư ng tr c ti p c a dung mơi đ n q trình anod hố khơng th tái l p u ki n n phân gi ng cho lo i dung môi nên ti n hành so sánh nh hư ng c a n ng đ dung môi n phân t i n th khác v i s hi n di n c a tác nhân hoà tan khác H2C2O4 NH4 F đ n hình thái c a oxid nhơm thu đư c b ng phương pháp kính hi n vi n t quét Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid K t qu phân tích SEM đư c trình bày Hình 3.13 (a) Dung d ch H2C2O4 0,3M, n th n phân 20V (b) H n h p etylenglycol:nư c – 70:30 ch a NH4F 0,5%, n th n phân 50V Hình 3.13 nh SEM c a m u Al2O3 đư c u ch b ng phương pháp anod hóa 5h v i (a) Dung d ch H2C2O4 0,3M 20V (b) H n h p etylenglycol:nư c – 70:30 ch a NH4F 0,5% 50V Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid 57 Nh n xét Có s hình thành d ng ng trịn s p x p l c phương v i đ tr t t cao s d ng dung môi n phân nư c h n h p nư c v i dung môi h u Khi s d ng dung d ch n phân h n h p nư c v i dung môi h u đư ng kính b dày thành ng tăng nhi u Th c nghi m cho th y l p màng oxit hình thành ch s d ng dung môi nư c b n có m t dung mơi h u Dung d ch n phân Đ c m Dung d ch nư c H2C2O4 0,3M H n h p etylenglycol:nư c – 70:30 ch a NH4F 0,5%, Hình d ng Các ng có d ng trịn s p x p l c phương v i đ tr t t cao Các ng có d ng trịn s p x p l c phương v i đ tr t t cao Kích thư c Các ng có đư ng kính Các ng có đư ng kính đ ng đ u ~50–60nm b dày đ ng đ u ~60–100nm b thành ~10–20nm dày thành ~20–40nm 3.8 Kh o sát kh h p ph congo đ c a m u oxid nhôm thu đư c 3.8.1 Kh o sát nh hư ng c a n ng đ dung d ch n phân Chúng ti n hành kh o sát nh hư ng c a n ng đ dung d ch n phân đ n kh h p ph congo đ c a oxid nhôm thu đư c anod hóa dung d ch H2C2O4 t 0,2–0,5M 20V 5h Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid K t qu phân tích đư c trình bày B ng 3.1 Hình 3.14 Nh n xét Khi n ng đ dung d ch n phân tăng t 0,3M đ n 0,5M, m t đ dòng tăng t 80 lên 120mA, kh h p ph congo đ gi m, th p nh t 0,5M 58 Khi gi m n ng đ dung d ch H2C2O4 xu ng 0,2 M, m t đ dòng gi m xu ng 60mA kh h p ph gi m hai l n B ng 3.1 Kh h p ph congo đ c a m u oxid nhơm đư c anod hóa dung d ch H2C2O4 t 0,2–0,5M x 20V 5h Lá nhôm đư c lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid N ng đ H2C2O4 0,2M 0,3M 0,4M 0,5M Đ h p thu quang ban đ u 0,599 0,599 0,599 0,599 Đ h p thu quang sau 3h 0,521 0,429 0,462 0,469 Hàm lư ng congo đ h p thu, g/m 0,420 0,915 0,737 0,699 60 80 100 120 Đ h p thu M t đ dòng, mA 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 Series1 0.2 0.4 0.6 N ng đ , M Hình 3.14 Đư ng bi u di n kh h p ph congo đ theo n ng đ H2C2O4 3.8.2 Kh o sát nh hư ng c a th i gian n phân Chúng ti n hành kh o sát nh hư ng c a th i gian n phân đ n kh h p ph congo đ c a oxid nhôm thu đư c anod hóa dung d ch H2C2O4 0,3M 20V v i th i gian n phân 3, 7h Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid K t qu phân tích đư c trình bày B ng 3.2 Hình 3.15 59 B ng 3.2 Kh h p ph congo đ c a m u oxid nhơm đư c anod hóa dung d ch H2C2O4 0,3M 7h Lá nhôm đư c x 20V v i th i gian n phân 3, lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid Th i gian n phân 3h 5h 7h Đ h p thu ban đ u 0,599 0,599 0,599 Đ h p thu sau 3h 0,517 0,429 0,402 0,441 0,915 1,060 g/m2 Hàm lư ng congo đ h p thu Đ h p thu 1.2 0.8 Series1 0.6 0.4 Th i gian n phân, h Hình 3.15 Đư ng bi u di n kh h p ph congo đ theo th i gian n phân Nh n xét Khi tăng th i gian n phân kh h p ph congo đ tăng s tăng khơng n tính Khi tăng t 3h lên 5h kh h p ph congo đ tăng g p đơi Cịn tăng th i gian n phân t 5h lên 7h kh h p ph congo đ ch tăng kho ng 10% Đi u có th gi i thích tăng th i gian n phân chi u dài ng tăng n cho kh h p ph congo đ tăng theo Khi chi u dài ng l n c n tr khu ch tán n cho kh h p ph congo đ tăng ch m 3.8.3 Kh o sát nh hư ng c a nhi t đ n phân Chúng ti n hành kh o sát s nh hư ng c a nhi t đ n phân đ n kh h p ph congo đ c a oxid nhôm thu đư c anod hóa dung d ch 60 H2C2O4 0,3M 20V 5h v i nhi t đ n phân 10, 15, 20, 25 330C Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid K t qu phân tích đư c trình bày B ng 3.3 Hình 3.16 B ng 3.3 Kh h p ph congo đ c a m u oxid nhơm đư c anod hóa dung d ch H2C2O4 0,3M 20V 5h v i nhi t đ n phân 10, 15, 20, 25 33 C Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid N ng đ H2C2O4 100C 150C 200C 250C 330C Đ h p thu quang ban đ u 0,605 0,605 0,605 0,605 0,599 Đ h p thu quang sau 3h 0,572 0,564 0,479 0,459 0,429 Hàm lư ng congo đ h p thu g/m2 0,178 0,221 0,678 0,786 0,915 mA 20 30 50 70 80 M t đ dòng Đ h p thu 0.8 0.6 Series1 0.4 0.2 0 10 20 30 40 Nhi t đ , Đ C Hình 3.16 Đư ng bi u di n kh h p ph congo đ theo nhi t đ n phân Nh n xét nh SEM Hình 3.12 cho th y kho ng nhi t đ kh o sát, b dày thành ng l n nhi t đ th p , nhi t đ cao b dày thành ng m ng K t qu kh o sát kh h p ph congo đ l n nhi t đ n phân cao Khi nhi t đ tăng t 15 lên 200C, kh h p ph tăng l n 61 Như v y, có th nh n th y s h p ph congo đ x y ch y u bên lòng ng b m t bên ngồi c a l p oxid nhơm 3.8.4 Kh o sát nh hư ng c a phương pháp x lý b m t Chúng ti n hành kh o sát s nh hư ng c a phương pháp x lý b m t nhôm ban đ u đ n kh h p ph congo đ c a oxid nhôm thu đư c anod hóa dung d ch H2C2O4 0,3M 20V 5h Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid, phương pháp baz phương pháp n phân K t qu phân tích đư c trình bày B ng 3.4 Hình 3.17 Nh n xét Phương pháp x lý b m t b ng acid hình thành ng có b dày thành ng m ng nh t nên có di n tích b m t lịng ng l n nh t có đ h p ph congo đ cao nh t l n ~10% so v i phương pháp x lý b m t khác Phương pháp x lý b m t b ng baz hình thành ng có kích thư c c submicro có đ h p ph congo đ khơng cao nh t Có th cho r ng trư ng h p không xu t hi n hi u ng nano làm tăng ho t tính h p ph c a ng B ng 3.4 Kh h p ph congo đ c a m u oxid nhơm đư c anod hóa dung d ch H2C2O4 0,3M 20V 5h Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid, phương pháp baz phương pháp n phân N ng đ H2C2O4 Acid (1) Baz (2) Đi n phân (3) Đ h p thu quang ban đ u 0,599 0,600 0,601 Đ h p thu quang sau 3h 0,429 0,448 0,451 Hàm lư ng congo đ h p thu g/m2 0,915 0,818 0,807 mA 80 80 100 M t đ dòng Đ h p thu 62 0.94 0.92 0.9 0.88 0.86 0.84 0.82 0.8 Series1 Phương pháp x lý b m t Hình 3.17 Đư ng bi u di n kh h p ph congo đ theo phương pháp x lý b m t 3.8.5 Kh o sát nh hư ng c a n ng đ dung môi h u (etylenglycol) Chúng ti n hành kh o sát s nh hư ng c a n ng đ dung môi h u đ n kh h p ph congo đ c a oxid nhôm thu đư c anod hóa dung d ch NH4F 0,5% n ng đ etylenglycol 85, 80 75% 50V 5h Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid K t qu phân tích đư c trình bày B ng 3.5 Hình 3.18 Nh n xét nh SEM Hình 3.11 cho th y: • Khi n ng đ etylenglycol 85% l p oxid nhơm ch y u d ng đĩa chưa có s xu t hi n d ng ng (Hình 3.11.a) • n ng đ 80% (Hình 3.11.b) có c t ng v i đ đ ng nh t không cao • n ng đ 75% (Hình 3.11.c) ng hình thành có đ đ ng nh t tr t t cao K t qu th c nghi m cho th y m u d ng ng có đ h p ph congo đ cao nh t gi m nhanh chuy n sang d ng c t đĩa Đi u phù h p v i nh n xét v bi n thiên đ h p thu theo hình thái c a ng đư c trình bày m c 63 B ng 3.5 Kh h p ph congo đ c a m u oxid nhôm đư c anod hóa dung d ch NH4F 0,5% n ng đ 50V 5h Lá nhôm đư c x etylenglycol 85, 80 75% lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid N ng đ etylenglycol 85% 80% 75% Đ h p thu quang ban đ u 0,605 0,605 0,605 Đ h p thu quang sau 3h 0,532 0,495 0,454 0,393 0,592 0,812 Hàm lư ng congo đ h p thu g/m2 Đ h p thu 0.8 0.6 Series1 0.4 0.2 70 75 80 85 90 Hàm lư ng ethylenglycol, % Hình 3.18 Đư ng bi u di n kh h p ph congo đ theo n ng đ etylenglycol 3.8.6 Kh o sát nh hư ng c a n th n phân 3.8.6.1 X lý b m t b ng phương pháp acid Chúng ti n hành kh o sát s nh hư ng c a n th n phân đ n kh h p ph congo đ c a oxid nhôm thu đư c anod hóa dung d ch H2C2O4 0,3M 5h v i n th n phân 15, 18 20V Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid K t qu phân tích đư c trình bày B ng 3.6 Hình 3.19 Nh n xét nh SEM Hình 3.9 cho th y: • Khi n th n phân 15V ch y u thu đư c d ng s i 64 • D ng ng hồn tồn chi m ưu th tăng n th n phân t 18 lên 20V v i b dày thành ng gi m Cùng v i s chuy n d ng c a oxid nhôm s gi m b dày thành ng, kh h p ph congo đ tăng d n theo lu n gi i trình bày B ng 3.6 Kh h p ph congo đ c a m u oxid nhôm đư c anod hóa dung d ch H2C2O4 0,3M 5h v i n th n phân 15, 18 20V Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp acid Đi n th n phân 15V 18V 20V Đ h p thu quang ban đ u 0,604 0,601 0,599 Đ h p thu quang sau 3h 0,503 0,472 0,429 0,543 0,694 0,915 g/m2 Đ h p thu Hàm lư ng congo đ h p thu 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 Series1 10 15 20 25 Th n phân, V Hình 3.19 Đư ng bi u di n kh h p ph congo đ theo n th n phân x lý b m t b ng phương pháp acid 3.8.6.2 X lý b m t b ng phương pháp n phân Chúng ti n hành kh o sát s nh hư ng c a n ng đ dung d ch n phân đ n kh h p ph congo đ c a oxid nhôm thu đư c anod hóa dung d ch H2C2O4 0,3M 5h v i n th n phân 15, 18, 20 25V Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp n phân K t qu phân tích đư c trình bày B ng 3.7 Hình 3.20 65 B ng 3.7 Kh h p ph congo đ c a m u oxid nhôm đư c anod hóa dung d ch H2C2O4 0,3M 5h v i n th n phân 15, 18, 20 25V Lá nhôm đư c x lý b m t ban đ u b ng phương pháp n phân Đi n th n phân 15V 18V 20V 25V Đ h p thu quang ban đ u 0,601 0,601 0,601 0,601 Đ h p thu quang sau 3h 0,519 0,512 0,451 0,439 0,441 0,479 0,807 0,872 Hàm lư ng congo đ h p thu g/m2 Đ h p thu 0.9 0.8 0.7 Series1 0.6 0.5 0.4 10 15 20 25 30 Th n phân, V Hình 3.20 Đư ng bi u di n kh h p ph congo đ theo n th n phân x lý b m t b ng phương pháp n phân Nh n xét nh SEM Hình 3.10 cho th y tăng n th n phân t 18 lên 25V b dày thành ng gi m Cùng v i s gi m b dày thành ng, kh h p ph congo đ tăng d n theo tương t M c 3.8.6.1 67 TÀI LI U THAM KH O [1] Thái Th Thu Hi n, Ph m Ánh Nguy t Khoá Lu n t t nghi p, Kh o sát trình u ch γ-Al2O3 b ng phương pháp khu ch tán, B Mơn Hóa Vơ Cơ Và ng D ng, Đ i h c Khoa h c T nhiên Thành ph H Chí Minh, 2004 [2] Lê Th H ng Vân, Đ ng Th Hà Quyên Khoá Lu n t t nghi p, Kh o sát trình u ch γ -Al2O3 t dung d ch Aluminat b ng phương pháp kh y tr n, B Mơn Hóa Vơ Cơ Và ng D ng, Đ i h c Khoa h c T nhiên Thành ph H Chí Minh, 2004 [3] Võ Vi t Th ng, Lê H u L c, Seminar t t nghi p, Kh o sát trình u ch γ Al2O3 t dung d ch Al2(SO4)3 băng phương pháp kh y tr n, B Mơn Hóa Vơ Cơ Và ng D ng, Đ i h c Khoa h c T nhiên Thành ph H Chí Minh, 2004 [4] Nguy n H u Tr nh, Đào Văn Tư ng, Hoàng Tr ng Yên Nghiên c u u ch nhôm oxit d ng bơmit γ -Al2O3, T p chí hóa h c, T40, S 1, Tr 91-97, 2002, Trư ng Đ i H c Bách Khoa Hà N i [5] N.G Papayannakos, AM Thanos and V.E Kaloidas Effect of seeding precusor preparation on the pore structure of alumina catalysis support, Micro material, 1(1993), pp 413-422, Elsevier science publisher S.V, Amsterdam [6] Yukel Sarikaya, Ismet Sevinc, Mufit Akinc The effect of calnication temperrature on some of the adsorptive properties of fine alumina powders obtainedby emulsion evaporation technique Powder Technology 116 (2001) 109 -114 68 [7] Craig A Grimes, Gopal K Mor, TiO2 Nanotube Arrays, Synthesis, Properties, and Applications, Springer 2009 [8] H Chik, J.M Xu, Nanometric Superlattices: non-lithographic fabrication, materials, and prospects Materials Science and EngineeringR 43 (2004) 103138 [9] http://en.wikipedia.org//wiki/Anodizing [10] Olga Kopp, Monika Lelonek, Meinhard Knoll, Influence of surface morphology on oxide growth in porous alumina, Eloctrochimica Acta 54 (2009) 6594-6597 [11] Tim Aerts, JeanBaptiste Jorcin, Iris De Graeve, Herman Terryn, Comparision between the influence of applied electrode and electrolyte temperatures on porous anodizing of aluminium, Electrochimica Acta 55 (2010) 3957-3965 [12] Leszek Zaraska, Grzegorz D.Sulka, Janusz Szeremeta, Marian Jaskula, Porous anodic alumina formed by anodization of aluminum alloy (AA1050) and high purity aluminum, Electrochimica Acta 55 (2010) 4377-4386 [13] Patrizia Bocchetta, Carmelo Sunseri, Giovanni Chiavarotti, Microporous alumina membranes electrochemically grown, Electrochimica Acta 48 (2003) 3175-3183 [14] A.P.Li, F Muller, A Birner, K Nielsch, U Gosele, J Appl Phys 84 (1998) 6023 [15] S Sigurdson, V Sundaramurthy, A.K Dalai, J Adjaye, Effect of anodic alumina pore diameter variation on template-initiated synthesis of carbon nanotube catalyst supports, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 306 (2009) 23-32 ... γ -Al2O3 .5 1.2 Nhôm oxid u ch b ng phương pháp anod hóa 1.2.1 T ng quan v v t li u nano 1.2.2 Phương pháp anod hóa 1.2.3 ng nano Al2O3 u ch b ng phương pháp anod. .. nhi u phân t Al2O3 Tùy thu c vào u ki n ch hóa mà Al2O3 s t n t i nh ng d ng thù hình khác α -Al2O3, β -Al2O3, γ -Al2O3, δ -Al2O3, ε- Al2O3, θ -Al2O3, η -Al2O3 Tuy nhiên, nh ng d ng thù hình r t khó... b ng phương pháp anod hóa đư c ng d ng trình t o siêu m ng nano: Ch m nano Dây c t nano ng nano L x p nano ho c nano anti-dots Màng AAO nhơm sau anod hố l n Khuôn AAO Khuôn AAO n n Ch m nano