Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của một số β – đixetonat kim loại có khả năng thăng hoa Nguyễn Thị Vân Trang Trường đại học Khoa học Tự Nhiên, Khoa Hóa học Luận văn ThS Chuyên ngành: Hóa vô cơ; Mã số: 60 44 25 Người hướng dẫn: PGS.TS Triệu Thị Nguyệt Năm bảo vệ: 2011 Abstract: Tổng quan về vấn đề cần nghiên cứu: khả năng tạo phức của các ion kim loại; β-đixeton và các β-đixetonat; phương pháp CVD; giới thiệu một số phương pháp nghiên cứu màng mỏng. Trình bày chi tiết đối tượng, mục đích, nội dung và phương pháp nghiên cứu. Tiến hành thực nghiệm và đưa ra một số kết quả nghiên cứu Keywords: Hóa vô cơ; B - đixetonat kim loại; Hóa học; Kim loại Content Phức chất của kim loại chuyển tiếp với β-đixeton và axit cacboxylic đã và đang được chú ý nghiên cứu và tổng hợp do chúng có những tính chất quý báu với khả năng ứng dụng trong ngành công nghệ vật liệu như: vật liệu siêu dẫn, vật liệu nano, vật liệu từ và các loại vật liệu có khả năng xúc tác trong hóa học. Axetylaxeton là một hợp chất có cấu tạo đơn giản nhất thuộc nhóm các hợp chất β-đixeton. Axetylaxeton (HA) có công thức phân tử là C 5 H 8 O 2 (M = 100,13 đ.v.C). HA có khả năng tạo phức với gần 60 ion kim loại, do đó nó được dùng làm phối tử hữu cơ thông dụng trong hóa học phức chất. Với mục đích khảo sát khả năng thăng hoa của các axetylaxetonat kim loại, bản luận văn này bao gồm những nội dung chính sau: 1. Tổng hợp các axetylaxetonat của Cu(II), Cr(III), Ni(II) và Zn(II). 2. Xác định hàm lượng kim loại trong các phức chất tổng hợp được. 3. Nghiên cứu các phức chất thu được bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại. 4. Nghiên cứu các phức chất thu được bằng phương pháp phân tích nhiệt. 5. Khảo sát khả năng thăng hoa của các phức chất tổng hợp được trong điều kiện áp suất thấp. 6. Nghiên cứu khả năng tạo màng mỏng Cu 2 O bằng phương pháp CVD từ axetylaxetonat đồng(II). 7. Nghiên cứu thành phần, tính chất của màng thu được bằng các phương pháp: UV – Vis, SEM, PL, AFM, XRD, đo bề dày và hình thái học bề mặt. Sau quá trình làm thực nghiệm chúng tôi đã đạt được một số kết quả sau: 1. Đã tổng hợp được 4 phức chất của Cu 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ và Cr 3+ với axetylaxetonat là CuA 2 , NiA 2 .2H 2 O, ZnA 2 .H 2 O và CrA 3 . 2. Bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại đã xác nhận sự phối trí giữa phối tử và ion trung tâm qua liên kết M−O, sự có mặt của nước trong các phức chất bậc hai niken và kẽm. 3. Các kết quả phân tích nhiệt cho thấy axetylaxetonat của Cu(II) và Cr(III) tồn tại ở dạng khan, còn axetylaxetonat của Ni(II) và Zn(II) tồn tại ở dạng hiđrat. Đã giả thiết sơ đồ phân hủy nhiệt của các phức chất. 4. Đã nghiên cứu khả năng thăng hoa của các sản phẩm. Kết quả thu được cho thấy các axetylaxetonat của Cu(II), Co(II) và Fe(III) thăng hoa định lượng, axetylaxetonat của Cr(III), Ni(II) và Zn(II) thăng hoa kém hơn. 5. Đã chế tạo thành công màng Cu 2 O từ tiền chất CuA 2 và khảo sát thành phần, hình thái bề mặt, độ dày màng và tính chất quang của màng bằng các phương pháp hóa lí khác nhau. Kết quả cho thấy màng thu được là Cu 2 O đơn pha, gồm các hạt có kích thước 35 – 40nm, có bề mặt tương đối đồng đều và hấp thụ photon trong vùng 300 – 500nm. Với độ rộng vùng cấm khoảng 2.54 eV, màng Cu 2 O có triển vọng ứng dụng trong lĩnh vực điện tử và xúc tác quang xử lý môi trường. 6. References A. TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT 1. B.V. Neoraxop (1964), Hóa học đại cương – vô cơ, NXB Giáo dục. 2. Nguyễn Hùng Huy (2003), Tổng hợp và nghiên cứu một số phức chất đồng (II), niken(II), paladi(II) β-đixetonat và các phức chất hỗn hợp tạo thành giữa chúng với O-phenantrolin, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học quốc gia Hà Nội. 3. Phạm Luận (1993), Sổ tay pha chế dung dịch, Khoa Hóa học – Đại học khoa học Tự nhiên – Đại học quốc gia Hà nội. 4. Nguyễn Hương Ly (2007), Tổng hợp và nghiên cứu khả năng thăng hoa của một số isobutyrat và axetylaxetonat kim loại chuyển tiếp, Khóa luận tốt nghiệp đại học, Đại học khoa học Tự nhiên – Đại học quốc gia Hà Nội. 5. Hoàng Nhâm (2000), Hóa học vô cơ, tập 3, Nhà xuất bản Giáo dục. 6. Nguyễn Thị Ninh (2004), Tổng hợp và nghiên cứu các axetylaxetonat của Cu 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ , Khoá luận tốt nghiệp đại học, Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học quốc gia Hà Nội. 7. Đỗ Đức Thọ (2000), Tổng hợp và nghiên cứu các axetylaxetonat của đất hiếm và sản phẩm cộng của chúng với o-phenantrolin, Khoá luận tốt nghiệp đại học, Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học quốc gia Hà Nội. 8. Nguyễn Đình Triệu (1999), Các phương pháp vật lí ứng dụng trong hóa học, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội. 9. Nguyễn Văn Ri, Tạ Thị Thảo (2003), Thực tập hóa học phân tích, Khoa Hóa học – Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học quốc gia Hà Nội. 10. Huỳnh Thị Miền Trung (2009) , Tổng hợp và nghiên cứu tính chất phức chất axetylaxetonat của một số kim loại,Luận văn Thạc sĩ khoa học, Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học quốc gia Hà Nội. 11. Nguyễn Thị Trúc Vân (2002), Tổng hợp và nghiên cứu tính chất các phức hỗn hợp của isobutirat đất hiếm với o-phenantrolin, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học quốc gia Hà Nội. B. TÀI LIỆU TIẾNG ANH 12. Albert G.Nasibulin, Anna Moisala, David P. Brown, Esko I.Kauppinen (2003), Carbon nanotubes and onion from carbon monoxide using Ni(acac) 2 and Cu(acac) 2 as catalyst precursors, Carbon 41, pages 2711-2724. 13. Al-Kuhaili M.F. (2008), “Characterization of copper oxide thin films deposited by the thermal evaporation of cuprous oxide (Cu 2 O)”, Vacuum 82, pp 623–629. 14. Ahirrao P.B., Gosavi S.R., Patil D.R., Shinde M.S., Patil R.S. (2011), “Photoluminescence properties of modified chemical bath deposited Copper Oxide thin film”, Applied Science Research, 3 (2):288-291. 15. Beyer H., Walter W. (1996), Handbook of Organic Chemistry, T.J. Press. 16. Bush H.,Fink A.,Muller A. (1991), J.App. Phys., 70.4. 17. Castano V.M. and Apatiga L.M. (2006), “Magnetic behavior of cobalt oxide films prepared by pulsed liquid injection chemical vapor deposition from a metal- organic precursor”, Thin Solid Films, Vol. 469, Issues 2, p. 576-579. 18. Cotton F.A., Wilkinson G.M. (1998), Advanced inorganic chemistry, John Wiley & Sons, New York. 19. Eisentraut K.J., Sievers R.E.,J.Amer (1965), Chem.Soc., Vol 87, pages 5254- 5256. 20. Eisentraut K.J., Sievers R.E.,J.Amer (1965), Chem.Soc., Vol 87, pages 5254- 5256. 21. Fadhit Jasim and Insaf Hamid (1985), Thermoanalysis and catalytic study of transition metal acetylacetonates, Thermochimica Acta, Vol. 93 – p. 68 – 68. 22. Fujino T., Hoshino Y., Iragashi S. … (2004), “Prepare structure and properties of oxalate-bridged binuclear iron (III) complex”, Inorganic Chimica Acta, Vol. 357, p.11-18. 23. Gou L.F. and Murphy C.J. (2003), Nano Lett. 3, 231. 24. Hart, FA. And Laming (1965), J. Inorg. Nucl, Chem, Vol 27, No 8, pp.1825. 25. James W. Moffett , Rod G.Zika (1987), Solvent extraction of copper acetylacetonate in studies of copper (II) spectiation on seawater, Marine Chemistry, Vol 21, pages 301-313. 26. Lampman G.M., Pavia D.L., Kerz G. (2000), Introduction to spetroscopy, Department of Chemistry, Western Washington University. 27. Oh S.M., Lee J.E., Kim S.S. (2003), “Effect of additives on photocatalytic activity of titanium dioxide powders systhesizeed by thermal plasma”, Thin Solid Films, Vol. 435, p. 252-258. 28. Olivier Richard, Albert G.Nasibulin, P.Petri Ahonen, Esko I.Kauppinen(2000), Copper and copper oxide nanoparticle formation by chemical vapor nucleation from copper(II)acetylacetonate, J.Aerosol Science, Vol 31, pages 352-353. 29. Painesville Taylor K., (1960), Preparation of chromium complexes of β- diketones, United States Patent Office, Ser. No. 35437. 30. Rehan Ahmad Siddiqui (2009), Experimental investigations of thermodynamic properties of organometallic compounds, genehmigte Dissertation, Von der Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Universität Duisburg-Essen, zur Erlangung des akademischen Grades. 31. Singh S.C.R.K., Swarnkar and Gopal R. (2009), “Optical characterizations of copper oxide nanomaterial”, ICOP 2009-International Conference on Optics and Photonics CSIO, Chandigarh, India. 32. Stroobant V., Hoffman E. D., (2001), Mass Spectroscopy - Principles and Application. 33. Wang W.Z., Wang G.H., Wang X.S., Zhan Y.J., Liu Y.K., and Zheng C.L. (2002), Adv. Mater. (Weinheim, Ger). 14,67. 34. Wong S.F, Fenn J.B., Mann M., Meng C.K, (1990), “Electrospray Ionization – Principles and Practice”, Mass Spectrometry Reviews, Vol. 9, pp. 37 70. 35. Xiangcheng Li, Aiping Chen, Hua Long, Yuhua Li, Guang Yang*, Peixiang Lu (2009), “Controlled growth and characteristics of single-phase Cu2O and CuO films by pulsed laser deposition”, Vacuum 83, pp 927–930. 36. Yu-Lin Kuo, Hsin-Hung Lee, Chiapyng Lee, Yee-Wen Yen (2005), “A novel two-step MOCVD for producing thin copper films with a mixture of ethyl alcohol and water as the additive”, Thin Solid Films, 498 (2006), pp. 43 – 49. 37. Yu-Lin Kuo, Hsin-Hung Lee, Chiapyng Lee, Yee-Wen Yen (2005), “A novel two-step MOCVD for producing thin copper films with a mixture of ethyl alcohol and water as the additive”, Thin Solid Films, 498 (2006), pp 43 – 49. 38. Zhou Yu, Zhang Gui – Zhong, Xiang Wang – hua, Ketterson J. B. (2006), “Measurement of Photoluminescence of Cu 2 O at 2K”, Chinese Phys. Lett. 23 1276. . Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của một số β – đixetonat kim loại có khả năng thăng hoa Nguyễn Thị Vân Trang Trường đại học Khoa học Tự Nhiên, Khoa Hóa học Luận văn. dung và phương pháp nghiên cứu. Tiến hành thực nghiệm và đưa ra một số kết quả nghiên cứu Keywords: Hóa vô cơ; B - đixetonat kim loại; Hóa học; Kim loại Content Phức chất của kim loại. dịch, Khoa Hóa học – Đại học khoa học Tự nhiên – Đại học quốc gia Hà nội. 4. Nguyễn Hương Ly (2007), Tổng hợp và nghiên cứu khả năng thăng hoa của một số isobutyrat và axetylaxetonat kim loại