Đang tải... (xem toàn văn)
Cấu trúc, phương pháp tổng hợp và ứng dụng họ spinel
Company LOGO Cấu trúc, phương pháp tổng hợp và ứng dụng họ spinel GVHD : Nguyễn Văn Dũng Ứng dụng Phương pháp tổng hợp spinel Cấu trúc spinel Tổng quan về spinel Nội dung Tổng quan Khái niệm: Spinel là tên khoáng có công thức MgAl 2 O 4 (Magnesium alluminat). Công thức hóa học chung của các hợp chất có cấu trúc spinel là AB 2 O 4 , trong đó A và B là các cation khác nhau với hóa trị khác nhau và bán kính tương đối gần nhau (thường trong khoảng 60 – 80 pm). Tổng quan Cation hóa trị 2 Loạt Al Loạt Fe 3+ Loạt Cr Mg Spinel Magnesioferit Magnesiochromit Fe Hercynit Magnetit Chromit Zn Gahnit Franklinit Mn Galaxit Jacobsit Ni Trevorit Phân loại: nhóm spinel có thể phân ra làm 3 loạt theo cation hóa trị 3 Cấu trúc spinel Công thức chung: A[B 2 ]O 4 trong đó A là kim loại hóa trị 2, B là kim loại hóa trị 3. Mỗi ô mạng chứa 8 phân tử. Mỗi oxit tồn tại 1 lỗ trống bát diện và 2 lỗ trống tứ diện, trong đó kích thước lỗ trống tứ diện nhỏ hơn Kích thước ô cơ sở: Tồn tại 2 dạng cấu trúc: spinel thông thường (nornal spinel) và spinel ngược (inverse spinel). ++ ++= 32 79,295,0790,5 RRa Cấu trúc tinh thể của spinel Spinel thường Ion B 3+ chiếm lỗ trống bát diện, nhưng chỉ chiếm phân nửa lỗ trống bát diện. Ion A 2+ chiếm 1/8 lỗ trống tứ diện. Nếu các ion có kích thước gần nhau thì năng lượng mạng tinh thể sẽ lớn nhất. Ví dụ: MgAl 2 O 4 Spinel nghịch Ion A 2+ chiếm lỗ trống bát diện, sẽ thay thế phân nữa các ion B 3+ từ vị trí bát diện sang vị trí tứ diện. Ion B 3+ : một nửa chiếm lỗ trống tứ diện, một nửa chiếm lỗ trống bát diện. Ví dụ: Fe 3 O 4 hay Fe 3+ [Fe 2+ Fe 3+ ]O 4 Phương pháp tổng hợp spinel Phương pháp hóa cơ Mazzoni Nguyên liệu: hydroxit magie (Mg(OH) 2 ) và gibbsite (Al(OH) 3 ) Nguyên liệu được pha trộn để tạo thành một thành phần tỷ lượng hóa học spinel cho vào máy rung với tần số là 12,5 trong thời gian 5 – 15 phút, sử dụng máy nghiền bi và nghiền rung hoạt hóa cơ học để tổng hợp spinel. Bột Spinel được tổng hợp ở nhiệt độ 850 o C. [...]... Hỗn hợp được đưa vào nồi nghiền và quay với tốc độ 790 vòng/phút trong thời gian 5 đến 240 phút Sự kết o tinh của MgAl2O4 từ hỗn hợp nền ở 780 C và thời gian nghiền 15 phút Phương pháp hóa cơ Plesingerova Nguyên liệu: hỗn hợp Mg và Al oxit và / hoặc hydroxit o Nung trong khoảng nhiệt độ 600-1200 C, hoạt hóa cơ học được thực bằng máy xay tốc độ cao trong 10 giờ trong môi trường không khí Phương pháp. .. (a), 750°C (b) và 800°C (c) trong 20 giờ Phương pháp sol-gel Dùng (SEM, JSM6301F) để xem hình dạng hạt Hình ảnh SEM khi tổng hợp spinel LiMn2O4 nung kết ở 700, 750 và 800°C trong vòng 20 giờ Nhận xét: Cả tinh thể và tham số mạng tinh thể tăng trong khi tăng nhiệt độ nung kết Ứng dụng Company Logo Tính chữa bệnh www.themegallery.com Theo quan niệm của các nhà thạch học trị liệu, spinel tăng cường... sức Ứng dụng dẫn thuốc và nhiệt trị Điều khiển các tính chất từ của các hạt nano ferit spinel dùng trong các ứng dụng dẫn thuốc và nhiệt trị: • Các hạt từ tính mang thuốc đến vị trí cần thiết trên cơ thể • Các hạt nanô từ tính thường dùng là ô-xít sắt (magnetite Fe 3O4, maghemite a-Fe2O3) bao phủ xung quanh bởi một hợp chất cao phân tử có tính tương hợp sinh học như PVA, detran hoặc silica Ứng dụng. .. 2O4 Phương pháp đồng kết tủa Chế phẩm sẽ được khảo sát cấu trúc tinh thể bằng phổ nhiễu xạ tia X hằng số mạng a = 8,4 A cỡ 14 nm o , kích thước hạt Phương pháp đồng kết tủa Các tính chất từ của hạt từ ferit CoFe2O4 được chế tạo có giá trị khá tốt MS = 50 – 57 emu/g Lực kháng từ HC = 828 – 1751 Oe Phương pháp xà phòng hóa Tổng hợp bột màu Coban Aluminat (CoAl2O4) ở nhiệt độ thấp Tổng hợp rezinát... CoCl2.6H2O và AlCl3.6H2O vào, khuấy đều và lưu ở 700 –750 C tới khi tạo kết tủa theo phản ứng: nRCOONa + Me • n+ = (RCOO)nMe + nNa + (2) o Lọc kết tủa và rửa nhiều lần bằng nước cất nóng Sấy các sản phẩm ở nhiệt độ 100 – 105 C Phương pháp sol-gel Tổng hợp spinel LiMn2O4 Nguyên liệu: CH3COOLi⋅2H2O, Mn(CH3COO)2⋅4H2O, adipic acid, deionized water Cách tiến hành: • CH3COOLi 2H2O, Mn(CH3COO)2.4H2O và axit... trường không khí Phương pháp hóa cơ Cơ chế phản ứng tạo thành spinel MgAl2O4: Xét phản ứng pha rắn tạo thành spinel MgAl2O4 Tỷ lệ mol MgO:Al2O3=1:1 o Gia nhiệt ~1500 C trong vài ngày Tốc độ khuếch tán của các nguyên tố trong pha rắn rất nhỏ, tốc độ phản ứng càng chậm khi lớp spinel sản phẩm dày lên Cơ chế phảnLogo tạo thành MgAl2O4 Company ứng Phương pháp hóa cơ Cơ chế Wagner 3 ion Mg 2+ khuếch.. .Phương pháp hóa cơ Kostic Nguyên liệu: α-alumina và quặng magnesium carbonate nặng ((MgCO 3) 4.Mg (OH) 2.5H2O) o Trộn lẫn các nguyên liệu, máy rung ở 1000 vòng/ph khoảng 5-120 phút, đun nóng ở 800-1250 C trong o vòng 1 và 4 giờ Nghiên cứu cho thấy thời gian hoạt hóa cơ học tối ưu là 30 phút, nhiệt độ 900 C Phương pháp hóa cơ Kim và Saito Nguyên liệu: bột của hydroxide magiê (Mg(OH)2) và gibbsite... có các ưu điểm sau: • Pin sử dụng vật liệu cực dương LiMn 2O4 có hiệu điện thế lớn (khoảng 4 V); dung lượng thuận nghịch lớn, giá nguyên liệu thấp, ít độc hại, và chu kỳ sống dài • Cấu trúc spinel LiMn2O4 có các lỗ trống phù hợp cho sự đan xen Li+ mà không bị phá vỡ Mô hình pin mẫu Swagelok Xử lí nước bẩn Làm xúc tác Hai hệ xúc tác spinel NiAl và CoAl trong phản ứng khử chọn lọc khí NO bằng C3H8 Company... MgAl2O4/Al2O3: 2+ 3+ 3Mg - 2Al + 4Al2O3 3MgAl2O4 Phản ứng tổng quát: 4MgO + 4Al2O3 4MgAl2O4 3+ khuếch tán về phía bề Phương pháp đồng kết tủa Tổng hợp Spinel nano ferit từ CoOFe2O3: Nguyên liệu : FeCl3.6H2O, CoCl2.6H2O, NaOH, NH4OH được cân theo tỉ lệ xác định o Khuấy đều trong máy khuấy từ ở 80 C , độ pH = 6 trong vòng 30ph để thực hiện phản ứng kết tủa: CoCl 2.6H2 O + 2(FeCl3 6H2 O) + 8NaOH =... phản ứng khử chọn lọc khí NO bằng C3H8 Company Logo Vật liệu chịu lửa Gạch chịu lửa spinel được ứng dụng nhiều để lót tại zôn nung của lò quay sản xuất clinke xi măng Được ứng dụng trong lò luyện thép Tài liệu tham khảo 1 Cơ sở hóa học tinh thể, Trịnh Hân, Ngụy Tuyết Nhung, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2006 2 Ferroan spinel, sapphirine phlogopite – taaffcite – apaite metasomatic rosk in pyroxenite Musgrave . Company LOGO Cấu trúc, phương pháp tổng hợp và ứng dụng họ spinel GVHD : Nguyễn Văn Dũng Ứng dụng Phương pháp tổng hợp spinel Cấu trúc spinel Tổng quan về spinel Nội dung Tổng quan Khái niệm: Spinel. lượng hóa học spinel cho vào máy rung với tần số là 12,5 trong thời gian 5 – 15 phút, sử dụng máy nghiền bi và nghiền rung hoạt hóa cơ học để tổng hợp spinel. Bột Spinel được tổng hợp ở nhiệt. ô cơ sở: Tồn tại 2 dạng cấu trúc: spinel thông thường (nornal spinel) và spinel ngược (inverse spinel) . ++ ++= 32 79,295,0790,5 RRa Cấu trúc tinh thể của spinel Spinel thường Ion B 3+ chiếm