BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÙI DOÃN HUẤN NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO HẠT NANO Fe3O4 ỨNG DỤNG TRONG SINH HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC ƯỚT LUẬN VĂN THẠC SỸ HÓA LÝ THUYẾT & HÓA LÝ HÀ NỘI - 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÙI DOÃN HUẤN NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO HẠT NANO Fe3O4 ỨNG DỤNG TRONG SINH HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC ƯỚT NGÀNH: HÓA LÝ THUYẾT & HÓA LÝ MÃ SỐ: 62 44 31 01 LUẬN VĂN THẠC SỸ HÓA LÝ THUYẾT & HÓA LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HUỲNH ĐĂNG CHÍNH HÀ NỘI – 2008 MỤC LỤC 13B Lời cảm ơn Các ký hiệu chữ viết tắt Tóm tắt luận văn Trang 0B MỞ ĐẦU B Chương - TỔNG QUAN B 1.1 Cấu trúc tính chất Fe3O4 3B 4 1.1.1 Cấu trúc tinh thể Fe3O4 1.1.2 Tính chất vật lý 4B 1.1.2.1 Vật liệu nghịch từ 1.1.2.2 Vật liệu thuận từ 1.1.2.3 Vật liệu phản sắt từ 1.1.2.4 Vật liệu feri từ 1.1.2.5 Vật liệu sắt từ 7B 8B 9B 10B 1.2 Ảnh hưởng kích thước hạt đến tính chất 1.3 Ứng dụng 11 1.3.1 Phân tách chọn lọc tế bào 13 1.3.2 Dẫn truyền thuốc 14 1.3.3 Tăng thân nhiệt cục 16 1.3.4 Hạt nano oxit sắt từ ứng dụng để xử lý nước 17 Chương - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO B 19 2.1 Phương pháp đồng kết tủa - Cơ chế phản ứng 20 2.2 Phương pháp thủy nhiệt 24 2.2.1 Sơ lược thuỷ nhiệt 25 2.2.2 Khái niệm 26 2.2.3 Phân loại 27 2.2.4 Dụng cụ 27 2.3 Phương pháp vi nhũ tương 29 2.3.1 Các khái niệm 29 2.3.2 Nhiệt động học vi nhũ tương 30 2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hình thành vi nhũ tương 31 2.3.4 Phương pháp vi nhũ tương chế tạo hạt nano 32 2.3.4.1 Nguyên lý phương pháp 32 2.3.4.2 Vi nhũ tương chế tạo hạt nano nói chung 33 2.3.4.3 Các cơng trình vi nhũ tương chế tạo hạt nano 33 Chương - THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Chế tạo mẫu 35 35 3.1.1 Phương pháp đồng kết tủa 35 3.1.2 Phương pháp thuỷ nhiệt 35 3.1.3 Phương pháp vi nhũ tương 36 3.1.3.1 Vi nhũ tương thường 37 3.1.3.2 Vi nhũ tương thủy nhiệt 37 3.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hình thành hệ vi nhũ tương sắt 37 3.1.4.1 Thành phần 37 3.1.4.2 Nhiệt độ 39 3.1.4.3 Môi trường 40 3.1.5 Chế tạo chất lỏng từ 42 3.2 Các phương pháp phân tích cấu trúc thành phấn mẫu 42 3.2.1 Nhiễu xạ tia X (XRD) 42 3.2.2 Các phép đo đường cong từ hóa, đường cong ZFC 44 3.2.3 Phổ hấp thụ hồng ngoại FT_IR 46 3.2.4 Hiển vi điện tử quét (SEM) 47 3.2.5 Kính hiển vi điển tử truyền qua (TEM) 48 3.4.6 Phương pháp UV-Vis 49 12B Chương - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51 4.1 Ảnh hưởng phương pháp chế tạo đến hình thành pha tinh thể hạt nano Fe3O4 51 1B 4.2 Ảnh hưởng phương pháp chế tạo đến tính chất từ 2B hạt nano Fe3O4 với kích thước hạt khác 4.3 Kết bọc SiO2 62 62 4.3.1 Ảnh SEM mẫu hạt nano Fe3O4 Fe3O4 bọc SiO2 chế tạo phương pháp ĐKT, TN & VNT 62 4.3.2 Kết ảnh TEM chất lỏng từ 63 4.3.3 Kết phổ hồng ngoại 65 4.3.4 Kết VSM hạt nano Fe3O4 bọc SiO2 67 5B 4.4 Kết nhiệt trị ( SAR ) 68 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO HẠT NANO Fe3O4 MỞ ĐẦU Khoa học công nghệ nano vào sống với tốc độ ngày nhanh nhờ tính chất đặc biệt vật liệu nano Các đặc tính vật liệu nano chia thành hai loại: đặc tính có liên quan đến hiệu ứng bề mặt hiệu ứng có liên quan đến kích thước Hiệu ứng bề mặt xảy kích thước nào, nhiên, kích thước nano hiệu ứng bề mặt trở nên đáng kể Hiệu ứng kích thước vật liệu nano làm cho vật liệu trở nên kì lạ nhiều so với vật liệu truyền thống Đối với vật liệu, tính chất vật liệu có độ dài đặc trưng Độ dài đặc trưng nhiều tính chất vật liệu rơi vào kích thước nm [18, 19] Ở vật liệu khối, kích thước vật liệu lớn nhiều lần độ dài đặc trưng dẫn đến tính chất vật lí biết Nhưng kích thước vật liệu so sánh với độ dài đặc trưng tính chất có liên quan đến độ dài đặc trưng bị thay đổi đột ngột Oxit sắt từ vật liệu từ tính quen thuộc phổ biến công nghiệp đời sống thường ngày Oxit sắt từ dạng hạt (cỡ µm ) ứng dụng nhiều công nghệ sơn, chất màu, chất độn… Ngày nay, công nghệ nano lĩnh vực nghiên cứu thu hút quan tâm nhà khoa học giới Khi giảm kích thước hạt oxit sắt từ xuống kích thước nano (