Xem mẫu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN THỊ TRANG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA CỦA VẬT LIỆU NANOCOMPOSITE POLYANILINE/TIO2 Chuyên ngành: Công nghệ hóa học Mã số: 60.52.75 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2013 Công trình được hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. LÊ MINH ĐỨC Phản biện 1: PGS.TS. NGUYỄN ĐÌNH LÂM Phản biện 2: PGS.TS. PHẠM NGỌC ANH Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 06 tháng 4 năm 2013. Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại Học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại Học Đà Nẵng 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Công nghệ vật liệu mới hiện là một trong năm ngành mũi nhọn mà thế giới đang tập trung nghiên cứu. Tạo ra loại vật liệu mới, mở rộng phạm vi ứng dụng vẫn là thách thức lớn của các nhà khoa học. Trong đó, vật liệu tổ hợp có kích thước nano hay nanocomposite là một loại vật liệu mới được đặc biệt quan tâm do chúng có những tính chất ưu việt hơn hẳn các vật liệu truyền thống khác. Vật liệu nano là loại vật liệu mà trong cấu trúc của các thành phần cấu tạo nên nó phải có ít nhất một chiều ở kích thước nanomet. Chúng bao gồm các dạng hạt, sợi hoặc ống. Vật liệu nano thể hiện những tính năng đặc biệt mà những vật liệu truyền thống không có được do kích thước và tăng diện tích bề mặt tiếp xúc pha. Do đó, chúng thường được dùng để gia cường cho vật liệu composite nhằm cải thiện tính chất của composite và biến tính lớp phủ hữu cơ. Khi các hạt nano này được sử dụng làm tác nhân biến tính lớp phủ hữu cơ, khả năng ứng dụng của loại vật liệu này sẽ được mở rộng. Tuy nhiên, việc sử dụng các vật liệu có kích thước nano để biến tính lớp phủ composite vẫn chưa được nghiên cứu nhiều ở Việt Nam. Nanocomposite có thể được chế tạo trên nền kim loại, vô cơ hoặc hữu cơ. Gần đây, người ta quan tâm đến nanocomposite trên cơ sở mạng lưới polyme được gia cường bởi nanoclay, ống nano cacbon, sợi nano cacbon, các chất độn vô cơ có kích thước nano như TiO2, SiO2,… Trong số các loại này, TiO2 vẫn là loại vật liệu vô cơ được sử dụng khá phổ biến trong nhiều nghiên cứu, chế tạo nanocomposite. TiO2 khá trơ về mặt hóa học, có thể tham gia xúc tác phản ứng quang hóa, không độc hại với môi trường, là loại vật liệu vô cơ bán dẫn truyền thống nên càng được nhiều quan tâm. Đặc biệt 2 TiO2, nhiều nghiên cứu cho rằng, có mặt của TiO2 kích thước nano trong composite có thể cải thiện nhiều tính chất của vật liệu như tính chất cơ học, quang học… Polyme dẫn điện là loại vật liệu đang thực sự được quan tâm kể từ năm 1977, đánh dấu bằng giải thưởng Nobel Hóa học năm 2000 cho ba nhà khoa học H. Shirikawa, A. MacDiamid và A. Heeger đã có công lao lớn phát hiện ra tính chất đặc biệt của các polyme này. Trong các loại polyme dẫn điện được nghiên cứu, polyaniline là loại được nhiều quan tâm nhất do những tính chất đặc biệt của nó như độ dẫn điện cao, khả năng oxi hóa bằng hóa học và điện hóa, bền trong các ứng dụng. Ý tưởng sử dụng polyaniline làm môi trường liên tục trong vật liệu tổ hợp được phát triển và làm cho sản phẩm này ngày một đa dạng, có thể phát huy được các tính chất đặc biệt của polyaniline trong vật liệu mới. Sử dụng các hạt vô cơ kích thước nano, micromet làm một pha trong vật liệu tổ hợp là phương pháp dễ thực hiện, được nhiều nhà nghiên cứu lựa chọn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung nghiên cứu chế tạo nanocomposite bằng phương pháp điện hóa trên polyme nền là polyaniline. Hạt nano TiO2 với kích thước 25-30 nm được phân tán trong dung dịch điện phân chứa monome aniline bằng khuấy trộn cơ học. Vật liệu nanocomposite được khảo sát các tính chất, đánh giá khả năng ứng dụng làm lớp màng trong bảo vệ ăn mòn kim loại. Nghiên cứu nhằm tạo lớp phủ chống ăn mòn tốt, đặc biệt ứng dụng trong điều kiện thời tiết nhiệt đới ẩm gió mùa của Việt Nam. 2. Mục tiêu nghiên cứu Bằng phương pháp điện hóa, TiO2 có kích thước nano met được pha trộn vào màng polyme polyaniline, tạo nên loại vật tổ hợp. Màng sau khi tổng hợp được khảo sát các tính chất và đánh giá khả 3 năng bảo vệ kim loại của màng nanocomposite trong môi trường NaCl 3%. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Hạt TiO2 có kích thước ~25nm được pha trộn vào polyme nền là polyaniline trong quá trình polyme hóa điện hóa trên các điện cực thép không gỉ. Các tính chất bề mặt, tính chất điện hóa của màng, khả năng bảo vệ kim loại sau đó được đo đạc, khảo sát. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu Tổng hợp màng bằng phương pháp điện hóa trên nền thép không gỉ bằng các kỹ thuật điện hóa thông dụng sử dụng: quét thế vòng, dòng không đổi. Cấu trúc tế vi của bề mặt được xác định bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM); Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), phổ nhiễu xạ tia X (XRD) cũng như phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX), Phổ phát xạ huỳnh quang tia X (XRF) nhằm xác định sự có mặt của TiO2 trong lớp màng polyaniline, phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) để xác định trạng thái oxi hóa của màng. Đánh giá khả năng chống ăn mòn của màng polyaniline qua phép đo phổ tổng trở điện hóa, đo đường cong Tafel. 5. Bố cục đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo luận văn gồm có các chương như sau : Chương 1 : TỔNG QUAN Chương 2: NHỮNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM Chương 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ... - tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn