Kỹ thuật tổng hợp vật liệu vô cơ - Chương 11

Nguyên tắc: cho nguyên tử, phân tử, ion lạ (guest) xâm nhập vào một chất nền (host) Các chất nền thường là chất có cấu trúc lớp, khung, rãnh … Làm thay đổi kích thước của rãnh, khoảng cách giữa các lớp … và thay đổi tính chất của vật liệu
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật tổng hợp vật liệu vô cơ - Chương 11 CHƯƠNG 11 -BIẾN TÍNH VẬT LIỆU BẰNG PHƯƠNG PHÁP INTERCALATION VÀ INSERTION 1. Intercalation vào cấu trúc lớp. 2. Insertion vào cấu trúc của các oxýt kim loại. 3. Trao đổi ion. 4. Kỹ thuật tiến hành – Các lĩnh vực ứng dụng.12/7/2010 604006 - chương 11 1 PHẢN ỨNG XÂM NHẬP Nguyên tắc: cho nguyên tử, phân tử, ion lạ (guest) xâm nhập vào một chất nền (host) Các chất nền thường là chất có cấu trúc lớp, khung, rãnh … Làm thay đổi kích thước của rãnh, khoảng cách giữa các lớp … và thay đổi tính chất của vật liệu12/7/2010 604006 - chương 11 2 Vật liệu có cấu trúc khung, lớp, mạch12/7/2010 604006 - chương 11 3 Một số vật liệu cấu trúc lớp mạchKiểu mạng Điện tích lớpĐơn chất Grafit Trung hòa Phospho đen Trung hòaOxit: MoO3, V2O5 Trung hòaChancogienua MX2( M = Ti, Zn, Hg, V, Nb, Ta, Mo, W; X = S, Se) Trung hòa MPX3(M=Mg, V, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Cd, In; X = S, Se) Trung hòaOxit – halogenua MOX (M = Ti, V, Gc, Fe; X =Cl, Br) Trung hòa Titanat (K2Ti4O9) Điện tích âmSilicat – alumosilicat Caolinit (Al4Si4O10(OH)8) Điện tích âm Điện tích âmMontmorillonit[m{MII[Si4O10](OH)2}.p[{M2III[Si4O10](OH)}.nH2OPhosphat, hydrophosphat : VOPO4, Zr(HPO4)2 Điện tích âm 12/7/2010 604006 - chương 11 4 PHẢN ỨNG XÂM NHẬP1.Phản ứng trực tiếp Cho “chất khách” phản ứng trực tiếp với “chất chủ” “chất khách”: pha hơi hay lỏng “chất chủ” : pha rắn2.Phản ứng trao đổi ion “Ion chất khách” trao đổi với các ion trong “chất chủ” (ion trong chất chủ phải đủ linh động)12/7/2010 604006 - chương 11 5 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ GRAFIT Fullerene Grafite12/7/2010 604006 - chương 11 6 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ GRAFITGrafite cho các ion xâm nhập á kím, kim loại, muối… 12/7/2010 604006 - chương 11 7 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ GRAFIT12/7/2010 604006 - chương 11 8 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ GRAFIT Hợp chất xâm nhập K trong C8K Grafite12/7/2010 604006 - chương 11 9HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ GRAFIT Trong mạng grafit có sự dịch chuyển các lớp C nằm trùng nhau theo trục C12/7/2010 604006 - chương 11 10 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ FULLEREN Fulleren kết tinh theo mạng lập phương tâm mặt C6012/7/2010 604006 - chương 11 11 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ FULLERENC60 kết hợp được với kim loại kiềm, kiềm thổ vậtliệu siêu dẫn trong đó kim loại nằm trong khối cầuC60 kết hợp với phi kim như Br, O nguyên tử phikim nằm phía ngoài khối cầu C60Br612/7/2010 604006 - chương 11 12 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ DISUNFUA CỦA KL CHUYỂN TIẾPHợp chất disunfua của kim loại chuyển tiếp của nhóm IV, V, VIcó cấu trúc lớp. VD: TiS2 Có thể cho ion hay nguyên tử khác xâm nhâp vào giữa lớp S – S , chất khách chỉ cần thắng lực vanderwalls giữa hai lớp S Ví dụ: Cấu trúc TiS2 12/7/2010 604006 - chương 11 13 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ DISUNFUA CỦA KL CHUYỂN TIẾP Cấu trúc lớp LiTiS2Cấu trúc lớp TiS2 12/7/2010 604006 - chương 11 14 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ DISUNFUA CỦA KL CHUYỂN TIẾPThường dùng phản ứng ở nhiệt độ phòng trong dung môihữu cơ Li+ xâm nhập vào làm giãn nở mạng lưới và khử Ti+4đến Ti+3 12/7/2010 604006 - chương 11 15 HỢP CHẤT NỀN TRÊN CƠ SỞ MẠNG TINH THỂ DISUNFUA CỦA KL CHUYỂN TIẾP Có thể dùng phản ứng điện hóa để xâm nhập Livào TiS212/7/2010 604006 - chương 11 16 PHẢN ỨNG XÂM NHẬPNgoài ra có thể tiến hành phả ...