Luận văn: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA CỦA VẬT LIỆU NANOCOMPOSITE POLYANILINE/TIO2

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...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn:NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA CỦA VẬT LIỆU NANOCOMPOSITE POLYANILINE/TIO2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN THỊ TRANGNGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁTTÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA CỦA VẬT LIỆUNANOCOMPOSITE POLYANILINE/TIO2 Chuyên ngành: Công nghệ hóa học Mã số: 60.52.75TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2013 Công trình được hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng 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 nhọnmà thế giới đang tập trung nghiên cứu. Tạo ra loại vật liệu mới, mởrộng 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 làmột loại vật liệu mới được đặc biệt quan tâm do chúng có những tínhchất ưu việt hơn hẳn các vật liệu truyền thống khác. Vật liệu nano là loại vật liệu mà trong cấu trúc của các thànhphần 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 hiệnnhững tính năng đặc biệt mà những vật liệu truyền thống không cóđược 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 nhằmcải thiện tính chất của composite và biến tính lớp phủ hữu cơ. Khicác hạt nano này được sử dụng làm tác nhân biến tính lớp phủ hữucơ, khả năng ứng dụng của loại vật liệu này sẽ được mở rộng. Tuynhiên, việc sử dụng các vật liệu có kích thước nano để biến tính lớpphủ composite vẫn chưa được nghiên cứu nhiều ở Việt Nam. Nanocomposite có thể được chế tạo trên nền kim loại, vô cơhoặc hữu cơ. Gần đây, người ta quan tâm đến nanocomposite trên cơsở mạng lưới polyme được gia cường bởi nanoclay, ống nanocacbon, sợi nano cacbon, các chất độn vô cơ có kích thước nano nhưTiO2, SiO2,… Trong số các loại này, TiO2 vẫn là loại vật liệu vô cơđược sử dụng khá phổ biến trong nhiều nghiên cứu, chế tạonanocomposite. TiO2 khá trơ về mặt hóa học, có thể tham gia xúc tácphản ứng quang hóa, không độc hại với môi trường, là loại vật liệuvô cơ bán dẫn truyền thống nên càng được nhiều quan tâm. Đặc biệt 2TiO2, nhiều nghiên cứu cho rằng, có mặt của TiO2 kích thước nanotrong composite có thể cải thiện nhiều tính chất của vật liệu như tínhchất cơ học, quang học… Polyme dẫn điện là loại vật liệu đang thực sự được quan tâmkể từ năm 1977, đánh dấu bằng giải thưởng Nobel Hóa học năm2000 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 cácpolyme này. Trong các loại polyme dẫn điện được nghiên cứu,polyaniline là loại được nhiều quan tâm nhất do những tính chất đặcbiệt của nó như độ dẫn điện cao, khả năng oxi hóa bằng hóa học vàđiện hóa, bền trong các ứng dụng. Ý tưởng sử dụng polyaniline làmmôi trường liên tục trong vật liệu tổ hợp được phát triển và làm chosản phẩm này ngày một đa dạng, có thể phát huy được các tính chấtđặc biệt của polyaniline trong vật liệu mới. Sử dụng các hạt vô cơkích thước nano, micromet làm một pha trong vật liệu tổ hợp làphương pháp dễ thực hiện, được nhiều nhà nghiên cứu lựa chọn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung nghiên cứu chế tạonanocomposite bằng phương pháp điện hóa trên polyme nền làpolyaniline. Hạt nano TiO2 với kích thước 25-30 nm được phân tántrong dung dịch điện phân chứa monome aniline bằng khuấy trộn cơhọc. Vật liệu nanocomposite được khảo sát các tính chất, đánh giákhả 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 dụngtrong 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 metđược 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 3năng bảo vệ kim loại của màng nanocomposite trong môi trườngNaCl 3%. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Hạt TiO2 có kích thước ~25nm được pha trộn vào polyme nềnlà polyaniline trong quá trình polyme hóa điện hóa trên các điện cựcthép 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. Phương pháp nghiên cứu Tổng hợp màng bằng phương pháp điện hóa trên n ...