NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ION CR3+ LÊN PHỔ HẤP THỤ CỦA SIO2 : CR3+

Trong bài báo này, tác giả đưa ra các kết quả về phổ hấp thụ của mạng thủy tinh SiO 2 pha 3+ tạp ion Cr theo các nồng độ khác nhau. Từ các kết quả đó tác giả đưa ra nhận xét về sự ảnh 3+ hưởng của nồng độ ion Cr lên phổ hấp thụ của SiO2.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ION CR3+ LÊN PHỔ HẤP THỤ CỦA SIO2 : CR3+ Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ION CR3+ LÊN PHỔ HẤP THỤ CỦA SIO2 : CR3+ RESEACH ON THE EFFECTS OF ION CR3+ CONCENTRATION THE ABSORPTION SPECTRUM OF SIO2 : CR3+ SVTH: Nguyễn Thị Hồng Loan Lớp 06SVL, Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm GVHD: ThS. Lê Văn Thanh Sơn Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm TÓM TẮT Trong bài báo này, tác giả đưa ra các kết quả về phổ hấp thụ của mạng thủy tinh SiO 2 pha 3+ tạp ion Cr theo các nồng độ khác nhau. Từ các kết quả đó tác giả đưa ra nhận xét về sự ảnh 3+ hưởng của nồng độ ion Cr lên phổ hấp thụ của SiO2. ABSTRACT In this paper, the author presents some results about absorption spectrum of glass SiO2 3+ dope ion Cr with difference concentration. By the obtained results, the author draws some 3+ attached about the impact of the ion Cr concentration on the absorption spectrum of SiO2. 1. Đặt vấn đề Ngày nay, thủy tinh đã được nghiên cứu và sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khoa học và kĩ thuật. Và có nhiều phương pháp khác nhau để tạo ra các vật liệu đó. Trong đó, phương pháp sol – gel được đặc biệt chú ý vì ứng dụng của nó trong công nghệ chế tạo thuỷ tinh với dạng khuôn mẫu trước, các sợi thuỷ tinh được kéo từ dung dịch thành các dạng khuôn mẫu để kéo ra sợi quang. Thuỷ tinh pha tạp đất hiếm đã được nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều trong thông tin cáp quang. Tuy nhiên giá thành của nó rất cao vì vậy kim loại chuyển tiếp đang được nghiên cứu để thay thế ion đất hiếm . Và một trong những ion kim loại chuyển tiếp là Cr3+, nó đã được nghiên cứu nhiều trong các mạng chủ khác nhau. Vậy thì nồng độ ion Cr3+ sẽ có ảnh hưởng như thế nào đến phổ hấp thụ trong mạng chủ thủy tinh SiO2 để làm sợi thông tin cáp quang. Với điều kiện hiện có của Phòng thí nghiệm chuyên đề Khoa Vật Lý Trường Đại học Sư phạm, tác giả đã tiến hành khảo sát phổ hấp thụ của mạng thủy tinh SiO2 pha tạp ion Cr3+ theo các nồng độ khác nhau bằng phương pháp quang phổ hấp thụ UV-Vis. Và từ đó rút ra một số kết luận. Và đó là lý do mà tác giả đã lựa chọn đề tài: “ Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nồng độ ion Cr3+ lên phổ hấp thụ của SiO2: Cr3+” . 2. Thực nghiệm 2.1. Nghiên cứu phương pháp chế tạo mẫu Vật liệu thủy tinh SiO2 pha tạp ion Cr3+ với các nồng độ khác nhau được chế tạo bằng phương pháp sol – gel ở Viện khoa học vật liệu – Viện khoa học công nghệ Quốc gia. Phương pháp này được mô tả bởi hai quá trình cơ bản là phản ứng thủy phân và 538 Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 polymer hóa ngưng tụ với hóa chất ban đầu là các alkoxide kim loại. Tiến hành phản ứng thủy phân: Si(OCH3)4 + H2O Si-OH(OCH3)3 + CH3OH Si-OH(OCH3)3 + H2O Si-(OH)2(OCH3)2 + CH3OH Si-(OH)2(OCH3)2 + H2O Si-(OH)3(OCH3) + CH3OH Si-(OH)3(OCH3) + H2O Si-(OH)4 + CH3OH Dung dịch chứa ion kim loại chuyển tiếp được đưa vào hỗn hợp dung dịch đã được thủy phân ở trên. Ion Cr3+ được đưa vào phản ứng dưới dạng muối Cr(NO3)3. Muối này được hòa tan trong nước cất. Nồng độ của Cr3+ so với mạng nền SiO2 được tính để phù hợp với yêu cầu của sản phẩm cuối cùng. Tiếp đến là giai đoạn ngưng tụ để tạo thành các liên kết : - Si – O – Si – O – Si – O - Keo SiO2 và chất điều khiển trong quá trình làm khô được đưa vào và khuấy trộn đều, ở nhiệt độ phòng, đến khi thu được hỗn hợp dung dịch đồng nhất. Hỗn hợp dung dịch này, được đổ ra các khuôn bằng plastic, đậy kín, cho chúng tiếp tục phản ứng cho đến khi tạo thành gel ướt. Khối gel ướt được để khô tự nhiên ở nhiệt độ phòng, chúng sẽ bị co ngót và giảm thể tích thành một khối. Tiếp đó, các khối này được nung nhiệt trong lò nung có chương trình điều khiển nhiệt, với tốc độ rất chậm (10C – 30C/phút). Cuối cùng ta được các mẫu dạng thủy tinh trong suốt. 2.2. Kết quả thí nghiệm đo phổ hấp thụ Các mẫu SiO2 pha tạp ion Cr3+ với các nồng độ 200ppm; 500ppm; 1000ppm; 2000ppm; 5000ppm và máy đo phổ hấp thụ hiện có ở phòng thí nghiệm chuyên đề Khoa Vật Lý Trường Đại học Sư phạm. Tiến hành đã tiến hành đo và thu được các kết quả: 3+ 3+ SiO2:Cr .500ppm SiO2:Cr .200ppm 10 10 8 8 optical density - D ...