Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC VẤN ĐỀ NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG Các vấn đề môi trường Ô nhiễm môi trường vấn đề lớn đặt mức độ toàn cầu Chúng ta gây ô nhiễm không khí, nước đất hành tinh chúng ta; làm cạn kiệt nguồn tài nguyên; tích lũy nhiều chất thải mà cần phải tìm nơi để lưu trữ Tại gây việc này? Có bốn lý sau Thứ nhất, có 6,8 tỷ người trái đất ngày (theo Cục Dân số, 2009) tất người cần thực phẩm, nước, quần áo, nhà Ngoài nhu cầu tối thiểu để tồn tại, hàng triệu người nước phát triển có xe hơi, nhà cửa lớn, điều hòa không khí, máy giặt, máy sấy, máy nước nóng để tắm, tủ lạnh, bếp thứ khác Do đó, có gần tỷ người trái đất (20 năm trước 5,2 tỷ người), có nhiều người có mức sống cao, có nghĩa gây ô nhiễm nhiều, làm huỷ hoại nhiều, tạo nên lượng lớn chất thải mà cần phải lưu trữ Một lý quan trọng thứ hai có vấn đề lớn gây ô nhiễm, cạn kiệt, lưu trữ chất thải 200 năm qua, từ sống nông nghiệp đến sống công nghiệp Thay "sống nhờ đất”, phát triển hạt để ăn, chăm sóc cho động vật trang trại, xây dựng nhà máy máy móc, tạo trạng thái gọi công nhân nhà máy để sản xuất tất loại sản phẩm để tiêu thụ trưng bày siêu thị Để tạo sản phẩm này, sử dụng nhiều tài nguyên, làm ô nhiễm không khí dòng sông Điểm mấu chốt để công nghiệp hóa này, gây ô nhiễm cạn kiệt tài nguyên, tạo phát triển chủ nghĩa tư đại Nói cách đơn giản, chủ nghĩa tư sản xuất sản phẩm để tạo lợi nhuận Vì vậy, để làm cho lợi nhuận nhiều hơn, chủ sở hữu nhà máy chủ doanh nghiệp cần sản xuất bán nhiều sản phẩm Do đó, điều quan tâm người sở hữu nhà máy doanh nghiệp sản xuất bán nhiều cuối kiếm lợi nhuận nhiều Bản chất trình dẫn đến suy giảm tài nguyên ô nhiễm môi trường đáng kể Ở góc độ lịch sử nhân loại, chủ nghĩa tư giúp tạo chuẩn mực đời sống vật chất cao mà giới chưa thấy, đồng thời làm tăng tốc độ gây ô nhiễm, cạn kiệt tài nguyên, vấn nạn lưu trữ chất thải Như cựu Phó Tổng thống Al Gore kết luận sách ông Earth in the Balance, "Nền văn minh người nguyên nhân gây nên thay đổi môi trường toàn cầu" Một yếu tố quan trọng thứ ba gây vấn đề môi trường tạo ý thức hệ nước tư chủ nghĩa phát triển, lan rộng nhiều đến quốc gia phát triển truyền hình, máy vi tính, e-mail, Internet, người nước phát triển phát triển muốn sống có tiêu chuẩn vật chất ngày cao Một tiêu chuẩn vật chất sống cao có nghĩa sản xuất nhiều hàng hoá xe, nhà, máy giặt, máy sấy, tủ lạnh, bếp, máy nước nóng, hệ thống sưởi ấm điều hòa không khí cho nhà văn phòng, vv Tất điều có nghĩa cần phải sử dụng nhiều tài nguyên để sản xuất nhiều sản phẩm hơn, dẫn đến suy giảm tài nguyên Do sản xuất tiêu thụ sản phẩm này, gây ô nhiễm nhiều để lại chất thải nhiều Người dân nước phát triển trở nên quen với chuẩn mực cao đời sống Ví dụ, Hoa Kỳ dân số chiếm 4,5% giới, lúc đó, họ tiêu thụ 25% dầu, than, khí tự nhiên giới để thụ hưởng ô tô hệ thống sưởi, điều hòa không khí nhà công sở Vì vậy, riêng Hoa kỳ sử dụng nhiều tài nguyên giới nhằm trì tiêu chuẩn chất lượng cao sống Để có chất lượng sống vật chất cao vậy, Mỹ tạo nên bất cân đối ô nhiễm Hơn nữa, Mỹ có 4,5% dân số giới, họ thải 20% lượng carbon dioxide tổng khí thải CO2 toàn cầu Khí gây nên "hiệu ứng nhà kính" xem nguyên nhân làm ấm trái đất làm thay đổi khí hậu toàn cầu Do đó, người sống nước phát triển hưởng thụ mức sống vật chất cao, đồng nghĩa làm cạn kiệt tài nguyên làm ô nhiễm môi trường, nên có trách nhiệm cao việc giải vấn nạn nêu Nguyên nhân quan trọng thứ tư vấn đề ô nhiễm môi trường là, ngày nhiều người nước phát triển muốn có sống tiện nghi quốc gia phát triển Họ muốn có máy giặt máy sấy, máy điều hòa không khí, TV, xe hơi, máy tính, điện thoại di động, thứ khác Kết dẫn đến làm nhanh lên cạn kiệt tài nguyên, ô nhiễm gia tăng, tăng tích lũy chất thải nước Chúng ta tạo hệ tư tưởng toàn cầu mới, muốn mong đợi vào lối sống vật chất cao hơn, với số người ngày tăng Vì vậy, áp lực ngày tăng để sản xuất nhiều hàng hóa dịch vụ để tạo tiêu chuẩn sống cao cho 5,6 tỷ người nước phát triển Điều có nghĩa giới phải tiếp tục đối mặt với vấn đề môi trường tương lai gần Từ vấn đề phân tích trên, số hậy đến lại sau Một hậu nguy hiểm việc gây ô nhiễm môi trường thải vào khí lượng lớn carbon dioxide từ việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch dầu mỏ khí đốt ngành công nghiệp ô tô Từ dẫn đến tượng ấm lên trái đất làm thay đổi khí hậu toàn cầu, tàn phá cho mùa màng, giảm lượng mưa cần thiết cho trồng, tăng mực nước đại dương gây mối đe dọa cho nhiều thành phố ven biển toàn giới, vấn đề khác Các liệu thu "12 năm nóng vòng 140 năm xảy kể từ năm 1983" Vì chúng ta, người, gây vấn đề này, nên cần phải tìm cách để tự thoát khỏi tình đe dọa tính mạng thay đổi mạnh mẽ khí hậu ảnh hưởng tiêu cực đến khả để phát triển thực phẩm cần để tồn Biến đổi khí hậu gây số khu vực giới sản xuất lương thực hơn, dẫn đến số phận dân cư suy dinh dưỡng đói Các chứng khoa học việc thải lưu huỳnh dioxit vào không khí ngành công nghiệp Hoa Kỳ, Canada, Châu Âu, Châu Á gây sụt giảm lượng mưa châu Phi, điều gây nạn suy dinh dưỡng đói khát Tình trạng xúc tiến số người phải di chuyển để tìm địa điểm để trồng lương thực Do đó, với tượng ấm lên khí hậu toàn cầu, không nhìn thấy nhiều nạn đói suy dinh dưỡng số khu vực giới, mà thấy nhiều người di cư từ khu vực đến khu vực khác để tìm kiếm cách nuôi sống thân Hơn nữa, với gia tăng nhiệt độ toàn cầu nhiều carbon dioxide không khí, mực nước biển tăng lên Một phần ba dân số giới sống gần bờ biển, nơi có nguy bị ngập lụt Kết có nhiều người phải di chuyển từ bờ biển vào sâu đất liền Do đó, di cư gây áp lực nguồn tài nguyên nơi mà người đến Mọi người cần nhà ở, đất đai, uống nước Để thắt chặt trình di cư với gia tăng nhanh dân số giới điều mà cần phải suy nghĩ Ngoài ra, ràng buộc vấn đề dân số môi trường giới có nhiều người Trái đất, có nhiều carbon dioxide thở Thay vài triệu người thở carbon dioxide (trong trường hợp 100.000 năm trước đây) chí tỷ người thở carbon dioxide (như trường hợp 100 năm trước đây), có nhiều người thở carbon dioxide Vì vậy, gia tăng dân số trái đất nhân tố gây thay đổi lớn khí hậu trái đất - thay đổi mà không muốn xảy Chúng ta làm ô nhiễm nhiều nước trái đất, với kết 1,7 tỷ người nước uống an toàn Số người gần phần ba dân số toàn cầu! Hơn nữa, nửa dân số giới gặp nguy hiểm sử dụng nước bị ô nhiễm chất thải người không xử lý cách trước đổ vào sông Một hậu gia tăng bệnh tật dịch tả thương hàn Công nghiệp gây nên ô nhiễm nguồn nước nhiều ngành công nghiệp thải chất thải dòng sông Trong số trường hợp khứ, chủ nhà máy muốn có lợi nhuận không chịu trách nhiệm chất thải họ tạo trình sản xuất Lợi nhuận nhiều tạo từ việc giảm chi phí xử lý môi trường nói chung chi phí nước nói riêng Như nhiều quốc gia phát triển công nghiệp hóa, họ có vấn đề việc không đủ nước ngành công nghiệp họ trách nhiệm tình trạng ô nhiễm mà họ tạo Một vấn đề môi trường việc liên tục phá hủy khu rừng nhiệt đới giới Việc gia tăng dân số nước phát triển tạo nhu cầu đất nông nghiệp nhiều để trồng cây, trì dân số, phủ nước phát triển cố gắng trả hết nợ trả lãi vay cách cắt giảm từ rừng nhiệt đới họ để bán, gỗ chẳng hạn Trong lúc đó, khu rừng nhiệt đới sản xuất oxy nước tiêu thụ số lượng carbon dioxide mà người tạo cách đốt nhiên liệu hóa thạch hay đơn giản thở Một hậu nguy hiểm tiềm tàng việc cắt rừng nhiệt đới mát hàng ngàn, chí hàng triệu loài thực vật, động vật côn trùng Chúng ta chưa biết hết tất hậu môi trường mát loài Trong giới công nghiệp tư chủ nghĩa mà sống, với gần tỷ người muốn có đời sống vật chất cao xã hội hóa quảng cáo mức sống cao, tiến đến điểm mà nhiều chất thải ngày tạo phải làm với Các bãi rác chồng chất lên Một số nước cố gắng chuyển chất thải họ tới nước khác Cùng với kết tích tụ lớn rác thải thường lưu trữ vùng đất giá rẻ, thường gần nơi người nghèo dân tộc thiểu số sinh sống Do đó, người nghèo dân tộc thiểu số người thường kết thúc đời sống họ nơi gần khu vực rác thải Các vấn đề lượng Sự nóng lên toàn cầu xem vấn đề nghiêm trọng gây hoạt động người - chủ yếu đốt cháy nhiên liệu hóa thạch – điều đòi hỏi phải có hành động mạnh mẽ khắc phục sớm tốt Các kiện Trung Đông cho thấy Hoa Kỳ có vấn đề an ninh quốc gia liên quan đến giá trữ lượng nguồn lượng Điều nhắc nhở cần có nỗ lực để đưa giải pháp toàn diện cho tất khía cạnh vấn đề lượng Hầu hết tất người giới công nhận khía cạnh khác vấn đề cần thiết để có phản ứng nhanh chóng Có thể dễ dàng nhận thấy hầu hết người nghiên cứu lĩnh vực không hoàn toàn xác định vấn đề, nhiên có số giải pháp ưu tiên để theo đuổi Các vấn đề lượng gì? Nó bao gồm số vấn đề sau: Trong đầu thập niên 70, tẩy chay tạm thời thị trường giới với OPEC khiến giá xăng dầu tăng đột ngột, dầu khí nguồn phổ biến lượng sử dụng cấp nhiệt, sản xuất, thương mại, giao thông vận tải, sở dân cư (1) Các nhà sản xuất dầu mỏ lớn từ chối việc cung cấp cho thấy tầm quan trọng việc phụ thuộc lượng giá (2) Gần hơn, ấm lên khí hậu toàn cầu trở thành vấn đề đáng báo động, điều kéo theo tượng băng tan lan rộng, thay đổi khí hậu đáng kể, mực nước biển dâng cao Kết cho khí gây nên hiệu ứng nhà kính, chủ yếu carbon dioxide, sinh từ đốt nhiên liệu hóa thạch dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên Trong nhà máy điện hạt nhân ủng hộ số người sử dụng dạng lượng tạo hiệu ứng nhà kính Tuy nhiên, nhà máy điện hạt nhân tiềm ẩn nguy ô nhiễm chất thải hạt nhân cố hư hỏng nhà máy Một hướng khác sử dụng lượng từ ethanol Tuy nhiên, đường khả thi khó trở nên phổ biến Vì sản xuất ethanol tiêu thụ lượng lượng gần lượng cung cấp, việc sử dụng tạo khí nhà kính Với khoảng 1% xăng thay ethanol, số người trồng ngô trở nên giàu có, nhiều người chăn nuôi khó khăn tăng bất thường giá ngô Năng lượng mặt trời, lượng gió, thủy điện, điện hạt nhân, lượng hydro, metan từ vật liệu hữu cơ, nguồn lượng tái tạo khác ủng hộ, nay, chưa có giải pháp có tính khả thi kể giá số lượng đề xuất Sau số giải pháp đề xuất Trừ khi, số phép lạ, tìm thấy nhiên liệu thay xăng dầu sử dụng với công nghệ sử dụng ngày nay, với không cần lượng để sản xuất, dư lượng độc hại, hậu không mong muốn (như nâng cao giá ngô) ứng dụng không yêu cầu xây dựng lại toàn sở hạ tầng lượng Điều không dễ dàng không rẻ, hy vọng để bảo tồn trái đất cho cháu chúng ta, lựa chọn phải hành động Điều liên quan đến việc điều tiết lại nhân lực kinh phí sử dụng Nếu xem xét nguồn lực sử dụng nào, quân tìm thấy đầu danh sách Nhiều người số tin thay đổi làm cho giới trở nên nơi để sống tốt Tuy nhiên, định lại liên quan đến trị Mặc dù tốn để xây dựng, dạng nhiên liệu có chi phí vận hành thấp lượng ánh sáng mặt trời để cân nhắc Tất lượng mà trái đất lưu trữ gần tất lượng mà nhận ngày đến từ mặt trời Khoảng 89.000 terawatt (1 TW = triệu triệu (nghìn triệu triệu) watts) chiếu vào trái đất, tổng số sử dụng lượng giới (năm 2004) có 15 terawatt, 87% cung cấp nhiên liệu hóa thạch Mặt khác, sử dụng chúng tạo nên phần lớn nguyên nhân tượng ấm lên toàn cầu Nếu có hầu hết lượng tái sinh từ mặt trời, giải nhiều vấn đề quan trọng, bao gồm giá tính tiện ích tránh sản phẩm phụ độc hại liên quan với việc sử dụng lượng hạt nhân loại nhiên liệu hóa thạch Sử dụng lượng dựa mặt trời thay dầu mỏ cho phép tham gia kiện Trung Đông Làm carbon dioxide khí nhà kính khác từ bầu khí trái đất điều cần thiết từ Một cách để làm điều chuyển đến kinh tế điện, sản xuất điện từ ánh sáng mặt trời, sau thay nhiều loại nhiên liệu khác điện tốt Mặc dù cần có chi phí liên quan đến điều này, dùng công nghệ hoàn toàn không cần thiết Một vấn đề mà điều chưa có tính khả thi giao thông lực bình ắc quy chưa đáp ứng Tuy nhiên, có nhiều khả việc phát triển công nghệ mới, phần kỹ sản xuất tốt vốn có Sử dụng lượng mặt trời bị gặp phải giới hạn sau: (i) có sẵn ngày có ánh sáng mặt trời, (2) hiệu suất thời gian sử dụng tế bào pin mặt trời thấp, (3) đủ không gian cho khu vực đông người thành phố Mô hình đáng tin cậy cho thấy vào cuối kỷ này, tất loại nhiên liệu hóa thạch trái đất sử dụng hết, bao gồm dầu mỏ, khí tự nhiên than đá Có lẽ, loại nhiên liệu lại vào thời điểm dành riêng cho mục đích quan trọng giá trị chế biến thô dầu thành nhựa dược phẩm, không sử dụng để đốt hiệu suất đốt động 15% Đến cuối kỷ này, sau 80 năm kể từ bây giờ, cần phải có sở hạ tầng để chạy điện, nhiên liệu sinh học, lượng hạt nhân May mắn thay, có đủ lượng tái tạo có sẵn để đáp ứng tất nhu cầu chúng ta, khai thác Tuy nhiên, thật không may, điểm mà 2% lượng giới đến từ lượng tái tạo lượng gió, lượng mặt trời địa nhiệt Hydro cung cấp khoảng 6%, hạt nhân khoảng 6%, khó hai nguồn tăng lên nhiều tương lai, hai thực giảm Thách thức phát triển từ 2% đến khoảng 86% lượng thay lượng toàn giới vòng 85 năm sớm Chúng ta gần đỉnh dầu thô (đỉnh xung quanh năm 2018) Tất chiến lược cho suy giảm trữ lượng nhiên liệu hóa thạch đòi hỏi nhiều thập kỷ để nghiên cứu Các nghiên cứu chứng minh phải 20 năm cho nỗ lực giảm thiểu rủi ro Một nghiên cứu khác cho thấy thường phải hàng thập kỷ để thay dạng lượng sơ cấp khác, 100 năm cho nguồn lượng để đạt thâm nhập 50% thị trường Chương MỘT SỐ THÀNH TỰU GẦN ĐÂY TRONG KHOA HỌC VẬT LIỆU-VẬT LIỆU NANO Mở đầu Định nghĩa khoa học nano dựa tiền tố “nano” tiếng Hy lạp có nghĩa nhỏ xíu, nhỏ Dưới dạng kỹ thuật, nano có nghĩa phần tỉ đó, 10-9 (1/1.000.000.000) Một nano mét 10-9 m, đơn vị đo lường để đo kích thước vật cực nhỏ Cơ cấu nhỏ vật chất nguyên tử có kích thước khoảng 0,1 nm, phân tử tập hợp nhiều nguyên tử có kích thước khoảng nm, vi khuẩn: 50 nm, hồng huyết cầu: 10.000 nm, sợi tóc: 100.000 nm, đầu kim: triệu nm chiều cao người: tỉ nm Vật liệu nano định nghĩa vật liệu mà thành phần cấu trúc có chiều với kích thước 100 nm Những vật liệu có chiều kích thước nano lớp (layers) màng mỏng hay lớp phủ bề mặt Các vật liệu có hai chiều kích thước nano kể đến sợi nano (nanowires) hay ống nano (nanotubes) Những vật liệu có ba chiều với kích thước nano bao gồm hạt nano (nanoparticles) Ngoài ra, vật liệu mao quản với kích thước mao quản nằm khoảng vài đến vài chục nano mét gọi vật liệu có cấu trúc nano (nanostructured materials) Sự quan tâm vật liệu nano xuất phát từ thực tế vật liệu có tính chất lạ chúng kích thước nhỏ bé tính chất thay đổi theo kích thước hình dạng chúng Do đặc điểm kích thước, tính chất vật liệu nano nằm tính chất lượng tử nguyên tử tính chất khối vật liệu Có nhiều nguyên nhân để giải thích cho tượng tùy thuộc vào kiểu vật liệu Trong chất bán dẫn, có hạn chế chuyển động electron không gian nhỏ so với dạng khối Với kim loại quý, kích thước hạt giảm đến khoảng vài chục nano mét, có hấp thụ mới, mạnh từ dao động cộng hưởng electron vùng dẫn từ bề mặt hạt đến bề mặt hạt khác Sự dao động có tần số tương ứng với vùng khả biến Điều gọi hấp thụ plasmon bề mặt Sự hấp thụ mạnh sinh đặc trưng màu rực rỡ ứng dụng từ kỉ thứ 17 thời chưa giải thích Những hạt vàng sinh màu hồng sáng chói dùng sản xuất kính màu cho cửa sổ nhà thờ Châu Âu gốm sứ, vật dụng trang trí khác Trung Quốc Với nhiều kim loại chuyển tiếp, việc giảm kích thước hạt làm tăng tỉ lệ diện tích bề mặt thể tích hạt Điều làm cho chúng có nhiều khả ứng dụng làm chất xúc tác hấp phụ Trong thập kỉ qua, nhiều hoạt động sôi lĩnh vực có lí thyết, thực nghiệm ứng dụng thực tiễn Song, hoạt động phổ biến tổng hợp hạt nano với kích thước hình dáng khác Ngoài việc sử dụng công cụ máy tính, vật lí để làm sáng tỏ tính chất chúng thử nghiệm Thông thường có hai phương pháp để tạo hạt nano Thứ kĩ thuật bottom-up (đi từ hạt có kích thước bé nguyên tử, phân tử), thứ hai kĩ thuật top-down (phân tán hạt lớn để tạo hạt bé có kích thước khoảng nm) Có nhiều khả ứng dụng vật liệu việc sử dụng tính chất hạt nano riêng lẻ, vậy, có nhiều ứng dụng quan trọng khác cần kết tụ hạt nano lại với (như điện tử nano, điện quang, quang, xúc tác dị thể,…) Để tạo cấu trúc nano lạ giải thích tính chất chúng, việc tìm hiểu tính chất bề mặt phải đặt Trong phần lớn khả ứng dụng chúng, chất lượng cấu trúc bề mặt hạt nano đóng vai trò quan trọng việc xác định chức chúng Việc giảm kích thước hạt nano làm cho chúng không bền lượng bề mặt cao sức căng bề mặt lớn Vì tính chất thay đổi chúng sử dụng, hình dáng cấu trúc bề mặt thay đổi mà chất hóa học bề mặt chúng thay đổi Ngoài ra, việc ứng dụng thiết bị, hạt nano phải nối với phần dạng khối Khi đó, xáo trộn điểm nối ảnh hưởng lớn đến tính chất hạt nano tượng giam giữ lượng tử lực vật lí khác có bên không gian hạt nano Rõ ràng rằng, việc sử dụng hạt nano hoàn toàn phụ thuộc vào hiểu biết tính chất bề mặt độ bền chúng Các tính chất quang, nhiệt điện hạt nano có hình dạng kích thước khác 2.1 Tính chất quang 2.1.1 Cấu trúc electron riêng rẽ hạt nano bán dẫn Giam cầm lượng tử (quantum confinement) thuật ngữ sử dụng rộng rãi nghiên cứu tinh thể nano Trong tinh thể dạng khối, tính chất vật liệu độc lập với kích thước phụ thuộc vào thành phần hóa học Khi kích thước tinh thể giảm đến cỡ nano mét, khoảng 100 nm, kích thước tinh thể trở thành yếu tố làm thay đổi tính chất tinh thể Cấu trúc electron bị thay đổi từ dải electron liên tục đến mức bị lượng tử hóa riêng rẽ Như kết quả, chuyển quang liên tục dải electron trở nên riêng rẽ, tính chất vật liệu nano trở nên phụ thuộc kích thước Phụ thuộc vào quan hệ bán kính tinh thể (a) với bán kính Bohr (a B = ϵђ2/μe2, μ khối lượng rút gọn , ϵ số điện môi chất bán dẫn), ảnh hưởng giam cầm lượng tử chia làm ba kiểu: giam cầm yếu, trung bình, mạnh tương ứng với a >> aB, a ~ aB, a > aB) Các tinh thể nano CuCl hệ thống tốt để nghiên cứu ảnh hưởng giam cầm yếu có aB = điều kiện a >> a B dễ dàng đạt Sự tiến triển phổ hấp thụ tinh thể nano CuCl theo kích thước tinh thể mô tả Hình 2.1 Hình 2.1 (a) Phổ hấp thụ tinh thể nano CuCl có bán kính 310 (1), 29 (2), and 20 (3) (b) Sự phụ thuộc vào kích thước vị trí pic kích thích hàm 1/a2; đường nối liền đường lý thuyết - Giam cầm trung bình (a ~ aB) Hình 2.2 phụ thuộc kích thước hai đường kích thích tinh thể nano CuBr với aB = 18 Hình 2.2 (a) Phổ hấp thụ tinh thể nano CuBr có bán kính 240 (1), 36 (2), and 23 (3) (b) Sự phụ thuộc vào kích thước vị trí pic kich thich hàm 1/a2; đường nối liền kết lý thuyết cho kích thích giống nguồn cho electron - Giam cầm mạnh (a 400oC Al _ O + Si Al + Si + H2O Al T©m Lewis T©m Bronsted - Xử lý zeolit môi trường axit (đối với zeolit bền có tỉ số Si/Al cao): + O Si H + Na O HCl _ NaCl Al Si H O Al Si Al - Sự thuỷ phân cation đa hoá trị nhiệt độ cao: _ O [Me(H2O)x]n+ + n Si (n-1) Al (n-1)+ H [Me(H2O)x-1OH] O O + Si Al Si Al - Sự khử ion kim loại chuyển tiếp: n+ Me + n O Si H _ Al + n H2 Meo + O n Si Al Độ axit zeolit vật liệu axit rắn khác (biểu thị qua số lượng lực tâm axit) thường xác định phương pháp thực nghiệm như: chuẩn độ với amin dùng chất thị màu Hammett, TPD-NH3, IR hấp phụ pyridin, đo nhiệt hấp phụ amin, phân tích nhiệt, NMR, ; đánh giá, dự đoán phương pháp tính toán hoá lượng tử Độ axit zeolit bị ảnh hưởng yếu tố cấu trúc tinh thể zeolit (sự thay đổi góc liên kết Si-OH-Al), vị trí khác nhóm hydroxyl bề mặt, thành phần zeolit (tỉ số Si/Al khung mạng, phân bố Al mạng, thay đồng hình Si với nguyên tố khác Be, B, Ga, Fe, Ge, P, Ti, ); chất hàm lượng cation trao đổi; điều kiện xử lý nhiệt c Tính chất hấp phụ Khác với than hoạt tính, silicagel chất hấp phụ vô khác, zeolit có cấu trúc tinh thể với hệ thống lỗ xốp có kích thước cỡ phân tử đồng đều, nên hấp phụ chọn lọc với dung lượng hấp phụ lớn đặc trưng quan trọng zeolit Các zeolit có diện tích bề mặt nhỏ nhiều so với diện tích bề mặt trong, vậy, trình hấp phụ zeolit chủ yếu xảy bên mao quản Nghĩa là, để thực trình hấp phụ, chất hấp phụ phải khuếch tán vào mao quản zeolit Do đó, khả hấp phụ zeolit phụ thuộc vào chất phân tử chất bị hấp phụ kích thước hệ mao quản zeolit, mà phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác áp suất, nhiệt độ, chất loại zeolit, v.v Cân hấp phụ xác định lực tĩnh điện lực phân tán Đối với zeolit giàu nhôm zeolit A zeolit X, điện tích âm mạng lưới cân cation thích hợp, lực tĩnh điện chiếm ưu thế, dẫn đến hấp phụ tốt chất có mômen lưỡng cực lớn (như H2O NH3) mômen tứ cực (như N2) Ngược lại, zeolit giàu silic, hấp phụ lực Van der Waals Khi ấy, lực liên kết chất bị hấp phụ phụ thuộc vào khả phân cực khối lượng phân tử chúng Đó nguyên nhân kỵ nước zeolit giàu silic Bảng 2.3 liệt kê kích thước phân tử đường kính động học số phân tử chất bị hấp phụ thường gặp zeolit Bảng 2.3 Kích thước phân tử đường kính động học số phân tử chất bị hấp phụ thường gặp zeolit Phân tử H2 O2 N2 CO CO2 H2 O NH3 SO2 H2S Kích thước Đường kính phân tử, Å động học, Å 3,1 x 2,4 2,89 3,9 x 2,8 3,46 4,1 x 3,0 3,64 4,2 x 3,7 3,76 5,1 x 3,7 3,30 3,9 x 3,15 2,65 4,1 x 3,8 2,60 5,28 x 4,0 3,60 4,36 x 4,0 3,60 Phân tử CH4 C2H2 C2H4 C3H6 C3H8 n-C4H10 i-C4H10 C6H6 (C4H9)3N Kích thước phân tử, Å 4,2 5,7 x 3,7 5,0 x 4,4 6,5 x 4,9 4,9 5,6 6,6 - Đường kính động học, Å 3,8 3,3 3,9 4,5 4,3 4,3 5,0 5,85 8,1 Với dung lượng hấp phụ lớn độ chọn lọc cao, rây phân tử zeolit A X sử dụng phổ biến trình tách làm chất Chúng sử dụng để tách CO2 từ không khí; tách CO2, H2S hợp chất sunfua hữu từ khí thiên nhiên; tách SOx NOx từ khí thải trình sản xuất H 2SO4/HNO3 Sự tách dung môi, dioxin đặc biệt tách Hg từ khí thải công nghiệp zeolit Y loại nhôm lĩnh vực So với chất hấp phụ khác zeolit có nhiều lợi hơn, khả ổn định nhiệt cao, không cháy tái sinh, kể chất bị hấp phụ có nhiệt độ sôi cao tạo polyme Hơn nữa, chúng ổn định cấu trúc có mặt cấu tử ăn mòn SO2, HCl khí cháy Trong loại zeolit A (3A, 4A 5A, tương ứng với cation bù trừ điện tích khung cấu trúc K+, Na+ Ca2+), kiểu 5A đặc biệt ưa chuộng sử dụng để tách hỗn hợp chất ngành công nghiệp quan trọng Chẳng hạn tách nalkane khỏi isoalkane công nghiệp dầu mỏ; thu hồi H từ trình reforming, lọc dầu khí lò cốc hoá; tách O2 khỏi N2 trình sản xuất O2 từ không khí với độ O2 đạt tới 95% Cùng với zeolit A X, zeolit P P coi chất hấp phụ tốt Tuy nhiên việc tổng hợp zeolit P, P thường khó khăn tốn so với tổng hợp zeolit A X nên ý Vì thế, trình hấp phụ zeolit A, X nghiên cứu cách tương đối hệ thống từ năm 19601970, zeolit P, P1 hạn chế Về mặt lý thuyết thấy rằng, zeolit hấp phụ tốt chất mao quản zeolit có đường kính động học không nhỏ đường kính động học phân tử chất bị hấp phụ Tuy nhiên, thực tế, khả hấp phụ tốt đường kính động học xấp xỉ (Xem Bảng 2.3 Bảng 2.4) Bảng 2.4 Kích thước mao quản, đường kính động học khả hấp phụ chất tốt số zeolit thông dụng Zeolit Kích thước mao quản, Å Đường kính động học, Å NaA 4,1; 2,3 3,9; 3,6 NaP1 3,1 x 4,5; 2,8 x 4,8 2,6 NaX 7,4 (vòng 12 oxy) 8,1 NaY 7,4 (vòng 12 oxy) 8,1 Gismondin 3,1 x 4,5; 2,8 x 4,8 2,6 Philipsit 3,6; 3,0 x 4,3; 3,2 x 3,3 2,6 Hấp phụ tốt C2H4, O2 NH3, H2O (C4H9)3N (C4H9)3N NH3, H2O NH3, H2O Từ số liệu Bảng 1.3 1.4 rút rằng, zeolit P (hoặc P) tổng hợp với giá thành không cao so với giá thành sản xuất zeolit A zeolit P 1, P đáng quan tâm sử dụng làm chất hấp phụ NH3 H2O, đường kính động học chúng tương đương Có lẽ mà thời gian gần đây, số công trình tổng hợp zeolit P thực sản phẩm ưu tiên sử dụng làm chất hấp phụ NH dung dịch (NH 4+) cho kết tốt Dung lượng hấp phụ NH 4+ NaP1 đạt 20 ÷ 30 mg/g vòng vài phút Vì thế, đặt vấn đề tổng hợp zeolit P1, P sử dụng chúng làm chất hấp phụ NH3 hay tách NH4+ nước sinh hoạt nước thải công nghiệp, sử dụng chúng để tách loại hợp chất có kích thước nhỏ d Tính chất xúc tác Zeolit sau tổng hợp thường dạng Na + có tỉ số SiO2/Al2O3 = ÷ Dạng thường tính chất xúc tác axit Vì vậy, để sử dụng zeolit với vai trò chất xúc tác, người ta thường biến tính (modify) zeolit tổng hợp theo hướng sau: - trao đổi Na+ H+ hoặc/và cation kim loại đa hoá trị (thường cation đất (RE, rare earth)) để tăng độ axit; - kết hợp thêm tác nhân oxy hóa – khử (như cation kim loại chuyển tiếp) để tạo xúc tác lưỡng chức (axit, oxy hóa – khử); tác nhân bazơ để tạo xúc tác bazơ; - tách nhôm (dealumination) nhằm tăng độ bền nhiệt, bền thuỷ nhiệt, tăng lực axit xúc tác Trong thục tế, axit rắn nên zeolit thường sử dụng rộng rãi làm chất xúc tác cho phản ứng xúc tác axit, tiêu biểu phản ứng cracking, alkyl hoá, izome hoá, Một số zeolit sử dụng phổ biến thành phần chưa thể thay xúc tác cracking zeolit Y Ngoài zeolit Y, xúc tác cracking chứa zeolit ZSM-5 chất thêm (nhằm tăng số octan xăng) hợp phần pha (matrix) Trong hợp phần pha nền, cao lanh bentonit sử dụng nhiều chúng có độ axit kích thước mao quản nằm trung gian zeolit aluminosilicat vô định hình, với vai trò chủ yếu làm chất kết dính, góp phần cải thiện độ bền cơ, làm tăng hoạt độ xúc tác cracking làm giảm giá thành xúc tác Để khảo sát hoạt tính xúc tác, người ta thường đơn giản hóa thông qua phản ứng mô hình thực phản ứng tác chất riêng rẽ Ví dụ: khảo sát hoạt tính xúc tác cracking hydrocacbon thông qua phản ứng cracking cumen, n-decan, isooctan, n-heptan, n-hexan, 3-metylpentan, n-pentan hydrocacbon nhẹ nbutan, isobutan propan; khảo sát hoạt tính xúc tác isomer hóa thông qua phản ứng isomer hóa n-butan, xylen; khảo sát hoạt tính xúc tác alkyl hóa thông qua phản ứng benzen với etanol, etilen, phản ứng bất đối hóa toluen;… Zeolit có khả xúc tác nhờ đặc tính cấu trúc sau: - Tính chất trao đổi ion tính chất hấp phụ - Thể tích lỗ xốp zeolit lớn, cho phép chúng hấp phụ lượng lớn chất phản ứng Như vậy, nồng độ phân tử xung quanh tâm hoạt tính lớn bề mặt ngoài, khả tương tác phản ứng cao hơn, đặc biệt thuận lợi cho phản ứng lưỡng phân tử alkyl hóa, chuyển dịch hydrua, oligome hoá,… - Với cấu trúc mao quản đồng nhất, đường kính nhỏ 12 Ǻ, zeolit thể tính chọn lọc cao Quá trình khuếch tán tác nhân phản ứng sản phẩm lỗ xốp zeolit đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng xúc tác độ chọn lọc sản phẩm Trong đặc tính trên, tính chất axit bề mặt khả chọn lọc cao chiếm vai trò quan trọng nhất, định đến tính chất xúc tác zeolit Đây điều kiện để lựa chọn xúc tác thích hợp cho trình phản ứng nhằm đạt hiệu cao 4.3 Cấu trúc số rây phân tử quan trọng xúc tác lọc, hóa dầu 4.3.1 Kiểu X, Y Các zeolite kiểu X, Y tổng hợp có cấu trúc khung giống với khoáng tự nhiên faujasite chúng mẫu riêng biệt với tính chất đặc trưng Các ô mạng sở có đối xứng lập phương với kích thước ô mạng 25 Å Mỗi ô mạng chứa 192 tứ diện SiO4 AlO4 nối với qua cầu nối oxy Cấu trúc cứng nhắc bền tích trống lớn so với zeolite biết chiếm khoảng 50% thể tích tinh thể dạng hydrat Vì điện tích âm mạng tứ diện nhôm, đơn vị chứa số cation cân điện tích Một mô hình sơ đồ zeolite Y Hình 2.30 Đơn vị xây dựng bát diện cụt (sodalite) chứa cấu trúc ba chiều tứ diện AlO 4- SiO4 Các bát diện nối với mặt lục giác cấu trúc hình trụ lục giác tứ diện AlO4 SiO4 Sản phẩm xếp tứ diện bát diện cụt nối với Khung ba chiều cho hốc lớn có đường kính khoảng 13 Å Có hốc lớn đơn vị mạng Các hốc lớn nối với vòng 12 cạnh có đường kính khoảng Å Hệ thống lỗ lớn chiều chất hóa học khác được hấp phụ vào Đây lí giải thích zeolite có ứng dụng rộng rãi xúc tác Sự phân bố cation faujasite hydrat dehydrat, zeolite kiểu X, Y khác thảo luận chi tiết Smith Hình 2.30 Cấu trúc khung faujasite Với lí xúc tác, tâm cation tồn bên hốc lớn gần với tường hốc lớn quan trọng Đối với trao đổi ion, tâm chứa ion đa hóa trị ion hydro, từ ion nhóm hydroxyl khung tâm xúc tác axit tạo thành 4.3.2 Mordenite Mordenite khoáng zeolite giàu silica với tỉ lệ SiO2/Al2O3 khoảng 10 Khoảng hẹp tỉ lệ SiO2/Al2O3 đề nghị nguyên tử nhôm phân bố kiểu trật tự mạng Thành phần lí tưởng mordenite natri Na8(AlO2)8(SiO2)40.24H2O Cấu trúc chứa chuỗi tứ diện nối ngang cầu nối oxy Mỗi tứ diện thuộc nhiều vòng cạnh khung Bền nhiệt cao mordenite kết có mặt số lớn vòng cạnh với cấu trúc ưu tiên mặt lượng Cấu trúc khung mordenite xác định Meier Hình 2.31 Không zeolite X Y, cấu trúc mordenite không chứa hốc lớn Trái lại, cấu trúc dehydrat có hệ thống kênh hai chiều cho phép phân tử nhỏ vào không phân tử hydrocarbon điển hình Cấu trúc chứa hệ thống mao quản chiều với đường kính khoảng 6.7 Å cho phép phân tử lớn vào Mordenite tồn hai dạng phân biệt tính chất hấp phụ chúng, cổng lớn cổng nhỏ, hai dạng lại phân biệt nhiễm xạ tia X Dạng khoáng tự nhiên thuộc kiểu mao quản nhỏ hệ thống mao quản bị bít tắc phần tạp chất vô định hình cation dẫn đến đường kính hiệu dụng khoảng Å Dạng tổng hợp mordenite có tính chất hấp phụ đặc trưng cấu trúc có khả hấp phụ phân tử benzene cyclohexane Hình 2.31 Cấu trúc mordenite góc nhìn trục C 4.3.3 Erionite Erionite zeolite có mao quản nhỏ sử dụng thương mại Việc sử dụng phụ thuộc vào tính chọn lọc hình dạng phân tử gây lực kích thước mao quản Erionite tự nhiên thường không khuyết tật có đơn vị mạng chứa (M2/n)4.5(AlO2)9(SiO2)27.27H2O, n hóa trị cation Cấu trúc lục giác chứa vòng đôi cạnh vòng đơn cạnh xếp mặt song song vuông góc với trục lục giác Sự xếp tạo lồng đặc trưng cancrinite nối hình trụ lục giác Các hình trụ nối ngang vòng đơn cạnh vuông góc với trục lục giác Sắp xếp cấu trúc dẫn đến hệ thống mao quản chiều chứa hốc với kích thước 15.1 x 6.3 Å lỗ hổng vòng oxy cạnh có kích thước 3.6 x 5.2 Å Mỗi hốc có lỗ Hệ thống mao quản đem đến cấu trúc chứa đường dẫn khuếch tán liên tục cho phân tử với đường kính động học tối đa 4.3 Å Vì cấu trúc có khả hấp phụ paraffin mạch thẳng không hấp phụ paraffin mạch nhánh Erionite có tỉ lệ silica – alumina khoảng 6, điều làm cho chúng trở thành zeolite tự nhiên giàu silica Erionite zeolite bền nhiệt tính kháng axit đạt mordenite 4.3.4 Zeolite cạnh rây phân tử Rất nhiều zeolite rây phân tử tổng hợp có tỉ lệ SiO 2/Al2O3 10 có silica Các vật liệu thường điều chế môi trường có chứa cation hay bazơ hữu Rất nhiều vật liệu có hoạt tính axit, nhiều tìm thấy ứng dụng thương mại dựa tính chất chọn lọc hình dạng chúng Một vài vật liệu thiết kế tên gọi ZSM-5, ZSM-11 silicalite tìm thấy ứng dụng thương mại xúc tác Silicalite, ZSM-5, ZSM-11 vật liệu liên quan khác có cấu trúc với hệ thống kênh vòng 10 cạnh trái với vòng cạnh zeolite A, erionite hệ thống 12 cạnh X, Y Đường kính vật lí chúng liệt kê bảng 2.5 Các vật liệu biểu diễn công thức: Na nAlnSi96-nO192 16H2O, n < 27 thường vật liệu kiểu ZSM, silicalite Các vật liệu chứa nhôm có đặc trưng tính chất trao đổi ion zeolite silicalite không chứa nhôm tính chất trao đổi ion, xem rây phân tử zeolite Như zeolite điển hình giàu silica, tất vật liệu kỵ nước so với zeolite A, X, Y mordenite ZSM-5 silicalite có ô mạng sở với đối xứng orthorhombic zeolite ZSM-11 tứ diện Cùng với dạng không nhôm chúng, ZSM-5 ZSM-11 có cấu trúc với hệ thống kênh thông vòng 10 cạnh Đơn vị xây dựng thứ cấp chứa đơn vị vòng cạnh vòng cạnh tạo thành cấu trúc Hình 2.32 Trong cấu trúc ZSM-5 silicalite, khung chứa hệ thống kênh hình sin thông với hệ thống kênh thẳng ZSM-11 silicalite-2 chứa hệ thống kênh thẳng giao Một cấu trúc mô hình Hình 2.33 Các kênh thẳng có đường kính khoảng 5.4 x 5.6 Å kênh hình sin có đường kính khoảng 5.1 x 5.5 Å Hình 2.32 Cấu trúc ZSM-5 (a) hệ thống kênh, (b) sơ đồ khung lớp ZSM-5 Các vật liệu vòng cạnh tổng hợp có mặt ion amin hữu cơ, phần thiếu cấu trúc Nung nóng đến 600 0C làm phân hủy cation hữu cơ, để lại cấu trúc mao quản Các cấu trúc cạnh bền nhiệt axit Hình 2.33 Cấu trúc ZSM-11 Như Bảng 2.5, kích thước kênh vật liệu vòng cạnh trung gian mao quản nhỏ (như eionite) mao quản lớn (zeolite Y) Các hydrocarbon o- m- xylene, 1,2,4, -trimethylbenzene, naphthalene với đường kính tối thiểu khoảng 6.9 Å hấp phụ chậm, 1,3,5 trimethlbenzene bị ngăn cản Benzene p-xylene khuếch tán tốt ZSM-5 phân tử lớn o-xylene khuếch tán chậm Một cách tương tự, paraffin mạch thẳng mạch nhánh khuếch tán nhanh paraflin nhiều mạch nhánh Những tính chất dẫn đến nhiều ứng dụng túc xác thú vị Bảng 2.5 Đường kính mao quản zeolitea Số tứ diện vòng 10 12 18 a Đường kính tự tối đa (Å) 2,8 4,3 6,3 8,0 15 Zeolite Erionit, A ZSM-5, Ferrierite L, Y, Mordenite Không đạt Kích thước hydrocacbon điển hình benzene, 5,7 x 2,2 Å n-hexane, 3,5 x 4,2 Å [...]... zeolit Bảng 2. 3 Kích thước phân tử và đường kính động học của một số phân tử chất bị hấp phụ thường gặp đối với zeolit Phân tử H2 O2 N2 CO CO2 H2 O NH3 SO2 H2S Kích thước Đường kính phân tử, Å động học, Å 3 ,1 x 2, 4 2, 89 3,9 x 2, 8 3,46 4 ,1 x 3,0 3,64 4 ,2 x 3,7 3,76 5 ,1 x 3,7 3,30 3,9 x 3 ,15 2, 65 4 ,1 x 3,8 2, 60 5 ,28 x 4,0 3,60 4,36 x 4,0 3,60 Phân tử CH4 C2H2 C2H4 C3H6 C3H8 n-C4H10 i-C4H10 C6H6 (C4H9)3N... thông dụng Hình 2. 28 Sự hình thành cấu trúc zeolit A, X, Y từ các kiểu ghép nối khác nhau Bảng 2 .1 Dữ liệu cấu trúc cơ bản của một số zeolit thông dụng Zeolit Na-A Na-P1 Na-X(Y) Mordenit ZSM-5 Đường kính mao quản (Å) (*) 3 4-4 , 4, 8, 6 -2 Cubic 4 ,1 ; 2, 3(**) 3 ,1 x 4,5; 1 4(*), 8 Tetragonal I 41/ amd 2, 8 x 4,8 (*) 4 6-6 , 4, 6, 6 -2 Cubic Fd3m 7,4 ; 2, 2(**) 6,5 x 7,0 ; 6 5 -1 Orthorhombic Cmcm 2, 6 x 5,7 5,3... tố sau: (1) Bản chất cation trao đổi (điện tích, kích thước cation trong trạng thái hydrat hoá và dehydrat hoá); (2) Nhiệt độ môi trường phản ứng; (3) Nồng độ cation trong dung dịch; (4) Bản chất của anion kết hợp với cation trong dung dịch; (5) Dung môi hoà tan cation (thông thường dung môi là nước, đôi khi là dung môi hữu cơ); (6) Thành phần và đặc điểm cấu trúc của zeolit; (7) pH của dung dịch trao... như TiO2, LaCrO3, ZnO2, BaTiO3, SrTiO3, Y2Si2O7, Sb2S3, CrN, PbS, Ni2P, các ống nano SnS2, Bi2S3 nano dạng hình que và các sợi nano SiC đã được tổng hợp thành công bởi con đường này Dung môi không giới hạn chỉ có nước mà có thể bao gồm cả các dung môi phân cực và không không phân cực khác và trong trường hợp dung môi không phải là nước có thể gọi quá trình này là tổng hợp solvothermal Hình 2 .18 Hình... zeolit mao quản trung bình (vòng 10 oxy, Φ = 4,5 ÷ 6 Å, ví dụ: ZSM-5, ZSM -11 , ZSM -22 ); zeolit mao quản rộng (vòng 12 ÷ 20 oxy, Φ = 7 ÷ trên 15 Å, ví dụ: faujasit, mordenit, VPI-5, offretit) - Theo tỉ số Si/Al: gồm zeolit có hàm lượng silic thấp (Si/Al = 1 ÷ 1, 5; ví dụ: A, X, P1); hàm lượng silic trung bình (Si/Al = 2 ÷ 5, ví dụ: mordenit, chabazit, erionit, Y); hàm lượng silic cao (Si/Al > 10 , ví dụ: ZSM-5,... trao đổi cation, các zeolit có tỉ lệ SiO 2/ Al2O3 thấp thường được sử dụng trong công nghiệp sản xuất các chất tẩy rửa và xử lý nước thải công nghiệp có chứa các cation kim loại nặng Bảng 2. 2 Dung lượng trao đổi cation của một số zeolit Zeolit SiO2/Al2O3 CEC, meq Na+/g 4A 2 7,0 X 2, 5 6,4 Y 4 5,0 Erionit 6 3,8 T 7 3,4 Clinoptilolit 9 2, 6 Mordenit 10 2, 6 Trước đây, trong công nghiệp sản xuất các chất tẩy... V/αolc < 1/ 3 - Các micelle không phải hình cầu: 1/ 3 < V/αolc < 1/ 2 - Kiểu bọng, túi hoặc 2 lớp: 1/ 2 < V/ αolc < 1 - Các micelle đảo 1 < V/ αolc a) Các micelle nghịch Các micelle nghịch có thể được tạo thành bởi các ion của chất HĐBM có 2 chuỗi alkyl, như diethyl Sulfosuccinate (DES) hoặc một hỗn hợp của 2 chất HĐBM mang điện tích và trung hòa với một chuỗi oxyethylene ngắn được hòa tan trong các dung môi... cung cấp như chùm electron, năng lượng nhiệt, xung laze Sợi nano silic, GeO 2, Ga2O3, thanh nano ZnO đã được tổng hợp theo phương pháp này Hình 2. 24 Các thanh nano ZnO được phát triển trên nền nhôm oxit Hình 2. 25 Các dải băng nano Ga2O3 được phát triển trên nền carbon Hình 2. 24 chỉ ra các nanorod ZnO được phát triển trên chất nền oxit nhôm bởi phương pháp PVD Hình 2. 25 chỉ ra các dải băng nano Ga 2O3... đồng, Cu(AOT )2, nước, và isooctane được sử dụng Các micelle nghịch được tạo thành trong hai vùng với giản đồ pha: 0 < w < 5 và 30 < w < 40, ở đây w là tỉ lệ [H2O]/[AOT] Sự tổng hợp trong hai vùng với giản đồ pha này đem lại sự tạo thành các hạt nano Cu với những kích thước hạt trung bình lớn hơn ( 12 nm) so với ở hàm lượng nước lớn hơn (7.5 nm) như được chỉ ra trong Hình 2 . 12 Hình 2 . 12 Các hình ảnh... pháp này, và trong trường hợp này dung môi là toluen Hình 2 .18 chỉ ra một hình ảnh TEM điển hình của các hạt nano của CrN Một lượng thích hợp của CrCl 3 và Li3N khan được cho vào một autoclave thể tích 50 ml với 40 ml benzen và autoclave được nung ở 350- 420 0C trong 6 giờ Phản ứng xảy ra như sau: CrCl3 + Li3N  CrN + 3 LiCl (8) Hình 2 .19 chỉ ra các ống nano SnS2 mà được điều chế ở 14 00C trong một autoclave