Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Khóa luận em hoàn thành hướng dẫn PGS.TS Lê Xuân Thành với cố gắng thân giúp đỡ bạn làm Trong trình nghiên cứu thực khóa luận em có tham khảo tài liệu số tác giả Em xin cam đoan kết khóa luận kết nghiên cứu thân, không trùng với kết tác giả khác Nếu sai em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Sinh viên Hoàng Thị Hạnh Dung Hoàng Thị Hạnh Dung K33A - Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Xuân Thành, người tận tình hướng dẫn, bảo cho suốt trình nghiên cứu, thực nghiệm để hoàn thành khoá luận Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo bạn Khoa Hoá học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội giúp đỡ suốt trình học tập thực khoá luận Tôi đặc biệt cảm ơn chị Lê Hồng Duyên, sinh viên K51 ngành Công nghệ hóa học chất vô - trường Đại học Bách khoa Hà Nội tận tình giúp đỡ trình hoàn thành khoá luận Tôi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2011 Sinh viên Hoàng Thị Hạnh Dung Hoàng Thị Hạnh Dung K33A - Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội MỞ ĐẦU Sản xuất chất màu ngành công nghiệp đem lại lợi ích kinh tế to lớn Tuy nhiên nước ta chưa có sở sản xuất cung cấp thị trường sản phẩm chất màu thương mại với qui mô công nghiệp Trong nhu cầu sử dụng chất màu Việt Nam ngày lớn với yêu cầu ngày khắt khe chất lượng, mẫu mã, chủng loại Vì cần có sách phát triển ngành công nghiệp chất màu Việt Nam từ nghiên cứu phòng thí nghiệm triển khai công nghiệp Các chất màu sở mạng kẽm silicat bền nhiệt, bền hóa học dùng làm chất màu cho nhiều lĩnh vực công nghiệp đời sống Do đề tài “Nghiên cứu tổng hợp chất màu sở hệ kẽm silicat pha tạp coban” rõ ràng có ý nghĩa khoa học thực tiễn quan trọng Mục đích đề tài: Tổng hợp thành công chất màu sở hệ kẽm silicat pha tạp coban Nội dung đề tài: - Tổng hợp chất màu sở hệ kẽm silicat pha tạp coban - Đánh giá đặc tính sản phẩm thu Hoàng Thị Hạnh Dung K33A - Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội CHƯƠNG : TỔNG QUAN CHẤT MÀU CHO GỐM 1.1 Lý thuyết chất màu 1.1.1 Bức xạ điện từ Bức xạ điện từ phát truyền lượng dạng sóng điện từ Mỗi sóng gồm hai thành phần điện trường từ trường vuông góc với vuông góc với phương truyền Hình 1.1 Sóng ánh sáng Phổ xạ điện từ trải rộng từ tia γ (do chất phóng xạ phát ra) có bước sóng cỡ 10-12m, qua tia Rơntghen, tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại cuối sóng rađio (sóng vô tuyến điện) với bước sóng dài 105m Ánh sáng nhìn thấy nằm vùng hẹp phổ với bước sóng từ 0,4µm đến 0,7µm Hoàng Thị Hạnh Dung K33A - Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Hình 1.2 Dải xạ điện từ 1.1.2 Tính hạt ánh sáng Ánh sáng đề tài thu hút quan tâm nhà khoa học giới Đến lý thuyết ánh sáng làm sáng tỏ dùng làm cở sở để giải thích nhiều tượng tự nhiên Theo quan điểm lượng tử, xạ điện từ hạt lượng tử hay photon Mỗi photon mang lượng ε xác định phương trình:   h  h c  (1.1) Trong đó: h- số Plăng, có giá trị 6,63.10-34 J.s Như vậy, lượng photon tỉ lệ thuận với tần số tỉ lệ nghịch với bước sóng ánh sáng 1.1.3 Tương tác ánh sáng vật rắn Khi chùm photon chiếu vào chất rắn, tương tác diễn ra, điều liên quan đến lý thuyết lượng tử Theo nguyên lý tán xạ xạ điện từ Huygen, photon đến gần tiếp xúc với chất rắn, vectơ điện Hoàng Thị Hạnh Dung K33A - Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội trường từ trường photon tới cặp đôi với vectơ điện trường từ trường electron nguyên tử chất rắn Tương tác gồm thành phần, cụ thể là: R - xạ phản xạ, A - xạ hấp thụ, T - xạ truyền qua S - xạ tán xạ Cơ chế minh họa sau: Hình 1.3: Cơ chế tương tác photon với chất rắn Ta có: Io = IR + IA + IT + IS với: + Io cường độ ánh sáng tới; + IR, IA, IT, IS cường độ ánh sáng phản xạ, hấp thụ, truyền qua tán xạ Trong trường hợp hấp thụ, lượng photon làm thay đổi lượng nguyên tử phân tử chất rắn, dẫn đến làm nóng lên vị trí hấp thụ Khi photon truyền qua chất rắn (coi chất rắn suốt đối Hoàng Thị Hạnh Dung K33A - Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội với chiều dài sóng photon), tương tác xảy Khi phản xạ (tán xạ), photon va chạm đàn hồi không đàn hồi với nguyên tử chất rắn Ở trường hợp va chạm đàn hồi bước sóng không thay đổi, va chạm không đàn hồi làm thay đổi bước sóng photon Điều có nghĩa phần lượng hấp thụ tạo trạng thái “kích thích”, electron chuyển lên vùng lượng cao Trường hợp bước sóng photon phát không bị thay đổi, photon gọi “tán xạ” phản xạ va chạm đàn hồi Các công thức áp dụng tính chất quang học chất rắn sau: - Độ hấp thụ: A = log /T = log Io /I Trong đó: (1.2) I: cường độ ánh sáng đo được; Io: cường độ ánh sáng tới - Độ truyền qua: T = I / Io (1.3) - Cường độ: Cường độ I định nghĩa lượng đơn vị diện tích chùm photon, tức xạ điện từ Một phần cường độ ban đầu Io hấp thụ, phần khác truyền qua, phần khác tán xạ phần khác phản xạ Các thành phần, S T, trình không phụ thuộc vào bước sóng photon tới, R A chủ yếu phụ thuộc vào bước sóng Trường hợp hấp thụ nhỏ so với tán xạ, chất mà có màu trắng Trường hợp hấp thụ cao nhiều so với tán xạ vùng ánh sáng nhìn thấy, chất màu có màu đen Ở chất màu có màu khác, hấp thu chọn lọc (phụ thuộc bước sóng) Chẳng hạn, chất có màu lục Hoàng Thị Hạnh Dung K33A - Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội chúng cho tia màu lục qua hấp thụ tia màu đỏ cho tất tia khác qua Bảng sau màu chất theo bước sóng ánh sáng bị hấp thụ Bước sóng Năng lượng Màu ánh sáng kj/mol bị hấp thụ 299 Tia tử ngoại Không màu 400 – 435 299 – 274 Tím Lục – Vàng 435 – 480 274 – 249 Lam Vàng 480 – 490 249 – 244 Lam – Lục nhạt Cam 490 – 500 244 – 238 Lục – Lam nhạt Đỏ 500 – 560 238 – 214 Lục Đỏ tía 560 – 580 214 – 206 Lục – Vàng Tím 580 – 595 206 – 200 Vàng Xanh biển (blue) 595 – 605 200 – 198 Cam Xanh biển – Lục nhạt 605 – 750 198 – 149 Đỏ Lục – Xanh biển nhạt >750 [...]... Nd2O3 sẽ thu được chất màu tím dịu có thể dùng làm màu trên men, hoặc chất tạo màu trong thủy tinh pha lê Sử dụng oxit prazeodim làm chất sinh màu có thể thu được dãy màu khá rộng Ôxit xeri cho màu gạch sáng, sắc màu của chất này phụ thuộc vào mức oxi hóa của xeri, Ce4+ cho màu ôliu, Ce3+ cho màu thẫm hơn 1.2.2.7 Chất màu trên cơ sở kẽm silicat Trên cơ sở quan niệm cấu tạo phân tử, các silicat được coi... Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tổng hợp kẽm silicat v kẽm silicat pha tạp bởi coban theo phương pháp đồng kết tủa 3.1.1 Điều chế tiền chất kẽm silicat pha tạp bởi coban Chất rắn cần điều chế có thành phần Zn2-xCoxSiO4 Chế tạo các mẫu tiền chất theo phương pháp đồng kết tủa như đã nêu ở 2.2.1 với giá trị x thay đổi Thể tích dung dịch A... như sự phụ thuộc vào số phối trí của oxit gây màu tồn tại trong men - Sự tạo màu trong men bằng các chất màu không tan trong men: Đó chính là những chất màu có cấu trúc bền nhiệt, không bị tan trong men nóng chảy mà chỉ phân bố đều trong men Các chất màu này có thể là những chất màu tổng hợp bền nhiệt hoặc các khoáng thiên nhiên bền có màu Trường hợp này màu trong men sẽ ổn định hơn và bền hơn với các... năng tạo màu cho men Các chất màu kẽm silicat pha tạp bởi coban được tổng hợp thành công theo phương pháp đồng kết tủa với mức độ pha tạp x=0,2 đến x=1.0 Do vậy chúng tôi chọn mẫu có thành phần là Zn1,6Co0,4SiO4 trong việc tạo màu cho men gốm Dựa trên việc đo phổ tán xạ năng lượng ( EDS ) và giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu đất sét Trúc Thôn có thành phần chính là silic, nhôm dưới dạng oxit hay nhôm silicat, ... thích hợp Chất màu cho gốm sứ vẫn có thể phản ứng một phần với các oxit trong men, vì vậy người ta phải lưu ý sự phù hợp của hệ chất màu với thành phần của men Độ mịn của màu có ảnh hưởng tới cường độ màu, cũng như sự đồng đều màu men Cụ thể, màu có cỡ hạt càng mịn cho màu men có cường độ càng cao và khả năng đồng đều màu cũng cao Sự phân bố màu trong men được phân thành hai cơ chế dựa trên bản chất. .. tất cả các mẫu từ D2.2 – D6.2 đều chứa duy nhất một pha kẽm silicat Zn2SiO4 (01-079-2005) cấu trúc trực thoi Điều này chứng tỏ tất cả coban khi pha tạp đều đi vào thành phần chất nền Và do vậy ta có thể kết luận đã tổng hợp thành công các chất màu kẽm silicat pha tạp bởi coban có thành phần là Zn2-xCoxSiO4 với giá trị của x là 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 và 1,0 Theo đặc điểm của giản đồ nhiễu xạ tia X, pic có... nên chủng loại màu trong xương rất hạn chế, nhiều chất màu dễ bị biến đổi màu sắc khi nung ở nhiệt độ cao 1.2.3.2 Màu trong men Màu trong men thường được tao ra bằng cách đưa trực tiếp một số hợp chất gây màu hoặc chất màu tổng hợp bền nhiệt vào men Tùy theo khả năng Hoàng Thị Hạnh Dung 14 K33A - Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 chịu nhiệt của mỗi kim loại màu để dùng men... bền Do nung ở nhiệt độ cao, nên chủng loại màu dưới men rất hạn chế, nhiều chất màu dễ bị biến đổi màu sắc khi đưa lên nhiệt độ cao Trong chủng loại các chất màu dưới men cho gốm nung ở nhiệt độ 1160oC – 1200oC không có được các tông màu rực rỡ Còn chủng loại chất màu dưới men cho sứ nung tới nhiệt độ 1400oC cho tới này thì chỉ có một ít chất màu Song các chất màu này với đặc tính thẩm mỹ và độ bền vững... chất màu gốm Theo đặc tính sử dụng, các chất màu gốm sứ được chia thành hai loại: chất màu nhẹ lửa và chất màu nặng lửa Xét về khả năng chịu nhiệt, màu trong xương sứ và chất màu dưới men chịu nhiệt cao nhất, tiếp đến là màu trong men và sau cùng là màu trang trí trên men Lý do là vì nhiệt độ thêu kết xương sứ cao hơn nhiều nhiệu độ chảy của men và nhiệt độ chảy của men cao hơn nhiệt độ chảy của màu. .. thân mạng lưới zircon (ZrSiO4) không có màu, muốn đạt được mạng zircon có màu phải đưa vào đó chất sinh màu như vanadi, sắt, và một số nguyên tố đất hiếm khác Chất khoáng thường dùng trong tổng hợp chất màu trên cơ sở mạng lưới zircon là NaF, Na2SiF6, Na3AlF6 Các chất màu trên cơ sở zircon có màu xanh da trời với nguyên tố sinh màu là vanadi (dạng oxit) Hoàng Thị Hạnh Dung 11 K33A - Hóa học Khóa luận ... tiễn quan trọng Mục đích đề tài: Tổng hợp thành công chất màu sở hệ kẽm silicat pha tạp coban Nội dung đề tài: - Tổng hợp chất màu sở hệ kẽm silicat pha tạp coban - Đánh giá đặc tính sản phẩm... nghiệp Các chất màu sở mạng kẽm silicat bền nhiệt, bền hóa học dùng làm chất màu cho nhiều lĩnh vực công nghiệp đời sống Do đề tài Nghiên cứu tổng hợp chất màu sở hệ kẽm silicat pha tạp coban rõ... CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tổng hợp kẽm silicat v kẽm silicat pha tạp coban theo phương pháp đồng kết tủa 3.1.1 Điều chế tiền chất kẽm silicat pha tạp coban Chất rắn cần điều chế có thành