Nghiên cứu tổng hợp chất màu kẽm titanat pha tạp bởi coban

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp 3.2. Tổng hợp chất màu trên nền kẽm titanat pha tạp bởi coban ........... 37 3.2.1. Phương pháp tiến hành ....................................................................... 37 3.2.2. Khảo sát phản ứng tổng hợp chất màu bằng phương pháp XRD ......... 39 3.2.3. Khảo sát tạo màu cho men gốm sứ vệ sinh ......................................... 40 3.2.3.1. Thử nghiệm đưa vào men đối với các màu C1, C2, C3, C4, C5, C6 ................................................................................................... 40 3.2.3.2. Đánh giá độ bền nhiệt các màu C1, C2, C3, C4, C5, C6 ..................... 43 KẾT LUẬN................................................................................................. 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 46 Hoàng Thị Bích Phượng xi K33B Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Chất màu được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như để tạo màu cho gốm sứ, thủy tinh, sản xuất mực in, sơn chịu nhiệt, lớp phủ bảo vệ, chất độn cho chất dẻo, cao su. Sản xuất chất màu là một ngành công nghiệp đem lại lợi ích kinh tế to lớn. Trên thế giới, đặc biệt là ở các nước phát triển, sản xuất chất màu đã được nghiên cứu và đi vào thương mại từ lâu, hình thành một ngành công nghiệp sản xuất chất màu khá hoàn chỉnh, cung cấp ra thị trường nhiều sản phẩm với chất lượng cao, mẫu mã đa dạng, phong phú. Tuy nhiên ở nước ta hiện chưa có một cơ sở nào sản xuất và cung cấp ra thị trường các sản phẩm chất màu thương mại với quy mô công nghiệp. Trong khi đó nhu cầu sử dụng chất màu tại Việt Nam ngày càng lớn với những yêu cầu ngày càng khắt khe về chất lượng, mẫu mã, chủng loại. Vì vậy cần có chính sách phát triển ngành công nghiệp chất màu tại Việt Nam từ nghiên cứu phòng thí nghiệm cho đến triển khai công nghiệp. Chất màu kẽm titanat, và kẽm titanat pha tạp bởi coban với cấu trúc spinel có ưu điểm bền nhiệt và hóa, được sử dụng làm chất màu cho gốm, chất độn cho vật liệu compozit, hiện đang được quan tâm bởi nhiều nhà nghiên cứu và các công ty sản xuất. Từ nhận định trên đề tài " Nghiên cứu tổng hợp chất màu kẽm titanat pha tạp bởi coban " rõ ràng có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng. Mục đích của đề tài: Tổng hợp chất màu kẽm titanat pha tạp bởi coban, xác định đặc tính của sản phẩm thu được và áp dụng tạo màu cho gốm. Nội dung của đề tài: - Tổng quan về chất màu, chất màu dùng cho gốm và chất màu kẽm titanat pha tạp bởi coban. - Tổng hợp chất màu kẽm titanat và xác định đặc tính sản phẩm - Tổng hợp chất màu kẽm titanat pha tạp bởi coban và áp dụng tạo màu cho gốm. Hoàng Thị Bích Phượng 1 K33B Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. MÀU SẮC VÀ CHẤT MÀU 1.1.1. Giới thiệu về màu sắc Màu sắc của vật chất gồm ba màu cơ bản sau: đỏ, xanh lá và xanh dương. Màu sắc bao gồm: + Sắc thái màu (đơn màu): là các màu đặc trưng như xanh, đỏ, tím, vàng, … + Tông màu: chỉ sự biến đổi trong phạm vi một đơn màu, ví dụ, xanh gồm: lục, xanh da trời… + Cường độ màu: là khả năng phát màu hay sự thuần khiết của đơn màu. Từ ba màu cơ bản trên có thể phối chế thành vô vàn tông màu khác nhau: đỏ kết hợp với xanh dương cho màu hồng, đỏ với xanh lá cho màu vàng, ba màu cơ bản kết hợp với nhau sẽ tạo ra màu trắng ( hình 1.1 ) Hình 1.1: Ba màu cơ bản và sự phối màu giữa chúng Hoàng Thị Bích Phượng 2 K33B Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp 1.1.2. Tương tác của ánh sáng với chất rắn Theo quan điểm lượng tử, ánh sáng hay bức xạ điện từ là các hạt lượng tử hay photon. Mỗi một photon mang một năng lượng E được xác định bởi phương trình: E = hv = h c (1.1)  trong đó: h là hằng số Plăng, có giá trị 6,63.10-34 J.s Các công thức có thể áp dụng đối với các tính chất quang học của chất rắn như sau: - Độ hấp thụ: A = log I 1 = log o T I (1.2) Trong đó: Io là cường độ ánh sáng tới, I là cường độ ánh sáng truyền qua. Cường độ được định nghĩa là năng lượng trên một đơn vị diện tích của chùm photon, tức là bức xạ điện từ. - Độ truyền qua: T= I Io (1.3) Khi ánh sáng tới tương tác với chất rắn, một phần cường độ ban đầu Io được hấp thụ (A), phần khác được truyền qua ( T), phần khác được tán xạ (S) và một phần khác nữa được phản xạ (R). Các thành phần S và T là các quá trình không phụ thuộc vào bước sóng của photon tới, trong khi R và A chủ yếu là phụ thuộc vào bước sóng.Trong trường hợp hấp thụ, năng lượng của photon làm thay đổi năng lượng của nguyên tử hoặc phân tử trong chất rắn, dẫn đến làm nóng lên ở vị trí hấp thụ. Khi photon truyền qua chất rắn (coi như chất rắn là trong suốt đối với chiều dài sóng photon), không có tương tác nào Hoàng Thị Bích Phượng 3 K33B Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp xảy ra. Khi phản xạ (tán xạ), photon có thể va chạm đàn hồi hoặc không đàn hồi với các nguyên tử chất rắn. Ở trường hợp va chạm đàn hồi bước sóng không thay đổi, còn va chạm không đàn hồi làm thay đổi bước sóng của các photon. Điều này có nghĩa là một phần năng lượng hấp thụ tạo ra trạng thái "kích thích", ở đó electron của nguyên tử hoặc phân tử trong chất rắn được chuyển vùng năng lượng cao hơn. Về mặt màu sắc, trong trường hợp sự hấp thụ là rất nhỏ so với sự tán xạ, chất màu có màu trắng. Trường hợp sự hấp thụ là cao hơn nhiều so với sự tán xạ ở trong vùng ánh sáng nhìn thấy, chất màu có màu đen. Ở các chất màu có màu khác, sự hấp thụ là xảy ra chọn lọc phụ thuộc vào bước sóng. Chẳng hạn, một chất có màu lục khi chúng chỉ có tia màu lục đi qua hoặc nó hấp thụ tia màu đỏ và cho tất cả các tia khác đi qua (bảng 1.1 và hình 1.2). Hoàng Thị Bích Phượng 4 K33B Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 1.1: Màu của các chất theo bước sóng ánh sáng bị hấp thụ Bước sóng của Năng lượng, Màu của ánh sáng Màu của chất vạch hấp thụ kJ/mol bị hấp thụ 299 Tia tử ngoại Không màu 400 - 435 299 - 274 Tím Lục - Vàng 435 - 480 274 - 249 Xanh biển Vàng 480 - 490 249 - 244 Xanh biển - Lục Cam (nm) nhạt 490 - 500 244 - 238 Lục - Xanh biển Đỏ nhạt 500 - 560 238 - 214 Lục Đỏ tía 560 - 580 214 - 206 Lục - Vàng Tím 580 - 595 206 - 200 Vàng Lam 595 - 605 200 - 198 Cam Lam - Lục nhạt 605 - 750 198 - 149 Đỏ Lục - Lam nhạt >750 0 màu đỏ, a = 0 màu xám, a < 0 màu xanh lá cây. b: b > 0 màu vàng, b = 0 màu xám, b < 0 màu xanh nước biển (xanh lơ). Hoàng Thị Bích Phượng 22 K33B Hóa học