I. Giới thiệu
Luận văn tập trung vào tổng hợp pigment hệ spinel NixZn1-xAl2O4 bằng phương pháp tạo phức chất hữu cơ kim loại trung gian. Pigment spinel có ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như gốm sứ, sơn, nhựa, và xây dựng. Phương pháp này được lựa chọn nhằm tạo ra các sản phẩm có kích thước nano, độ tinh khiết cao, và tiêu tốn ít năng lượng. Nghiên cứu này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, góp phần vào việc phát triển các phương pháp tổng hợp pigment hiệu quả hơn.
1.1. Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu cung cấp tài liệu tham khảo cho việc mở rộng hệ pigment vô cơ với các phương pháp tổng hợp khác nhau. Đồng thời, kết quả nghiên cứu cũng là nguồn tài liệu quan trọng cho các nghiên cứu khoa học liên quan và đào tạo chuyên ngành kỹ thuật hóa học.
1.2. Ý nghĩa thực tiễn
Phương pháp tạo phức chất hữu cơ kim loại trung gian giúp khắc phục các nhược điểm của phương pháp truyền thống như nhiệt độ cao, kích thước hạt lớn, và độ kết tinh thấp. Nghiên cứu này hướng đến việc sản xuất pigment có độ ổn định cao, kích thước hạt nhỏ, và tiêu tốn ít năng lượng, phù hợp với điều kiện kỹ thuật trong nước.
II. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phương pháp tạo phức chất polymer hữu cơ trung gian để tổng hợp pigment hệ spinel NixZn1-xAl2O4. Các bước thực hiện bao gồm tạo phức polymer, nung ở các nhiệt độ khác nhau, và phân tích các tính chất của sản phẩm. Các phương pháp phân tích như TG, XRD, SEM, và CIELAB được sử dụng để đánh giá cấu trúc, kích thước tinh thể, và tính chất màu của pigment.
2.1. Tạo phức chất polymer
Quá trình tạo phức chất polymer sử dụng etylen glycol và axit citric để tạo ra phức polymer trung gian. Phương pháp này đảm bảo sự phân bố đồng đều của các cation kim loại trong mạng tinh thể, giúp cải thiện chất lượng sản phẩm cuối cùng.
2.2. Phân tích nhiệt và cấu trúc
Phương pháp TG được sử dụng để xác định khoảng nhiệt độ hình thành pha spinel, trong khi XRD và SEM được dùng để phân tích cấu trúc và kích thước tinh thể. Kết quả cho thấy pha spinel hình thành rõ rệt ở 600°C và gần như không có tạp chất ở 800°C.
III. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy pigment hệ spinel NixZn1-xAl2O4 được tổng hợp thành công với kích thước tinh thể từ 13,2 đến 25,2 nm. Các thông số màu L, a, b cho thấy pigment có dải màu rộng và độ bền cao trong môi trường axit, bazơ, và nhiệt độ. Các tính chất hóa lý như tỷ trọng, độ hấp thụ dầu, và pH cũng được đánh giá và so sánh với các sản phẩm thương mại.
3.1. Tính chất màu và độ bền
Pigment tổng hợp có độ bền màu cao trong các môi trường khác nhau, đáp ứng được yêu cầu của các ứng dụng công nghiệp. Các thông số màu L, a, b cho thấy sự đa dạng về màu sắc, từ xanh lá cây đến xanh dương, tùy thuộc vào tỷ lệ Ni và Zn trong cấu trúc spinel.
3.2. Ứng dụng thực tiễn
Pigment tổng hợp có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sơn, nhựa, và gốm sứ. Kích thước nano và độ bền cao của pigment giúp cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.
