ĐAI HOC QUÔ
C GIA HA
NÔI
TRƯNG ĐAI HOC KHOA HOC T NHIÊN
-----------------------
Nguyễn Thị Vân Trang
TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ
β – ĐIXETONAT KIM LOẠI CÓ KHẢ NĂNG THĂNG HOA
Chuyên nganh: Hóa vô cơ
M s: 60 44 25
LUÂN VĂN THAC SI KHOA HOC
NGƯI HƯNG DÂN KHOA HOC: PGS. TS. TRIỆU THỊ NGUYỆT
H Ni – 2011
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN ........................................................................... 5
1.1. KHẢ NĂNG TẠO PHỨC CỦA CÁC ION KIM LOẠI ........................... 5
1.1.1. Khả năng tạo phức của ion Cu2+ ........................................................ 5
1.1.2. Khả năng tạo phức của ion Cr3+ ......................................................... 6
1.1.3. Khả năng tạo phức của ion Zn2+ ......................................................... 6
1.1.4. Khả năng tạo phức của Ni2+ ............................................................... 7
1.2. β–ĐIXETON VÀ CÁC β-ĐIXETONAT .................................................. 8
1.2.1. Đặc điểm cấu tạo và khả năng tạo phức của các β-đixeton ................ 8
1.2.2. Phƣơng pháp tổng hợp các axetylaxetonat kim loại ......................... 10
1.2.3. Khả năng thăng hoa của các β-đixetonat kim loại và ứng dụng. ...... 11
1.3. PHƢƠNG PHÁP CVD ............................................................................ 16
1.3.1. Các phƣơng pháp chế tạo màng mỏng .............................................. 16
1.3.2. Phƣơng pháp lắng đọng hoá học pha hơi (Chemical Vapour
Deposition – CVD) ........................................................................... 18
1.3.3. Phƣơng pháp lắng đọng pha hơi hợp chất cơ kim (Metal-Organic
Chemical Vapour Deposition - MOCVD) ........................................ 20
1.4. GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MÀNG
MỎNG. .................................................................................................... 22
1.4.1. Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD) .................................................. 22
1.4.2. Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) ................................................... 23
1.4.3. Phƣơng pháp phổ phát quang ............................................................ 27
1.4.4. Phƣơng pháp phổ tử ngoại khả kiến (UV - Vis) ............................... 29
1.4.5. Phƣơng pháp đo bề dày màng và hình thái học bề mặt .................... 30
CHƢƠNG 2 – ĐỐI TƢỢNG, MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................................................... 30
2.1. ĐỐI TƢỢNG, MỤC ĐÍCH VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................ 31
2.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................. 31
2.2.1. Xác định hàm lƣợng kim loại trong phức chất. ................................ 31
2.2.2. Phƣơng pháp phổ hấp thụ hồng ngoại ............................................... 34
2.2.3. Phƣơng pháp phân tích nhiệt ............................................................. 34
2.2.4. Phƣơng pháp thăng hoa ở điều kiện áp suất thấp. ............................. 35
2.2.5. Giản đồ nhiễu xạ tia X ...................................................................... 36
2.2.6. Phổ tử ngoại – khả kiến (UV – Vis) .................................................. 36
2.2.7. Phổ huỳnh quang ............................................................................... 36
2.2.8. Đo bề dày và hình thái học bề mặt .................................................... 37
2.2.9. Ảnh AFM ......................................................................................... 37
CHƢƠNG 3 –THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................... 37
3.1. DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT ................................................................... 37
3.1.1. Dụng cụ ............................................................................................. 38
3.1.2. Hóa chất ............................................................................................. 38
3.1.3. Chuẩn bị hóa chất .............................................................................. 39
3.2. TỔNG HỢP CÁC PHỨC CHẤT............................................................. 40
3.2.1. Tổng hợp axetylaxetonat của Ni2+, Cu2+ và Zn2+ .............................. 40
3.2.2. Tổng hợp axetylaxetonat của Cr3+ [29]. ............................................ 41
3.2.3. Xác định hàm lƣợng kim loại trong các sản phẩm. .......................... 42
3.3. NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC CHẤT BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP
THỤ HỒNG NGOẠI .............................................................................. 43
3.4. NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC CHẤT BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHÂN
TÍCH NHIỆT. .......................................................................................... 48
3.5. KHẢO SÁT KHẢ NĂNG THĂNG HOA CỦA CÁC PHỨC CHẤT. ... 53
3.6. CHẾ TẠO MÀNG MỎNG ĐỒNG (I) OXIT BẰNG PHƢƠNG PHÁP
CVD TỪ TIỀN CHẤT ĐỒNG (II) AXETYLAXETONAT .................. 56
3.6.1. Quy trình chế tạo màng đồng (I) oxit bằng phƣơng pháp CVD ....... 56
3.6.2. Nghiên cứu màng bằng phƣơng pháp nhiễu xạ tia X ........................ 58
3.6.3. Nghiên cứu hình thái bề mặt màng ................................................... 59
3.6.3. Nghiên cứu bề dày màng ................................................................... 61
3.6.4. Nghiên cứu tính chất quang của màng .............................................. 63
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 68
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 71
MỞ ĐẦU
Phức chất kim loại chuyển tiếp với các phối tử hữu cơ đã và đang đƣợc chú ý
nghiên cứu và tổng hợp do chúng có những tính chất quý báu với khả năng ứng
dụng trong nhiều lĩnh vực với các mục đích khác nhau nhƣ: phân tích, tách, làm
giàu, làm sạch các nguyên tố, đặc biệt là chế tạo các loại màng mỏng với những ƣu
điểm kĩ thuật vƣợt trội về độ cách điện hay tính dẫn điện, độ cứng hay độ bền
nhiệt…
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển nhƣ vũ bão của các ngành
công nghệ vật liệu nhƣ vật liệu siêu dẫn, vật liệu nano, vật liệu từ và các loại vật
liệu có khả năng xúc tác trong hóa học thì các phức chất β-đixetonat và cacboxylat
kim loại ngày càng đƣợc quan tâm nghiên cứu nhiều hơn. Các phức chất này
thƣờng đƣợc sử dụng làm chất đầu trong các kĩ thuật phân hủy hóa học pha khí
(CVD) để tạo ra các màng mỏng, làm chất xúc tác cho các phản ứng hữu cơ nhƣ
phản ứng polime hóa, chế tạo các vật liệu nano, … phục vụ thiết thực cho khoa học
và đời sống.
Vì vậy, một trong những hƣớng nghiên cứu chủ yếu của nhóm phức chất
thuộc bộ môn Hóa Vô cơ – khoa Hóa học – Trƣờng đại học Khoa học Tự nhiên
trong vài năm trở lại đây là tổng hợp và nghiên cứu các tính chất, khảo sát khả năng
thăng hoa của các β-điketonat và cacboxylat kim loại, đặc biệt là các kim loại
chuyển tiếp .
Để tiếp nối hƣớng nghiên cứu của nhóm phức chất, chúng tôi đã tiến hành
tổng hợp và nghiên cứu tính chất một số β-đixetonat kim loại có khả năng thăng
hoa, sử dụng các phức chất này để chế tạo màng mỏng oxit kim loại.
Tôi hi vọng các kết quả thu đƣợc sẽ đóng góp phần nhỏ vào lĩnh vực nghiên
cứu phức chất của kim loại chuyển tiếp với các β-đixetonat.