CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU NANO SiO2  VÀ THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ

Phạm Minh Tân; Bùi Thị Hiền Uyên; Nguyễn Văn Trường; Hoàng Tiến Đạt

doi:10.34238/tnu-jst.8100

CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU NANO SiO2 VÀ THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 09/06/23 Ngày hoàn thiện: 23/06/23 Ngày đăng: 23/06/23

Các tác giả

1. Phạm Minh Tân , Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
2. Bùi Thị Hiền Uyên, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
3. Nguyễn Văn Trường, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
4. Hoàng Tiến Đạt, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Bài báo này trìnhbày kết quả chế tạo các hạt nano silica (SiO₂) kích thước hơn 100 nm bằng phương pháp Stöber từ tiền chất Tetraethyl octhosilicate (TEOS), (C₂H₅O)₄-Si trong dung môi ethanol. Các hạt nano silica SiO₂ được hình thành thông qua phản ứng solgel tạo thành nền xốp. Các hạt nano SiO₂sau khi chế tạo được khảo sát về hình thái, kích thước thông qua ảnh hiển vi điện tử quét (SEM). Thông tin về cấu trúc của hạt nano SiO₂ được nghiên cứu thông qua phổ nhiễu xạ tia X (XRD) và phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR). Độ ổn định của hạt trong môi trường được khảo sát thông qua phép đo tán xạ ánh sáng động (DLS) và thế Zeta (z). Kết quả cho thấy, các hạt SiO₂ chế tạo được có dạng hình cầu, kích thước đồng đều, đơn phân tán, ổn định trong môi trường, cấu trúc pha vô định hình. Các hạt SiO₂ có kích thước lớn (cỡ 130 nm) sau khi chế tạo được pha trong dung dịch bôi trơn và thử nghiệm trong khoan composite, các kết quả cho thấy hạt SiO₂ chế tạo được có nhiều tiềm năng ứng dụng trong gia công cơ khí.

Từ khóa

Stöber; Hạt nano silica; Gia công cơ khí; Khoan; Nanofluid

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] R. Ciriminna, A. Fidalgo, V. Pandarus, F. Béland, L.M. Ilharco, and M. Pagliaro, “The Sol–Gel Route to Advanced Silica-Based Materials and Recent Applications,” Chemical Reviews, vol. 113, pp. 6592-6620, 2013.

[2] M. Pagliaro, Silica-Based Materials for Advanced Chemical Applications, RSC Publishing House, 2009.

[3] C.R. Miller, R. Vogel, P. P. T. Surawski, K. S. Jack, S. R. Corrie, and M. Trau, “Functionalized
organosilica microspheres via a novel emulsion-based route,” Langmuir, vol. 21, pp. 9733- 9740, 2005.

[4] Z. Wu, H. Han, W. Han, B. Kim, K.H. Ahn, and K. Lee, “Controlling the hydrophobicity of
submicrometer silica spheres via surface modification for nanocomposite applications,” Langmuir,
vol. 23, pp. 7799-7803, 2007.

[5] W. Wang, B. Gu, L. Liang, and W.A. Hamilton, “Fabrication of near-infrared photonic crystals using
highly-monodispersed submicrometer SiO2 spheres,” Journal of Physical Chemistry B, vol. 107, pp. 12113-12117, 2003.

[6] L. M. Tri, N. D. Dung, V. D. Dat, N. T. Huu, V. T. Phuc, N. V. Tu, P. N. Hong, and N. T. Hong, “Synthesis of spherical SiO2 nanoparticles for hydrophobic optical coating,” Journal of Military Science and Technology, vol. 77, pp. 93-97, 2022.

[7] H. N. Tran, T. H. L. Nghiem, T. T. D. Vu, V. H. Chu, Q. H. Le, T. M. N. Hoang, L. T. Nguyen, D. M. Pham, K. T. Tong, Q. H. Do, D. Vu, T. N. Nguyen, M. T. Pham, C, N, Hoang, T. T. Tran, T. T. Nguyen, T. B. N. Nguyen, A. D. Tran, T. T. Trinh, and T. T. A. Nguyen, “Optical nanoparticles: synthesis and biomedical application,” Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, vol. 6, 2015, Art. no. 023002.

[8] H. N. Tran, T. H. L. Nghiem, T. T. D. Vu, M. T. Pham, T. V. Nguyen, T. T. Tran, V. H. Chu, K. T. Tong, T. T. Tran, T. T. X. Le, J. C. Brochon, T. Q. Nguyen, M. N. Hoang, C. N. Duong, A. T. Hoang, and P. H. Nguyen, “Dye-doped silica-based nanoparticles for bioapplications,” Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, vol. 4, 2013, Art. no. 043001.

[9] M. T. Pham, T. V. Nguyen, T. D. V. Thi, H. L. N. Thi, K. T. Tong, T. T. Tran, V. H. Chu, J. C. Brochon, and H. N. Tran, “Synthesis, photophysical properties and application of dye doped water soluble silica-based nanoparticles to label bacteria E. coli O157: H7,” Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, vol. 3, 2012, Art. no. 045013.

[10] H. Tan, Y. Zhang, M. Wang, Z. X. Zhang, X.H. Zhang, A.M. Yong, S.Y. Wong, A.Y.C. Chang, Z.K. Chen, X. Li, M. Choolani, and J. Wang, “Silica-shell cross-linked micelles encapsulating fluorescent conjugated polymers for targeted cellular imaging,” Biomaterials, vol. 33, pp. 237-246, 2012.

[11] K. Osseo-Asare and F. Arriagada, “Preparation of SiO₂ Nanoparticles in a Non-Ionic Reverse Micellar System,” Colloids Surf., vol. 50, pp. 321–339, 1990.

[12] D. L. Green, J. S. Lin, Yui-Fai Lam, M. Z.-C. Hu, Dale W. Schaefer, and M. T. Harris, “Size, volume fraction, and nucleation of Stöber silica nanoparticles,” J. of Colloid and Interface Science, vol. 266, pp. 346–358, 2003.

[13] G. Canton, R. Riccò, F. Marinello, S. Carmignato, and F. Enrichi, “Modified Stöber synthesis of highly luminescent dye-doped silica nanoparticles,” J. Nanopart. Res., vol. 13, pp. 4349–4356, 2011.

[14] W. Stöber, A. Fink, and E. Bohn, “Controlled growth of monodisperse silica spheres in the micron size range,” Journal of Colloid and Interface Science, vol. 26, pp. 62-69, 1968.

[15] M. V. Kök and B. Bal, “Effects of silica nanoparticles on the performance of water-based drilling fluids,” Journal of Petroleum Science and Engineering, vol. 180, pp. 605-614, 2019.

[16] G. Cheraghian, “Nanoparticles in drilling fluid: A review of the state-of-the-art,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 13, pp. 737-753, 2021.

[17] ISO 22412:2017, Particle size analysis - Dynamic light scattering (DLS), Technical Committee ISO/TC 24, 2017.

[18] G. Socrates, Infrared and Raman Characteristic Group Frequencies: Tables and Charts, 3rd Edition, Wiley Publishing House, 2004.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.8100

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ