Phương Nam Co LTD
Cung cấp chất hoạt động bề mặt, dầu bôi trơn Korea
© 27/7/2024 - Vietnam12h.com Application
Khám Phá Cấu Trúc Vật Liệu: Phân Tích Phổ XPS của Gỗ Thành Bột Đã Được Sửa Đổi

Trong hành trình tìm kiếm vật liệu bền vững và quy trình hiệu quả, các nhà nghiên cứu thường chuyển hướng đến các phương pháp sáng tạo để sửa đổi các nguồn tài nguyên tự nhiên cho các ứng dụng khác nhau. Một trong những phương pháp như vậy liên quan đến việc sửa đổi gỗ thành bột, một sản phẩm phụ của quá trình chế biến gỗ, để cải thiện tính chức năng. Hiểu biết về thành phần hóa học và đặc tính bề mặt của các vật liệu được sửa đổi này là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất của chúng. Trong công cuộc này, phổ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) nổi lên như một công cụ phân tích mạnh mẽ mang lại thông tin quý báu về thành phần nguyên tố và trạng thái hóa học của vật liệu.

 về Phổ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)

Phổ X-ray photoelectron spectroscopy, còn được gọi là electron spectroscopy for chemical analysis (ESCA), là một kỹ thuật phân tích nhạy cảm về bề mặt được sử dụng để đặc trưng về thành phần nguyên tố, liên kết hóa học và trạng thái điện tử của vật liệu. Kỹ thuật này liên quan đến việc chiếu sáng mẫu bằng tia X, dẫn đến việc phát ra electron từ bề mặt. Bằng cách đo năng lượng cực đại của các electron được phát ra này, người ta có thể suy ra thông tin về thành phần nguyên tố và môi trường hóa học của mẫu.

Thiết Lập Thí Nghiệm và Phương Pháp

Trong một nghiên cứu gần đây, phân tích XPS của gỗ thành bột (Raw- Sawdust) và hai biến thể được sửa đổi, gồm gỗ thành bột được sửa đổi bằng Triethanolamine (TEA) và gỗ thành bột được sửa đổi bằng Triethanolamine Iodomethane (TEAI- Sawdust), đã được thực hiện bằng cách sử dụng hệ thống XPS Thermo Fisher Scientific ESCALAB 250Xi. Công cụ này sử dụng nguồn tia X monochromatic với năng lượng là 1486,6 electron volt (eV).

Phần mềm Avantage được cung cấp bởi Thermo Fisher Scientific được sử dụng để phân tích dữ liệu XPS. Để sửa chữa các hiệu ứng sạc, năng lượng liên kết của cacbon phụ đã được thiết lập là 284,8 eV. Việc trừ nền được thực hiện bằng phương pháp Shirley, giúp loại bỏ tín hiệu nền trong khi vẫn giữ lại các đặc điểm phổ liên quan đến vật liệu.

Ngoài ra, phân tích thành phần nguyên tố của cacbon (C), hydro (H) và nitơ (N) (%) đã được thực hiện bằng cách sử dụng bộ phân tích VarioEL III Elementar. Hình ảnh vi rút kính hiển vi quét (SEM) được thu được bằng cách sử dụng kính hiển vi FEI Quanta 200 FEG dưới điều kiện chân không thấp. Các mẫu được đặt trên băng keo cacbon và phân tích mà không cần phủ lớp phủ.

Kết Quả và Thảo Luận

Phân Tích XPS:

Các phổ XPS thu được cho Raw- Sawdust, Triethanolamine-modified Sawdust và TriethanolamineI- Sawdust đã cho thấy các đỉnh đặc trưng tương ứng với các nguyên tố khác nhau có mặt trong mẫu. Các phổ với độ phân giải cao cho phép xác định các loại hạt và trạng thái hóa học của chúng, cung cấp thông tin về hóa học bề mặt của các mẫu gỗ đã được sửa đổi.

Bằng cách phân tích các năng lượng liên kết và độ lớn của các đỉnh, các nhà nghiên cứu có thể xác định sự có mặt của các nhóm chức năng khác nhau được  thông qua quá trình sửa đổi. Các nhóm chức năng này đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến các tính chất của vật liệu, chẳng hạn như tính phản ứng bề mặt, khả năng thích nghi với nước và khả năng hấp phụ.

Phân Tích Thành Phần Nguyên Tố:

Bộ phân tích VarioEL III Elementar đã hỗ trợ việc xác định thành phần C, H và N (%) trong các mẫu. Thông tin này là quan trọng để đánh giá hiệu quả của quá trình sửa đổi và hiểu biết về tổng thể của các vật liệu.

Dữ liệu về thành phần nguyên tố, kết hợp với kết quả XPS, cung cấp cái nhìn toàn diện về thành phần hóa học và đặc tính bề mặt của các mẫu gỗ được sửa đổi. Kiến thức này có thể hướng dẫn cho việc tối ưu hóa thêm quá trình sửa đổi để có được các tính chất và ứng dụng mong muốn.

Vi Rút Kính Hiển Vi Quét:

Hình ảnh vi rút kính hiển vi quét cung cấp cái nhìn trực quan về cấu trúc bề mặt của các mẫu. Việc không sử dụng lớp phủ trong quá trình phân tích đảm bảo rằng các đặc điểm bề mặt tự nhiên và địa hình của các vật liệu được bảo tồn. Điều này cho phép quan sát bất kỳ sự thay đổi cấu trúc nào hoặc các sửa đổi bề mặt do quá trình xử lý.

Kết Luận

Phổ X-ray photoelectron spectroscopy, kết hợp với các kỹ thuật bổ sung như phân tích thành phần nguyên tố và vi rút kính hiển vi quét (SEM), cung cấp một phương pháp mạnh mẽ để đặc trưng các vật liệu được sửa đổi dựa trên các nguồn tài nguyên tự nhiên như gỗ thành bột. Bằng cách làm sáng tỏ hóa học bề mặt, thành phần nguyên tố và hình dạng của các vật liệu này, các nhà nghiên cứu có thể tinh chỉnh các tính chất của chúng cho các ứng dụng khác nhau, bao gồm cả làm sạch môi trường, xúc tác và vật liệu composite bền vững.

Các thông tin thu được từ các phân tích như vậy mở ra cánh cửa cho việc phát triển các vật liệu hiệu quả và thân thiện với môi trường, góp phần vào sự tiến bộ của các công nghệ bền vững và sự chuyển đổi sang một tương lai tiết kiệm tài nguyên hơn. Nghiên cứu tiếp theo trong hướng này hứa hẹn mở ra những tiềm năng to lớn của các vật liệu tự nhiên được sửa đổi trong các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật đa dạng.