Luận văn thạc sĩ HUS nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hoạt động bề mặt đến sự hình thành nano tinh thể ba2in2o5

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN KHẮC ĐỊNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH NANO TINH THỂ Ba2In2O5 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN KHẮC ĐỊNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH NANO TINH THỂ Ba2In2O5 Chun ngành: Hóa Vơ Cơ Mã số: 60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS - TS Phan Thị Ngọc Bích TS Tạ Quốc Tuấn Hà Nội - năm 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sỹ khoa học này, em xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới thầy Tạ Quốc Tuấn - Viện AIST Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội cô Phan Thị Ngọc Bích- Viện Hàn Lâm Khoa Học Việt Nam hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành Luận văn Em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Viện Hoá học, ban lãnh đạo Phịng Hóa học, Viện AIST Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ, tạo điều kiện thuận trình học tập bảo vệ luận văn tốt nghiệp Em muốn gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Bộ mơn hóa vơ cơ, thầy Khoa Hóa học tham gia giảng dạy tạo điều kiện giúp đỡ, truyền đạt kiến thức cho em suốt trình học tập nghiên cứu Bên cạnh đó, em nhận ủng hộ nhiệt tình ý kiến đóng góp thành viên phịng thí nghiệm hóa học, viện tiên tiến công nghệ trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè người thân bên cạnh chia sẻ, động viên tạo điều kiện tốt cho em học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn em Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 02 năm 2015 Học viên TRẦN KHẮC ĐỊNH LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU - XRD : Phương pháp nhiễu xạ tia X - TEM : Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua - SEM - TG- : Phương pháp kính hiển vi điện tử quét : Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng – vi sai - DSC - DTA : Phương pháp nhiệt lượng quét vi sai : Phương pháp phân tích nhiệt vi sai quét - TGA : Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng - AC - PEG - EDTA : Axit citic ( C6H8O7.H2O ) poly (etylene glycol) : Axit etylen diamin tetraaxetic (C10H16N2O8) - AO : Axit oxalic (C2H2O4.2H2O) -D : Kích thước tinh thể - EDS : Phổ tán sắc lượng tia X - FTIR : Phương pháp hồng ngoại - HĐBM : Hoạt động bề mặt - KL : khối lượng - M1 : Mẫu Ba2In2O5 chế tạo chất tạo gel AC - M2 : Mẫu Ba2In2O5 chế tạo chất tạo gel EDTA - M3 : Mẫu Ba2In2O5 chế tạo chất tạo gel (EDTA: AC = 1:1) - M4 : Mẫu Ba2In2O5 chế tạo chất tạo gel (EDTA: AC = 1:1,5) - M5 : Mẫu Ba2In2O5 chế tạo chất tạo gel (EDTA: Ure = 1:1) - M6 : Mẫu Ba2In2O5 chế tạo chất tạo gel (EDTA: Ure = 1:2) - M7 : Mẫu Ba2In2O5 chế tạo chất tạo đồng kết tủa AO LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Cấu trúc perovskite hệ thống liên quan đến perovskite 1.1.1 Hệ thống perovskite ABO3 1.1.2 Các hợp chất brownmillerite loại A2B2O5 1.1.3 Cấu trúc tinh thể chuyển pha cấu trúc Ba2In2O5 1.2 Tình hình nghiên cứu, chế tạo Ba2In2O5 1.3 Phương pháp chế tạo vật liệu Ba2In2O5 10 1.3.1 Phương pháp sol- gel 10 1.3.1 Phương pháp đồng kết tủa 13 1.4 Tiềm ứng dụng vật liệu Ba2In2O5 13 CHƯƠNG 2: MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM…………………………………………………… 15 2.1 Mục đích nội dung nghiên cứu………………………………… … 15 2.1.1 Mục đích nghiên cứu……… …………………………………….… 15 2.1.2 Nội dung nghiên cứu………… ……………… …………………….15 2.2 Phương pháp thực nghiệm…………………… ……………… ………15 2.2.1 Dụng cụ hố chất thí nghiệm…………………………………… 2.2.2 Phương pháp chế tạo vật liệu nano tinh thểBa2In2O5 16 2.2.2.1 Chế tạo Ba2In2O5 theo phương pháp sol-gel 17 2.2.2.2 Chế tạo Ba2In2O5 theo phương pháp đồng kết tủa 20 2.2.3 Các phương pháp khảo sát tính chất vật liệu 21 2.2.3.1 Phương pháp phân tích nhiệt (TA) 21 2.2.3.2 Phương pháp phân hồng ngoại (FTIR) 22 2.2.3.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 23 2.2.3.4 Phương pháp xác định thành phần nguyên tố (EDS) 24 2.2.2.5 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 25 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Chế tạo vật liệu Ba2In2O5bằng phương pháp sol - gel 28 3.1.1 Xác định chế độ nung cho trình chế tạo vật liệu Ba2In2O5 phương pháp phân tích nhiệt 28 3.1.2 Kết chế tạo Ba2In2O5 với chất tạo gel khác 29 3.1.2.2 Chế tạo vật liệu Ba2In2O5dùng chất tạo gel AC 29 3.1.2.2 Chế tạo vật liệu Ba2In2O5dùng chất tạo gel EDTA 32 3.1.2.3 Chế tạo vật liệu Ba2In2O5dùng chất tạo gel (EDTA: AC=1:1) 34 3.1.2.4 Chế tạo vật liệu Ba2In2O5dùng chất tạo gel (EDTA: AC =1:1,5) 37 3.1.2.5 Chế tạo vật liệu Ba2In2O5dùng chất tạo gel (EDTA: Ure = 1:1) …39 3.1.2.6 Chế tạo vật liệu Ba2In2O5dùng chất tạo gel (EDTA: Ure = 1: 2… 41 3.2 Kết chế tạo Ba2In2O5 chất tạo đồng kết tủa với AO 44 3.3 Tổng kết, đánh giá kết mẫu Ba2In2O5 chế tạo 46 3.3.1 Kết kích thước tinh thể mẫu 47 3.3.2 Kết ảnh EDS mẫu 48 3.3.3 Kết ảnh SEM mẫu 49 3.3.4 Kết mật độ tương đối mẫu 51 3.3.5 Kết chụp phổ FTIR 52 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC CÁC HÌNH 58 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Tỷ lệ mol Ba In với chất tạo gel khác để chế tạo Ba2In2O5 ……………………………………………………………………18 Bảng 2.2 Hóa chất để chế tạo Ba2In2O5, dùng chất tạo gel AC 18 Bảng 2.3 Hóa chất để chế tạo Ba2In2O5, dùng chất tạo gel EDTA 18 Bảng 2.4 Hóa chất để chế tạo Ba2In2O5, dùng chất tạo gel: EDTA, AC .19 Bảng 2.5 Hóa chất để chế tạo Ba2In2O5, dùng chất tạo gel: EDTA, URE 19 Bảng 2.6 Hóa chất để chế tạo Ba2In2O5,dùng chất tạo đồng kết tủa AO .20 Bảng 3.1 Kích thước tinh thể Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel với AC…30 Bảng 3.2 Kích thước tinh thể Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel EDTA 33 Bảng 3.3 Kích thước tinh thể Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel (EDTA: AC 1:1) ………………………………………………………………………36 Bảng 3.4 Kích thước tinh thể Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel (EDTA: AC 1:1,5)……………………………………………………………….…… 38 Bảng 3.5 Kích thước tinh thể Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel (EDTA: Ure 1:1)…………… ……………………………………………….……… 40 Bảng 3.6 Kích thước tinh thể Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel (EDTA: Ure 1:2)… … …………………….………………………………… …….42 Bảng 3.7 Kích thước tinh thể Ba2In2O5, chế tạo chất tạo đồng kết tủa với AO…………………………………………………………… ……… 45 Bảng 3.8 Tổng hợp kết EDS mẫu Ba2In2O5 chế tạo… ……48 Bảng 3.9 Bảng tỷ trọng mật độ tương đối mẫu 51 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc perovskite lý tưởng.………………………………………2 Hình 1.2 Cấu trúc brownmillerite lý tưởngcủa Ba2In2O5…… …………… Hình 1.3 Sự chuyển pha cấu trúc Ba2In2O5 …………………………………4 Hình 1.4 Sự chuyển pha có trật tự-mất trật tự tinh thểBa2In2O5 Hình 2.1 Quy trình chế tạo vật liệu Ba2In2O5, phương pháp sol - gel 17 Hình 2.2 Quy trình chế tạo vật liệu Ba2In2O5, phương pháp đồng kết tủa 21 Hình 2.3 Nguyên lý thiết bị đo SEM ……………………………………….26 Hình 3.1 Giản đồ DTA– DSC gel có tỷ lệ mol Ba2+: In3+: AC 1:1:1 28 Hình 3.2 Giản đồ XRD Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel AC………30 Hình 3.3 Phổ EDS Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel AC……… … 31 Hình 3.4 Giản đồ XRD Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel EDTA… 32 Hình 3.5 Phổ EDS mẫu Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel EDTA… 34 Hình 3.6 Giản đồ XRD Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel (EDTA: AC 1:1)……………………………………………………………………… 35 Hình 3.7 PhổEDS Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel EDTA, AC 1:1……………………………………………………………………… ….36 Hình 3.8 Giản đồ XRD Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel(EDTA, AC 1:1,5)…………………………… ……………………………………… 37 Hình 3.9 Phổ EDS Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel(EDTA, AC 1:1,5)…………………………………………………………………………38 Hình 3.10 Giản đồ XRD Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel (EDTA: Ure 1:1) ………… …… ………………… ……………………………… 39 Hình 3.11 Phổ EDS mẫu Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel (EDTA: Ure 1:1) ……………… …………………… …… ………………….41 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 3.12 Giản đồ XRD Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel (EDTA: Ure 1:2)……………………… …………………………………………….…42 Hình 3.13 PhổEDS mẫu Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel (EDTA: Ure 1:2)………………………….…………………………….………… 43 Hình 3.14 Giản đồ XRD Ba2In2O5, chế tạo chất tạo đồng kết tủa với AO …………………………………………………… …44 Hình 3.15 Phổ EDS mẫu Ba2In2O5, chế tạo chất tạo đồng kết với AO………………………………………………………………………… 46 Hình 3.16 Giản đồ XRD mẫu tổng hợp………………………… 47 Hình 3.17 Ảnh SEM mẫu Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel … ……49 Hình 3.18 Ảnh SEM mẫu Ba2In2O5, chế tạo chất tạo đồng kết tủa với AO ……………………….50 Hình 3.19 Phổ FTIR Ba2In2O5chế tạo chất tạo đồng kết với AO 52 Hình 3.20 Phổ FTIR củaBa2In2O5 chế tạo chất tạo gel AC…….….…53 Hình 3.21 Phổ FTIR Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel (EDTA: Ure 1:1)………………………… ………………………………………………53 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU Hiện giới xã hội phát triển nhu cầu sử dụng lượng lớn, nhiên liệu hóa thạch đóng, vài trị quan trọng việc đưa xã hội đến mức phát triển ngày nay, tồn vấn đề nhức nhối lớn: Ơ nhiễm khơng khí, biến đổi khí hậu tồn cầu với nóng lên trái đất Ngồi ra, nhiên liệu hóa thạch nguồn tài nguyên hữu hạn tái tạo, kinh tế dựa nhiên liệu hóa thạch cịn làm cho số nước khơng có nhiều tài ngun bị phụ thuộc vào nước vốn có nguồn dầu dồi vùng Trung Đơng, từ dẫn đến nhiều hậu trị kinh tế khác, chí chiến tranh giành dầu mỏ Trong công tìm nguồn lượng này, người đạt thành cơng định: đời trung tâm phát điện dùng lượng gió, lượng mặt trời với cơng suất lên tới hàng mêga oát Tuy nhiên nguồn lượng cịn phụ thuộc nhiều vào tự nhiên.Việc nghiên cứu tìm nguồn lượng mớiđặc biệt công nghệ thân thiện với môi trườngđã trở thành nghiên cứu mũi nhọn nhiều quốc gia, đặc biệt nước phát triển Trong năm gần đây, hướng nghiên cứu đầy triển vọng tìm ra, việc sử dụng pin nhiên liệu.Pin nhiên liệu dần phổ biến thị trường, dự đốn pin nhiên liệu sử dụng hydrogen làm nhiên liệu, cung cấp cho giới nguồn điện bền vững tạo nên cách mạng lượng giới tương lai Vật liệu dẫn ion Ba2In2O5có ứng dụng làm pin nhiên liệu oxit rắn hứa hẹn mang lại nhiều tiềm tính chất điện loại vật liệu này.Đây lý chúng tơi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng chất hoạt động bề mặt đến hình thành nano tinh thể Ba2In2O5” cho luận văn thạc sỹ khoa học chuyên ngành hóa vơ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.3.1 Kết kích thước tinh thể mẫu So sánh kết XRD mẫu chế tạo (hình 1.16),cho thể thấy độ rộng đỉnh mẫu tinh thểBa2In2O5trên giản đồ nhiễu XRDkhác nên kích thước tinh thểBa2In2O5khác nhau, kích thước tinh thểBa2In2O5 mẫu chế tạo tính cỡ khoảng 20- 30 (nm) EDTA:AC=1:1,5 EDTA:URE=1:2 EDTA:URE=1:1 AO EDTA:AC=1:1 AC EDTA 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 2(®é) Hình 3.16 Giản đồ XRD mẫu chế tạo 47 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.3.2 Kết EDS mẫu Tổng hợp kết EDS mẫu Ba2In2O5, đưa bảng 3.8 Bảng 3.8 Tổng hợp kết EDS mẫu Ba2In2O5 chế tạo Các mẫu Ba2In2O5 dùng chất chế tạo Phần trăm số nguyên tử Ba (%) Phần trăm số nguyên tử In(%) Tỷ lệ phần trăm số nguyên tử Ba: In EDTA 16,0 10,5 1,52 : AC 14,8 9,8 1,51: EDTA: AC = 1:1 18,2 17,6 1,03 : EDTA: AC = 1:1,5 11,4 8,6 1,33 : AO 12,2 13,9 0,88: EDTA: URE = 1:1 17,6 17,8 0,99 :1 EDTA: URE = 1:2 9,9 13,1 0,75: Nhận xét: Trên kết EDSnhận thấy, tỷ lệ mol chất tạo gel ảnh hưởng nhiều đến pha Ba2In2O5 tinh khiết Dùng chất chế tạo AC EDTA,có phần trăm số nguyên tử Ba lớn hơnthành phần phần trăm số nguyên tử In.Dùng tổ hợp chất chế tạo EDTA : AC =1:1 (mol),có phần trăm số nguyên tử Ba xấp xỉbằng thành phần phần trăm số nguyên tử In.Dùng tổ hợp gelEDTA :AC =1:1,5 (mol), có trăm số nguyên tử Ba lớn hơnthành phần phần trăm số nguyên tử In Dùng tổ hợp gelEDTA: URE = 1: 1(mol),có phần trăm số nguyên tử Ba xấp xỉbằng thành phần phần trăm số nguyên tử In Dùng tổ hợp gel EDTA: URE = 1: (mol)cóphần trăm số nguyên tử Ba lớn hơnphần trăm số nguyên tử In Dùng chất tạo đồng kết tủa AO có phần trăm số nguyên tử Ba nhỏ In 48 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.3.3 Kết ảnh nh sem ccủa mẫu EDTA: AC 1: 1,5 Hình 3.17 Ảnh nh SEM c mẫu Ba2In2O5, chế tạo chất tạoo gel 49 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồng kết tủa AO Hình 3.18 Ảnh SEM mẫu Ba2In2O5, chế tạo chất tạo đồng kết tủa với AO Nhận xét: Kết phân tích ảnh SEM mẫutrên hình 1.17 cho thấy MẫuBa2In2O5chế tạo chất tạo gel AC, thể khối kết đám chứa hạt đồng với biên hạt không rõ néttuy nhiên quan sát biên hạt Mẫu Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel EDTA,có khối lớn, rạn nứt chứa hạt đồng biên hạt rõ nét Mẫu Ba2In2O5chế tạo chất tạo gel EDTA AC với tỷ lệ molEDTA: AC= 1:1 mẫuBa2In2O5chế tạo chất tạo gel EDTA AC với tỷ lệ molEDTA: AC= 1:1,5có dạng hạt đồng đều, kết dính thành khối Mẫu Ba2In2O5chế tạo chất tạo gel EDTA Ure với tỷ lệ molEDTA: ure = 1:1 Ba2In2O5chế tạo cótỷ lệ molEDTA: ure = 1:2 có dạng hạt đồng với biên hạt rõ nét Kết phân tích ảnh SEM mẫutrên hình 1.18 cho thấy: Mẫu Ba2In2O5, chế tạo chấtđồng kết tủa với AO cócác khối lớn chứa hạt kết dính hạtvới biên hạt không rõ nét 50 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.3.4 Kết quảmật độtương đối mẫu Kết thơng số mẫu tính có giá trị xấp xỉ với giá trị thông số mạng tinh thể Ba2In2O5 công bố [5] gần giá trị thông số mạng phổ chuẩn Ba2In2O5 (JCPDS 30 - 68) Dựa vào kết mẫu tinh thể Ba2In2O5đã khảo sát có tỷ trọng mật độ tương đối mẫu sau Bảng 3.9 Bảng tỷ trọng mật độ tương đối mẫu Các mẫu Ba2In2O5 Tỷ trọng lý thuyết Tỷ trọng thực tế Mật độ tương dùng chất chế tạo (g/cm3) (g/cm3) đối (%) AC 6,43 5,98 93,00 EDTA 6,27 4,78 76,23 EDTA: AC = 1:1 6,45 5,14 79,69 EDTA: AC = 1:1,5 6,42 5,78 90,03 EDTA: Ure = 1:1 6,41 4,54 70,83 EDTA: Ure = 1:2 6,45 5,45 84,36 AO 6,11 4,87 79,71 Hai mẫu có mật độ tương đối lớn mẫu Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel AC có giá trị khoảng93(%) mẫu Ba2In2O5chế tạo chất tạo gel EDTA: AC = 1:1 có giá trị khoảng 90,03(%).Các mẫu Ba2In2O5chế tạo từ chất tạo gel khác chế tạo phương pháp đồng kết tủa với AO có giá trị mật độ tương đối nhỏ Mật độ tương đối mẫu Ba2In2O5chế tạo chất tạo gel EDTA: URE= 1:1 có giá trị nhỏ nhất, khoảng 70,83(%) 51 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.3.5 Kết chụp Phổ FTIR Kết đo phổ hồng ngoại FTIR, đo từ số sóng 500 - 4000 cm-1, mẫu nghiền kỹ thành bột ép thành viên, đo KBr Kết đo phổ hồng ngoại FTIRcho thấy khơng có khác biệt mẫu Ba2In2O5, chế tạo chất tạo gel (EDTA: Ure 1:1) mẫu Ba2In2O5chế tạo chất tạo gel AC Tuy nhiên mẫuBa2In2O5chế tạo chất tạo gel (EDTA: Ure 1:1) gel AC có đỉnh hấp thụ mạnh vị trí số sóng1418,7cm-1 1420,4 cm-1, cịn mẫu dùng chất tạo đồng kết AO không xuất đỉnh hấp thụ Đỉnh liên kết In–OH phân tử H2O bị hấp thụ vật liệu 554.3 0.9 521.9 0.8 0.7 0.5 0.1 0.0 4000 3500 3000 2500 2000 Wavenumbers (cm-1) 1500 858.1 1114.9 1420.0 1638.6 0.2 3449.2 0.3 3855.7 0.4 3842.0 Absorbance 0.6 1000 500 Hình 3.19 Phổ FTIR Ba2In2O5chế tạo chất tạo đồng kết với AO 52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 419.8 490.4 1420.4 0.8 857.7 3431.8 0.5 0.4 0.1 4000 3500 3000 2500 2000 1059.1 1152.6 1560.2 1750.6 3855.7 0.2 2450.8 3905.7 0.3 1638.6 2922.4 Absorbance 0.6 692.9 0.7 1500 1000 500 Wavenumbers (cm-1) 552.3 506.3 483.1 418.2 428.7 Hình 3.20 Phổ FTIR củaBa2In2O5chế tạo chất tạo gel AC 0.6 693.0 1418.7 858.0 0.4 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1058.9 1151.4 1750.3 2450.9 0.1 1637.9 2922.8 3899.9 0.2 1560.8 3442.7 0.3 3850.7 Absorbance 0.5 1000 500 Wavenumbers (cm-1) Hình 3.21.Phổ FTIR Ba2In2O5chế tạo chất tạo gel (EDTA: Ure 1:1) 53 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu đạt được, ta rút kết luận chung luận văn sau: Lần đầu tiênvật liệunano tinh thể Ba2In2O5 chế tạo bằngphương pháp đồng kết tủa dùng axit oxalic phương pháp sol- gel dùng chất hoạt động bề mặt để tạo gel: EDTA; (EDTA AC); (EDTA URE) Hai phương pháp khác cho pha tinh thể Ba2In2O5 có cấu trúc tứ diện, có số mạng tương tự nhau, có dạng hạt kết đám thànhkhối, kích thước hạt nanotinh thể Ba2In2O5cỡ 20 – 30 nm Vật liệu Ba2In2O5 đạt có tỷ lệ nguyên tử xác sử dụng phương pháp sol –gel có tỷ lệ chất tạo gel (EDTA: URE = 1: 1) Vật liệu Ba2In2O5 chế tạo phương pháp sol -gel có khả hấp thụ nước mạnh so với vật liệu Ba2In2O5chế tạo phương pháp đồngkết tủa Hướng nghiên cứu tiếp cho luận vănlà nghiên cứu tiếp số chất HĐBM để chế tạonanotinh thể Ba2In2O5 từ đánh giá ảnh hưởng HĐBM đến tính chất lý- hóa vật liệuBa2In2O5 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO S.A Speakman, J.W Richardson, B.J Mitchell, S.T Misture, “In-situ diffraction study of Ba2In2O5”, Solid State Ionics 149 (2002) 247-259 P Berastegui, S Hull, F J GarcmHa-GarcmHa, S.-G Eriksson,“The Crystal Structures, Microstructure and Ionic Conductivity of Ba2In2O5 and Ba2(InxZn1x)O3-0,5x”, J Solid State Chem 164 (2002) 119-130 Stuart B Adler, Jeffrey A Reimer, Jay Baltisberger, and Ulrike Werner, “ Chemical Structure and Oxygen Dynamics in Ba2In2O5”, J Am Chem Soc 116 (1994) 675-681 Takuya Hashimoto, Yoshikatsu Inagaki, Akira Kishi, Masayuki Dokiya “ Absorption and secession of H2O and CO2 on Ba2In2O5 and their effects on crystal structure”, Solid State Ionics 128 (2000) 227–231 Takuya Hashimoto, Yohichi Ueda, Masashi Yoshinaga, Katsumi Komazaki, Kyohko Asaoka, and Shaorong Wang, “Observation of Two Kinds of Structural Phase Transitionsin the Ba2In2O5 System”, J Electrochemical Soc 149 (2002) A1381-A1384 J.B Goodenough, J.E Ruiz-Diaz and Y.S Zhen, “Oxide-ion conduction in Ba2In2O5and Ba3In2O8 (M=Ce, Hf, or Zr)”, Solid State Ionics 44 (1990) 21–31 G.B Zhang, D.M Smyth,“Protonic conduction in Ba2In2O5”, Solid State Ionics 82 (1995) 153-160 T Schober, J Friedrich, F Krug,“Phase transition in the oxygen and proton conductor Ba2In2O5 in humid atmospheres below 3008C”, Solid State Ionics 99 (1997) 9–13 J.F.Q Rey, F.F Ferreira, E.N.S Muccillo, “Primary particle size effect on phase transition in Ba2In2O5”, Solid State Ionics 179 (2008) 1029 – 1031 10 Xiaogan Li, K T Jacob, Girish M Kale, “La-Doped Ba2In2O5 Electrolyte: Pechini Synthesis, Microstructure, Electrical Conductivity, and Application 55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com for CO Gas Sensing”, Journal of The Electrochemical Society 157 (2010) J 285-J 292 11 Jasna Jankovic, David P Wilkinson, Rob Hui, “ Preparation and characterization of Ce and La-doped Ba2In2O5 as candidates for intermediate temperature (100–500oC) solid proton conductors”, Journal of Power Sources 201 (2012) 49–58 12 Rob Hui, Radenka Maric, Cyrille Dec`es-Petit, Edward Styles, Wei Qu, Xinge Zhang, Justin Roller, Sing Yick, Dave Ghosh, Ko Sakata, Murata Kenji, “Proton conduction in ceria-doped Ba2In2O5nanocrystalline ceramic at low temperature”, Journal of Power Sources 161 (2006) 40–46 13 Chris E Mohn, Neil L Allan, Colin L Freeman, P Ravindran, Svein Stølen, “Order in the disordered state:local structural entities in the fast ion conductor Ba2In2O5”, Journal of Solid State Chemistry 178 (2005) 346–355 14 Chris E Mohn, Neil L Allan, Svein Stølen, “Sr and Ga substituted Ba2In2O5: Linking ionic conductivity and the potential energy surface”, Solid State Ionics 177 (2006) 223 – 228 15 Masashi Yoshinaga, Makoto Yamaguchi, Tatsuya Furuya, Shaorong Wang, Takuya Hashimoto, “The electrical conductivity and structural phase transitions of cation-substituted Ba2In2O5”, Solid State Ionics 169 (2004) – 13 16 T Yao , Y Uchimoto , M Kinuhata , T Inagaki , H Yoshida, “Crystal structure of Ga-doped Ba2In2O5and its oxide ion conductivity”, Solid State Ionics 132 (2000) 189–198 17 T Schober, J Friedrich, F Krug, “Phase transition in the oxygen and proton conductor Ba2In2O5in humid atmospheres below 300oC”, Solid State Ionics 99 (1997) 9–13 56 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 18 N A Tarasovaz and I E Animitsa, “Effect of Anion Doping on Mobility of Ionic Charge Carriers in Solid Solutions Based on Ba2In2O5”, Russian Journal of Electrochemistry, (2013) Vol 49, No 7, pp 698–703 19 Jasna Jankovic, David P Wilkinson, and Rob Hui, “Electrochemical Impedance Spectroscopy of Ba2In2O5: Effect of Porosity, Grain Size, Dopant, Atmosphere and Temperature”, Journal of The Electrochemical Society, (2012) B109 0013-4651 20 C A J Fisher, M S Islam, and R J Brook, “A Computer Simulation Investigation of Brownmillerite-Structured Ba2In2O5”, Journal of Solid State Ionics chemistry 128,137Ð141 (1997) 21 J.F Shin, P.R Slater, “Enhanced CO2stability of oxyanion doped Ba2In2O5systems Co-doped with La, Zr”, Journal of Power Sources 196 (2011) 8539– 8543 57 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHỤ LỤC CÁC HÌNH d=2.9852 1000 900 800 Lin (Cps) 700 600 500 d=1.4924 d=1.5788 d=2.3344 100 d=2.4549 d=4.111 200 d=1.7409 d=1.7223 300 d=2.1264 d=2.0960 d=2.0597 d=3.033 400 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: TaTuan-DHBK-Ba2In2O5-lan 22.raw - Type: 2Th alone - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Temp.: 25.0 °C (Room) - Anode: Cu - Creation: 10/28/13 17:34:02 30-0068 (N) - Barium Indium Oxide - Ba2In2O5 - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 Hình A1: Giản đồ XRD Ba2In2O5 chế tạo chất tạo gel AC d=2.9825 d=1.4910 d=2.3328 100 d=1.7460 d=1.7219 d=2.1278 200 d=3.039 Lin (Cps) 300 11 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: TaTuan-AIST-Ba-In-EDTA(1-1-1).raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 80.000 ° - Temp.: 25.0 °C (Room) - Anode: Cu - Creation: 07/17/14 15:25:09 - Step: 0.010 ° - Step time: 1.0 s 30-0068 (N) - Barium Indium Oxide - Ba2In2O5 - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 Hình A2: Giản đồ XRD Ba2In2O5 chế tạo bằngchất tạo gel EDTA 58 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com d=2.9811 500 d=1.4903 d=1.4697 d=1.5830 d=1.5603 d=1.7447 d=1.7198 d=1.7116 d=1.6889 d=1.9043 d=2.1270 d=2.0956 d=2.0573 d=4.110 100 d=2.3323 200 d=1.7907 300 d=3.040 d=2.9395 Lin (Cps) 400 11 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: TaTuan-AIST-Ba-In-AC-EDTA(1-1-1-1).raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 80.000 ° - Temp.: 25.0 °C (Room) - Anode: Cu - Creation: 07/17/14 11:18:44 - Step: 0.010 ° - Step time: 1.0 s 30-0068 (N) - Barium Indium Oxide - Ba2In2O5 - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 d=2.9831 Hình A3: Giản đồ XRD Ba2In2O5chế tạo cặp chất tạo gel có tỷ lệ mol (EDTA:AC = 1:1) 700 500 d=1.4899 d=1.4696 d=1.5825 d=1.7393 d=1.7211 d=1.7114 d=1.6900 d=2.3313 100 d=2.4574 d=2.4063 d=2.6653 200 d=1.7922 d=2.1207 d=2.1067 300 d=2.0562 d=2.9414 400 d=4.117 Lin (Cps) 600 10 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: TaTuan-DHBK-Ba2In2O5-lan 23.raw - Type: 2Th alone - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Temp.: 25.0 °C (Room) - Anode: Cu - Creation: 10/28/13 16:54:27 30-0068 (N) - Barium Indium Oxide - Ba2In2O5 - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 Hình A4: Giản đồ XRD Ba2In2O5chế tạo cặp chất tạogel có tỷ lệ mol (EDTA:AC = 1:1,5) 59 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com d=2.9830 1300 1200 1100 1000 Lin (Cps) 900 800 700 600 d=1.3526 d=1.4910 d=1.4658 d=1.5581 d=1.5809 d=1.7445 d=1.7209 d=1.6043 100 d=1.9051 d=4.113 200 d=2.6715 300 d=2.3327 d=3.043 400 d=2.1278 d=2.0916 d=2.0599 d=2.0378 500 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: TaTuan-DHBK-Ba2In2O5-lan 25.raw - Type: 2Th alone - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Temp.: 25.0 °C (Room) - Anode: Cu - Creation: 10/28/13 14:54:38 30-0068 (N) - Barium Indium Oxide - Ba2In2O5 - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 Hình A5: Giản đồ XRD Ba2In2O5 chế tạo cặpchất tạo gel có tỷ lệ d=2.9849 mol (EDTA: URE = 1) 700 600 400 d=1.4915 d=1.4704 d=1.6047 d=1.5815 d=1.5583 d=1.7442 d=1.7218 d=1.7122 d=1.6924 d=1.7931 d=1.9091 d=2.1290 d=2.0950 d=2.0594 d=2.3352 d=2.4616 d=2.6758 100 d=2.8592 d=3.045 200 d=2.9422 300 d=4.111 Lin (Cps) 500 10 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: TaTuan-DHBK-Ba2In2O5-lan 26.raw - Type: 2Th alone - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Temp.: 25.0 °C (Room) - Anode: Cu - Creation: 10/28/13 14:18:17 30-0068 (N) - Barium Indium Oxide - Ba2In2O5 - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 Hình A6: Giản đồ XRD Ba2In2O5 chế tạo cặpchất tạo gel có tỷ lệ mol (EDTA: URE = 1:2) 60 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com d=2.9817 500 300 d=1.4906 d=1.7438 d=1.7200 d=2.3319 100 d=2.1278 d=2.0955 200 d=3.042 d=2.9398 Lin (Cps) 400 11 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: TaTuan-AIST-Ba-In-Acid oxalic(1-1-1,1).raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 80.000 ° - Temp.: 25.0 °C (Room) - Anode: Cu - Creation: 07/17/14 13:26:57 - Step: 0.010 ° - Step 30-0068 (N) - Barium Indium Oxide - Ba2In2O5 - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 Hình A7: Giản đồ XRD Ba2In2O5chế tạo chất tạo đồng kết tủa AO 61 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... TRẦN KHẮC ĐỊNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH NANO TINH THỂ Ba2In2O5 Chun ngành: Hóa Vơ Cơ Mã số: 60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG... vật liệu này.Đây lý chúng tơi lựa chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng chất hoạt động bề mặt đến hình thành nano tinh thể Ba2In2O5? ?? cho luận văn thạc sỹ khoa học chuyên ngành hóa vơ LUAN VAN CHAT... khiển hình thái, kích thước tinh th? ?Ba2In2O5) nghiên cứu ảnh hưởng thơng số chế tạo đến tính chất hóa lý vật liệu Ba2In2O5 2.1.2 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng hợp loại vật liệu nano tinh thể