Nghiên cứu, tổng hợp perovskit hệ lantan cromit và lantanmanganit bằng phương pháp đốt cháy
B GIO DC V O TO VIN KHOA HC V CễNG NGH VIT NAM VIN HểA HC ***************** Nguyễn xuân dũng Nghiên cứu, tổng hợp perovskit hệ Lantan cromit v Lantan manganit bằng phơng pháp đốt cháy Chuyên ngnh: Hóa vô cơ Mã số: 62 44 25 01 Tóm tắt Luận án tiến sĩ hóa học H nội - 2010 Công trình đợc hoàn thành tại: Viện Hóa học Viện Khoa học v Công nghệ Việt Nam. Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS. Lu Minh Đại Phản biện 1: PGS. TS. Bựi Duy Cam Phản biện 2: PGS. TS. Trần Thị Đ Phản biện 3: PGS. TS. Đỗ Ngọc Liên Luận án sẽ đợc bảo vệ trớc Hội đồng chấm Luận án Tiến sĩ cấp nhà nớc họp tại Viện Hóa học vào hồi 9 giờ 00 ngày 07 tháng 01 năm 2010. Có thể tìm luận án tại Th viện Quốc gia, Th viện Viện Hóa học Danh mục Các công trình khoa học đã công bố 1. Nguyễn Xuân Dũng (2006), Khảo sát các y ếu tố ảnh hởn g đến kích thớc hạt perovskit LaMn 0,5 Cu 0,5 O 3 , Tạp chí khoa học Đại học Vinh 35(3A), tr. 18-20. 2. Lu Minh Đại, Nguyễn Xuân Dũng (2006), N g hiên cứu tổn g hợ p p erovskit LaMn 0,5 Cu 0,5 O 3 có kích thớc nanomet bằn g p hơn g p há p đốt chá y g el p ol y vin y l ancol và muối nitrat kim loại, Tạp chí hoá học, T. 44 (3), Tr. 350-355. 3. Lu Minh Đại, Nguyễn Xuân Dũng (2006), Tổn g hợ p p erovskit La 0,9 Ce 0,1 Mn 0,5 Cu 0,5 O 3 bằng phơng pháp đốt cháy gel ở nhiệt độ thấp, T ạp chí hoá học, T. 44 (6), Tr. 713-718. 4. Lu Minh Đại, Nguyễn Xuân Dũng (2008) Tổng hợp perovskit LaCrO 3 bằn g phơng pháp đốt cháy gel ở nhiệt độ thấp, Tạp chí hoá học, T. 46 (1), Tr. 83-88. 5. Lu Minh Đại, Nguyễn Xuân Dũng, Đào N g ọc Nhiệm (2008), Tổn g hợ p perovskit La 0,8 Ce 0,2 CrO 3 bằng phơng pháp đốt cháy gel, Tạp chí hoá học, T. 46 (2A), Tr. 37-42. 6. Soo Lee, Dao Ngoc Nhiem, Luu Minh Dai, Nguyen Xuan Dung, Lee D.W. (2008), Synthesis of LaCrO 3 at Low Temperature by the PVA Gel Combusion Method, the 37 th KSIEC Meeting, Korea, 9-10/2008, p.122. 7. Lu Minh Đại, Nguyễn Xuân Dũng, Vũ Anh Tuấn (2009), N g hiên cứu một số đặc trng và khả năng oxy hóa m-xylen trên xúc tác perovskit LaMnO 3 , T ạp chí hoá học, T. 47(4A), Tr. 492-496 8. Nguyễn Xuân Dũng, Lu Minh Đại (2009), N g hiên cứu một số đặc trn g và xúc tác oxy hóa m-xylen của perovskit LaMn 0,5 Cu 0,5 O 3 , Tạp chí hoá học, T. 47 (4A), Tr. 497-501. 9. Lu Minh i, Nguyn Xuõn Dng, Phm Vn Hai (2009), Nghiờn cu tng hp perovskit LaCr 0.5 Mn 0,5 O 3 nhit thp bng phng phỏp t chỏy gel, Tp chớ húa hc, 47(2), tr. 99-104 10. Lu Minh i, Nguyn Xuõn Dng, Tng hp perovskit LaMnO 3 bng phng phỏp t chỏy gel nhit thp, Tp chớ hoỏ hc (ó nhn ng). 11. Lu Minh i, Nguyn Xuõn Dng, Nghiờn cu tng hp perovskit LaMn 0,5 Cu 0,5 O 3 cú kớch thc nanomet bng phng phỏp sol gel citrate, Tp chớ hoỏ hc (ó nhn ng). 12. Lu Minh i, Nguyn Xuõn Dng, Tng hp perovskit La 0,8 Ce 0,2 MnO 3 nhit thp bng phng phỏp t chỏy gel PVA, Tp chớ hoỏ hc (ó nhn ng). 13. Lu Minh i, Nguyn Xuõn Dng, Tng hp perovskit La 0,9 Ce 0,1 Cr 0,5 Mn 0,5 O 3 nhit thp bng phng phỏp t chỏy gel PVA, Tp chớ hoỏ hc (ó nhn ng). 1 Mở đầu 1. Lý do chọn đề ti Việc tổng hợp các chất rắn có cấu trúc, thành phần và thuộc tính nh mong muốn là một thách thức đối với các nhà khoa học. Để chế tạo ra vật liệu có tính chất mới cần phải có phơng pháp công nghệ mới. Có nhiều phơng pháp để tổng hợp vật liệu tuỳ vào mục đích và đối tợng sử dụng mà lựa chọn phơng pháp phù hợp. Trong số các phơng pháp tổng hợp, tổng hợp đốt cháy (CS- Combustion synthesis) nổi lên nh là một kỹ thuật quan trọng trong điều chế các loại vật liệu nano. Quá trình tổng hợp sử dụng phản ứng oxi hóa khử tỏa nhiệt giữa hợp phần kim loại và hợp phần không kim loại, phản ứng trao đổi giữa các chất hoạt tính hoặc phản ứng có chứa các chất oxi hóa khử. Tổng hợp đốt cháy đợc đặc trng bởi nhiệt độ cao, diễn ra nhanh trong một thời gian ngắn. Những đặc tính này làm cho CS trở thành một phơng pháp hấp dẫn cho sản xuất các vật liệu công nghệ với chi phí thấp khi so sánh với phơng pháp gốm truyền thống. Vật liệu nano đóng vai trò quan trọng trong hầu hết các lĩnh vực vật lý, hoá học, sinh học. Chúng có những tính chất đặc biệt khác với dạng khối do giới hạn về kích thớc và có mật độ cao về góc và cạnh bề mặt. Trớc đây và nhất là hiện nay, ngời ta rất quan tâm đến việc chế tạo các vật liệu nano xúc tác (nano catalytic materials) vì loại vật liệu này có thể làm cho phản ứng đạt đợc tốc độ lớn nhất và hiệu suất sản phẩm cao nhất. Trong các vật liệu nano, oxit phức hợp dạng perovskit ABO 3 rất đợc quan tâm nghiên cứu bởi sự đa dạng về thành phần và cấu trúc cũng nh các thuộc tính thú vị của nó. Trong các perovskit, perovskit hệ LaCrO 3 (lantan cromit) và hệ LaMnO 3 (lantan manganit) có các tính chất điện, tính chất từ và hoạt tính xúc tác cao. Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu Nghiên cứu, tổng hợp perovskit hệ lantan cromit v lantan manganit bằng phơng pháp đốt cháy. 2. Mục đích v nhiệm vụ nghiên cứu. Nghiên cứu chế tạo các perovskit hệ LaCrO 3 và LaMnO 3 có kích thớc nanomet với độ đồng nhất cao ở nhiệt độ thấp và diện tích bề mặt tơng đối lớn bằng phơng pháp đốt cháy gel PVA định hớng xử lý VOCs (Volatile Organic Compounds). Nghiên cứu đánh giá và giải thích vai trò của PVA trong phơng pháp đốt cháy gel polyme cũng nh các yếu tố ảnh hởng đến độ đồng nhất của sản phẩm nh pH, tỷ lệ mol PVA/KL, nhiệt độ tạo gel. 3. Những đóng góp mới của luận án. - Đã tìm đợc điều kiện tối u để tổng hợp một số perovskit hệ lantan cromit và lantan manganit có kích thớc nanomet và diện tích bề mặt tơng đối lớn bằng phơng pháp đốt cháy gel PVA. Quy trình tổng hợp đơn giản, dễ thực hiện và hiệu quả cao. 2 - Đã giải thích đánh giá vai trò của PVA trong tổng hợp đốt cháy gel polyme. Các yếu tố ảnh hởng nh nhiệt độ nung, pH, tỷ lệ mol PVA/KL, nhiệt độ tạo gel lên sự tạo pha perovskit hệ LaMnO 3 và LaCrO 3 cũng đã đợc nghiên cứu. - Đã thử hoạt tính xúc tác oxy hoá m-xylen trên các perovskit LaMnO 3 , LaCr 0,5 Mn 0,5 O 3 , LaMn 0,5 Cu 0,5 O 3 cho thấy sự chuyển hoá m-xylen xẩy ra ở nhiệt độ tơng đối thấp (<300 0 C). 4. Bố cục của luận án: Nội dung của luận án gồm 112 trang, 16 bảng, 66 hình, 154 tài liệu tham khảo. Bố cục của luận án nh sau: Mở đầu: 3 trang. Chơng 1-Tổng quan: 23 trang. Chơng 2-Các phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm:12 trang. Chơng 3-Kết quả và thảo luận: 72 trang. Kết luận v kiến nghị: 2 trang. Chơng 1. Tổng quan 1.1. Phơng pháp tổng hợp vật liệu 1.1.1. Phơng pháp gốm Phơng pháp gốm truyền thống hay còn gọi là phản ứng pha rắn cho phép tổng hợp nhiều oxit phức hợp ở nhiệt độ cao. Phản ứng tạo sản phẩm ở trạng thái rắn xẩy ra nhờ quá trình khuyếch tán các cation tại điểm tiếp xúc giữa các chất tham gia (các oxit kim loại và muối của chúng) đã đợc trộn đồng đều. Ưu điểm của kỹ thuật gốm là đơn giản nhng sản phẩm thu đợc không đồng nhất và có bề mặt riêng nhỏ. 1.1.2. Phơng pháp đồng kết tủa Một trong những phơng pháp quan trọng để điều chế xúc tác và chất mang là đồng kết tủa. Phơng pháp đồng kết tủa cho sản phẩm có tính đồng nhất cao hơn, bề mặt riêng và độ tinh khiết hoá học lớn hơn so với phơng pháp gốm nhng đòi hỏi nhiều kỹ thuật hơn vì cần phải tách sản phẩm khác và lợng lớn dung môi trong quá trình kết tủa. 1.1.3. Phơng pháp precursor hợp chất Phơng pháp precusor hợp chất có u điểm hơn so với các phơng pháp trên ở chỗ nó cho phép trộn lẫn các chất ở quy mô phân tử (các cation kim loại đợc đa vào cùng hợp chất) nên sản phẩm thu đợc có tính đồng nhất cao, bề mặt riêng lớn. Tuy nhiên, hạn chế của phơng pháp này là thành phần của oxit phức hợp phải trùng với thành phần của precursor hợp chất. 1.1.4. Ph ơng pháp precursor dung dịch rắn Dung dịch rắn đợc tạo thành nhờ sự kết tinh các muối nitrat, cacbonat, oxalat từ dung dịch các muối kim loại hợp phần và nung thu đợc oxit phức hợp. Phơng pháp này có đầy đủ các u điểm của phơng pháp precursor hợp chất và cho phép tổng hợp đợc các oxit phức hợp có thành phần thay đổi. Tuy nhiên, không phải bất kì hợp chất nào cũng có thể chế tạo đợc các dung dịch rắn. Do vậy, không thể điều chế tất cả các oxit phức hợp theo phơng pháp này. 3 H ình 1.2. Cấu trúc của perovskit ABO 3 lập phơng lý tởng (a) v sự sắp xếp của các bát diện trong cấu trúc A BO 3 lập phơng lý tởng (b) 1.1.4. Phơng pháp sol-gel Phơng pháp sol-gel không phải là một phơng pháp mới nhng đợc sử dụng phổ biến để điều chế oxit phức hợp. Sol-gel là quá trình chuyển hệ từ dạng sol sang dạng gel đồng nhất bằng quá trình thủy phân, polyme hóa, gel đợc xử lý nhiệt và nhiệt phân thu đợc sản phẩm mong muốn. Phơng pháp sol-gel rất đa dạng nhng có thể quy về ba hớng là thủy phân các muối, thủy phân các alkoxid và tạo phức. Phơng pháp sol-gel sử dụng axit citric làm tác nhân tạo phức đợc gọi là phơng pháp sol-gel citrat. Phơng pháp sol-gel có một số u điểm sau: tạo sự đồng thể các thành phần ở mức độ phân tử, dễ điều chỉnh thành phần, tổng hợp mẫu ở nhiệt độ thấp. 1.1.5. Tổng hợp đốt cháy Tổng hợp đốt cháy xẩy ra phản ứng oxi hoá khử toả nhiệt mạnh giữa muối nitrat kim loại và tác nhân đóng vai trò nh nhiên liệu. Trong số các phơng pháp hóa học, tổng hợp đốt cháy có thể tạo ra bột tinh thể nano oxit phức hợp ở nhiệt độ thấp hơn trong một thời gian ngắn và có thể đạt ngay đến sản phẩm cuối cùng mà không cần phải xử lý nhiệt thêm nên hạn chế đợc sự tạo pha trung gian và tiết kiệm đợc năng lợng khi so sánh với phơng pháp thông thờng. Một số thuận lợi khác của phơng pháp CS là: dụng cụ điều chế tơng đối đơn giản, tạo thành sản phẩm có độ tinh khiết cao, có thể dễ dàng điều khiển đợc hình dạng và kích thớc của sản phẩm. Những đặc tính này làm cho CS trở thành một phơng pháp hấp dẫn cho sản xuất các vật liệu công nghệ với chi phí thấp khi so sánh với phơng pháp gốm truyền thống và trở thành một nhánh riêng trong nghiên cứu khoa học. Các loại tổng hợp đốt cháy: đốt cháy trạng thái rắn, đốt cháy pha khí, đốt cháy dung dịch và đốt cháy gel polyme. Trong tổng hợp đốt cháy gel polyme, dung dịch tiền chất gồm các muối nitrat kim loại trộn với polyme đã hoà tan vào nớc tạo thành hỗn hợp nhớt. Làm bay hơi hỗn hợp hoàn toàn thu đ ợc khối xốp nhẹ bị nhiệt phân trong khoảng 300-900 0 C tạo thành oxit phức hợp mịn. Các polyme đóng vai trò nh là môi trờng phân tán cho các cation trong dung dịch ngăn ngừa sự kết tụ và cũng là nhiên liệu cung cấp nhiệt cho quá trình đốt cháy gel làm giảm nhiệt độ cho quá trình điều chế. Polyme PVA dễ dàng bị phân huỷ toả nhiệt ở nhiệt độ thấp (khoảng 500 0 C) để lại rất ít chất d cacbon. PVA còn chứa các nhóm OH có khả năng tơng tác tạo phức. Các đặc điểm này của PVA tạo tiền đề cho phơng pháp này. 1.2. Oxit phức hợp kiểu perovskite Perovskit là loại oxit phức hợp có công thức chung ABO 3 . ở dạng lý tởng, perovskit có cấu trúc lập phơng (hình 4 1.2).Trong đó A là cation có kích thớc lớn chiếm vị trí đỉnh lập phơng có số phối trí 12; B là cation có kích thớc bé hơn chiếm vị trí ở tâm hình lập phơng có số phối trí 6; Ion oxi nằm ở tại trung điểm các cạnh của ô mạng lập phơng. Để đánh giá về đặc trng cấu trúc perovskit, Goldschmidt [28] đã đa ra hệ số tơng tích t (tolerance) đợc định nghĩa nh sau: () OB OA rr rr t + + = 2 (1.2) trong đó: t là thừa số tolerance ; r A là bán kính của ion A; r B là bán kính của ion B; r O là bán kính của ion oxi, r O = 1,36 ; r A r O Cấu trúc perovskite lý tởng có t=1 và giá trị t thờng gặp trong khoảng giữa 0,8 và 0,9. Điều kiện để perovskit bền là 0,75<t<1. Perovskit chứa La ở vị trí A và kim loại chuyển tiếp ở vị trí B thu hút nhiều sự quan tâm nghiên cứu do có hoạt tính oxy hóa cao trong thiêu đốt xúc tác xử lý môi trờng. Các công trình nghiên cứu cho thấy perovskit cho kết quả hứa hẹn trong oxy hóa CO, xử lý NO x và oxy hóa VOCs. Chơng 2. Các phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm 2.1. Phơng pháp tổng hợp vật liệu perovskit Dung dịch muối nitrat kim loại lấy theo tỷ lệ hợp thức đợc trộn với dung dịch PVA và điều chỉnh pH của hỗn hợp bằng NH 3 , axit axetic. Quá trình điều chế đợc thực hiện trên máy khuấy từ và duy trì pH ban đầu để tạo gel. Gel có độ nhớt cao, trong suốt đợc sấy khô tạo thành khối xốp phồng và đem nung ở nhiệt độ thích hợp thu đợc bột mịn. 2.2. Phơng pháp tính nhiệt cháy của polyme Nhiệt cháy của polyme đợc đo bằng bom nhiệt lợng kế và đợc xác định bằng các phơng pháp tính toán lý thuyết nh phơng pháp dựa vào hàm lợng oxy tiêu thụ, phơng pháp dựa vào nhóm cấu trúc, phơng pháp dựa vào thành phần nguyên tố. 2.3. Các phơng pháp ỏnh giỏ vt liu - Phơng pháp phân tích nhiệt. - Phơng pháp nhiễu xạ Rơnghen. - Phơng pháp hiển vi điện tử quét SEM và hiển vi điện tử truyền qua TEM. - Phơng pháp phổ hồng ngoại. - Phơng pháp phổ hấp thụ tử ngoại-khả kiến - Phơng pháp đo diện tích bề mặt BET. 2.4. Phơng pháp nghiên cứu hoạt tính xúc tác Hoạt tính xúc tác oxi hóa VOCs đợc tiến hành trên hệ thống dòng vi lợng ở áp suất không khí. Khí N 2 đợc sục qua bình ổn nhiệt chứa hơi VOCs bão hoà và đợc trộn với không khí đi qua lò nung đợc lập trình nhiệt độ chứa xúc tác, sản phẩm đi ra đợc phân tích trên máy sắc ký. 5 Chơng 3. Kết quả v thảo luận 3.1. Tổng hợp perovskit có kích thớc nanomet bằng phơng pháp đốt cháy gel PVA ở nhiệt độ thấp 3.1.1. Vai trò tạo môi trờng đồng thể của PVA Trong quá trình điều chế, gel thu đợc trong suốt thể hiện sự đồng nhất. PVA chứa các nhóm hyđroxyl có khả năng tơng tác với ion kim loại tạo thành cấu trúc nh kén tằm (hình 3.1). Phổ tử ngoại của dung dịch La 3+ -Mn 2+ chỉ ra một pic hấp thụ cực đại ở 376 nm bị chuyển dịch về bớc sóng ngắn hơn ở trong gel (331 nm). Điều này chứng tỏ có sự liên kết giữa PVA và ion kim loại. Sự tơng tác giữa PVA và ion kim loại đã làm cho các ion kim loại đợc phân bố một cách đồng thể trong gel, hạn chế đợc sự kết tụ hạt trong quá trình điều chế. 3.1.2. Vai trò cung cấp nhiệt của PVA Nhiệt đốt cháy của PVA tính toán theo các phơng pháp khác nhau (bảng 3.2) phù hợp với thực nghiệm. Nhiệt đốt cháy của PVA lớn hơn nhiệt đốt cháy của AC (bảng 3.3). Nh vậy, PVA cháy cung cấp một phần nhiệt lợng dùng cho quá trình tinh thể hoá và làm giảm nhiệt độ điều chế perovskit. Perovskit LaMn 0,5 Cu 0,5 O 3 tổng hợp theo phơng pháp đốt cháy gel PVA có nhiệt độ nung thấp hơn, diện tích bề mặt cao hơn, kích thớc hạt bé hơn so với mẫu đợc điều chế theo phơng pháp sol-gel citrat (bảng 3.3). Ngoài ra, bằng phơng pháp đốt cháy gel PVA, các perovskit LaCrO 3 (mục 3.2.1), La 0,8 Ce 0,2 CrO 3 (mục 3.2.3), LaMnO 3 (mục 3.3.1), LaMn 0,5 Cu 0,5 O 3 (mục 3.3.2) đợc tổng hợp ở nhiệt độ nung thấp hơn với thời gian ngắn hơn và có diện tích bề mặt lớn hơn so với mẫu tơng ứng đợc điều chế bằng phơng pháp sol-gel citrat trong các tài liệu cho ở bảng 1.6. Bảng 3.1. Nhiệt đốt cháy ton phần v nhiệt đốt cháy thực của PVA theo các phơng pháp khác nhau Phơng pháp xác định Nhiệt đốt cháy toàn phần Q c,g (kJ/g) Nhiệt đốt cháy thực Q c,n (kJ/g) Số liệu thực nghiệm +23,31 * +21.31 Phơng pháp thực nghiệm +22,73 +20,73 Tính theo lợng oxy tiêu thụ +23,82 +21,81 Tính theo nhóm cấu trúc +24,54 +22,55 Tính theo thành phần nguyên tố +23,55 +21,58 (*) Dấu cộng chỉ phản ứng toả nhiệt O - O H O H O H O H O H O H O H O - O - M n+ H ình 3 .1. Mô hình đề nghị dạng kén tằm tạo thnh do sự tơng tác của ion kim loại với các nhóm hyđroxyl của PVA. 6 Bảng 3.2. Nhiệt đốt cháy ton phần của PVA-Q c,g (PVA) v của AC-Q c,g (AC). Q c,g (PVA), kJ/g Q c,g (AC), kJ/g Số liệu thực nghiệm 23,31 10,2 Tính theo lợng oxy tiêu thụ 23,82 9,82 Tính theo nhóm cấu trúc 24,55 11,02 Tính theo thành phần Nguyên tố 23,55 7,60 Bảng 3.3. Tổng hợp LaMn 0,5 Cu 0,5 O 3 bằng phơng pháp đốt cháy gel PVA v sol-gel citrat. Phơng pháp đốt cháy gel PVA Phơng pháp sol-gel citrat Nhiệt độ nung ( 0 C) 600 650 pH 3 6,5-7 Tác nhân tạo gel/ Kim loại 3:1 2:1 Nhiệt độ tạo gel ( 0 C) 80 80 Diện tích bề mặt (m 2 /g) 19 16,5 Kích thớc hạt tinh thể 24,55 30,50 3.2. Nghiên cứu tổng hợp perovskit hệ LaCrO 3 bằng phơng pháp đốt cháy gel 3.2.1. Tổng hợp perovskit LaCrO 3 3.2.1.1. Khảo sát lựa chọn nhiệt độ nung Kết quả phân tích nhiệt của gel cho thấy gel bị phân hủy hoàn toàn ở nhiệt độ dới 500 0 C. Mẫu nung ở 300, 400 0 C vẫn còn ở trạng thái vô định hình. Mẫu nung ở 500 và 600 0 C chủ yếu chứa pha LaCrO 4 . Mẫu nung ở 650 0 C pha LaCrO 3 xuất hiện rõ hơn và pha LaCrO 4 kém đặc trng hơn. Mẫu nung ở 700 và 850 0 C chỉ chứa pha đơn LaCrO 3 (hình 3.5). Kết quả phân tích nhiễu xạ Rơnghen phù hợp với kết quả phân tích FTIR (hình 3.6) Từ những kết quả trên chúng tôi chọn nhiệt độ nung 700 0 C để điều chế mẫu. H ình 3.5. Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen của gel PV A -La- Cr đợc nung ở 300, 400, 500, 600, 650, 700 v 850 0 C; đờng nét đứt ( ) chỉ vị trí pic của pha L aCrO 4 , đờng nét liền ( ) chỉ vị trí pic của pha L aCrO 3 H ình 3.6. Phổ hồng ngoại FTIR của gel PVA-La-C r đợc nung ở 300, 400, 500, 600, 650, 700 v 850 0 C [...]... lớn nhất 24 Kiến nghị về những hớng nghiên cứu tiếp theo: Qua nghiên cứu đề tài Nghiên cứu, tổng hợp perovskit hệ lantan cromit v lantan manganit bằng phơng pháp đốt cháy, chúng tôi đa ra một số kiến nghị sau: - Sử dụng phơng pháp đốt cháy để tổng hợp các hệ xúc tác oxit phức hợp khác nh spinel để thấy rõ hơn u điểm của phơng pháp này trong tổng hợp oxit phức hợp nói chung - Sử dụng các chất bổ trợ... chuyển hoá T50% v T100% của các perovskit 23 KếT LUậN V KIếN NGHị Luận án đạt đợc các kết quả sau: 1 Phơng pháp đốt cháy gel PVA là một phơng pháp tổng hợp đốt cháy điều chế các đơn oxit, các oxit phức hợp nói chung và perovskit nói riêng có kích thớc nanomet Quy trình tổng hợp đơn giản, dễ thực hiện và hiệu quả cao Đã phân tích, đánh giá vai trò của PVA trong phơng pháp đốt gel polyme PVA tạo môi trờng... perovskit có cấu trúc cubic với hằng số mạng a=3,8999 và thể tích ô mạng cơ sở V=59,314 3 3.3.2.4 Kết luận Điều kiện tối u để tổng hợp perovskit: pH=3, Hình 3.43 ảnh TEM của mẫu PVA/KL=3:1, nhiệt độ tạo gel 800C và nhiệt độ LaMn Cu O nung 6000C Perovskit LaMn0,5Cu0,5O3 tổng hợp ở điều kiện tối u bằng phơng pháp đốt cháy gel PVA có kích thớc hạt nano và diện tích bề mặt tơng đối lớn (19,3 m2/g) Perovskit. .. PVA/KL=3:1-6:1, nhiệt độ tạo gel 800C Perovskit La0,9Ce0,1Cr0,5Mn0,5O3 đợc tổng hợp bằng phơng pháp đốt cháy gel PVA ở điều kiện tối u có kích thớc hạt nanomet và diện tích bề mặt 16,0 m2/g Nghiên cứu cấu trúc tinh thể cho thấy perovskit La0,9Ce0,1Cr0,5Mn0,5O3 có cấu trúc orthohombic với hằng số mạng a=5,4896 , b=5,4802 , c=7,7566 và thể tích ô mạng V=233,350 3 3.3.1 Tổng hợp perovskit LaMnO3 3.3.1.1 Khảo... u để tổng hợp LaCr0,5Mn0,5O3: nhiệt độ nung 6500C, pH=3ữ4, PVA/KL=3:1 và nhiệt độ tạo gel 800C Perovskit LaCr0,5Mn0,5O3 đợc điều chế bằng phơng pháp đốt cháy gel ở điều kiện tối u có kích thớc hạt nano và diện tích bề mặt tơng đối lớn (15,5 m2/g) Perovskit LaCr0,5Mn0,5O3 có cấu trúc orthohombic với hằng số mạng a=5,4960 , b=5,4839 , c=7,7585 và thể tích ô mạng cơ sở V= 233,837 3 3.2.3 Tổng hợp perovskit. .. lần Điều kiện tối u để tổng hợp perovskit: nhiệt độ nung 6000C, pH=3ữ 4, PVA/KL=3:1, 6:1 và nhiệt độ tạo gel 800C Perovskit LaMnO3 đợc tổng ở điều kiện tối u có kích thớc hạt nanomet với diện tích bề mặt tơng đối lớn (22,4 m2/g) LaMnO3 đợc tổng hợp theo phơng pháp này có diện tích bề mặt lớn hơn và kích thớc hạt bé hơn so với phơng pháp đợc sử dụng trong [12], [30], [66], [121] Perovskit LaMnO3 có cấu... cation và là nhiên liệu cung cấp năng lợng làm giảm nhiệt độ nung của quá trình tổng hợp vật liệu 2 Các perovskit LaCrO3, LaCr0,5Mn0,5O3, La0,8Ce0,2CrO3, La0,9Ce0,1Mn0,5Cr0,5O3, LaMnO3, LaMn0,5Cu0,5O3, La0,8Ce0,2MnO3, La0,9Ce0,1Mn0,5Cu0,5O3 có kích thớc nanomet ( . nghiên cứu Nghiên cứu, tổng hợp perovskit hệ lantan cromit v lantan manganit bằng phơng pháp đốt cháy. 2. Mục đích v nhiệm vụ nghiên cứu. Nghiên cứu chế tạo các perovskit hệ LaCrO 3 và LaMnO 3 . kiện tối u để tổng hợp một số perovskit hệ lantan cromit và lantan manganit có kích thớc nanomet và diện tích bề mặt tơng đối lớn bằng phơng pháp đốt cháy gel PVA. Quy trình tổng hợp đơn giản,. nghệ mới. Có nhiều phơng pháp để tổng hợp vật liệu tuỳ vào mục đích và đối tợng sử dụng mà lựa chọn phơng pháp phù hợp. Trong số các phơng pháp tổng hợp, tổng hợp đốt cháy (CS- Combustion synthesis)