(Luận văn) khảo sát các điều kiện tổng hợp vật liệu bột nano lafeo3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HỐ  KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HỐ HỌC CHUN NGÀNH: HĨA VÔ CƠ lu an KHẢO SÁT CÁC n va to p ie gh tn ĐIỀU KIỆN TỔNG HỢP d oa nl w VẬT LIỆU BỘT NANO LaFeO3 ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2012 n va ac th si BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HỐ  KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HOÁ HỌC CHUYÊN NGÀNH: HĨA VƠ CƠ lu KHẢO SÁT CÁC an n va ie gh tn to ĐIỀU KIỆN TỔNG HỢP p VẬT LIỆU BỘT NANO LaFeO3 d oa nl w va an lu ll u nf GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến oi m SVTH: Trần Thị Thùy Dung z at nh z m co l gm @ an Lu Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2012 n va ac th si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến LỜI NHẬN XÉT …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… lu an ………………………………………………………………………………………… va ………………………………………………………………………………………… n tn to ………………………………………………………………………………………… gh ………………………………………………………………………………………… p ie ………………………………………………………………………………………… w ………………………………………………………………………………………… oa nl ………………………………………………………………………………………… d ………………………………………………………………………………………… lu an ………………………………………………………………………………………… u nf va ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ll oi m ………………………………………………………………………………………… z at nh ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… z ………………………………………………………………………………………… @ m co l gm ……………………………………… ……… an Lu n va ac th Trang si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Anh Tiến, người tin tưởng giao đề tài ln tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho em tham gia nghiên cứu, hồn thành khố luận Gần năm học tập Khoa Hóa - Trường Đại học Sư phạm Thành Phố Hồ Chí Minh cung cấp cho em lượng kiến thức lớn trang bị kĩ cần thiết phục vụ cho việc tiến hành thí nghiệm cách an tồn đạt kết cao Em xin chân thành cám ơn thầy ngồi khoa, người ln tận tình giảng dạy, truyền cho chúng em niềm đam mê học tập đam mê nghiên cứu khoa học lu an Em gửi lời tri ân đến thầy cơ, anh chị, cán phịng thí va n nghiệm hóa lí, hóa hữu vơ tạo điều kiện thuận lợi cho em Em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới gia đình bạn bè em, p ie gh tn to trình tiến hành thực nghiệm người ln giúp đỡ, động viên, khuyến khích em năm học, oa nl w q trình hồn thành đề tài d Do lần tham gia nghiên cứu đề tài khoa học, nỗ lực lu va an nên em khơng tránh khỏi việc mắc phải thiếu sót sai lầm, em ll oi m hồn thiện u nf mong nhận đóng góp, phê bình thầy bạn để khóa luận z at nh Một lần em xin chân thành cám ơn z SVTH m co l gm @ TP Hồ Chí Minh ngày 10 tháng năm 2012 Trần Thị Thùy Dung an Lu n va ac th Trang si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, với phát triển khoa học kĩ thuật nhu cầu người ngày cao đòi hỏi nhà khoa học phải tiến hành nghiên cứu tìm loại vật liệu để đáp ứng yêu cầu Hóa học nano kĩ thuật vật liệu nano khơng nằm ngồi xu hướng chung Mặc dù giới, công nghiệp nano phát triển lâu (từ khoảng năm 50 kỉ trước) đạt nhiều tiến vượt bậc, sánh ngang ngành kĩ thuật khác, phần đáp ứng nhu cầu nghiên cứu sản xuất, Việt Nam ngành khoa học tương đối mới, việc giảng dạy trường đại học dừng lu mức độ đại cương việc nghiên cứu vấn đề sinh viên khiêm an tốn va n Trong oxit bán dẫn có kích thước hạt nhỏ ferrite chiếm vị trí đặc biệt to gh tn quan trọng thể tính chất từ Các ferrite kích thước nano có từ tính mà ie sử dụng rộng rãi ngành điện tử nano đại dùng làm môi trường chép p lưu trữ thông tin, làm dụng cụ cảm biến, làm chất xúc tác phản nl w ứng oxi - hóa khử, ứng dụng y học, quang học nhiều lĩnh vực khác Các d oa ferrite loại ABO (A = La, Y; B = Cr, Mn, Fe, Co, Ni) nghiên cứu nhiều lu lĩnh vực xúc tác Phương pháp thông thường dễ để điều chế ferrite va an tổng hợp gốm Nhược điểm phương pháp yêu cầu nhiệt độ cao (T > u nf 1200°C) để thu pha đơn tinh thể, dẫn đến ferrite thu có kích thước hạt lớn ll khơng đồng nhất, diện tích bề mặt thấp kết tụ hạt oi m z at nh Ngày để điều chế vật liệu nano người ta thường sử dụng phương pháp như: phương pháp kết tinh cryochemical, phương pháp hoá, phương pháp thuỷ z nhiệt, phương pháp điện hố, Phương pháp hóa học điều chế vật liệu từ oxit gm @ coi chiếm ưu đảm bảo tính đồng hóa học hoạt tính cao l bột ferrite tạo thành Trong phương pháp chiến lược, kinh tế không gây ô an Lu tủa cấu tử từ dung dịch lỏng chúng) m co nhiễm môi trường coi phương pháp sol – gel (trong trường hợp riêng, đồng kết n va ac th Trang si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến Lantan orthorferrtite LaFeO với cấu trúc nano loại vật liệu có giá trị sử dụng cao, ứng dụng nhiều thực tế đặc biệt làm xúc tác phản ứng hóa học Phương pháp tổng hợp hợp chất khơng q phức tạp khơng địi hỏi loại máy móc thiết bị đại, phần lớn chúng trang bị sẵn phịng thí nghiệm khoa, thời gian thực nghiệm không dài nên phù hợp với việc nghiên cứu khoa học sinh viên Vì lí với bảo tận tình giúp đỡ giảng viên khoa, đặc biệt hướng dẫn trực tiếp thầy Nguyễn Anh Tiến em chọn “khảo sát điều kiện tổng hợp vật liệu bột nano LaFeO ” làm đề tài khóa luận tốt nghiệp lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th Trang si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC………………………………………………………………………………… DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ…………………………………………………………… CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGUYÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NANO VÀ CÔNG NGHỆ NANO 1.1.1 Cơng nghệ hóa học .9 1.1.2 Phân loại vật liệu nano 1.1.3 Ứng dụng vật liệu nano 12 1.2 TỔNG QUAN VỀ OXIT, HIDROXIT CỦA LANTAN VÀ SẮT [8] 14 lu 1.2.1 Trạng thái oxi hóa +3 Lantan 14 an 1.2.1.1 Tóm tắt tính chất hóa học 14 n va 1.2.1.2 Sự tạo phức Ln3+ .15 1.2.2.1 Sắt(III) oxit Fe O 15 gh tn to 1.2.2 Oxit hidroxit sắt(III) 15 ie 1.2.2.2 Sắt(III) hydroxit .16 p 1.2.2.3 Muối phức chất sắt(III) 16 w 1.3 CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA ABO 17 oa nl 1.3.1 Cấu trúc tinh thể vật liệu perovskite 17 d 1.3.2 Hiệu ứng Jahn-Teller 18 an lu 1.3.3 Một số đặc tính vật liệu có cấu trúc orthoferrite 20 va 1.3.3.1 Sự pha tạp khuyết thiếu oxi 21 u nf 1.3.3.2 Hoạt tính xúc tác 21 ll 1.3.3.3 Cấu trúc tinh thể tinh thể LaFeO 23 m oi CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU z at nh VẬT LIỆU NANO …………………………………… 26 z 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO LaFeO .26 gm @ 2.1.1 Tổng hợp lantan orthoferrite theo phương pháp gốm công nghệ cao [9] 26 l 2.1.2 Tổng hợp lantan orthoferrite theo phương pháp khuôn SBA-16 28 m co 2.1.2.1 Giới thiệu SBA-16 28 2.1.2.2 Cơ chế tổng hợp SBA-16 29 an Lu 2.1.2.3 Phương pháp tổng hợp SBA-16 29 2.1.3 Quy trình tổng hợp LnFeO cách sử dụng khuôn SBA-16 32 n va ac th Trang si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến 2.1.4 Tổng hợp lantan orthoferrite phương pháp đồng kết tủa 33 2.1.5 Tổng hợp lantan orthoferrite theo phương pháp đồng kết tủa có sử dụng axit oleic làm chất hoạt động bề mặt .33 2.1.5.1 Chất hoạt động bề mặt 33 2.1.5.2 Axit Oleic 34 2.1.5.3 Vai trò axit oleic trình tổng hợp lantan orthoferrite .34 2.1.6 Tổng hợp lantan orthoferrite theo phương pháp sol-gel 35 2.1.6.1 Đại cương phương pháp sol-gel .35 2.1.6.2 Sơ đồ tổng hợp lantan orthoferrite theo phương pháp sol-gel 37 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 37 2.2.1 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc tinh thể [6] 37 2.2.1.1 Nhiễu xạ tia Rơnghen (X-Ray Diffraction – XRD) 37 lu an 2.2.1.2 Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM–Transmission Electron Microscope) 40 va n 2.2.1.3 Hiển vi điện tử quét (SEM – Scanning Electron Microscope) 41 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM – KẾT QUẢ – THẢO LUẬN 45 ie gh tn to 2.2.2 Phương pháp phân tích nhiệt 43 p 3.1 HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ 45 w 3.1.1 Các hóa chất sử dụng 45 oa nl 3.1.2 Dụng cụ 45 d 3.2 THỰC NGHIỆM TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO LaFeO 45 va an lu 3.2.1 Tổng hợp bột nano LaFeO theo phương pháp đồng kết tủa sử dụng axit oleic làm chất phân tán bề mặt .46 u nf 3.2.2 Tổng hợp bột nano LaFeO phương pháp sol-gel .46 ll 3.3 Kết thảo luận 46 m oi 3.3.1 Phương pháp .46 z at nh 3.3.2 Phương pháp .52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61 z TÀI LIỆU THAM KHẢO .62 m co l gm @ an Lu n va ac th Trang si lu an n va p ie gh tn to DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1……………………………………………………………………………… 10 Hình 2……………………………………………………………………………… 11 Hình 3……………………………………………………………………………… 18 Hình 4……………………………………………………………………………… 19 Hình 5……………………………………………………………………………… 23 Hình 6……………………………………………………………………………… 23 Hình 7……………………………………………………………………………… 27 Hình 8……………………………………………………………………………… 31 Hình 9……………………………………………………………………………… 31 Hình 10……………………………………………………………………………… 32 Hình 11……………………………………………………………………………… 33 Hình 12… 34 Hình 13……………………………………………………………………………… 36 Hình 14……………………………………………………………………………… 37 Hình 15……………………………………………………………………………… 38 Hình 16……………………………………………………………………………… 41 Hình 17……………………………………………………………………………… 42 Hình 18……………………………………………………………………………… 44 Hình 19……………………………………………………………………………… 47 Hình 20……………………………………………………………………………… 48 Hình 21……………………………………………………………………………… 49 Hình 22……………………………………………………………………………… 50 Hình 23……………………………………………………………………………… 50 Hình 24……………………………………………………………………………… 51 Hình 25……………………………………………………………………………… 51 Hình 26……………………………………………………………………………… 52 Hình 27……………………………………………………………………………… 52 Hình 28……………………………………………………………………………… 53 Hình 29……………………………………………………………………………… 53 Hình 30……………………………………………………………………………… 54 Hình 31……………………………………………………………………………… 54 Hình 32……………………………………………………………………………… 55 Hình 33……………………………………………………………………………… 55 Hình 34……………………………………………………………………………… 56 Hình 35……………………………………………………………………………… 56 Hình 36……………………………………………………………………………… 58 Hình 37……………………………………………………………………………… 58 Hình 38……………………………………………………………………………… 59 d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGUYÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NANO VÀ CÔNG NGHỆ NANO Nanomet điểm kỳ diệu kích thước chiều dài, điểm mà vật liệu sáng chế nhỏ người chế tạo cấp độ nguyên tử phân tử giới tự nhiên Khái niệm vật liệu nano mang nghĩa tương đối rộng Vật liệu nano tập hợp (aggregate) nguyên tử kim loại hay phi kim (được gọi cluster) hay phân tử oxit, sunfua, cacbua, nitrua, borua… có kích thước lu khoảng từ đến 100 nm Đó vật liệu xốp với đường kính mao an n va quản nằm giới hạn tương tự (như zeolit, photphat, cacboxylat kim loại…) [2] gh tn to Như vậy, nói cơng nghệ nano có ý nghĩa sử thuật sử dụng kích thước từ ie 0,1 nanomet đến 100 nanomet để tạo biến đổi hoàn toàn lý tính cách sâu sắc p hiệu ứng kích thước lượng tử (quantum size effect) “Hội chứng cơng nghệ nano” nl w tràn qua tất lĩnh vực công nghệ thay đổi chất hầu d oa hết đối tượng người tạo kỷ an lu Trong cơng nghệ nano có phương thức từ xuống (top-down) nghĩa va chia nhỏ hệ thống lớn để cuối tạo đơn vị có kích thước nano ll u nf phương pháp từ lên (bottom-up) nghĩa lắp ghép hạt có kích thước oi m nano Đặc biệt gần đây, việc thực công nghệ nano theo phương thức bottom-up z at nh trở thành kĩ thuật tạo hình thái vật liệu mà loài người mong muốn, nên thu hút nhiều quan tâm Trong bối cảnh người ta nói tới hóa học đặc z biệt hóa học cao phân tử trở thành phương tiện quan trọng phương thức gm @ bottom-up l Từ kích thước ngun tử hình thành khối dạng hạt cấu trúc nano Những khối m co nano tổ chức hóa thành hình thái khác xếp chặt chẽ kích an Lu thước nanomet Các phương pháp chế tạo vật liệu nano tổng hợp từ tổng hợp hóa học hay cơng đoạn đặc biệt để tạo nên cấu trúc nano Những chất để n va ac th Trang si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến Tiến hành nghiên cứu mẫu bột phương pháp SEM (hình 21) ta thấy hạt bột tạo thành với hai khoảng kích thước rỏ nét: hạt nhỏ với kích thước từ 20 đến 50 nm, hạt lớn 50 – 70 nm, chí có hạt cịn lớn > 100 nm Điều giải thích lượng axit oleic đưa vào chưa đủ để bao phủ hết hạt kết tủa tạo thành, hạt axit bao phủ, ngăn cản kết tụ xảy có kích thước bé ngược lại hạt khác có kích thước lớn hơn, dẫn đến khơng đồng kích thước hình thái bột lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m Hình 21 Hình SEM mẫu bột điều chế theo phương pháp (V acid oleic z at nh = 3ml) sau nung 900°C 1h z m co l gm @ an Lu n va ac th Trang 49 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến Hình 22 kết SEM ta dung V axit oleic = 6ml lúc ta nung 9500C thời gian 1h ta thấy hạt có kích thước từ 40- 50 nm hạt dính khối tách rời dù hạt có độ đồng lu an n va Hình 22 Ảnh SEM mẫu bột điều chế theo phương pháp (V acid oleic = Sau tác giả tăng thời gian nung để khảo sát xem thời gian nung có ảnh ie gh tn to 6ml), sau nung 950°C 1h p hưởng dến kích thước hình dạng bột khơng? Kết chụp SEM (hình 23) cho w thấy kích thước hạt LaFeO sau nung 950°C (t = 3h) tương đối đồng oa nl (khoảng 20 – 40 nm), hạt có nhiều hình thái khác hình cầu phân cạnh d yếu, hình bầu dục kéo dài, số hạt cịn tạo thể liên tinh, có tách rời ll u nf va an lu hạt oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th Trang 50 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến Hình 23 Ảnh SEM mẫu bột điều chế theo phương pháp (V acid oleic = 6ml), sau nung 950°C 3h Khi tăng nhiệt độ nung thấy hạt tạo thành mảng không tách rời dù có kích thước hạt tương đối đồng (20 - 40 nm) lu an n va tn to ie gh Hình 24 Ảnh SEM mẫu bột điều chế theo phương pháp 1(V acid oleic p = 6ml), sau nung 1000°C 1h nl w Dựa vào đồ thị XRD (hình 25) ta thấy, cường độ peak LaFeO sau d oa nung 1000°C (t = 3h) peak hình thành hồn tồn trùng khít với peak chuẩn, điều ll u nf va gian nung 3h an lu chứng tở hình thành pha perovskite LaFeO hoàn thiện 1000°C với thời oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th Trang 51 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến Hình 25 Giản đồ XRD mẫu bột điều chế theo phương pháp (V acid oleic = 6ml), sau nung 1000oC 3h Kết chụp SEM TEM (hình 29) cho thấy kích thước hạt LaFeO sau nung 1000°C (t = 3h) tương đối đồng (khoảng 20 – 40 nm) lu a) an va n a) tn to pháp 1(V axit oleic = 6ml), sau nung 1000°C 3h p ie gh Hình 26 Hình SEM (a) TEM (b) mẫu bột điều chế theo phương nl w 3.3.2 Phương pháp oa Dựa vào giản đồ XRD (hình 27) ta thấy nhiệt độ 750°C có hình thành d peak tương ứng với thành phần pha LaFeO , nhiên pha tạp chất tương ll u nf va an lu đối nhiều oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th Trang 52 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến Hình 27 Giản đồ XRD ghép với peak chuẩn mẫu bột điều chế theo phương pháp 2, sau nung 750oC 3h Kết SEM (hình 28) cho thấy hạt tạo thành có cấu trúc dạng vảy cá lạ với độ mỏng khoảng 10 – 20 nm, độ rộng hạt lên đến 100 nm lu an n va to gh tn Hình 28 Ảnh SEM mẫu bột điều chế theo phương pháp 2, sau p ie nung 750°C 3h d oa nl w Trên giản đồ XRD mẫu bột điều chế theo phương pháp 2, sau nung 850°C (t = 3h), thiết lập pha tinh thể tương ứng với LaFeO Các peak thu trùng khít với peak chuẩn (hình 29) ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th Trang 53 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến Hình 29 Giản đồ XRD ghép với peak chuẩn mẫu bột điều chế theo phương pháp 2, sau nung 850oC 3h Kết phân tích SEM TEM (hình 30) cho thấy, bột thu sau nung 850°C đồng theo kích thước hình dạng Các hạt có kích thước nằm khoảng từ 20 – 50 nm có cấu trúc hình cầu, hình cầu phân cạnh yếu lu an n va a) p ie gh tn to Hình 30 Ảnh SEM TEM mẫu bột điều chế theo phương pháp nl w sau nung 850°C 3h d oa Tăng nhiệt độ giữ nguyên thời gian nung đo kết SEM hình ll u nf va an lu 31 hạt có kích thước nhỏ có độ đồng đều, hạt rời rạc kích thước đả nhỏ oi m z at nh z m co l gm @ nung 950°C 3h an Lu Hình 31 Ảnh SEM mẫu bột điều chế theo phương pháp sau n va ac th Trang 54 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến Hình 32 ảnh chụp kết SEM phương pháp ta nung 9500C 1h ta thấy hạt tách rời có kích thước hạt từ 20 – 50nm hạt có hình trịn tương đối đồng lu an n va p ie gh tn to Hình 32 Ảnh SEM mẫu bột điều chế theo phương pháp sau w nung 950°C 1h oa nl Khi ta khảo sát thêm yếu tố nhiệt độ để kết đánh tốt d tăng nhiệt độ lên 10000C ta có ảnh SEM mẫu hình 33 ta có hạt kết khối dù lu ll u nf va an kích thước nhỏ đồng oi m z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 33 Ảnh SEM mẫu bột điều chế theo phương pháp sau n va nung 1000°C 1h ac th Trang 55 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến Như thời gian nung 1h chưa đủ để hạt tách nên ta khảo sát nhiệt độ thời gian 3h Khi nung 3h ta có ảnh XRD (hình 34) trùng lắp với peak chuẩn, cường độ trung bình có pha khơng cịn peak tạp chất bên cạnh cường độ peak cao lu an n va p ie gh tn to phương pháp 2, sau nung 1000o C 3h oa nl w Hình 34 Giản đồ XRD ghép với peak chuẩn mẫu bột điều chế theo d Trên hình 35 kết thu nghiên cứu SEM TEM mẫu bột lu an LaFeO điều chế theo phương pháp kể sau nung nhiệt độ 1000°C, thời u nf va gian nung 3h Có kích thước khơng vượt q 20 nm, hạt LaFeO tạo thành có dạng ll hình cầu đồng nhất, hình cầu hình bầu dục với phân cạnh yếu, ngồi số oi m hạt cịn tạo thành thể liên tinh z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th Trang 56 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến Hình 35 Ảnh SEM TEM mẫu bột điều chế theo phương pháp 2, sau nung 1000°C 3h Kết nghiên cứu từ tính mẫu bột LaFeO điều chế hai phương pháp sau nung 1000oC 3h thể hình 36, 37 bảng Dựa vào hình 36, 37 bảng ta thấy vật liệu nano LaFeO điều chế hai phương pháp (đồng kết tủa sử dụng axit oleic làm chất phân tán bề mặt phương pháp sol – gel) có đặc trưng từ tính độ từ dư, độ từ hóa bão hịa, lực kháng từ tích lượng từ cực đại giống Trong độ từ dư tương đối nhỏ (≤ lu emu/g) an n va Kết hợp việc quan sát hình dạng đường cong so với đường cong kết mà tác giả tham khảo vật liệu có tính chất thuận từ vật liệu từ to tn mềm Thông số biểu đặc trưng cho nhận định H c = 27 28 ie gh (Oe).Thông qua việc nhận xét đường cong từ trễ trên, ta kết luận vật p liệu có tính tính đối xứng tinh thể tương đối cao nl w Như tìm hiểu ban đầu, LaFeO ứng dụng thực tiễn sử dụng d oa cảm biến thiết bị truyền thơng , có nhiệm vụ chuyển đổi quay từ an lu trường, tinh thể hoạt động cảm ứng điện.Giống kết tìm hiểu va ban đầu, có tính siêu thuận từ Do có tính siêu thuận từ mạnh nên vật liệu u nf ứng dụng hạt nano từ tính, làm tăng tính truyền dẫn hệ ll dẫn lực, dẫn từ,… Như vậy, tổng hợp có kích thước hạt nano mang oi m lại nhiều ứng dụng thực tế z at nh Đồng kết tủa cation kim loại La3+ Fe3+ hai phương pháp điều z chế tinh thể nano LaFeO với kích thước trung bình nhỏ 100 nm Điều gm @ chế LaFeO phương pháp giảm kích thước đáng kể so với phương pháp l Độ từ hóa LaFeO điều chế phương pháp lớn so với độ từ hóa m co LaFeO điều chế có kích thước lớn đa dạng hình thái tinh thể TN 0.89 TN2 n va Thí nghiệm Từ dư ( Mr ) (emu/g) an Lu tạo thành ac th Trang 57 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến Độ từ hóa bão hịa ( emu/ g) 1.7 1.81 Lực kháng từ (Hc) (Oe) 27 28 Tích lượng từ cực đại (BH) 0 Bảng Thông số phân tích từ tính mẫu bột LaFeO điều chế theo hai phương pháp lu M (emu/g) 1.5 an TN1 TN2 va n 0.5 ie gh tn to p 2000 4000 6000 H (Oe) 8000 10 nl w oa Hình 36 Đồ thị đường cong biểu diễn độ từ hóa LaFeO điều d chế theo hai phương pháp khác sau nung 1000°C vòng 3h ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th Trang 58 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến 1.5 M (emu/g) 0.5 -0.5 -1 TN1 (emu/g) TN2 (emu/g) -1.5 lu -2 -1 10 -5000 an H (Oe) 5000 10 va n Hình 37 Đồ thị đường cong từ trễ LaFeO điều chế theo hai to p ie gh tn phương pháp khác sau nung 1000°C vòng 3h d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th Trang 59 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến Tiến hành đo diện tích bề mặt phương pháp BET cho thấy hai mẫu bột có diện tích bề mặt lớn, khoảng 25,00 m2/g Kết đo diện tích bề mặt ( BET ) mẫu khoảng 17 m2/g ; mẫu khoảng 27 m2/g BET hệ đo Micromeritics – AutoChem II 2920 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ Hình 38 Kết đo diện tích bề mặt (BET) LaFeO điều chế an Lu theo phương pháp sau nung 850°C thời gian 3h n va ac th Trang 60 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trên sở nội dung kết thu đề tài, ta có kết luận sau:  Tổng quan vật liệu nano, phân loại vật liệu nano dựa vào dấu hiệu khác số chiều, kích thước, hình dạng, lĩnh vực ứng dụng,  Tìm hiểu cấu trúc, phương pháp điều chế vật liệu perovskite dạng ABO lĩnh vực ứng dụng chúng;  Tổng quan oxit, hydroxit sắt, lantan;  Tóm tắt phương pháp nghiên cứu sử dụng đề tài (XRD, SEM, TGA); lu an  Đã tổng hợp vật liệu nano LaFeO theo phương pháp đồng kết tủa n va axit oleic phương pháp sol – gel sử dụng axit citric với kích thước hạt cấu tn to trúc ≤ 50 nm; gh  Nghiên cứu khảo sát điều kiện nhiệt đô, thời gian tối ưu để điều chế bột p ie nano LaFeO 3; w  Bước đầu nghiên cứu từ tính vật liệu LaFeO diện tích bề mặt, oa nl để từ ứng dụng chúng thực tiễn d Do lần làm quen với việc nghiên cứu khoa học nên em chưa thể nghiên lu u nf hướng: va an cứu sâu đề tài này, có hội tiếp tục em phát triển đề tài theo ll  Nghiên cứu ảnh hưởng chất có hoạt tính bề mặt khác (như etylenglycol, m oi glycerin, ) lên trình hình thành tinh thể nano LaFeO ; z at nh  Nghiên cứu tìm tác nhân tạo phức khác phương pháp ( acid z tartic số loại amin, ) với ảnh hưởng pH nồng độ gm @ cấu tử so với nồng độ ion trung tâm; m co l  Nghiên cứu tổng hợp bột nano LaMnO , LaCoO , LaNiO 3,  Nghiên cứu tổng hợp khảo sát tính chất từ hệ vật liệu có dạng La 1- an Lu x B x FeO n va ac th Trang 61 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trịnh Văn Biều (2009), Phương pháp thực đề tài nghiên cứu khoa học, ĐHSP TP.HCM [2] Nguyễn Hoàng Hải (2007), “Các hạt nano kim loại”, Trung tâm Khoa học Vật liệu, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội [3] Trịnh Hân, Ngụy Tuyết Nhung (2006), Cơ sở hóa học tinh thể, NXB Đại học quốc gia Hà Nội [4] Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hóa Học Nano, Hà Nội lu [5] Hồng Nhâm (2000), Hóa học vơ tập ba, NXB Giáo Dục an [6] TS.Phan Thị Hoàng Oanh, Chun đề Phân tích cấu trúc vật liệu vơ cơ, Trường n va Đại học Sư Phạm TPHCM to gh tn [7] Nguyễn Đình Phổ (2006), Hóa học chất rắn ứng dụng, NXB ĐHQG TP.HCM ie [8] Phạm Văn Rỗn, Đặng Thế Ngơn (2008), Hóa học ngun tố đất p phóng xạ, NXB ĐHSP TP.HCM quốc gia Hà Nội d oa nl w [9] Phan Văn Tường (2007), Các phương pháp tổng hợp vật liệu gốm, NXB Đại học va an lu [10] Trương Văn Tấn (2010), Khoa học công nghệ nano, NXB Tri Thức u nf [11] S.Ghosh, S Dasgupta (2010), Synthesis, characterization and properties of ll nanocystallline perovskite cathode materials, Materials Science-Poland, Vol 28, No.2 m oi [12] Shen Hai, Xu Jiayue, Wu Anhua (2009), Preparation and characterization of z at nh perovskite REFeO nanocrystalline powders, Journal of Rare Earths z [13] Sang-Cheol Han, Sujandi (2005), Fuctionalization of SBA-16 mesoporous @ metarials with Cobalt(III) cage amine complex, Korean Chem, Vol.26, 1381-1385 gm l [14] Benedict Ita, P Murugavel, V Ponndambalam (2003), Magnetic properties of an Lu Academy of Sciences, Vol 115, Nos 5&6, 519-524 m co Lanthanum orthoferrite fine powders prepared by different chemical routes, Indian n va ac th Trang 62 si Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến [15] Alison Jones, M Saiful Islam (2008), Atomic-scale insight into LaFeO3 perovskite: defect nanoclusters and ion migration, University of Bath, United Kingdom [16] S.M Khetre, H.V Jadhav, S.R Bamane (2010), Synsthesis and characterization of nanocrystalline LaFeO3 by combustion route, Rasayan J.Chem, Vol.3, No.1, 82-86 [17] Te-Wan Kim, Ryong Ryoo, Kamil P.Gierszal, Mietek Jaroniee, Leonid A.Solovyov (2005), Characterization of mesoporous carbons synthesized with SBA-16 silica template, Journal of Materials Chemistry, No.15, 1560-1571 [18] Bernard Moody (1991), Coparative inorganic chemistry 3rd edition, Chapman Hall Inc lu [19] Joh R Reitz (1994), Foundations of electromagnetic theory 4th edition, Addison an n va Wesley Publishing tn to [20] Eric M.Rivera-Munoz, Rafael Huirache-Acuna (2010), Sol-gel drived SBA-16 ie gh msoporous material, International Journal of Molecular Sciences, No.11, 3069-3086 p [21] M G Rosmaninho1, J C Tristão1, F C C Moura1, R M Lago1, M H Araújo1 and w J L G Fierro2 Analytical and Bioanalytical Chemistry (2009) Structural and surface oa nl analysis of unsupported and alumina-supported La(Mn,Fe,Mo)O perovskite oxides W.Zhong, Y.H.Jiang, Y.W.Du, d [22] M.Sivakumar, A.Gedanken, I.Brukental, lu va an D.Bhattacharya, Y.Yeshurun and I.Nowik (2003), Sonochemical synthesis of u nf nanocrystalline LaFeO , Journal of Materials Chemistry, No.14, 764-769 ll [23] Quing Xu (2008), Citrate method synthesis, characterization and mixed oi m electronic-ionic conducion properties of La 0.6 Sr 0.8 CoFeO perovskite-type complex z at nh oxides, University of Technology, China z m co l gm @ an Lu n va ac th Trang 63 si