Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc và tính chất của vật liệu nano orthoferrite prfeo3 bằng phương pháp đồng kết tủa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH KHOA HỐ HỌC Nguyễn Ngọc Trâm KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU NANO ORTHOFERRITE PrFeO3 BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG KẾT TỦA Chuyên ngành: Hoá học Vơ Thành phố Hồ Chí Minh – năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH KHOA HỐ HỌC KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU NANO ORTHOFERRITE PrFeO3 BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG KẾT TỦA Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Trâm MSSV: 43.01.201.055 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Anh Tiến Thành phố Hồ Chí Minh – năm 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU NANO ORTHOFERRITE PrFeO3 BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG KẾT TỦA” cơng trình nghiên cứu tiến hành cơng khai, minh bạch Đây cơng trình riêng hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Anh Tiến Các kết nghiên cứu trung thực chép cơng trình khác Một phần số liệu khố luận trích dẫn lại từ báo đăng tạp chí Processing and Application of Ceramics, 2020, Vol 14, No 4, pp 355 – 361 tơi nhóm nghiên cứu Nếu phát có chép, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm TP Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng năm 2021 Tác giả đề tài Nguyễn Ngọc Trâm LỜI CẢM ƠN Quá trình học tập rèn luyện trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh giúp em tích luỹ nhiều tri thức, kỹ năng, kinh nghiệm để chuẩn bị cho việc bước vào xã hội Em xin cảm ơn thầy trường Đại học Sư phạm nói chung thầy giảng dạy khoa Hố học nói riêng tận tình giúp đỡ em bốn năm học vừa qua Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất, lời tri ân chân thành tới PGS.TS Nguyễn Anh Tiến – người thầy trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ em hồn thành khố luận tốt nghiệp Nhận Bước xã hội lời dạy bảo thầy cô, em công dân tốt, cống hiến cho xã hội Lời cuối cùng, em chúc thầy cô dồi sức khoẻ, đạt nhiều thành tựu khoa học nghiệp trồng người Em xin chân thành cảm ơn! Nguyễn Ngọc Trâm DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 2 : Góc nhiễu xạ tia X ABO3 : Công thức chung oxide perovskite a, b, c : Hằng số mạng tinh thể D : Khoảng cách hai mặt phẳng tinh thể DXRD : Kích thích tinh thể xác định từ nhiễu xạ X DTA : Phân tích nhiệt vi sai DSC : Phép đo nhiệt lượng quét vi sai DE : Tương tác trao đổi kép EDX : Phổ tán sắc lương tia X FWHM : Độ bán rộng peak nhiễu xạ tia X Hc : Lực kháng từ Mr : Độ từ dư Ms : Độ từ bão hồ SEM : Kính hiển vi điện tử qt SE : Tương tác siêu trao đổi TEM : Kính hiển vi điện tử truyền qua TGA : Phân tích nhiệt trọng lượng V : Thể tích mạng tinh thể VSM : Từ kế mẫu rung XRD : Nhiễu xạ tia X DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cấu trúc perovskite ABO3 Hình 1.2 Mơ hình tương tác siêu trao đổi Hình 1.3 Sơ đồ mơ tả phương pháp đồng kết tủa điều chế vật liệu nano perovskite 12 Hình 2.1 Sơ đồ thực nghiệm tổng hợp PrFeO3 phương pháp đồng kết tủa dung môi nước 15 Hình 2.2 Hiện tượng nhiễu xạ tia X từ hai mặt phẳng mạng tinh thể 18 Hình 2.3 Sơ đồ kính hiển vi điện tử quét 19 Hình 2.4 Sơ đồ kính hiển vi điện tử truyền qua 19 Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo máy từ kế mẫu rung 21 Hình 3.1 Giản đồ TG – DSC mẫu kết tủa PrFeO3 22 Hình 3.2 Các mẫu PXRD bột PrFeO3, Fe2O3 Pr6O11 nung 750 °C 24 Hình 3.3 Các mẫu XRD hạt nano PrFeO3 nung 650, 750 850 °C 25 Hình 3.4 Ảnh SEM (A), TEM (B) HRTEM (C) hạt nano PrFeO3 nung 750 °C 27 Hình 3.5 Phổ tán sắc lượng tia X (EDX) hình ảnh ánh xạ EDX mẫu PrFeO3 nung 750 °C 29 Hình 3.6 Phổ hấp thụ quang nhiệt độ phòng (a) đồ thị biểu diễn phụ thuộc (Ahν)2 vào hν hạt nano PrFeO3 nung 700 oC 30 Hình 3.7 Phổ hấp thụ quang nhiệt độ phòng (a) đồ thị biểu diễn phụ thuộc (Ahν)2 vào hν hạt nano PrFeO3 nung 800 oC 30 Hình 3.8 Phổ hấp thụ quang nhiệt độ phòng (a) đồ thị biểu diễn phụ thuộc (Ahν)2 vào hν hạt nano PrFeO3 nung 900 oC 31 Hình 3.9 Sự phụ thuộc độ từ hố vào từ trường vật liệu nano PrFeO3 nung 650, 750 850 °C 33 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Hoá chất sử dụng khoá luận 13 Bảng 2.2 Dụng cụ thiết bị sử dụng khoá luận 13 Bảng 3.1 Nhiệt độ nung tạo sản phẩm PrFeO3 cơng trình số cơng trình cơng bố để so sánh 24 Bảng 3.2 Thơng số mạng kích thước tinh thể PrFeO3 nung 650, 750 850 °C 26 Bảng 3.3 Nhiệt độ nung kích thước tinh thể (D) PrFeO3 cơng trình số cơng trình cơng bố để so sánh 26 Bảng 3.4 Kích thước hạt (theo TEM) PrFeO3 cơng trình số cơng trình công bố để so sánh 28 Bảng 3.5 Năng lượng vùng cấm (eV) PrFeO3 nung 650, 750 850°C 31 Bảng 3.6 Các thơng số từ tính hạt nano PrFeO3 300 K cơng trình số cơng trình cơng bố để so sánh 34 MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục chữ viết tắt Danh mục hình ảnh Danh mục bảng biểu LỜI MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu nano 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Các hiệu ứng đặc biệt hạt nano 1.2 Cấu trúc tương tác vi mô vật liệu perovskite 1.2.1 Cấu trúc ứng dụng 1.2.2 Các tương tác vi mô vật liệu perovskite 1.2.3 Praseodymium PrFeO3 1.3 Một số phương pháp tổng hợp vật liệu nano perovskite 1.3.1 Phương pháp tổng hợp thông qua phản ứng pha rắn 1.3.2 Phương pháp sol-gel 1.3.3 Phương pháp thuỷ nhiệt 10 1.3.4 Phương pháp đồng kết tủa 10 Chương TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU NANO PrFeO3 13 2.1 Quy trình tổng hợp vật liệu 13 2.1.1 Nguyên liệu 13 2.1.2 Quy trình thực nghiệm 14 2.2 Một số phương pháp nghiên cứu cấu trúc tính chất vật liệu 15 2.2.1 Phương pháp phân tích nhiệt TG – DSC 15 2.2.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X 17 2.2.3 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 18 2.2.4 Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 19 2.2.5 Phổ tán sắc lượng tia X (EDX) 20 2.2.6 Phương pháp quang phổ hấp thu tử ngoại khả kiến (UV – Vis) 20 2.2.7 Phổ từ kế mẫu rung (VSM) 21 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22 3.1 Kết phân tích nhiệt (TG – DSC) 22 3.2 Cấu trúc vật liệu nano PrFeO3 (XRD) 24 3.3 Hình thái vật liệu nano PrFeO3 (SEM, TEM) 27 3.4 Kết EDX EDX mapping 28 3.5 Kết quang phổ hấp thu tử ngoại khả kiến UV – Vis 29 3.6 Kết đo từ kế mẫu rung (VSM) 32 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 42 LỜI MỞ ĐẦU Cuối thập niên 80, công nghệ nano bắt đầu phát triển thu nhiều thành to lớn tất lĩnh vực khoa học công nghệ Điểm đặc biệt ngành công nghệ hiệu ứng kích thước lượng tử (quantum size effect) tạo biến đổi lý tính vật liệu kích thước nanomet [8] Một vật liệu nano biết đến với nhiều ứng dụng quan trọng nghiên cứu oxides phức hợp cấu trúc perovskite dạng ABO3 (trong đó, A kim loại đất B thường kim loại chuyển tiếp) [1 – 3] Tuy nhiên giảm kích thước xuống thang nanomet, tính chất điện từ chúng có độ nhạy cao mang đến nhiều ứng dụng [4 – 7] Với orthoferrite đất PrFeO3 nay, chúng nghiên cứu ứng dụng nhiều lĩnh vực khác vật liệu từ [16 – 18 ], xúc tác quang [3 15, 19], chất nhuộm chất màu vô [20, 21] Các nghiên cứu công bố, hạt nano PrFeO3 tổng hợp phương pháp sol – gel với kích thước kích thước khoảng 80 nm có giá trị band gap khoảng 2,4 eV [19], kích thước hạt giảm xuống khoảng 20 nm giá trị band gap đo 2.08 eV [3] Đặc trưng từ tính vật liệu orthoferrite PrFeO3 nghiên cứu từ trường – 500 Oe cho thấy giảm nhiệt độ khoảng – 30K, độ từ hoá (ZFC FC) vật liệu tăng [9] Ta thấy tính chất có độ nhạy cao tính chất điện tính chất từ vật liệu nano orthoferrite perovskite LnFeO3 (ở PrFeO3) phụ thuộc nhiều vào kích thước hạt, thành phần hoá học phương pháp điều chế Đến thời điểm tại, có nhiều phương pháp tổng hợp vật liệu nano orthoferrite perovskite PrFeO3 phản ứng pha rắn nhiệt độ cao [4, 22, 21], thuỷ nhiệt [14 – 16], sol – gel [3, 19, 20],…Tuy nhiên, orthoferrite PrFeO3 tổng hợp phương pháp đồng kết tủa nhằm giảm giá trị lượng vùng cấm nghiên cứu đặc trưng từ tính chưa cơng bố Từ lí trên, tơi chọn đề tài “TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU NANO ORTHOFERRITE PrFeO3 BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG KẾT TỦA” làm đề tài cho khoá luận tốt nghiệp Hình ảnh SEM TEM (hình 3.4) ta thấy bột nano perovsikte PrFeO3 thu có dạng hình cầu, hạt có kích thước khoảng khoảng 25 – 30 nm Kết cho thấy tương đồng với kích thước tính theo công thức Debye – Scherrer Khoảng chênh lệch nhỏ giải thích kích thước hạt tính theo cơng thức Debye – Scherrer kích thước trung bình tồn mẫu, cịn ảnh SEM/TEM chụp khoảng nhỏ bề mặt mẫu vật tụ tập đám hạt nano làm tăng kích thước hạt Ngồi ra, cơng thức Debye – Scherrer phụ thuộc nhiều yếu tố chủ quan hệ số hiệu chỉnh máy, cách xác định số liệu,…nên mang giá trị tham khảo sơ khởi Những kết tương tự cơng bố số cơng trình đề cập bảng 3.4 Hạt nano PrFeO3 tổng hợp theo phương pháp đồng kết tủa dung môi nước nóng chúng tơi có kích thước (theo TEM) nhỏ so với tổng hợp phương pháp khác Bảng 3.4 Kích thước hạt (theo TEM) PrFeO3 cơng trình số cơng trình công bố để so sánh Đề tài Phương pháp tổng hợp Đề tài [3] [4] [22] [19] [36] Phương pháp đồng kết tủa Phương pháp sol-gel Phản ứng gốm Phản ứng pha rắn Phương pháp sol-gel Phương pháp tổng hợp nhiệt độ thấp Kích thước hạt theo TEM (nm) 25 – 30 10 – 50 50 72 80 30 – 50 3.4 Kết EDX EDX mapping Phổ tán sắc lượng tia X đo điểm khác mẫu Kết thể hình 3.5 Các số liệu thu cho biết phần trăm nguyên tử nguyên tố O, Fe, Pr mẫu 63,27%, 17,75% 18,98% tương ứng tỉ lệ nguyên tử 3,565 : : 1,069 Kết thu gần với thành phần chúng công thức dự kiến ban đầu 28 Hình ảnh tán xạ EDX cho thấy nguyên tố Pr, Fe, O phân bố đồng bề mặt vật liệu, đặc biệt không thấy xuất dị tố Pr, Fe O Hình 3.5 Phổ tán sắc lượng tia X (a) hình ảnh ánh xạ EDX (b) mẫu PrFeO3 nung 750 °C Sự chênh lệch tỉ lệ nguyên tố Oxi giải thích theo số nguyên nhân Về nguyên nhân chủ quan, sai lệch thao tác thực nghiệm gây sai lệch tỉ lệ ion Về nguyên nhân khách quan, phương pháp tán xạ tia X thường khơng xác nguyên tố có nguyên tử số Z < 10, nên hàm lượng oxygen (ZO = 8) xác định phương pháp thường gặp nhiều sai số [37] Ngoài nguyên nhân quan trọng nung mẫu, tuỳ thuộc vào môi trường nhiệt độ nung mà xảy kiểu khuyết tật mạng tinh thể khác nhau, điều gây sai lệch tỉ lệ oxygen so với công thức dự kiến ban đầu 3.5 Kết quang phổ hấp thu tử ngoại khả kiến UV – Vis Quang phổ UV – Vis mẫu vật liệu nano PrFeO3 nung ba nhiệt độ 700, 800, 900 °C cho thấy mẫu có độ hấp thụ mạnh vùng tử ngoại (~ 230 ÷ 400 nm) vùng khả kiến (~ 400 ÷ 800 nm) (các Hình 3.6, 3.7, 3.8) Việc có độ hấp thụ mạnh vùng khả kiến cho thấy tiềm to lớn vật liệu ứng dụng làm xúc tác quang vùng ánh sáng nhìn thấy Giá trị lượng vùng cấm (bandgap) (Eg) tính theo phương trình (2.3) Trong đó, A hệ số hấp thu quang, hv lượng photon, 29 Eg lượng vùng cấm α số [27] Giá trị Eg suy từ phép ngoại suy tuyến tính đường cong độ hấp thụ ((Ahν)2 = 0) Hình 3.6, 3.7, 3.8 đồ thị cho thấy phụ thuộc (Ahν)2 vào hν với mẫu vật liệu nano PrFeO3 nung nhiệt độ khác Hình 3.6 Phổ hấp thụ quang nhiệt độ phòng (a) đồ thị biểu diễn phụ thuộc (Ahν)2 vào hν hạt nano PrFeO3 nung 700 oC Hình 3.7 Phổ hấp thụ quang nhiệt độ phòng (a) đồ thị biểu diễn phụ thuộc (Ahν)2 vào hν hạt nano PrFeO3 nung 800 oC 30 Hình 3.8 Phổ hấp thụ quang nhiệt độ phịng (a) đồ thị biểu diễn phụ thuộc (Ahν)2 vào hν hạt nano PrFeO3 nung 900 oC Bảng 3.5 tổng hợp kết giá trị lượng vùng cấm vật liệu nano PrFeO3 nung ba nhiệt độ 700, 800, 900 oC Bảng 3.5 Năng lượng vùng cấm (eV) PrFeO3 nung ở 700, 800 900 °C STT Nhiệt độ nung Năng lượng vùng cấm (eV ) Hình 3.6 700 °C 1,84 Hình 3.7 800 °C 1,91 Hình 3.8 900 °C 1,92 Dựa theo kết phổ hấp thụ quang UV – Vis, nhiệt độ nung tăng, giá trị lượng vùng cấm (Eg) thay đổi từ 1,84 – 1,92 eV Một số yếu tố ảnh hưởng đến giá trị lượng bangap vật liệu perovskite bán dẫn kể đến yếu tố hố học (thành phần nguyên tố), yếu tố cấu trúc (góc liên kết, độ dài liên kết, biến dạng mạng tinh thể,….) [38] Khi thay đổi nhiệt độ nung sản phẩm, cấu trúc vật liệu bị ảnh hưởng dẫn đến chênh lệch giá trị lượng vùng cấm vật liệu Một phần kết tương tự chứng minh cơng trình [39] 31 Kết giá trị band gap vật liệu nano PrFeO3 thấp 2eV, nhỏ số cơng trình cơng bố trước Ví dụ, Tijare S.N et al [3] Peisong T et al [19] báo cáo giá trị Eg khoảng 2.08 2.40 eV mẫu vật liệu nano bột PrFeO3 tổng hợp phương pháp sol – gel Giá trị bandgap nhỏ nghiên cứu chúng tơi giải thích hạt nano PrFeO3 tổng hợp có kích thước hạt bé sử dụng nhiệt độ nung thấp so với cơng trình trước [3, 19] Với giá trị bandgap nhỏ, hạt nano PrFeO3 cho thấy khả làm xúc tác quang vùng khả kiến Ở đề tài mình, Chuanxiang Qin cộng thử hoạt tính xúc tác quang vùng ánh sáng nhìn thấy ống nano PrFeO3 thực phản ứng phân hủy Rhodamine B hợp chất có màu Sau 30 chiếu xạ đèn bàn có lọc UV, 90,6% RhB bị khử màu dung dịch chuyển sang gần không màu, chứng tỏ cấu trúc chromophoric bị phá hủy Ngoài ra, nhóm tác giả chứng minh ống nano PrFeO3 thu hồi xử dụng nhiều lần, nhiên hiệu suất xúc tác có suy giảm [49] Một cơng trình nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác hạt nano PrFeO3 tổng hợp phương pháp sol – gel, kích thước hạt 80nm, Eg = 2,4 eV [19] Kết nghiên cứu cho thấ ánh sáng khả kiến, tốc độ phân huỷ methyl da cam gần 100% Có thể thấy PrFeO3 vật liệu quang xúc tác có triển vọng ứng dụng thực tế Ngồi ra, vật liệu nano PrFeO3 cho thấy tiềm ứng dụng việc cảm biến khí vật liệu điện cực pin nhiên liệu rắn [1, 3, 15] 3.6 Kết đo từ kế mẫu rung (VSM) Để khảo sát từ tính vật liệu, chúng tơi tiến hành đo từ kế mẫu rung (VSM) vật liệu Sự phụ thuộc độ từ hố vào từ trường ngồi 300K thể hình 3.9 Giá trị lực kháng từ xác định thấp (đặc biệt mẫu PrFeO3 nung 750 850 °C, giá trị Hc ~ 10 Oe) thấp nhiều so với vật liệu RFeO3 (R = Pr, Ho, La, Nd, Y) công bố trước (Bảng 3.6) Điều giải thích kích thước hạt thu nghiên cứu nhỏ hạt 32 kết tụ so với vật liệu nano PrFeO3 tổng hợp nghiên cứu trước [41] Hình 3.9 Sự phụ thuộc độ từ hoá vào từ trường vật liệu nano PrFeO3 nung ở 650, 750 850 °C Ngoài ra, giá trị lực kháng từ giảm dần tăng nhiệt độ nung (Bảng 3.6) Điều giải thích nhiệt độ cao, tính dị hướng moment từ tinh thể giảm dần hoàn thiện cấu trúc pha perovskite [40] Giá trị từ dư (Mr) vật liệu gần không, điều cho thấy vật liệu có độ nhạy cao với từ trường bên Ngoài từ trường tăng lên, đường cong từ hoá (Ms) tăng 33 Bảng 3.6 Các thơng số từ tính hạt nano PrFeO3 300 K cơng trình số cơng trình cơng bố để so sánh Mẫu Hc [Oe] Mr [emu/g] Ms [emu/g] PrFeO3 nung 650 °C 41,64 0,41·10-3 0,15 PrFeO3 nung 750 °C 10,77 0,40·10-3 0,16 PrFeO3 nung 850 °C 9,77 0,38·10-3 0,19 PrFeO3 [41] 505,45 - - HoFeO3 [53] 2659 - - LaFeO3 [54] 22–125 - - NdFeO3 [52] 588,49 - - YFeO3 [55] 53,36 - - Với giá trị lực kháng từ Hc < 100 Oe, chúng tơi dự đốn vật liệu nano PrFeO3 thu vật liệu từ mềm Với kết này, vật liệu nano perovskite PrFeO3 cho thấy tiềm ứng dụng y sinh, vật lý, làm điện cực liên quan đến phản ứng nhanh với từ trường bên [42] 34 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Dựa kết thu từ đề tài, đưa vài kết luận cấu trúc tính chất vật liệu nano ferrite perovskite PrFeO3 Cụ thể sau: - Đã tổng hợp thành công vật liệu nano PrFeO3 phương pháp đồng kết tủa đơn giản thông qua giai đoạn thuỷ phân dung mơi nước nóng - Các phép phân tích cho thấy đơn pha perovskite PrFeO3 tạo thành sau nung kết tủa 650, 750 850 oC 1h có kích thước tính theo cơng thức Debye – Scherrer khoảng 21 – 27 nm thể tích mạng tinh thể ~ 237 – 239 Å3 - Các hạt nano thu có kích thước nhau, khơng thấy tín hiệu dị tố xuất vật liệu - Mẫu vật liệu nano PrFeO3 có giá trị lượng vùng cấm tăng dần nhiệt độ nung tăng từ 700 – 900 oC Giá trị Eg < eV cho thấy tiềm ứng dụng làm vật liệu xúc tác quang hấp thụ mạnh vùng UV – Vis - Ở 300K, mẫu vật liệu PrFeO3 dự đoán vật liệu từ mềm với thơng số từ tính: lực kháng từ Hc = – 41 Oe, độ từ dư Mr = 0,38.10-3 – 0,41.10-3 (emu/g) độ từ hóa Ms = 0,15 – 0,19 (emu/g) 4.2 Kiến nghị Với kết đạt được, chúng tơi nhận thấy đề tài cịn nhiều vấn đề cần nghiên cứu giải mở rộng nhiều hướng khảo sát Vì tương lai, mong muốn đề tài tiếp tục phát triển theo số hướng sau: Nghiên cứu phụ thuộc chất quang từ vật liệu PrFeO3 vào nhiệt độ nung cách cụ thể với nhiều phương pháp nghiên cứu bổ trợ khác Nghiên cứu khả pha tạp nguyên tố khác (Co, Ni,…) vào vật liệu PrFeO3 so sánh tính chất chúng với vật liệu Khảo sát khả làm vật liệu quang xúc tác PrFeO3 thông qua phản ứng đơn giản 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Jeffrey W Fergus, “Perovskite oxides for semiconductor-based gas sensors”, Sensors and Actuators B: Chemical, 123(2), 1169 – 1179, 2007 [2] F.A Nada, G Ahmed, H.E.-A Ekram, “Perovskite nanomaterials – Synthesis, characterization, and applications”, Additional information is available at the end of chapter, 46, 2015 [3] S N Tijare, S Bakardjieva, J Subrt, M V Joshi, S S Rayalu, S Hishita, Nitin Labhsetwar, “Synthesis and visible light photocatalytic activity of nanocrystalline PrFeO3 perovskite for hydrogen generation in ethanol–water system”, Journal of Chemical Sciences, 126, 517 – 525, 2014 [4] M Abdellahi, A.Sh Abhari, M Bahmanpour, “Preparation and characterization of orthoferrite PrFeO3 nanoceramic”, Ceramics International, 42(4), 4637 – 4641, 2016 [5] A.A Rempel, Nanotechnologies, “Properties and applications of nanostructured materials”, Russian Chemical Reviews, 76(5), 435 – 461, 2007 [6] H El Moussaoui, O Mounkachi, R Masrour, M Hamedoun, E K Hlil, A Benyoussef, “Synthesis and super – paramagnetic properties of neodymium ferrites nanorods”, Journal of Alloys and Compounds, 581, 776 – 781, 2013 [7] I.S Kondrashkova, K.D Martinson, N.V Zakharova, V.I Popkov, “Synthesis of nanocrystalline HoFeO3 photocatalyst via heat treatment of products of glycinenitrate combustion”, Russian Journal of General Chemistry, 88(12), 2465 – 2471, 2018 [8] Nguyễn Đức Nghĩa, Hóa Học Nano – Cơng nghệ vật liệu nguồn Nxb Khoa học tự nhiên Công nghệ Hà Nội: Hà Nội, 2007 [9] Li, E., Feng, Z., Kang, B., Zhang, J., Ren, W., & Cao, S, “Spin switching in single crystal PrFeO3 and spin configuration diagram of rare earth orthoferrites”, Journal of Alloys and Compounds, 811, 152043, 2019 36 [10] Olga Pekinchak, Leonid Vasylechko, Iryna Lutsyuk, Yaroslav Vakhula, Yuri Prots, Wilder Carrillo-Cabrera, “Sol-Gel-Prepared Nanoparticles of Mixed Praseodymium Cobaltites – Ferrites”, Nanoscale Research Letters, 11 (75), 2016 [11] Popkov, V I., Almjasheva, O V., Semenova, A S., Kellerman, D G., Nevedomskiy, V N., Gusarov, V V, “Magnetic properties of YFeO3 nanocrystals obtained by different soft-chemical methods”, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 28(10), 7163–717, 2017 [12] Nguyen Anh Tien, Chau Hong Diem, Nguyen Thi Truc Linh, Mittova V O., Do Tra Huong, Mittova I Ya, “Structural and magnetic properties of YFe1- xCoxO3 (0.1 ≤ x ≤ 0.5) perovskite nanomaterials synthesized by co-precipitation method”, Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics, 9(3), 424 – 429, 2018 [13] A T Nguyen, V Y Nguyen, I Ya Mittova, V O Mittova , E L Viryutina, C Ch T Hoang, Tr L T Nguyen, X V Bui, T H Do, “Synthesis and magnetic properties of PrFeO3 nanopowders by the co-precipitation method using ethanol”, Chemistry and Material Science, 11, 468 – 473, 2020 [14] Dương Thị Lịm, “Nghiên cứu tổng hợp số oxit hỗn hợp kích thước nanomet hệ đất – mangan khảo sát khả hấp phụ amoni, asen, sắt, mangan nước sinh hoạt”, Luận án Tiến sĩ, Viện hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội, 2011 [15] Megarajan, S K., Rayalu, S., Nishibori, M., Labhsetwar, N, “Improved catalytic activity of PrMO3 (M = Co and Fe) perovskites: synthesis of thermally stable nanoparticles by a novel hydrothermal method”, New Journal of Chemistry, 39(3), 2342–2348, 2015 [16] Zh Zhou, L Guo, H Yang, Q Liu, F Ye, “Hydrothermal synthesis and magnetic properties of multiferroic rare-earth orthoferrites”, Journal of Alloys and Compounds, 583, 21 – 31, 2014 [17] F.A Mir, S Sharma, R Kumar, “Magnetizations and magneto – transport properties of Ni-doped PrFeO3 thin films”, Chinese Physics B, 23(4), 048101, 2014 37 [18] Ch Chen, P.W Jang, J.S Kim, “Ferroelectric and magnetic properties of PrFeO3 – PbTiO3 and PrFeO3 – BiFeO3 – PbTiO3 thin films”, Japanese Journal of Applied Physics, 41(11B), 6777, 2002 [19] T Peisong, X Xinyu, Ch Haifeng, L Chunyan, D Yangbin, “Synthesis of nanoparticulate PrFeO3 by sol-gel method and its visible-light photocatalytic activity”, Ferroelectrics, 546, 181 – 187, 2019 [20] O Opuchovic, G Kreiza, J Senvaitiene, K Kazlauskas, A Beganskiene, A Kareiva, “Sol-gel synthesis, characterization and application of selected sub – microsized lanthanide (Ce, Pr, Nd, Tb) ferrites”, Dyes and Pigments, 118, 176 – 182, 2015 [21] J Luxova, P Sulcova, M Trojan, “Influence of firing temperature on the color properties orthoferrite PrFeO3”, Thermochimica Acta, 579, 80 – 85, 2014 [22] A Panchwanee, V.R Reddy, A Gupta, “Electrical and mössbauer study of polycrystalline PrFeO3”, Journal of Physics: Conference series 755, 012033, 2016 [23] A.G Belous, E.V Pashkova, V.A Elshanskii, V.P Ivanitskii, “Effect of precipitation conditions on the phase composition, particle morphology and properties of iron (III, II) hydroxide precipitates”, Inorg Mater., 36 [4], 343–351, 2000 [24] N Imanaka, Physical and Chemical Properties of Rare Earth Oxides, Binary Rare Earth Oxides, Kluwer Academic Publishers, 2004 [25] N Kozo, H Wakita, A Mochizuki, “The synthesis of crystalline rare earth carbonates”, Bull Chem Soc Jpn., 46 (1), 152 – 156, 1973 [26] Hồng Nhâm, Hóa học Vô tập 3: Các nguyên tố chuyển tiếp NXB Giáo dục: Hà Nội, 2007 [27] Ozawa, M., Onoe, R., Kato, H, “Formation and decomposition of some rare earth (RE=La, Ce, Pr) hydroxides and oxides by homogeneous precipitation”, Journal of Alloys and Compounds, 408 – 412, 556–559, 2006 38 [28] Lưu Thị Việt Hà, “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano ZnO pha tạp Mn, Ce, C đánh giá khả quang oxi hoá chúng”, Luận án Tiến sĩ, Viện hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội, 2018 [29] Saha, S., Chanda, S., Dutta, A., & Sinha, T P, “Dielectric relaxation of PrFeO3 nanoparticles”, Solid State Sciences, 58, 55 – 63, 2016 [30] “Perovskite introduction”, Perovskite – info the perovskite experts, 2020 [Trực tuyến] Địa chỉ: https://www.perovskite-info.com/perovskite-introduction [Truy cập ngày 10/02/2021] [31] Trần Thị Kim Chi, “Hiệu ứng kích thước ảnh hưởng lên tính chất quang CdS, CdSn CuInS2”, Luận án Tiến sĩ, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2010 [32] Bùi Thanh Tùng, “Hiệu ứng kích thước ảnh hưởng lên tính chất quang CdS, CdSn CuInS2”, Luận án Tiến sĩ, Viện Công nghệ Nano – Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh, 2017 [33] Nanoscience and nanotechnologies: opportunities and uncertainties, The Royal Society & The Royal Academy of Engineering, pp.5 – 6, 2004 [34] Nguyễn Văn Du, “Nghiên cứu số tính chất điện, từ provskite La1-xAxFeO3”, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, 2009 [35] Nguyễn Đức Vượng, Giáo trình Các nguyên tố đất hiếm, Trường Đại học Quảng Bình, 2017 [36] Xu, H., Hu, X., & Zhang, L, “Generalized Low – Temperature Synthesis of Nanocrystalline Rare-Earth Orthoferrites LnFeO3 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd)”, Crystal Growth & Design, 8(7), 2061 – 2065, 2008 [37] Hafner B, "Energy Dispersive Spectroscopy on the SEM: A Primer Characterization Facility", University of Minnesota, 116, 89 – 198, 2012 [38] Xiao, Z., Zhou, Y., Hosono, H., Kamiya, T., & Padture, N P., “Bandgap Optimization of Perovskite Semiconductors for Photovoltaic Applications”, Chemistry - A European Journal, 24(10), 2305 – 2316, 2018 39 [39] Anil Tumuluri , K Lakshun Naidu , K.C.James Raju, “Band gap determination using Tauc’s plot for LiNbO3 thin films”, International Journal of ChemTech Research, 6(6), 3353 – 3356, 2014 [40] T.A Nguyen, V Pham, T.L Pham, L.T.Tr Nguyen, I.Ya Mittova, V.O Mittova, L.N Vo, B.T.T Nguyen, V.X Bui, E.L Viryutina, “Simple synthesis of NdFeO3 by the so-precipitation method based on a study of thermal behaviors of Fe (III) and Nd (III) hydroxides”, Crystals, 10, 219, 2020 [41] A.T.S Sudandararaj, G.S Kumar, M Dhivya, R.D Eithiraj, I.B.Sh Banu, “Spin reorientation transition in nanoscale multiferroic PrFeO3 and its band structure calculation”, J Alloys Compd., 817, 152747, 2020 [42] B.D Cullity, C.D Graham, Introduction to magnetic materials, 2nd ed., Wiley, A John Wiley & Sons, Inc., Publication, Canada, ISBN 978-0-471-47741-9, 2009 [43] Zhou, Z., Guo, L., Yang, H., Liu, Q., & Ye, F, “Hydrothermal synthesis and magnetic properties of multiferroic rare-earth orthoferrites”, Journal of Alloys and Compounds, 583, 21 – 31, 2014 [44] Chen, Y., Wang, D., Qin, H., Zhang, H., Zhang, Z., Zhou, G., Hu, J., “CO2 sensing properties and mechanism of PrFeO3 and NdFeO3 thick film sensor”, Journal of Rare Earths, 37(1), 80 – 87, 2018 [45] Mir, F A., Sharma, S K., & Kumar, R, “Magnetizations and magneto-transport properties of Ni-doped PrFeO3 thin films”, Chinese Physics B, 23(4), 048101, 2014 [46] Athayde, D D., Souza, D F., Silva, A M A., Vasconcelos, D., Nunes, E H M., Diniz da Costa, J C., & Vasconcelos, W L, “Review of perovskite ceramic synthesis and membrane preparation methods”, Ceramics International, 42(6), 6555 – 6571, 2016 [47] Nguyễn Tuấn Lợi, Chuyên đề số phương pháp nghiên cứu vật liệu vơ Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh: TP Hồ Chí Minh, 2020 [48] Nguyễn Quốc Chính, Giáo trình Phân tích cấu trúc vật liệu vơ cơ, Trường Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh: TP Hồ Chí Minh, 2015 40 [49] Qin, C., Li, Z., Chen, G., Zhao, Y., & Lin, T., “Fabrication and visible-light photocatalytic behavior of perovskite praseodymium ferrite porous nanotubes”, Journal of Power Sources, 285, 178 – 184, 2015 [50] Tien, N A., Almjasheva, O V., Mittova, I Y., Stognei, O V., & Soldatenko, S A., “Synthesis and magnetic properties of YFeO3 nanocrystals”, Inorganic Materials, 45(11), 1304 – 1308, 2009 [51] Nguyễn Tun, Nguyễn Thị Vương Hồn, Nguyễn Phi Hùng, Giáo trình hoá keo, NXB Khoa học Kỹ Thuật, 2015 [52] T.A Nguyen, M.V Berezhnaya, T.L Pham, V.O Mittova, M.Q Vo, L.T.Tr Nguyen, H.Tr Do, I.Ya Mittova, E.L Viryutina, “Synthesis and magnetic characteristics of neodymium ferrite powders with perovskite structure”, Russian Journal of Applied Chemistry, 92 [4], 498–504, 2019 [53] Z Habib, K Majid, M Ikram, Kh Sultan, “Influence of Ni substitution at B-site for Fe3+ ions on morphological, optical, and magnetic properties of HoFeO3 ceramics”, Appl Phy A Mater Sci Process., 122, 550, 2016 [54] S Phokha, S Pinitsoontorn, S Maensiri, S Rujirawat, “Structure, optical and magnetic properties of LaFeO3 nanoparticles prepared by polymerized complex method”, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 71, 333–341, 2014 [55] T.A Nguyen, V Pham, D.H Chau, V.O Mittova, I.Ya Mittova, E.I Kopeychenko, L.T.Tr Nguyen, V.X Bui, A.T.P Nguyen, “Effect of Ni substitution on phase transition, crystal structure and magnetic properties of nanostructured YFeO3 perovskite”, Journal of Molecular Structure, 1215, 128293, 2020 41 CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Tien A Nguyen, Tram N Nguyen, Irina Y Mittova, Nikolai S Perov, Valentina O Mittova, Chuong C Hoang, My V Nguyen, Hung V Nguyen, Vinh Pham, Vuong X Bui, “Crystal structure, optical and magnetic properties of PrFeO3 nanoparticles prepared by modified co-precipitation method”, Processing and Application of Ceramics, 14(4), 355 – 361, 2020 DOI: https://doi.org/10.2298/PAC2004355N Received 13 March 2020; Received in revised form July 2020; Received in revised form 22 September 2020; Accepted 26 October 2020 42