Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano YFeO3 pha tạp bari bằng phương pháp đồng kết tủa

Trong đó, tổng hợp vật liệu nano oxit với cấu trúc perovskite ABO, - gây được sự chú ý của nhiều nha nghiên cứu.. Ngày nay, để điều chế vật liệu perovskite ABO, với kích thước hạt nhỏ ng

\2⁄-£ˆ wev

v ” S = ~*

“ate BO GIAO DUC VA DAO TAO Pi

é TRUONG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH \

KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP

CHUYÊN NGÀNH: HÓA VÔ CƠ

NGHIÊN CỨU TÓNG HỢP

VAT LIEU NANO YFeO; PHA TAP BARI

BANG PHUONG PHAP DONG KET TUA

GVHD: TS Nguyén Anh Tién

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến

LỜI CÁM ƠN

Luan văn tốt nghiệp là một bước ngoặt đánh dấu sự trưởng thành của sinh viên

để làm nên tảng cho quá trình làm việc sau này, Quá trình làm luận văn là quá trìnhhọc tập, tích lũy và kiểm tra lại kiến thức đã học áp dụng vào trong thực tế

Trong suốt quả trình học tập tại giảng đường đại học, em đã nhận được rấtnhiều sự quan tâm, giúp đỡ của các quý thay cõ, gia đình và bạn bẻ

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý Thầy Cô khoa Hóa

Học trường Dai Học Su Phạm TP Hồ Chi Minh — đã diu dắt, tận tinh giảng dạy.truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường — đó sẽ là

hành trang giúp cho em vững bước trong tương lai.

Đặc biệt, em xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất đến Thay Nguyễn Anh Tiến —

Người trực tiếp hướng dẫn — đã nhiệt tỉnh định hướng giúp đờ và tạo mọi điều kiện tết

nhất cho em hoàn thành luận văn nảy.

Em xin dành tit cả tắm lòng cho gia đình và bạn bẻ - là chỗ dựa tỉnh thần giúp

em vượt qua những khó khăn, luôn động viên, chia sẻ những kinh nghiệm học tập

cùng như góp ý rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện dé tài

Cuỗi cùng, em kính chúc quý Thầy Cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sựnghiệp trồng người — sứ mệnh cao quý của người lái đò!

Em xin chân thành cám ơn!

Thành phố Hé Chi Minh, ngày tháng năm 2015

Sinh viên thực hiện

Lẻ Nhật Thủy

SVTH: Lẻ Nhật Thủy l

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tien

SVTH: Lê Nhật Thùy 2

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến

1.1 Giới thiệu về công nghệ nano 22-ẹceekEE24eEELxeseErAeeprcrsee ậ

RM 0 , TỶ ậ

12 Ứngdừ@GỘặđỏgpglỌnk0 eoeseeeeeeeesseoee- H1.2 Giới thiệu vé perovskite ABO4, cs 255cc 2e 22 222L2.E.Ad.LA21,Xe, H

1.2.1 Cấu trúc tỉnh thé vật liệu perovskite ABO: -.5-52sscecvrrsee 121.2.2 Sự pha tap vả sự khuyết thiếu oXy -csccsccscccccrcccrrsrccee 141.3 Các phương pháp tông hợp vật liệu nano ABO: .5-55x 5552 14

1.3.1 Phương pháp sol-gel cesseersesseseeereseeresneteaseensrensennrseespenesterennesessreess 14

1.3.2 Phuong pháp ddng kết tủa c0 l61⁄4 Tổng quan vẻ tắnh chất các hợp chất của ytri, bari và sắt 17

lẠI ỘBlo clhốtcỏ@YfÌcccccccccỲeSckEkoiiEnEnnidOoSSESSooioze 17BES ilies GIÁ DĐ keeeioaiaiseonoaiaiioeieienoiainaneuiaoo 19

1.4.3 Hợp chất của sit -ccecssesscsneesssseeesseessosesnvucersnssnsnerennneesnssenneeneneneennvesenees 21

1.5 Cac phương pháp nghiên cứu đặc trưng của vật liệu nano YFeO; pha tap bari

bằng phương pháp đồng kết tủa -Ă 222 tcrTTeeEErAetrtrseereorrkeriroe 23

1.5.1 Phuong pháp phân tắch nhiệt -2+ẹS22422212 E232/2222/222Xe 23

1.5.2 Phuong pháp nhiều xạ tia X (XRD) oSecseeseserrisee 25

1.5.3 Phương pháp kắnh hiển vi điện tử truyền ẠTEM) 5 S- 271.5.4 Phuong pháp đo độ từ hóa bằng hệ do từ mẫu rung (VSM) 281.5.5 Phuong pháp phỏ tan sắc năng lượng tia X (EDX) - - 30CHUONG 2: THỰC NGHIEM - KET QUÁ - THẢO LUẬN 5-22 32

3ì H6acfi,dungcuvá HA Bị: <CGẰ 00002 eeoicoceeoaiouie 32

AEG i, | a a ae 32

SVTH: Lê Nhật Thùy 3

Khỏa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyén Anh Tién

2.3.1 Kết qua phản tích nhiệt của mẫu vật liệu - - ¿55555555556 34

332 Ki hqUÁXMD:L c7 noi gtnoD0iS60GiiùCGGGiiisSe 35 XIN RE se aaaeeaaaee=ssee S206)12118/06A600)1 8ã ma mm 40

TIS AN (Ms eee ee a 41

KET LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT oii 302222222002 2200GGGGGGG A66 44

AT LƯIÊU THAM KHẢ ki háo C02660 0cCCcll200650100L062EE0/ 45

PHÙ 5, ee a ee 47

SVTH: Lê Nhật Thủy 4

Khoa luận tốt nghỉ GVHD: TS N Anh Tién

DANH MỤC HÌNH ANH - BANG BIEU

Đanh mục hình ảnh

RR BEB: MÔ KG RIC ROC A ANG xuucetoocesoieiekebaoaceveeoaeeeesoeaanae 8

Hình 1.2: Phân loại vật liệu nano theo số chiểu 2-5 S523 2158825525 15 1 1121252256 ọ

Nih§ ¡0b và BI GD ii cis isis sacs acca eae ies 10

Hình 1.4: Cầu trúc lập phương của tỉnh thé canxi titanat CaTïO,, - i

Hình 1.5: Nha khoảng học người Nga L.A Perovski i]

Hình 1.6: Cau trúc perovskite 4BO, : — enseecaedietee 2 Hình 1.7: Sự biến dạng của cấu trúc ƒ›eFoV'$Äif€ - 5:25 252132 5E301113251112 6 13

Hình 1.8 Các nhóm sản phẩm của phương pháp sol ~ ge[, 5 55s s6 16

BAR Ge Aide FEM CÂN: TOs sess aie cae eer aa 7 Hình 1.10: Anh SEM của Y(OH); dang ông S2 1900559 MON ener Nemes site

Hình 1.11: Cơ chế hình thành ytri hidroxit dang ống và dang đảy 19

PD AY | a 20

Hình 1.13: Dạng bột và mang không gian của sắt (HD) oxit 55-52552522 21

Hình 1.14: Gian dé mô ta nguyễn lý! hoạt động của một thiết bị phân tích nhiệt 24

Hình 1.15: Sơ đỗ khối của một thiết bị nhiễu xạ tha X 225525555 25 Hình 1.16: Kính hiển ví điện tử truyền qua Šÿ02 ¿G000 27

Hình 1.17: Dường cong từ trễ của vật liệu sốt từ - 2-52 5525222502 29 Hình 1.18: Thiết bị đo từ tinh MICROSENE EVII 2ssC+zz>tzrxrtztrsrrccrce 30

Hình 1.19: Sơ đỗ nguyên lý của hệ ghỉ nhận tin hiệu phổ EDX trong TEM 3l

Hình 1.20: Phỏ tản sắc năng lượng tia X mẫu màng mong, ghỉ nhận trên kinh hiển vi

điện tử truyền qua PEL Teenai ii 552 666 bš40\0424690/04001Q22-002)/4/2 án 31

Hình 2.2: Gian dé phán tích nhiệt của mẫu bột Vo „Ba, ;FeO) — mS Hình 2.3: Gian đó XRD của mẫu Yạ vBaa FeO; nung ở 750°C (t = Hhị, 3 Hình 2.4: Gian dé XRD của mẫu Yo sBay FeO, nung ở 880°C (t = Thị 36

Hình 3.$- Gian đó chéng phé XRD của mẫu bột Y, ,Ba,FeO, nung ở 850°C (t= th) 37

Hình 2.6: Gian đó XRD của mau Yo »Bay FeO; nung ở 1000°C (t = Thị 49

SVTH: Lé Nhật Thùy 5

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến

Hình 2.7: Phố tan sắc năng lượng tia X của mẫu bột Y¿ eBay FeO, nung ở 850°C

S5 C (0 = Thà L1 1S SH HH TT HH TH TH TT TT TH Tà Tre 40

Bang 2.6: Một số đặc trưng từ tính của mẫu vật liệu Y,Ba,FeO; nung ở nhiệt độ

GONE ie TU sss ssc res SG oy oe pe ee par ee esi 43

SVTH; Lé Nhật Thủy 6

Khoa luận tốt nghiệ GVHD: TS Nguyễn Anh Tiên

LOI MỞ DAU

Khoa học nano và công nghệ nano là một bước tién vượt bậc trong lịch sử khoa

học của nhân loại Theo dự đoán của World Technology Evalucation Center: “Sẽ

không cỏ ngành công nghệ nào mà không ứng dung kỹ thuật công nghệ nano”, Từ đô

cho thấy, sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ tiên tiến nảy đã góp phần mở ra những

cơ hội mới thúc day sự phát triển của nhiều lĩnh vực khác nhau

Các sản phẩm của vật liệu nano có những tỉnh năng ưu việt như có độ bền hóa

học cao, tính chat điện quang nỗi trội, hoạt tinh xúc tác cao, hơn hẳn so với nhữngvật liệu khối thông thường có cùng thành phản hóa học, đồng thời thu hút được nhiều

sự quan tâm nghiên cửu của các nhà khoa học Trong đó, tổng hợp vật liệu nano oxit với cấu trúc perovskite ABO, - gây được sự chú ý của nhiều nha nghiên cứu.

Vật liệu nano kiểu perovskite dang ABO, với A là cation các nguyên tế đất hiếm như La, Y, Pr, Nd, ; còn B là cation kim loại chuyên tiếp họ d như Mn, Fe, Co,Ni Thực nghiệm cho thấy rằng, khi thay thế một phần A hoặc B hoặc cả A và Btrong ABO; bằng các kim loại hóa trị II như Ca, Ba, Sr, Co, Cd, Zn, sẽ lam thay đổicấu tric mạng tỉnh thé của perovskite ABO;, dẫn đến thay đổi các tính chất hóa lý của vật liệu Từ đó, chúng ta có thể tổng hợp được nhiều vật liệu perovskite pha tạp mới với các tinh năng vượt trội hơn so với vật liệu perovskite ABO, thuần ban đầu.

Ngày nay, để điều chế vật liệu perovskite ABO, với kích thước hạt nhỏ người tathưởng sử dụng một số phương pháp cơ bản như phương pháp sol-gel, phương phápđồng kết tủa, phương pháp sol-gel đồng tạo phức, phương pháp đốt cháy gel Trong

đó, phương pháp đồng kết tủa các cation kim loại từ dung dịch lỏng với tác nhân kếttủa thích hợp được chúng tôi lựa chọn nghiên cứu Do quả trình kết tinh vật liệu điều

chế bằng phương pháp đồng kết tủa thường xảy ra ở nhiệt độ thắp dẫn đến vật liệu thu

được có kích thước nhỏ và đồng nhất Phương pháp này lại dễ thực hiện, không đòi hỏidụng cụ — thiết bị đắt tiền

Từ những phân tích trên, chúng tôi chọn đè tài: “Nghién cứu tổng hợp vật liệunano YFeQ, pha tạp bari bằng phương pháp đồng kết tia” làm đề tài khóa luận tốt

nghiệp của mình.

SVTH: Lê Nhật Thùy 7

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyén Anh Tién

CHƯƠNG 1: TONG QUAN

1.1 Giới thiệu về công nghệ nano

1.1.1 Một số khái niệm cơ bản

Trong khoảng hai thập niên gan đây, trong khoa học xuất hiện một day các từmới gắn lién với hậu tổ “#øanø”: cau trúc nano, công nghệ nano vật liệu nano, hoá học

nano, vật lý nano, cơ học nano, công nghệ sinh học nano, hiệu ứng kích thước nano

v.v Nano có nghĩa là nanomet (ky hiệu: nm) bằng một phản tỷ mét (1/1.000.000.000

m), một đơn vị đo lường

` Water Glucose Antibody Vượt «Bacteria Cancer ceil A period

dé đo kích thước những

ww ce ow 1 9 OY OE’ @ :

Nanomet là điểm kì điệu

trong kích thước chiều8 5 \ ° ` 2 £ # Ra of dề

dai, là điểm mà tại đó Š ` về

những vật sáng chế nhỏ

nhất ECON EE Hình 1.1: M6 ta kích thước hat nano

ở cấp độ nguyên tử vả

phân tử của thé giới tự nhiên 3].

Khoa học va công nghệ nano là một hoạt động nghiên cứu liền ngảnh đặt trên cơ

sở của các môn học cổ điển và những thành quả nghiên cứu sẽ trực tiếp trở lại các bộ

môn nảy.

4$ Khoa học nano [6]

Là ngành khoa học nghiên cửu vẻ các hiện tượng và sự can thiệp vào vật liệu ởquy mô nguyên tử, phân tứ và đại phân tử Tại các quy mô đỏ, tính chất của vật liệu

khác hẳn với tính chất của chủng tại các quy mô lớn hơn Ngành khoa học nảy liên

quan đến nhiều ngành khoa học khác như vật lý học, hóa học, sinh học.

% Công nghệ nano [6]

“Hội chứng công nghệ nano” về cơ bản đang tràn qua tất cả các lĩnh vực của

khoa học va công nghệ va sẽ thay đổi bản chat của hau hết mọi đối tượng do con người

tạo ra trong thé ky tiếp theo Nói chung công nghệ nano có nghĩa là kĩ thuật sử dụng

SVTH: Lê Nhật Thùy §

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyén Anh Tién

kích thước từ 0,1 nm đến 100 nm để tạo ra sự biến đổi hoàn toàn ly tính một cách sâu

sắc do hiệu img kích thước lượng tử.

Trong công nghệ nano, các hạt nano được chế tạo bằng nhiều phương pháp khácnhau Những phương pháp này được phân nhóm theo kích thước của vật liệu ban dau,gồm 2 nhóm: phương pháp từ trên xuống (top - down) và phương pháp từ đưới lên

(bottom — up) [6].

> Phương pháp top - down: là phương pháp tao hạt kích thước nano tử các hạt có

kích thước lớn hơn Dùng kỹ thuật nghiên và biến dạng dé biến vật liệu thé khối

với tố chức hạt thô thành cờ hạt kích thước nano Phương pháp đơn giản rẻ

tiên.

>» Phương pháp bottom - up: là phương pháp hình thành các hạt nano từ các

nguyên tứ, phan tứ hay ion Phương pháp từ dudi lên có thé là phương pháp vật

lý, hóa học hoặc kết hợp cá hai phương pháp hóa lý.

Đặc biệt gắn đây, việc thực hiện công nghệ nano theo phương pháp bottom — up

thu hút nhiều sự quan tắm, do có thé tạo thành các hình thái vật liệu như mong muốn

+ Vật liệu nano [8]

Là các tổ chức, cấu trúc, thiết bị, hệ thếng, có kích thước nano (khoảng từ |

đến 100 nm, tức cỡ nguyễn tử, phân tử hay đại phan tử).

Các vật liệu với kích thước như vậy có những tính chất hóa học, nhiệt, điện, từ

quang xúc tac, rat đặc biệt, khác han các vật liệu có kích thước lớn Vì vậy, vật liệu

nano được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực.

Thông thường vật liệu nano được phân ra thành nhiều loại, phụ thuộc vao hình

dang cấu trúc của vật liệu va kích thước của chúng v.v

+ chiên x

2 * _ : an — —.

` es ¬ =

= tị 2 “—<=se a ="®.~ =—— - A =

done net (reng mene ay

tu true 9 thứ rere 0M tư

mer hin

2 chuêu

\í TT “2? wang mene

Care

het Nene meet ren chu 9/6 cot

Hình 1.2: Phản loại vat liệu nano theo sé chiêu

SVTH: Lẻ Nhật Thủy 9

Khỏa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến

Vẻ trạng thải của vật liệu, người ta phân chia thành ba trạng thái: rắn, lỏng vả

khi Vật liệu nano được tập trung nghiên cứu hiện nay, chủ yếu là vật liệu rắn sau đómới đến chất lỏng và khi.

Về mặt cấu trúc thì vật liệu nano được phân ra thành 4 loại: vật liệu nano khôngchiêu (OD), một chiêu (1D), hai chiều (2D) và ba chiều (3D)

> Vật liệu nano không chiều (cá ba chiêu đều có kích thước nano, không còn chiéu tự do nào cho điện tử).

Vi du : dam nano, hat nano v.v

> Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nano, điện

tử được tự đo trên một chiêu (hai chiều cầm tù),

Vi dụ: đây nano, dng nano v.v

> Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano, hai

chiều tự đo.

Vi dụ: mang mỏng v.v

> Vật liệu nano ba chiều là vật liệu đạng khối được cấu tạo từ các hạt nano tỉnh

thé Vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ có một phan của vật liệu

có kích thước nm, hoặc cấu trúc của nó có nano không chiều, một chiều, hai chiều đan

SVTH: Lê Nhật Thùy 10

Khóa luận tết nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tién

Ngoài ra, người ta còn phan loại các dang vat liệu nano dựa vảo lĩnh vực img

đụng khác nhau của chúng như vật liệu nano kim loại, vật liệu nano bán dẫn, vật liệu

nano từ tinh, vật liệu nano sinh hoc.

1.1.2 Ung dụng của công nghệ nano

Công nghệ nano hứa hẹn sẽ “thay đổi cuộc sống của con người” bởi có những

tinh chất nỗi trội và mới lạ Chúng được img dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của

đời sống kinh tế xã hội và an ninh quốc phòng

e Công nghệ nano với lĩnh vực điện tử, quang điện tử, công nghệ thông tin và

truyền thông

e Công nghệ nano với lĩnh vực sinh học va y học

© Công nghệ nano với van dé môi trưởng

se Công nghệ nano với vấn dé năng lượng

® Công nghệ nano với lĩnh vực vật liệu

Thời kì ngành công nghệ nano phát triển mạnh mẽ, vật liệu nano có những tính năng ưu việt như có độ bên cơ học cao, tính chất điện quang nỗi trội, hoạt tinh xúc tác cao đã thu hút được nhiều sự quan tâm nghiên cửu của các nhà khoa học Trong đó, tổng hợp vật liệu nano oxit với cấu trúc perovskite ABO, dang gây sự chú ý nhiều nhà

nghiên cứu.

1.2 Giới thiệu về perovskite ABO,|13|

Perovskite là tên gọi chung của các vật liệu có cấu trúc tinh thé giống với cấu trúc

của canxi titanat (CaTiO;) Cation Ti nằm ở trong tâm lập phương 6 ion oxi nằm ở các

mặt, 8 ion Ca nắm ở các đỉnh, mỗi tế bào chứa một phân tử CaTiO

Hình 1.4: Cấu trúc lập phương của tinh thé canxi titanat CuTiO,

SVTH: Lẻ Nhật Thùy 11

Khóa luận tốt nghiệ GVHD: TS Nguyễn Anh Tiên

1 A.Perovski (1792-1856), người cd công nghiên cứu va phát hiện ra vật liệu này ở

vùng nui Uran của Nga năm 1839.

The Ural Vountawns Russia

Figure 1.

Lev A Perovshs

Hình 1.5: Nha khoảng học người Nga L 4 Perovski

1.2.1 Cấu trúc tinh thé vật liệu perovskite ABO,

Cau trúc li tưởng của perovskite lá dang lập phương có công thức cau tạo tong

quát là ABO, A là cation có kích thước

lớn hơn B, thường là các kim loại dat

hiểm, kiểm, kiểm thỏ hoặc các ion có

kích thước lớn như PbỶ" vả Bi”, còn B là

các kim loại chuyển tiếp 3đ 4d Sd (như

Co, Cu, Ni, Pt, Fe, Mn, )

[rong cầu trúc nảy, 6 mang đơn vị

đậc trưng cho cấu trúc là một hình lập

phương có các hing số mạng a=b“c va

các góc a=P=y= 90”, Vị trí 8 đỉnh của

hình lập phương là vị trí của ion A, tim

của 6 mat hinh lập phương la vị trí của

ion phỏi tri, thường lả vị trí của ton oxy

vả tam của hình lập phương là vị trí của

lon B Điều đó có nghĩa 1a xung quanh

ion B có 6 jon oxy và quanh A có 12 ton

oxy phoi trí

e Vị trí A

® vimsB

oO Vi tri Oxy

Hình 1.6: Cau trúc perovskite (ABOY lắp

phương lý tương (a), và sự sip xép các

bát diện trong cấu trúc perovskite lập

phương lý tương (b)

SVTH: Lẻ Nhật Thay

Khoa luận tốt nghỉ GVHD: TS Nguyễn Anh Tiên

Đặc trưng tinh thẻ quan trọng nhất của các hợp chat có cau trúc nay 1a sự tôn tại

các bát điện BO, nội tiếp trong 6 mạng don vị với 6 ion phối trí (thường là ion O*) tại

định của bát diện vả một ion đương B

tại tâm của bát điện Góc liên kết B- k

O-B, a = 180* và độ dai liên kết B-O és 4

giữa các ion đương B va ion phỏi trí Tk]

bing nhau Diéu nay cho phép ching

ta hình dung một cách tường minh về

hơn khi có sự biến dang của cấu trúc

perovskite khi hệ tinh thé không còn

là lập phương độ dai liên kết B-O

theo các trục sẽ không bằng nhau vả

góc liên kết B-O-B sẽ khác 180°

(hinh 6)

Trong cấu trúc lý tưởng, khoảng cách B-O là a/2 (a là hing số mạng của 6 mạng

lập phương) trong khí khoảng cách A-O là a/Ý2 va mối quan hệ giữa các bán kính ion

là: ra + to = V2{rg + ro) Tuy nhiên, người ta cũng thấy ring cấu trúc lập phương củacác hợp chất ABO; vẫn được đuy trì ngay cả khi phương trình trên không được thỏa

man Khi đo độ lệch khỏi cấu trúc ly tưởng, thửa số dung han (1) dp dụng ở nhiệt độ

phòng được định nghĩa bởi phương trình:

t =( ra + ro)/2(rg + ro)

Mặc di đổi với cấu trúc perovskite lý tưởng t' = nhưng kiểu cấu trúc này vẫn

tổn tại ở các giá trị t' thấp hon (0.75 < U' < 1) Cấu trúc lập phương lý tưởng nay xuất

hiện trong một số trưởng hợp giá trị t` rất gin 1 va ở các nhiệt độ cao Trong đa số

trường hợp xuất hiện sự méo mạng tinh thé Sự lệch khỏi cấu trúc lý tưởng dẫn đến các

hệ tinh thể có đối xứng thấp hơn như orthorhombic (trực thoi), rhombohedral (mật

thoi), tetragonat (tứ giác), monoclinic (đơn tả hay một nghiéng) va triclinic (tam tả hay

Hình 1.7: Sự biến dang của cau trúcperovskite khi góc liên kết B - O-— B 2 180°

ba nghiêng) Cấu trúc méo mạng có thé tổn tại ở nhiệt độ phòng nhưng nó có thé

chuyên sang cau trúc lập phương khi & nhiệt độ cao Sự chuyên pha cau trúc nảy có thể

xuất hiện theo nhiều bước qua các pha méo trung gian.

SVTH: Lẻ Nhật Thay 13

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiền

Trong để tai nay, chúng tôi thay the một phan cation A là ytri bang bari:

ilies TM + To LS + rạ+- - 0.94 + 1.26

V2(ry+ To) V2(rre3+ + rọ:-) V2(0.67 + 1.26)

U trong trường hợp này là 0.806 vẫn nằm trong khoảng gia trị 0.75 << 1

1.2.2 Sự pha tạp và sự khuyết thiếu oxy

Việc thay thé một phần các cation ở vị tri A và B bằng một nguyên tổ thứ ba 1amột kỳ thuật cơ ban dé thay đổi cau trúc của các hợp chat perovskite, nhằm khám phá

ra các tính chất mới Tính không hợp thức dư oxy trong các oxit perovskite thường

không phé biến do việc gộp oxy vào mạng tinh thé như “oxy ngoài nút" về mặt nhiệt

động học la không thuận lợi Hơn nữa, cấu trúc ABO, gồm một mang AO; xếp chặtvới các cation B trong các bát diện BO, Do đỏ sẽ có các nút khuyết ở vị tri cation.Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy các nút khuyết ở vị trí cation thường chiếm ưu

thé ở vị trí nguyên tế đất hiếm (vị trí A) Các nút khuyết vị trí B trong các oxit

perovskite không phé biến do cation B có điện tích lớn và kích thước nhỏ nên các nútkhuyết vị trí B là không thích hợp vẻ mặt nhiệt động học, cation A lớn hơn, ở vị trí

phối tri 12 dé bị thiếu hụt từng phan Hơn nữa, day ABO; trong cấu trúc perovskite tạo

nên một mạng lưới ba chiều bẻn vững

1.3 Các phương pháp tổng hợp vật liệu nano ABO,

Phương pháp tổng hợp vật liệu nano ABO, có rất nhiều, tuy nhiên hai phươngpháp phd biến và thường được sử dụng nhiều nhất là: phương pháp sol-gel và phươngpháp đồng kết tủa

1.3.1 Phương pháp sol-gel [16]

Hạt keo là những hạt nhỏ từ vài chục cho đến một trắm micromet Khi những hạt

nhỏ như vậy lơ lửng trong một chất lỏng người ta gọi huyền phù đó là sol (lỏng) Solkhông có hình dạng riêng, nó có hình thù của bình đựng Khi sol biển đổi chuyển sang

trang thải đông đặc dé có hình dang riêng thi gọi là gel Vậy quá trình sol — gel là quá

trinh hình thành dung địch huyền phù của chất keo (sol) rồi biến hóa để đông keo lại

(gel) [1].

Quá trinh sol — gel và các nhóm sản phẩm thu được có thé tóm tắt ở hình 7

= 0.806

SVTH;: Lé Nhật Thủy l4

Khóa luận tốt nghiệ GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến

phẩm trong quá trình nung sấy.

Phan ứng điển hình của phương pháp sol-gel là phản img thủy phân va ngưng tụ.

Để tổng hợp vật liệu theo phương pháp này, trước hét cần chế tạo sol trong một

chất lỏng thích hợp bằng một trong hai cách sau:

®© Phân tan chất rin không tan từ cấp hạt lớn chuyển sang cấp hạt của sol

trong các máy xay keo.

® Dung dung môi dé thuỷ phân một precusor cho tạo thành dung dịch keo.

Từ sol được xử lý hoặc để lâu dẫn cho già hoá thành gel Dun nóng gel tạo thành

sản phẩm.

SVTH: Lê Nhật Thùy 15

Khoa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyén Anh Tién

Có thé tóm tắt phương pháp sol-gel theo sơ dé sau:

Phan tán hoặc thủy phân — Sol —» Làm nóng hoặc già hóa —» Gel -» Sản phẩm

Trong phương pháp sol-gel, để ngăn ngửa sự tách pha cũng như sự đồng nhất cao

cho sản phẩm, người ta thường sử dụng các tác nhân trợ gel Một số polime hữu cơđược sử dụng ngoài vai trò chất trợ gel con là nguồn nhiên liệu như polivinyl ancol

(PVA), polietylen glycol, poliacrylic axit [5].

Theo phương pháp trên, dung dịch ban đầu gồm dung dịch các muối kim loại

(thường là muối nitrat) được trộn với polime hoà tan trong nước tạo thành hỗn hợpnhớt Làm bay hơi nước hoản toản hỗn hợp nay thu được khối xốp nhẹ va dem nung ở

khoảng 300°C - 900°C thu được là các oxit phức hợp mịn.

1.3.2 Phương pháp đồng kết tủa [16]

Phương pháp đồng kết tủa là một trong những phương pháp đang được sử dụngrộng rai đẻ tong hợp vật liệu nano oxit Phương pháp này cho phép khuếch tan các chattham gia phan ứng khá tốt, tăng đáng kẻ bẻ mặt tiếp xúc trực tiếp của các chất phanứng Với phương pháp đồng kết tủa: chất gốc là các muối vô cơ như clorua, nitrat,

sunfat được hòa tan trong môi trường nước, sau đó được cho phản ứng với dung

địch bazo như KOH, NaOH, NH,OH hay dung địch (NH,);CO; để tạo kết tủa Sảnphẩm kết tủa được lọc rửa sạch bằng nước cất và được làm khô tự nhiên trong khôngkhí Các hạt được tổng hợp có kích thước tử vải nanomet đến vài chục nanomet Kích

thước hạt có thé được kiểm soát thông qua nhiều yếu tô như tỉ lệ vật liệu ban đầu,

trạng thái oxy hóa, độ pH dung dịch

Phương pháp đồng kết tủa đã khắc phục được một số nhược điểm của phương

pháp gốm truyền thống Cụ thể, có những ưu điểm sau:

> Tinh đồng nhất của sản phẩm cao;

> Quá trình kết tinh vật liệu xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với phương pháp

gếm truyền thống;

z Kích thước hat nanomet;

> Thiết bị rẻ tiên và để tiền hành.

Bên cạnh 46, phương pháp dong kết tủa cũng có một vải nhược điểm như làtương tác của các hợp chất với phân tử nước cỏ thé gây ra một số khó khăn Do nước

SVTH: Lê Nhật Thay 16

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tién

tương tắc với các chất tạo liên kết bẻn, sẽ xảy ra sự cạnh tranh, do do can nhiệt độ cao

> Bảo đảm trong hỗn hợp pha ran chứa hai ion kim loại theo đúng tỉ lệ như trong

sản phẩm gdm mong muốn Dé thực hiện yêu cầu này không phải dé dang Chúng ta

đã biết rằng, tích số tan của các chất khác nhau là rất khác nhau (tích số tan của

Y(OH); = 10”; Ba(OH); = 5.10”: Fe(OH), = 4.10"; Y;(CO¿)y = 10”), do dé trong

hỗn hợp có hai chất kết tủa có thé chứa hai kim loại không đúng như ti lệ của ching trong dung dich chuẩn bị ban dau Dé khắc phục một phần nhược điểm nảy là ta có thé lay du tác nhân kết tủa Chẳng hạn trong dé tải này, dé kết tủa đồng thời các ion Y”,Ba*’ va Fe*", chúng tôi sử đụng và lấy du tác nhân kết tủa là (NH¿);CO; để đảm bảo

các cation kết tủa hoàn toàn.

1.4 Tổng quan về tính chất các hợp chat của ytri, bari và sắt [4; 17]

Trong để tải này, chúng tôi sử dụng phương pháp đồng kết tủa tổng hợp vật liệu nano Y; Ba,FeO;, quá trinh nay được hình thành thông qua các giai đoạn tạo kết tủa

Y(OH);, Y;(CO¿);, Ba(OH); và Fe(OH), và tạo các oxit YO), BaO, Fe;O; sau quá

trình nung kết tủa

I.4.1 Hợp chất của ytri

1411 Nriovi

Y;O; là chất rắn màu tring, rat khé nóng chảy Y;O;

giống với CaO, chúng hap thụ khí

CO; vả hơi nước trong khí quyền

tạo thành cacbonat, hiđroxit, Tác

dụng với nước tỏa nhiêu nhiệt.

¥,0,+3H,0 ¬ 2Y(0H);

SVTH: Lê Nhật Thùy 17

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến

Ytri oxit có thé làm chất xúc tác, chế gốm chịu nhiệt, dùng làm vật liệu từ

ding trong võ tuyển điện tu va may tinh

Được điều chế bằng các cách khác nhau như nung kim loại ytri trong khí

quyền oxi hoặc trong không khí; hoặc nhiệt phân các mudi khác nhau như nitrat,

acetat, hidroxit của chúng Vị dy:

t9

2¥(OH), —ƒ Y,0, + 3H„O

4Y(NO); + 2YW,0y + 12NO,T + 30,†

2 tổ

2Y(CH,COO), + 120, — Y,O0, + 12C0, T+ 3H;O

1.4.1.2 Ytrihiđroxu

Ytri hiđroxit là kết tủa nhảy màu trắng, là một vật liệu quan trọng được sử

dung trong lĩnh vực gồm sứ, thủy tinh va điện tử

Hình 1.10: Anh SEM của Y(OH); dang ông [2 }

Kẻ từ khi phát hiện ra ông nano cacbon vào nam 1991 [3], một vật liệu có cơ cau là dang ông rồng (hỉnh 9 và hình 10) với diện tích bẻ mặt lớn đã thu hút đáng ké

sự chú ý do tinh chất độc dao của nỏ trong việc vận chuyên điện và phát quang Ngoài

ra ytri hiđroxit còn được tìm thay ở dạng dây

—>kyckckcFc FT—TF——————————TTTETFTễỶ—_ễ_——————————————

SVTH: Lẻ Nhật Thủy 18

GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến

Sự phát triển của các thanh ytri hiđroxit nano được bắt dau từ các tinh thé

nano có cấu trúc 1D, những tinh thé được sắp xếp theo củng một hướng và hợp thành

một bó có kích thước micro, sau đó những bó ytri hiđroxit có kích thước micro thì tiếp

tục phat triển thành dang ống bởi sự mất tính định hướng và ưu tiên phát triển theodạng đường tròn Cuối cùng các dng có kích thước micro cũng bị giải thé từ các khiếm khuyết trên bẻ mặt và tử đó hình thành dây nano [7].

Chúng đã được tìm thấy trong các bộ cảm biến, vận chuyển chất lỏng hoặcchất khi, ngoải ra chúng còn được sử dụng làm chất xúc tác trong những năm gầndây, sự tổng hợp các hợp chất đất hiểm dạng ổng nano đã thu hút được nhiều sự chú ýmạnh mẽ do chúng có thể được sử dụng để làm nhãn sinh học, phát quang trong các

thiết bị có hiệu suất cao, chất xúc tác và một số vật liệu chức năng khác

Có nhiều phương pháp để tổng hợp ytri hiđroxit như: phương pháp sol-gel,phương pháp đồng kết tủa, phương pháp thủy nhiệt

Khi nhiệt phân ytri hiđroxit ở khoảng 500°C trong khoảng 2h thi ta sẽ thu

được ytri oxit.

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyén Anh Tién

Bari oxit hut 4m mạnh khi dé trong không khí va có kha năng hap thy CO;:

BaO + CO; = BaCO;

Được điều chế bảng cách nung muối cacbonat, nitrat hoặc hidroxit của kim

loại kiểm thé:

>1350°C

Hoặc dùng than khử mudi cacbonat ở nhiệt độ thắp hon:

BaCO; + C — BaO + 2CO

1.4.2.2 Bari hidroxit

Bari hidroxit là chất bột mau tring, là bazo mạnh, tan trong nước (T, = 5 10°)

va trong axit.

Ba(OH); + 2HCI —~ BaCl, + 2H,0

Ba(OH); không bên với nhiệt, ở nhiệt độ cao (>1000°C) phân hủy thành BaO:

Ba(OH, ~^ BaO + HạO

Ba(OH); có khả năng hap thụ khí CO; biến thanh cacbonat.

Ba(OH) + CO; + BaCO, + HO

Ba(OH); thường được điều chế bằng cách cho oxit tác dụng với nước:

BaO + H,O — Ba(OH),

SVTH: Lé Nhat Thay 20

Khóa luận tốt n GVHD: TS Nguyễn Anh Tién

1.4.3.1 Sat (il) oxi

Sắt (HI) oxit là chat bột không tan trong nước, có mau nâu đỏ Sắt (IID oxit có

nhieu dang đa hình trong đó quan trọng nhất là hai dang a va y œ-FczO; là tinh thẻ lục

phương giỏng với corundum và tổn tại trong thiên nhiên dưới dạng khoáng vật hematit

Fe;O; được tạo thành khí oxi hóa cắn thận Fe:O¿, là tỉnh thé lập phương giống với

y-Al:O; Dang a có tính thuận từ còn dang y có tính sắt từ.

Khi nung sắt (111) hiđroxit, nói đúng hơn là oxit bị hiđrat hoa FeyO¿.nH;O, ở

nhiệt độ thấp hơn 650°C tạo ra chất rin ở dang bột màu nâu đỏ, nhưng nếu nung ở

nhiệt độ cao hơn tạo thành tinh thé màu xám đen không còn khả năng tan trong axit tương tự như Cr;O;, AlzO; dang tinh thẻ.

Fe,O).nH,O —£—+ Fe,0, + nH;O

FeO; cũng có thé điều chế bằng cách nung FeSO,.7H,0, FeO hoặc muối sắt

(11) của axit dé bay hơi khác:

FeSO,.7H;O ——›FeSO, + 7I1;O

2FeSO, ——+ Fe,O, + SO;† + SO;†

4FeCO, + O,—*-+ 2Fe,0; + 4CO;†

Ngoài ra Fe,O, còn được điều chế bằng cách nhiệt phân muối sắt (II) nitrat:

4Fe(NO,);—> 3FeO¿ + 12NO;† + 3O›†

Trong công nghiệp được điều chế bằng nung quặng pirit ma thành phan chính

là FeS»:

SVTH: Lê Nhật Thùy 21

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiền

4Fe§; + 110;—“-» 2Fe,0, + 8 SO;†

Fe;O; nóng chảy ở 1565°C và thăng hoa ở 2000°C.

Fe;O; tan trong axit tạo thành ion phức [Fe(OH;)„|'” không màu; màu nâu của

dung dich muỗi sắt (III) lá do mau nâu của sản phẩm phan ứng thủy phan, tức là mau

của các ion phức hiđroxo — aquo:

[Fe(OH;)„]” +H;O = [Fe(OH;)/OH]” + H,0°

Bên cạnh tinh chất chủ yếu là tính bazơ, FeO, còn có tính axit tạo thành muối

ferit mau vàng hoặc đỏ, khi nung hỗn hợp (Na;CO; + Fe;ØO)) :

Fe,O, + Na¿CO¿——y2NaFeO; + CO;

Khi nung với C hoặc nung nóng ludng khi CO, Hy hoặc khí than đá, Fe;O; sẽ

bị khư thành Fe:

Fe;O› + 3C —-» 2Fe + 3CO

Fe;O;* 3CO——+ 2Fe + 3CO;

Fe;O;+ 3H;—£+2Fe + 3H;O

1432 Sất (111) hidroxit

Sắt (IL) hiđroxit là chất kết tủa màu đỏ nâu được tạo ra khi cho một tác nhân

kết tủa như kiểm, amoniac, dung địch cacbonat tắc dụng với muối sắt(III):

FeCl, + INH, +3H,O — Fe(OH), + 3NH,CI 2FeCh; + 3Na;CO; +3H;O + 2Fe(OH), + 6NaCl + 3CO;

Dạng kết tủa keo màu đó vô định hình đó là dạng Fe;O,.naH;O với hàm lượng nước khác nhau Trong công thức thường viet la Fe(OH), chính là Fe;O;.3H;O; trong

thiên nhiên, dang hematit nâu Fe,O,.H,O hay là FeO(OH).

Fe(OH), khô là những cục xếp khối lượng riêng thay đổi trong khoảng từ

3,4g/cm` đến 3,9 g/cm’ Hau như không tan trong nước (T=4,10")

Khả năng hòa tan trong axit phụ thuộc vào tuổi cua kết tia Kết tủa vừa mới điều ché để tan trong axit vô cơ và hữu cơ, nhưng dé lâu một thời gian thi lại khó tan.

Khi đun nóng đến 500°C - 700°C sẽ mat nước hoàn toàn biến thành Fe;O;

2Fe(OH); 2" FeO, + 3H;O

Bên cạnh tinh chat chủ yếu là tinh bazơ Fe(OH), con thé hiện tính axit yếu

Fe(OH), + NaOH đặc —— NakcO, ‡ “HO

SVTH: Lé Nhật Thùy 22

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tién

2Fe(OH)¡+ K;CO;—“—› 2KFeO; + CO; + 3H;O

Các ferit đều bị thủy phân đến kiểm vả Fe;O;›

2NaFeO; + H,O — 2NaOH + Fe;O;

Trong dé tai này, chúng ta ding dung dich (NH,);CO; để kết tủa các cation Y”",Ba”" và Fe” Các phản ứng xảy ra có thé tóm tắt theo các phương trình phản ứng sau:

Giai đoạn |: Là quá trình kết tủa các ion kim loại bang dung dich (NH,);CO::

2Fe(NO;), + 3(NH,),CO, + 3H,0 ¬ 2Fe(OH), 1 +3C0; T† + 6NH,NO,

2Y(NO;); + 3(NH,);C0; > Y;(C0;); L +6NH,NO, 2Y(NO,), + 3(NH,),CO, + 3H,0 => 2Y(0H); l +3C0; + 6NH,NO,

Ba(NO;); + (NH,);C0; + BaCO, 4 + 2NH,NO,

Giai đoạn 2- Là quá trình phân hủy các chất kết tủa tạo thành các oxit tương ứng:

2Fe(0H); 1= Fe,0, + 3H„0 2Y(0H); 1¬ Y;0; + 3HạO

3/20; + 5 (1 —x)#⁄O; + xBa0 là W_„Ba,FeO;

1.5 Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng của vật liệu nano YFeO; pha

tạp bari bằng phương pháp đồng kết tủa

1.5.1 Phương pháp phân tích nhiệt [9]

Phân tích nhiệt (TA: Thermal Analysis) là tên gọi của một nhóm phương pháp

phân tích khảo sát các tinh chất của mẫu như một hàm của nhiệt độ hay ham của thờigian khi nhiệt độ không đôi Có hai kỹ thuật phân tích nhiệt thường gặp là phân tíchnhiệt vi sai (DTA) và phân tích khối lượng nhiệt (TGA)

SVTH: Lê Nhật Thùy 23

Khoa luận tốt nghiệ GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến

Hình 1,14: Gian đó mỏ ta nguyên lý hoạt động

cua mot thuết bị phản tích nhiệt

LSA.) Phuong pháp phan tích khoi lượng nhiệt (TGA)

Phương pháp TGA là phương pháp khảo sat sự thay đổi khỏi lượng của chất theo

nhiệt độ, khi chất được đặt trong lò nung có chương trình thay đối nhiệt độ được kiểm

soát một cách chặt chẽ Nhiệt độ nung có thẻ lên đến 1600°C

Đường cong ghi được là đường cong khối lượng nhiệt hay đường cong TGA,

trong đỏ khối lượng (hay % khối lượng mất, hoặc % khỏi lượng còn lại) được vẻ trẻn

trục tung va giảm dẫn xuống, nhiệt độ T hay thời gian t được về trên trục hoành và

tăng dan từ trai qua phái.

Đường cong TGA giúp ta có thé xác định được độ bẻn nhiệt của chất, các quá

trình hóa lí xảy ra trong quá trình phân hủy nhiệt của chất và đồng thời xác định được

độ tinh khiết của chat.

Nhiéu chất có các phản img mắt khối lượng xảy ra liên tục trong một khoảng

nhiệt độ nào đó, nén nêu chi ding đường cong TGA sẽ không thẻ phát hiện được có

bao nhiều phản ứng đã xảy ra trong khoảng nhiệt độ đó Vì vậy, can ding thêm đường

cong DrIGA, là đường cong đạo hàm bậc nhất của khỏi lượng mắt, biểu điển tóc độ

thay đổi khối lượng của chất Các phan ứng cỏ tốc độ thay đổi khỏi lượng khác nhau

nén sé cho các peak khác nhau trên đường [)r1GA

L513 Phương pháp phản tích nhiét ví sai (DTA)

Phương pháp DTA là phương pháp phan tích nhiệt trong dé mẫu va chất tham8 phay p 8 phap | È

khảo tro được nung đồng thời trong lò Các phan ứng xảy ra trong mau luôn có kèm

_—mmmmm~mmm>mm——DẦ-Ỷ-Ỷ-ŸỶ=-Ÿ-=TễŸ-.-==>œ>—=——>——m————mmm

SVTH: Lẻ Nhật Thủy 24

Khóa luận tết nghiệp GVHD: TS Nguyễn Anh Tiến

theo sự tóa nhiệt hay thu nhiệt, nên sẽ làm nhiệt độ mẫu thay đổi không tuyến tỉnh với

nhiệt độ lò.

Dựa vảo đường cong DTA, ta có thé xác định nhiệt độ tại đó các quá trình hóahọc hay vật lý bắt đầu xây ra và biết quá trình đó là thu nhiệt hay tỏa nhiệt Ngoài ra

côn được ding dé nhận biết các chất.

Các phương pháp phân tích nhiệt thường được kết hợp với các phương phápphân tích cấu tric khác như nhiễu xạ tia X và ảnh hiển vi điện tử dé điều chỉnh và tếi

ưu hóa quá trình chẻ tạo vật liệu, giải thích cơ chế của quả trình hình thành các pha

trong vật liệu.

Trong dé tài nay, phân tích nhiệt TG — DSC được tiến hành đo trên máy LabsysEvo tại Khoa Hoa học trường DH Sư Phạm Tp Hồ Chi Minh

Chế độ nung là trong môi trường khi nita với tốc độ nâng nhiệt '0Kjphút.

1.5.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) |9|

Nhiễu xạ tia X là thiết bị ding để nghiên cứu, xác định pha cấu trúc tỉnh thẻ của

vật liệu Nó fa một trong những công cụ

quan trọng nhất được sử dụng trong nghiên ï©4e*Xeaw2A\ #asedXse „

cứu hóa học chất rắn và khoa học vật liệu Sa, TP f is

Nguyễn tắc chung của phương pháp phân - a -&- pet +

tích cấu trúc vật liệu và thành phẩn pha — “Pr «|

oA

bing nhiễu xa tia X dựa trên hiện tượng

nhiều xa tia X của mạng tỉnh thể khi thỏa nà « âd - se

mãn định luật Bragg.

Hiệu quang trình: A=2dsin8 (1)

Khi A=nÀ thì các sóng phản xa sé

củng pha va ta có sự giao thoa tăng Nhu

vậy ta sẽ thu được cường độ sóng phản xạ

tăng mạnh khi góc tới 0 thoả man điều

bị nhiễu xa tia X

2dsinB=n) (2)

Trong do:

SVTH: Lé Nhat Thiy 25

Khoa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyén Anh Tién

d: khoảng cách mang, đơn vi A

i: bước sóng tia X, đơn vị A

8: giá trị góc tới

Đây chính là nội dung của định luật Bragg.

Ung dụng của định luật Bragg là để xác định khoảng cách mạng d khi đã biết 2.

và góc tới tương ửng với vạch thu được.

Trong thiết bị XRD, phương của tia X đến được cổ định mẫu bột hay mẫu ép viên được đặt trên một giá có thé xoay dé thay đổi góc đến 0 Khi góc Ø thay đi, tập hợp các mặt phăng (hkl) nào của tinh thé thỏa man phương trình Bragg sẻ cho peak nhiều xạ Đối với mỗi loại vật liệu kết tỉnh, giản để nhiễu xa tia X là đuy nhất và được

đặc trưng bởi một bộ vạch nhiều xạ.

Trên cơ sở đó, chúng tôi phân tích các đặc trưng vẻ cấu trúc tỉnh thể, độ đơn pha

hay nhận biết thành phan hóa học của mẫu Sau khi có được giản đồ nhiễu xạ có ghép phỏ chuẩn đồng nhất vẻ cấu trúc phổ với mẫu chế tạo, ta có thể xác định được cấu trúc

và hằng số mạng của mẫu.

Kich thước hạt của vật liệu có ánh hưởng nhiều tới tính chất vật liệu Vi vậy xácđịnh kích thước hạt và sự phân bố kích thước hạt là cần thiết Có nhiều phương pháp

để xác định kích thước hạt, mỗi phương pháp chi có hiệu quả trong một giới hạn về

kích thước hạt Xác định kích thước hạt dựa vào các hiệu img do kích thước hạt với

giản để nhiễu xạ đã được nghiên cứu và ứng dụng từ lâu Các hạt nano có kích thước

nhỏ hơn 100nm đều thẻ hiện sự mở rộng vạch nhiều xạ tia X của chúng Từ giản đểnhiễu xạ tia X người ta có thé xác định được kích thước hạt trung bình từ công thức

gần đúng Scherrer: kì

P Boost G)

Trong đó

® : kích thước hat tinh thé, đơn vị A;

2 : bước sóng của bức xạ tia X, don vị A:

Ong phát tia X bằng Cu với bước sóng A= 1.5406 A

SVTH: Lê Nhật Thùy 26