Hóa chất ban đầu:
- Các muối nitrat: Fe(NO3)3, Ni(NO3)2, Cr(NO3)3
- Axit Citric (AC) (C6H8O7.H2O), dung dịch NH3 (NH4OH).
- Nƣớc khử ion.
Dụng cụ thí nghiệm:
- Máy khuấy từ, con khuấy từ, giấy quỳ tím.
- Tủ sấy, lò nung, nhiệt kế.
- Các dụng cụ thí nghiệm khác.
Chuẩn bị hóa chất:
Pha các muối để tạo thành các dung dịch muối với nồng độ 1M với quy trình nhƣ sau: - Cân đủ các muối Fe(NO3)3.9H2O, Ni(NO3)2.6H2O, Cr(NO3)3.9H2O rồi hòa tan từ từ vào nƣớc khử ion để tạo thành các dung dịch muối Fe(NO3)3, Ni(NO3)2 và Cr(NO3)3. - Các muối sau khi tan hoàn toàn trong dung môi đƣợc lọc và chuẩn độ bằng bình chuẩn độ. Kiểm tra bằng thiết bị chuẩn độ tại Viện HóaTrƣờng ĐHBK Hà Nội.
71
Quy trình chế tạo mẫu:
- Hòa tan các dung dịch muối đã chuẩn bị đƣợc sử dụng theo đúng tỉ phần công thức [Ni2+]:[Cr3+]:[Fe3+] = [1]:[ x]: [(2-x)] với x =0; 0,3; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8 và 0,9 và axit Citric theo tỉ lệ : VAC/ V(Fe3++ Ni2++ Cr3+) = 1:1.
- Khuấy 15-30 phút để cho các muối và axit trong dung dịch đƣợc hòa trộn đồng đều. Điều chỉnh pH =7 của dung dịch bằng dung dịch NH3.
- Dung dịch sau khi có pH = 7 đƣợc gia nhiệt đến 80 °C. Khuấy từ với tốc độ 600 vòng/phút trong vòng 1 giờ đến khi dung môi bay hơi và gel dạng ƣớt hình thành. - Sấy gel bằng lò điện ở 120 °C trong 24 giờ thu đƣợc aerogel.
- Đốt tiếp aerogel (nung sơ bộ) trong không khí ở 350°C trong 2 giờ thu đƣợc các xerogel.
- Nghiền mịn xerogel bằng cối mã não trong khoảng 30 phút.
- Nung thiêu kết các xerogel ở nhiệt độ 700 °C và 900 °C và 1100 °C trong 2 giờ thu đƣợc các hạt ferit spinen.
Hình 4.1 là quy trình chế tạo hạt nano NiCrxFe2-xO4 (x =0; 0,3; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8 và 0,9) bằng phƣơng pháp sol-gel ủ tại các nhiệt độ khác nhau.
72