6. Cấu trúc luận văn
1.2.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng của BaTiO3
Do có các đặc điểm, tính chất nổi bật nên vật liệu perovskit BaTiO3 đang được nghiên cứu nhiều, đặc biệt là trong lĩnh vực xúc tác quang.
Xinrun Xiong và cộng sự [50] đã tiến hành điều chế vật liệu BaTiO3 bằng phương pháp thủy nhiệt. Quy trình tiến hành như sau: cho Ba(OH)2 và TALH (0,05 mol/L, Ba : Ti = 1 : 1) hòa tan vào một ít nước cất, thêm vào 6ml NaOH 1M để đạt pH = 13, tiếp theo thêm tert butylamin và axit oleic sao cho tỉ lệ mol của Ba : axit oleic : tert butylamin = 1 : 8 : 12 rồi điều chỉnh sao cho thu được 30ml dung dịch, nung dung dịch ở 200 ⁰C trong 24 giờ, 48 giờ, 72 giờ. Các sản phẩm thu được đi đặc trưng, kết quả là khi thay đổi nhiệt độ nung thì hình thái, cấu trúc, kích thước các hạt thay đổi; kết hợp với việc khảo sát hoạt tính xúc tác quang của các mẫu vật liệu thông qua phản ứng phân hủy MB, MO thì tác giả cũng kết luận khi thủy nhiệt ở thời gian 48 giờ thì BaTiO3 có hình thái cũng như hoạt tính xúc tác quang (đạt hiệu suất 99,2% và 76,2%
trong phản ứng phân hủy MB và MO) tương đối tốt nhất và có khả năng phân hủy MO trong khi mẫu BaTiO3 nung ở 24 giờ và 72 giờ thì không.
Hình 1.5. Cơ chế phân hủy của MB trên BaTiO3 [50]
Cũng với mục đích tổng hợp BaTiO3 có hoạt tính xúc tác quang cao, Caimei Fan và cộng sự [37] sử dụng phương pháp sol-gel và được tiến hành như sau: đầu tiên chuẩn bị dung dịch A (cho một lượng (CH3COO)2 hòa tan vào trong nước cất) và dung dịch B (Ti(OC4H9)4 hòa tan vào cồn tuyệt đối) sao cho tỉ lệ mol Ba : Ti = 1:1; tiếp theo cho 6 gam axit xitric và 2ml pentan- 2,4-đion vào dung dịch B rồi đổ từ từ dung dịch A vào tạo thành hỗn hợp đục, tiếp tục nhỏ từng giọt ethanediol vào hỗn hợp, đem đun ở 80 ⁰C ở 3,5 giờ, nó sẽ dần trở thành gel màu cam; rồi hóa già liên tục gel ở 80 ⁰C trong 20 giờ rồi nung trong 2 giờ với tốc độ gia nhiệt 12⁰C / phút ở các nhiệt độ lần lượt là 600, 700, 800, 900, 1000 ⁰C. Kết quả cho thấy mẫu ở nhiệt độ 900 ⁰C thu được kết quả có hoạt tính quang xúc tác tốt nhất thông qua phản ứng phân hủy axit humic.
Với tính chất từ điện trở siêu khổng lồ của một số perovskit từ tính, vật liệu này được dùng để chế tạo các linh kiện spin tử và các cảm biến từ siêu nhạy. Ngoài ra, với những tính chất như siêu dẫn ở nhiệt độ cao, có tính sắt điện, sắt từ trên cùng một hệ vật liệu... perovskit còn có thể ứng dụng để chế tạo nhiều loại linh kiện điện tử đa chức năng khác. Trong các oxit kim loại phức hợp, oxit kiểu perovskit (ABO3) còn có những tính chất rất nổi bật như hoạt tính oxi hoá khử cao. Loại vật liệu perovskit trên cơ sở BaTiO3 có nhiều tính chất sắt điện lý thú (điện môi, áp điện...) do đó chúng có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như trong hệ điều khiển nhiệt độ tự động, làm các biến tử thu phát sóng siêu âm, các bộ lọc, các bộ điều biến điện quang, các bộ vi dịch chuyển, bộ cộng hưởng cao tần... Đặc biệt các nhà khoa học còn phát hiện ra rằng vật liệu perovskit có thể dùng làm chất xúc tác để loại bỏ các chất ô nhiễm từ khí thải động cơ diesel [5]. Các kết quả nghiên cứu cho thấy loại xúc tác này rẻ hơn, hoạt tính xúc tác tốt hơn trong việc chuyển hoá khí thải cho động cơ diesel mà không dựa vào nhóm kim loại đắt tiền và khan hiếm như bạch kim.
Nhìn chung, vật liệu perovskit nói chung cũng như BaTiO3 nói riêng có rất nhiều ứng dụng dựa vào tính chất của chúng. Có nhiều công trình có xu hướng nghiên cứu về phương pháp tổng hợp sao cho thu được BaTiO3 có hình thái thuận lợi cho việc tăng hoạt tính xúc tác quang để đươc ứng dụng nhiều hơn nữa [32].