6. Cấu trúc luận văn
3.1.2. Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt lên hình thái của vật liệu TiO
Hình 3.4 mô tả hình thái của vật liệu TiO2 sau khi được nung trong môi trường không khí ở các nhiệt độ khác nhau từ 300 đến 700 °C. Kết quả cho thấy không có sự khác biệt rõ rệt giữa hình thái của vật liệu được nung ở 300 °C (Hình 3.4a) so với vật liệu ban đầu. Sau khi nung ở 500 °C, cấu trúc dạng hạt xuất hiện (Hình 3.4b) bên cạnh các sợi TiO2. Ở 700 °C, toàn bộ các sợi nano TiO2 đã biến đổi thành cấu trúc dạng thanh ngắn với chiều dài trong khoảng từ 200 – 400 nm (Hình 3.4c).
Sự biến đổi cấu trúc theo nhiệt độ ủ cũng xảy ra tương tự đối với vật liệu TiO2:Fe. Tuy nhiên, so với vật liệu TiO2 không pha tạp, sự chuyển đổi từ dạng sợi thành dạng thanh xảy ra rõ nét hơn (Hình 3.5).
Hình 3.5. Ảnh SEM của vật liệu TiO2:Fe sau khi nung ở 500 °C (bên trái) 700 °C (bên phải): 0,2% Fe (a&b), 0,5% Fe (c&d) và 1% Fe (e&f).
Kết quả cho thấy, đối với các nồng độ pha tạp 0,2% và 0,5% Fe, sau khi nung ở 700 °C, các thanh TiO2 hình thành có chiều dài trong khoảng 0,2–1
µm. Đối với mẫu pha tạp 1% Fe, sau quá trình nung, các thanh TiO2 có xu hướng bị gãy hình thành nên cấu trúc có dạng hạt (Hình 3.5c). Tuy nhiên, ở cấu trúc dạng thanh, hình thái của TiO2:Fe ít bị thay đổi sau quá trình nung (Hình 3.6 và Hình 3.7).
Hình 3.6. Ảnh SEM của vật liệu TiO2:Fe (2%) khi chưa nung (a) và sau khi nung ở các nhiệt độ khác nhau: 300 °C (b), 500 °C (c) và 700 °C (d).
Hình 3.7. Ảnh SEM của vật liệu TiO2:Fe (5%) khi chưa nung (a) và sau khi nung ở các nhiệt độ khác nhau: 300 °C (b), 500 °C (c) và 700 °C (d).