Trên cơ sở tổng hợp thành công perovskit LaNi0,90Co0,10O3, các hệ perovskit dạng thay thế LaNi1-xCoxO3 với x = 0,00; 0,05; 0,10; 0,2; 0,5 và 1,00 đã được tiến hành. Giản đồ XRD các mẫu nung từ gel (La3++Ni2++Co2+)-PVA ở 700oC trong 2 giờ được chỉ ra trên hình 3.44.
Kết quả trên hình 3.44 cho thấy, trên tất cả các mẫu gel nung khi thay thế Ni bằng Co xuất hiện duy nhất các vạch nhiễu xạ đặc trưng cho đơn pha tinh thể perovskit. Khi tăng hàm lượng thay thế Co, trên giản đồ XRD thấy có sự tách đôi đỉnh vạch nhiễu xạ là đặc trưng cho sự hình thành pha tinh thể LaCoO3. Tuy nhiên, tín hiệu này là yếu và vạch nhiễu xạ chính vẫn thể hiện cho cấu trúc mặt thoi LaNiO3, có lẽ vì vạch nhiễu xạ bị tách mới xuất hiện bị bao phủ bởi vạch nhiễu xạ chính và sự biến đổi về cường vạch nhiễu xạ trong khoảng góc quét 2θ = 32o
Hình 3.44: Giản đồ XRD của mẫu perovskit LaNi1-xCoxO3
Bảng 3.8: Một số đặc trưng của perovskit LaNi1-xCoxO3
Mẫu LaNi1-xCoxO3 % Ni bị thay thế Pha tinh thể SBET (m2/g) Kích thước tinh thể trung bình (nm) LaNi0,95Co0,05O3 5 LaNiO3 17,4 19,5 LaNi0,90Co0,10O3 10 LaNiO3 17,9 19,2 LaNi0,80Co0,20O3 20 LaNiO3 16,1 20,6 LaNi0,50Co0,50O3 50 LaNiO3 15,7 21,4 LaCoO3 100 LaCoO3 12,1 22,8
Từ các kết quả trên cho thấy, trên hệ LaNi1-xCoxO3 đã có sự thay thế hoàn toàn giữa Co và Ni cho nhau (dung dịch rắn hoàn toàn) là do bán kính ion Ni3+ và Co3+ trong phối trí bát diện rất gần nhau tương ứng 0,56 Ǻ và 0,55 Ǻ [2]. Kết quả này cũng được chỉ ra trong tài liệu [9], các tác giả cho rằng khi hàm lượng thay thế x < 0,50 thì tạo thành dung dịch rắn hệ LaNiO3
Kết quả đo diện tích bề mặt hệ perovskit LaNi1-xCoxO3 được chỉ ra trên bảng 3.8, kết quả cho thấy diện tích bề mặt của các mẫu gần như không có sự thay đổi lớn và các mẫu có xu hướng giảm dần diện tích bề mặt và tăng kích thước tinh thể trung bình khi tăng dần hàm lượng Co thay thế cho Ni trong perovskit.
Kết luận:
Từ các kết quả biến tính perovskit LaNiO3 thu được một số nhận xét sau:
(i). Bằng phương pháp tổng hợp đốt cháy gel PVA đã thu được 3 hệ vật liệu oxit: Ce1-xNixOy, perovskit La1-xCexNiO3 và perovskit LaNi1-xCoxO3
có kích thước nanomet với diện tích bề mặt riêng cao.
(ii). Đã xác định đặc trưng vật liệu: Đối với hệ La1-xCexNiO3 có sự xâm nhập Ce(III) thay thế La(III) trong cấu trúc, hàm lượng thay thế giới hạn ≤ 5 %, với hệ Ce1-xNixOy trong oxit hỗn hợp CeO2-NiO có hiện tượng tạo thành một phần dung dịch rắn Ce1-xNixO2; đối với hệ LaNi1-xCoxO3 có khả năng tạo thành dung dịch rắn hoàn toàn trên các hàm lượng Co thay thế cho Ni.