Từ kết quả phân tích nhiệt thu được ở trên, tiến hành nung mẫu gel (Ni2++Fe3+)-PVA ở 300oC, 400oC, 500oC và 600oC trong thời gian 2 giờ để khảo sát sự hình thành đơn pha tinh thể NiFe2O4, kết quả XRD của các mẫu được chỉ ra trên hình 3.10.
Kết quả trên hình 3.10 cho thấy, tất cả các mẫu gel nung ở 300o
C, 400oC, 500oC và 600oC đều có các vạch nhiễu xạ đặc trưng cho sự hình thành pha tinh thể NiFe2O4. Đối với mẫu gel nung ở 600oC, trên giản đồ XRD ngoài vạch nhiễu xạ đặc trưng cho NiFe2O3, còn xuất hiện vạch nhiễu xạ khác đặc trưng cho sự hình thành pha tinh thể Fe2O3.
Sự xuất hiện pha tinh thể Fe2O3 trong quá trình tổng hợp spinen NiFe2O4 có thể được giải thích là do đơn pha tinh thể NiFe2O4 đã được hình
55
thành trực tiếp ngay sau khi phân hủy nhiệt gel, tương ứng với đỉnh phân hủy nhiệt 303,76oC trên đường DTA và giản đồ XRD với mẫu gel nung ở 300oC. Khi nâng nhiệt độ nung mẫu lên với mục đích không những làm bền pha tinh thể NiFe2O4 mà còn phân hủy các hợp chất ban đầu, quá trình này cũng làm tăng kích thước hạt spinen NiFe2O4 bởi sự kết tụ các hạt nhỏ thành hạt lớn.
Hình 3.10: Giản đồ XRD của mẫu gel (Ni2++Fe3+)-PVA nung theo nhiệt độ
Hiện tượng tách ra pha tinh thể Fe2O3 mà không nhận thấy sự có mặt pha tinh thể oxit niken có thể do các vạch nhiễu xạ của pha tinh thể NiFe2O4
với cường độ mạnh đã che mất vạch nhiễu xạ đặc trưng cho pha tinh thể oxit niken, đề xuất này phù hợp với các tài liệu [29, 58].
Để làm rõ thêm sự hình thành pha tinh thể NiFe2O4, cũng như sự phân hủy tiền chất trong gel (Ni2+
+Fe3+)-PVA ban đầu. Kết quả phổ FTIR các mẫu gel nung ở 300o
C, 400oC, 500oC và 600o
56
Kết quả trên hình 3.11 cho thấy, các mẫu nung ở 300oC và 400o
C có xuất hiện các đỉnh phổ ở 1618 cm-1
đặc trưng cho dao động biến dạng của liên kết -C-H và -C=O, và đỉnh phổ ở 1315 cm-1
được gán cho dao động của nhóm nitrat, cường độ các đỉnh phổ này cũng giảm dần khi mẫu gel từ nung 300oC tới 400oC. Các mẫu trong khoảng nhiệt độ nung này cũng xuất hiện đỉnh phổ với cường độ yếu đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết -O-H của nước hấp thụ trong mẫu.
Hình 3.11: Phổ FTIR của mẫu gel (Ni2++Fe3+)-PVA nung theo nhiệt độ
Đối với các mẫu gel nung ở nhiệt độ 500oC và 600oC các đỉnh phổ dao động đặc trưng cho các liên kết hữu cơ trong mẫu không còn nữa, có thể thấy rõ sự triệt tiêu dao động ở số sóng 1618 cm-1. Mặt khác, trong các mẫu gel nung ở 500oC và 600oC chỉ còn các đỉnh phổ ở khoảng số sóng 410 cm-1
- 559 cm-1 đặc trưng cho dao động của các liên kết -Ni-O và -Fe-O trong mạng tinh thể NiFe2O4, và những đỉnh phổ này cũng có mặt trong các mẫu gel nung ở 300oC và 400oC là hợp lý.
57
Từ giản đồ XRD ta thấy mức độ hoàn thiện tinh thể của các mẫu gel nung. Đối với các mẫu gel nung ở 300o
C, 400oC và 500oC trên giản đồ XRD thu được duy nhất vạch nhiễu xạ đặc trưng cho đơn pha tinh thể NiFe2O4.
Kết hợp các dữ liệu thực nghiệm nhận được từ giản đồ XRD và phổ FTIR, qua phân tích nhận thấy mẫu gel nung ở 500oC cho đơn pha tinh thể NiFe2O4 không có lẫn bất cứ tạp chất nào từ tiền chất đưa vào ban đầu và pha tinh thể khác. Do vậy, để hình thành đơn pha tinh thể NiFe2O4, ở 500oC được chọn làm nhiệt độ nung gel (Ni2+
+Fe3+)-PVA.