Từ kết quả phân tích nhiệt thu được ở trên, tiến hành nung mẫu gel (La3++Ni2+)-PVA ở 200oC, 300oC, 400oC, 500oC và 600oC, kết quả XRD các mẫu gel nung được chỉ ra trên hình 3.18.
66
Kết quả trên hình 3.18 cho thấy, các mẫu gel (La3+
+Ni2+)-PVA nung ở 200o
C, 300oC, 400oC và 500oC xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trưng cho các pha tinh thể NiLa2O4, La2O3, NiO và La2CO5. Kết quả quan sát cũng cho thấy, trong khoảng nhiệt độ 200o
C - 500oC trên giản đồ XRD các mẫu gel nung không thấy xuất hiện vạch nhiễu xạ đặc trưng cho pha tinh thể LaNiO3.
Khi tăng nhiệt độ nung gel (La3+
+Ni2+)-PVA ở 600oC, trên giản đồ XRD xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trưng duy nhất cho đơn pha tinh thể LaNiO3.
Từ các kết quả nhận được trong tổng hợp perovskit LaNiO3, có thể thấy có sự khác biệt khi so sánh với kết quả tổng hợp oxit NiO và spinen NiFe2O4. Đó là, trong quá trình tổng hợp oxit NiO và spinen NiFe2O4, ngay sau khi phân hủy nhiệt gel KL-PVA pha tinh thể mong muốn NiO và NiFe2O4 đã hình thành, nhưng trong tổng hợp perovskit LaNiO3 pha tinh thể LaNiO3 chưa hình thành ngay từ đầu.
Trong trường hợp tổng hợp perovskit LaNiO3, có thể sau khi phân hủy nhiệt gel (La3+
+Ni2+)-PVA các pha tinh thể hình thành chính là La2NiO4, NiO, La2O3 một phần nhỏ La2CO5 (do La2O3 hấp thụ CO2, như trong tài liệu [89]) và các oxit này tồn tại khi gel được nung ở nhiệt độ dưới 500oC. Đối với mẫu gel nung ở nhiệt độ 600oC hỗn hợp các oxit hình thành trong phân hủy gel đã phản ứng pha rắn (kích thước hạt nhỏ và trạng thái phân tán cao nên phản ứng pha rắn xảy ra ở nhiệt độ khá thấp) với nhau để tạo thành perovskit LaNiO3. Quá trình phản ứng pha rắn xảy ra giữa các oxit ở ngay 600o
C đã giúp cho niken(II) trong oxit chuyển thành niken(III) trong perovskit.
Để minh chứng cho sự giải thích này, mẫu gel nung ở 400o
C trong 2 giờ được nung lại ở 600oC trong 2 giờ. Kết quả thu được trên giản đồ XRD (phụ lục: hình1 và hình 2) cho thấy, trong mẫu gel nung ở 600oC chỉ có duy
67
nhất các vạch nhiễu xạ đặc trưng cho pha tinh thể LaNiO3 và không thấy xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trưng cho các pha tinh thể La2NiO4, NiO, La2O3 và La2O2CO3.
Để làm rõ thêm quá trình phân hủy nhiệt gel và sự có mặt của các nhóm chức hữu cơ trong tiền chất còn lại sau khi nung gel ở nhiệt độ khác nhau, phổ FTIR các mẫu gel (La3+
+Ni2+)-PVA được nung ở 300oC, 400oC, 500oC, và 600oC được chỉ ra trên hình 3.19.
Hình 3.19: Phổ FTIR của mẫu gel (La3+
+Ni2+)-PVA nung theo nhiệt độ
Kết quả trên hình 3.19 cho thấy, các mẫu gel được nung ở 300o
C, 400oC và 500oC có xuất hiện các đỉnh phổ đặc trưng với cường độ yếu có số sóng 3426 cm-1
có thể được gán cho dao động hóa trị của nhóm chức -OH của H2O tự do hoặc nước kết tinh, các đỉnh phổ với cường độ mạnh có số sóng 1403,05 cm-1
và 1482,00 cm-1 được gán cho dao động biến dạng nhóm -CH2- trong gel ban đầu và nhóm -C=O trong hợp chất La2O2CO3. Các đỉnh phổ này cũng được các tác giả trong tài liệu [89] chỉ ra khi tiến hành tổng hợp oxit La2O3 kích thước nanomet bằng phương pháp đốt cháy gel PVA.
68
Khi mẫu gel được nung ở 600oC các đỉnh phổ trên gần như bị triệt tiêu, điều này cho thấy tiền chất hữu cơ ban đầu đã bị loại bỏ để hình thành pha tinh thể oxit. Các đỉnh phổ ở vùng bước sóng 431,41 cm-1
đến 533,56 cm-1 đặc trưng cho dao động của liên kết -La-O và -Ni-O trong mạng tinh thể perovskit.
Từ các kết quả thu được ở trên giản đồ DTA-TGA, XRD, phổ FTIR có thể nhận định để thu được đơn pha tinh thể LaNiO3, gel (La3+-Ni2+)-PVA được nung ở 600oC trong 2 giờ. Vì vậy, trong các thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng tiếp theo, nhiệt độ nung gel ở 600oC được chọn.