a). Kết quả phân tích nhiệt gel (La3+
+Ni2++Co2+)-PVA
Kết quả phân tích nhiệt mẫu gel (La3+
+Ni2++Co2+)-PVA được chỉ ra trên hình 3.39.
Kết quả trên hình 3.39 cho thấy, trên đường TGA-DTA có một số hiệu ứng thu nhiệt, tỏa nhiệt kèm theo mất khối lượng diễn ra chủ yếu trong khoảng nhiệt độ 50o
C - 700oC, như sau:
+ Hiệu ứng thứ nhất giảm 17,14 % khối lượng mẫu trong vùng nhiệt độ < 120oC trên đường TGA, cũng trong vùng nhiệt độ này không quan sát thấy hiệu ứng trên đường DTA. Hiệu ứng này có thể được gán cho quá trình mất nước tự do trong gel.
+ Hiệu ứng thứ hai giảm 18,21 % khối lượng mẫu trong khoảng nhiệt độ 120o
C - 160oC với cực đại ở 136,95oC trên đường TGA, tương ứng với một hiệu ứng thu nhiệt đạt cực đại ở 133,59oC trên đường DTA. Hiệu ứng này có thể được gán cho quá trình mất nước kết tinh trong gel.
96
Hình 3.39: Giản đồ phân tích nhiệt DTA-TGA của gel (La3++Ni2++Co2+)-PVA
+ Hiệu ứng thứ ba giảm 37,68 % khối lượng mẫu đạt cực đại ở 180,94oC trong khoảng nhiệt độ 160o
C - 340oC trên đường TGA, tương ứng với một hiệu ứng tỏa nhiệt đạt cực đại ở 178,53oC trên đường DTA. Hiệu ứng này có thể được gán cho quá trình phân hủy gel và gốc muối nitrat để hình thành các hợp chất trung gian.
+ Hiệu ứng thứ tư giảm 27,86 % khối lượng mẫu đạt cực đại ở 365,05oC trong khoảng nhiệt độ 340o
C - 650oC trên đường TGA, tương ứng với một hiệu ứng tỏa nhiệt đạt cực đại ở 368,86oC trên đường DTA. Hiệu ứng này có thể được gán với quá trình phân hủy các hợp chất trung gian để hình thành pha oxit bền.
b). Lựa chọn nhiệt độ nung tổng hợp perovskit LaNi0,90Co0,10O3
Để theo dõi quá trình phân hủy nhiệt hình thành pha tinh thể của mẫu gel (La3++Ni2++Co2+)-PVA, trên hình 3.40 là giản đồ XRD của các mẫu gel được nung ở 300o
97
Hình 3.40: Giản đồ XRD của mẫu gel (La3++Ni2++Co2+)-PVA nung theo nhiệt độ
Kết quả trên hình 3.40 cho thấy, đối với các mẫu gel nung ở 300oC và 500oC xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trưng cho pha tinh thể La2NiO4, NiO, La(OH)3, pha tinh thể perovskit (LaNiO3) chưa hình thành. Khi nâng nhiệt độ nung gel lên 600oC, trên giản đồ XRD xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trưng cho pha tinh thể perovskit. Tuy nhiên, sự hình thành pha tinh thể perovskit là chưa hoàn toàn, còn có một lượng nhỏ các pha tạp NiO, La2NiO4. Đối với mẫu gel được nung ở 700oC, giản đồ XRD cho thấy xuất hiện duy nhất các vạch nhiễu xạ đặc trưng cho đơn pha tinh thể LaNiO3.
Tuy nhiên kết quả nhận được trên giản đồ XRD là đơn pha tinh thể LaNiO3, do trong ngân hàng phổ chưa có pha perovskit dạng thay thế LaNi0,90Co0,10O3. Để có thể chứng minh sự tồn tại của Co trong mạng tinh thể perovskit, phổ tán sắc năng lượng tia X được xác định trên hình 3.41 đối với mẫu gel nung ở 700o
98
Hình 3.41: Phổ EDX của mẫu perovskit LaNi0,90Co0,10O3
Kết quả trên hình 3.41 cho thấy, phổ EDX không những có các đỉnh phổ đặc trưng cho sự có mặt của các nguyên tố La, Ni trong mạng tinh thể, mà còn có các đỉnh phổ đặc trưng cho sự có mặt của nguyên tố Co, sự có mặt của coban đã không thể phát hiện bằng giản đồ XRD.
Như vậy có thể cho rằng đơn pha tinh thể LaNi0,90Co0,10O3 đã được tổng hợp thành công khi nung gel (La3+
+Ni2++Co2+)-PVA ở 700oC trong 2 giờ.