Khi so sánh phổ Raman của vật liệu GNP và vật liệu tổ hợp TFG20, có thể thấy sự thay đổi của các pic đặc trưng 2D và G về cường độ, vị trí và hình dạng. Vị trí 2 pic có sự thay đổi như vậy được giải thích là do liên kết và lực tương tác tĩnh điện giữa 2 oxit với graphen. Pic đặc trưng 2D của vật liệu TFG20 có hình dạng tù và có những pic mới xuất hiện bên cạnh pic 2D có thể là do sự pha tạp của các oxit làm cấu trúc của graphen thay đổi. Đối với phổ Raman của vật liệu tổ hợp TFG20 được tổng hợp, ngoài các pic đặc trưng cho GNP còn có sự
tương ứng với các trạng thái dao động photon Eg, B1g, A1g hoặc B1g và Eg của pha anatas [45]. Dao động mạnh nhất tương ứng với trạng thái Eg ở bước chuyển dịch Raman là 163 cm−1, phát sinh từ dao động kéo dài của cấu trúc pha, dao động này chỉ ra pha anatas đã được hình thành trong cấu trúc của TFG20, kết quả này phù hợp với các công bố khác [45].
Hình thái học và sự phân bố các tổ hợp hai oxit Ti và Fe trong vật liệu tổ hợp TFG20 được thể hiện trên hình 3.33.
Hình 3.33. Hình ảnh SEM của vật liệu tổ hợp TFG20 với các phóng đại lần lượt là 5.000 lần (a) và 200.000 lần (b)
Hình 3.33A là ảnh SEM có phóng đại 5000 lần của vật liệu TFG20, cho thấy các hạt oxit Fe-Ti được phân bố đồng đều trên bề mặt của graphen, các hạt có kích thước tương đồng với nhau. Hình 3.33 B là ảnh SEM có phóng đại 200.000 của vật liệu TFG20, ở độ phân giải này có thể thấy rằng các hạt oxit Fe- Ti được hình thành trên bề mặt graphen có kích thước nhỏ hơn khi so sánh với các hạt oxit được tổng hợp từ quặng ilmenit khi không có sự có mặt của graphen. Điều này được giải thích là do sự có mặt của graphen trong thành phần của vật liệu tổ hợp, graphen giúp cho sự tạo mầm của các hạt oxit trên bề mặt diễn ra gần như đồng thời và các hạt này tiếp tục được phát triển đồng đều với
106
kích thước hạt được kiểm soát. Vì vậy các hạt TiO2- Fe2O3 trên bề mặt GNP thu được có kích thước nhỏ hơn.
Cấu trúc bề mặt của vật liệu tổ hợp TiO2- Fe2O3/GNP được nghiên cứu sâu hơn bằng các phương pháp kinh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao (HRTEM). Các kết quả được thể hiện trong hình 3.34.