Hình 1.8 Mặt phẳng (111) trong cấu trúc mặt tho
1.6.2. Vật liệu nano oxit sắt vô định hình
Oxit kim loại vơ định hình cho thấy tiềm năng to lớn trong chuyển đổi năng lượng mặt trời, điện tử học, điện hóa học, sản xuất phương tiện lưu trữ từ tính, hấp phụ và q trình thanh lọc và xúc tác. Trong số những oxit đó, hạt nano oxit sắt đóng một vai trị quan trọng do các hoạt động xúc tác tốt và diện tích bề mặt riêng cao của các hạt nano. Đặc biệt trong chất xúc tác, các hạt nano oxit sắt có nhiều thú vị hơn so với các hạt nano tinh thể nhờ vào liên kết lỏng lẻo và diện tích bề mặt cao của pha vơ định hình. Nó đã được sử dụng như là chất xúc tác cho q trình oxy hóa hydrơ của axit ferulic trong nước [43], As (V) và Cr (VI) các tác nhân loại bỏ [34], chất xúc tác cho q trình oxy hóa của cyclohexane, photoelectrode và xúc tác quang cho quá trình tách nước thành H2 và O2 [42], cảm biến quang từ và thiết bị từ, cảm biến độ ẩm [18].
Tinh thể oxit sắt (III) là maghemite (γ-Fe2O3) hoặc hematite (α-Fe2O3). Maghemite có tính sắt từ với từ hóa bão hịa 60 emu/g. Hematite có tính phản sắt từ với nhiệt độ Nl là 680oC. Ở nhiệt độ phịng nano hematite đơi khi thể hiện tính sắt từ yếu với từ hóa bão hịa thấp, khoảng vài emu/g [44] hoặc đơi khi từ hóa bão hịa cao [28]. Nguồn gốc tính sắt từ của hematite là do số lượng lớn các
khuyết điểm, hoặc sự mất trật tự trong các vật liệu. Hematite thuộc loại cấu trúc corundum với nhóm khơng gian của R3 c [28]. Một quá trình chuyển pha từ các hạt nano γ-Fe2O3 sang α-Fe2O3 bằng phương pháp bốc bay hơi xảy ra ở 400oC. Đối với quá trình kết tinh hạt nano γ-Fe2O3 được chế tạo bằng phương pháp hóa học ướt, nhiệt độ được cơng bố của q trình chuyển pha sang α-Fe2O3 thay đổi trong khoảng 300 - 500oC, tùy thuộc vào phương pháp thực nghiệm. Nguồn gốc của sự khác biệt nhiệt độ chưa có lời giải. Oxit sắt có thể được tồn tại trong một dạng khác được gọi là magnetite Fe3O4 với từ độ hóa bão hịa cỡ 80 emu/g [37].