HLI. VAT LIEU LaCoO::
LIL I.1. Kết quả phân tích cau trúc LaCoQ;:
Hình 3.1 là kết quả XRD của mau MI (LaCoO; nung 6 700°C, ký hiệu là LCO 700), M2 (LCO 900) sau khi được tổng hợp. Dựa vào kết quả XRD ta nhận thay răng, pho XRD của cả hai mẫu M1, M2 đều thé hiện các peak đặc trưng của LCO khi so sánh với phô chuẩn JCPDS No 86 — 1665. Các peak đặc trưng của LCO của cả hai mẫu ở các vị trí 20 = 32.4; 46.4 và 57.6° thể hiện rõ nét. Khi xét phố XRD của mẫu MI tổng hợp ở nhiệt độ 700°C, các peak ở vị trí 20 = 22.7 và 39.89 không thấy xuất hiện, đồng thời các peak đặc trưng ở vị trí 20 = 32.4; 46.4; 57.6 và 67.42 xuất hiện nhưng với cường độ thấp. Điều này chứng tỏ rang, khi tổng hợp ở 700°C cau trúc perovskite đã hình thành. Kết qua này hoàn toàn phù hợp với các kết quả tong hop perovskite đã được nghiên cứu trước đó [8, 31, 32]. Với mẫu được tong hợp ở nhiệt độ 900°C, cau trúc perovskite hình thành với độ tinh thể hóa cao.
80 ơ
60 -
40 mm“ mm hah Laco0,-900
LaCoOa-700
Intensity (a.u) | LaCoO, (JCPDS No 86-1665)
Two theta (degree)
Hinh 3. 1: Nhiéu xa tia X cua LCO-900, LCO-700, LCO (JCPDS No 66-1665)
LIL 1.2. Kết quả phân tích bằng kính hiển vi điện tử quét - SEM:
Mẫu bột LCO 700 và LCO 900 được đem phân tích bằng kính hiến vi điện tử quét JEOL-JSM-7401F. Hình 3.2, 3.3 là kết quả phân tích SEM của mẫu LCO được tong hợp ở nhiệt độ nung 900°C (M2) va 700°C (M1). Dựa vào kết qua SEM ta nhận thay răng, mẫu LCO duoc tổng hợp đạt được kích thước trung bình từ 40 đến 250 nm. Tuy nhiên, trên hình SEM cũng thé hiện có hiện tượng kết khối của các hạt
khi nung ở nhiệt độ cao, điêu này sẽ làm giảm diện tích bê mặt riêng của vật liệu, từ
ICT-VAST SI LEI 3.0kV x30000 WD 8.2mm 100nm ICT-VAST S SEM LEI 300kV X10,000 WD 8.2mm
Hình 3. 2: Hình thái bê mặt của mẫu LaCoO; 900°C
Hình 3. 3: Hình thái bê mặt của mẫu LaCoO; 700°C
LII I3. Kết quả do UV-DR của vật liêu LaCoO;-900:
1.2
114
>
5 1.04 LCO 900x
®kỹ
Π0.9-
0.8200 300 400 500 600 700 800 900
Wavelength [nm]
Hình 3. 4: Phố UV-DR của LaCoO;-900 Hình 3.4 biểu diễu phố UV-DR của LaCoO; nung ở 900°C. Dựa vào đó, giá
trị giới hạn biên của LCO 900 là À = 345nm đã được tính toán. Phương pháp này
dùng để đánh giá năng lượng band gap của vật liệu khảo sát. Bước sóng tối thiểu để
bứt một điện tử phụ thuộc vào năng lượng band gap của xúc tác quang được cho bởi công thức (Va’clav Stengl, Photocatalytic Activity of Boron):
Epe = 1239,9/K (eV)
Giá tri band gap của vật liệu LCO 900 được tinh toán theo công thức trên là
3.59 eV cao hơn so với SrTiO3 với Epy = 3.2 (eV) [34,36]. Điều này chứng tỏ rang so với SrTiO; thì năng lượng tối thiêu dé bit điện tử của LCO 900 là cao hơn [41].
LIL 1.4. Diện tích bê mặt riêng (BET):
Bảng 3.1 là kết quả phân tích BET của mẫu MI, và M2. Kết quả phân tích này cho thấy rằng, mặc dù được tổng hợp ở những nhiệt độ khác nhau (700°C, 900°C) nhưng diện tích bề mặt riêng của chúng xấp xỉ nhau ~10.5 m/g. Kết qua này phù hợp với các mẫu vật liệu Perovskite ABO; như SrTiO; = 8.4 m’/g [34], LaCoO; = 5.3 m’/g [37] .
Bang 3. 1: Két qua dién tich bé mat riéng (BET) cua cac mau
STT Tén mau Don vi Kết qua
Ol LaCoO3; 900 m’/g 10.42
02 LaCoO; 700 m'/ g 10.7
1.1.5.
0.15 -
0.10 -
0.05 -
0.00 -
emu/g
-0.05 -
-0.10 3
Duong cong tir tré:
LCO
-0.15 -15000 -10000 -5000 0 5000 10000 15000
Applied field [Oe]
Hình 3. 5: Duong cong từ do trong vùng -15000 đến 15000 Oe của LCO-900
Bảng 3. 2: Độ từ bão hòa, độ từ dư và độ kháng từ của LCO-900
Tên vật liêu Độ từ bão hòa Ms Độ từ dư Mr Độ kháng từ He
mS [emu/g] [emu/g] [Oe]
LaCoO; 145.371*10° 2.024*107 56.64
Bảng 3.2 chỉ ra rằng độ từ bão hòa Ms, độ từ dư Mr và độ kháng từ Hc của vật liệu LCO đều có giá trị rất nhỏ so với vật liệu FezO„ : Ms= 49.864 emu/g; Mr=
0.16 emu/g và Hc= 2.23 Oe [38]. Như vậy kết quả trên có thé đưa ra kết luận là vật liệu LCO có từ tính rất thấp, hầu như không có từ tính.
LII 1.6. Kết quả hấp phụ Xanh methylene bang vật liệu LCO:
HL 1.6.1. Đường chuẩn xác định nông độ dung dịch Xanh methylene:
Hình 3.6 thể hiện quan hệ giữa nồng độ xanh methylene (C) và độ hấp thu (A) ở bước sóng A= 500 nm. Với R*= 0.994, ta thấy rằng độ hấp thu (A) phụ thuộc tuyến tính với nông độ xanh methylene (C) theo phương trình:
y = 0.0301x
với sy : Độ hap thu (A)
X : Nông độ dung dịch xanh methylene (C), ppm.
Kết quả này cho thấy răng, phương pháp UV-VIS hoàn toàn phù hợp dùng để kiểm tra sự thay đổi của nồng độ xanh methylene trong các thí nghiệm xúc tác
quang sau này.
Để xây dựng đường chuẩn, chúng ta cân chính xác lượng xanh methylene pha loãng trong một thể tích nước cất cho trước dé pha thành các dung dịch có nồng độ khác nhau. Dem các dung dich này đi đo quang ở bước sóng A= 500nm dé tìm được độ hấp thu.
3.0ơ
Abs
0 20 42x40 60 80
C (ppm)
Hình 3. 6: Moi quan hệ giữa nông độ dung dịch xanh methylene và độ hap thu.
HH I.6.2. Khao sát dong học quá trình hấp phu MB bằng vat hiệu LCO 900:
Bang 3. 3: Kết qua thí nghiệm hap phụ lên LaCoO; 0.5 g/l của dd MB 50ppm
Thời gian m V Co C H% q (phút) LaCoO3 (ml) (mgil) (mgil) (mg/g)
(mg)
5 49.34 1.2 1.2 15 49.22 1.44 1.44 30 48.77 2.33 2.33 60 48.45 2.97 2.97
90 100 200 49.93 48.34 3.18 3.18
120 48.25 3.37 3.37 150 48.23 3.40 3.40 180 48.22 3.42 3.42
Trên bảng 3.3 là kết quả thực nghiệm của quá trình khảo sát sự hấp phụ của vật liệu LCO (có tỷ lệ lỏng rắn là 0.5 g/l) với dung dịch Xanh methylene nồng độ 50ppm. Sau thời gian hấp phụ theo điều kiện trình bày ở phân II. 2.4.2, mẫu được ly tâm dé lay phan dung dịch. Sử dụng phương pháp do trắc quang với bước sóng 500 nm trên máy đo quang phố (Thermo Spectronic) Genesis 20 để xác định nồng độ còn lại của xanh methylene trong dung dịch. Kết quả được mô tả ở hình 3.7 và 3.8.
3.55
3.0 5
2.53
q (mg/g) 2.03on1.0 -
0.5 5
0.0 -
60 90 120 150 Time (min)
180
Hình 3. 7: Dung lượng hấp phụ q theo thời gian
100.04 =
99.5 +
99.0 +
98.5 - N
98.0- \
97.54 N 97.0-
re TT TT
0 30 60 90 120 150 180
Time (min)
CiCo (%)
Hình 3. 8: Hiệu suất hấp phụ theo thời gian
Kết quả hình 3.7, hình 3.8 cho thấy răng sự thay đổi của dung lượng là không đều theo thời gian hấp phụ. Quá trình hấp phụ diễn ra mạnh trong 30 phút đầu (hiệu suất lên đến 2.33%, lưu lượng hấp phụ q=2.3306 mg/g) va sau đó giảm dan và tiến tới trạng thái gần như bão hòa ở thời gian hấp phụ 120 phút (hiệu suất 3.37% và q=
3.37 mg/g). Sau 180 phút, dung lượng hap phụ hầu như không thay đổi nhiều khi phản ứng hấp phụ trên bề mặt vật liệu LCO đã đạt tới trạng thái cân bằng (q=3.42 mg/g). Kết quả khảo sát cho thay vật liệu LCO có khả năng hấp phụ với hiệu suất đạt cực đại ~3.42%, dung lượng hap phụ q = 3.42 mg/g sau 180 phút. Từ những kết quả đạt được, chọn thời gian hấp phụ cân bằng là 120 phút, từ đó khảo sát cho các thí nghiệm tiếp theo.
HI.1.6.3. Ảnh hưởng ty lệ long ran của chất hấp phu trong dung dich:
Trong loạt thí nghiệm này, ảnh hưởng của tỉ lệ lỏng ran đối sự hap phụ xanh methylene có nồng độ 49.9mg/l của vật liệu LCO 900 theo thời gian hấp phụ đã được khảo sát (điều kiện thí nghiệm được đưa ra ở mục II.2.4.3). Kết quả của quá trình khảo sát được tính toán cụ thể ở bảng 3.4 (trong bảng này không thể hiện tỷ lệ long ran 0.5¢/l, tỷ lệ này đã được thé hiện ở bảng 3.3):
Bang 3.4: Kết quả hap phụ lên LaCoO3(900)0.7 g/l và 0.3 g/l của dd MB 50ppm
Ty lệ long ran 0.7 g/l Ty lệ long rắn 0.3 g/l
. Co: 49.93 (mg/l) Cy: 49.93 (mg/l) T, phut C C
H% H%q q
(mg/l) , (mg/g) | (mg/l) , (mg/g)
5 49.13 1.61 1.15 49.79 0.29 0.49 15 48.51 2.85 2.03 49 Al 1.04 1.73 30 48.28 3.31 2.36 49.17 1.53 2.54 60 47.96 3.95 2.32 48.99 1.88 3.14 90 47.85 4.17 2.97 48.90 2.08 3.46 120 47.89 4.10 2.92 48.79 2.29 3.81
4.01 0.3g/I
3.54 0.5g/I
3.0 5 0.7g/I
2.5-
s 2.04
= 15.
1.04 0.54
0.04
0 30 426 £90 120
Time (min)
Hình 3. 9: Dung lượng hấp phụ q theo thời gian
1003
99+
` 98-
ớ 0.3 g/l
© 974
0.5 g/l
96+ 0.7 gil
0 30 60 90 120
Time (min)
Hình 3. 10: Hiệu suất hấp phụ theo tỷ lệ lỏng rắn
Theo kết quả thí nghiệm (hình 3.9, hình 3.10) nhận thấy rang trong cùng điều kiện phản ứng, khi tăng hàm lượng chất hấp phụ LCO thì lượng MB bị hấp phụ tăng dan và đạt cân bang sau 120 phút (dung lượng hấp phụ của tỉ lệ lỏng ran 0.3 g/l, 0.5g/1, 0.7 g/l lần lượt là 3.81 mg/g, 3.37 mg/g, 2.92 mg/g).
I11.1.6.4. Khao sát su thay đổi nông độ đâu của dung dich Xanh methylene:
Với mục đích khảo sát ảnh hưởng của nông độ xanh methylene ban đầu đến quá trình hap phụ, tỉ lệ lỏng — ran là 0.5g/1 đã được có định và thực nghiệm như mục II.2.4.4. Bang 3.5 là kết quả chỉ tiết của quá trình thực nghiệm.
Bảng 3. 5: Kết quả hap phụ lờn LaCoO;(900) 0.5ứ/1 trong dd MB nụng độ đầu khỏc
nhau
Nông độ MB 10ppm Nông độ MB 30ppm
T1, phút
C, mg/l q, mg/g H % C, mg/l | q, mg/g H % 7.97 25.95
7.57 0.80 5 25.38 1.13 2.18 15 748 1.00 6.25 25.38 1.13 2.18 30 741 1.13 7.08 25.18 1.53 2.95 60 7.34 1.26 7.92 25.32 1.26 2.43 90 7.14 1.66 10.42 24.98 1.93 3.7]
120 7.08 1.79 11.25 24.82 2.26 4.35
T, phút Nông độ MB 50ppm Nông độ MB 70ppm
C, mg/l q, mg/g H % C, mg/l | q, mg/g H % 0 49.93 67.14
49.35 1.20 1.20 66.05 2.19 1.63 15 49.23 144 144 65.08 4.12 3.07 30 48.77 2.33 2.33 65.08 4.12 3.07 60 48.45 2.97 2.97 64.92 4.45 3.32 90 48.34 3.19 3.19 64.58 5.13 3.81 120 48.25 3.37 3.37 64.62 5.05 3.76
—=— 70ppm 5 - —e 50ppm
—4— 30ppm
| —v— 10ppm 4+
34
Đ !
E 2-
fo 1-
0+
0 30 60 90 120
Time (min)
Hình 3. 11: Dung lượng hấp phụ q theo thời gian
—z=— 70ppm 1 —e— 50ppm
100ơ —4— 30ppm J —v— 10ppm 99 +
_ 98-7
` J SF 97 -
G J
96 +
95 +
0 30 60 90 120
Time (min)
Hình 3. 12: Hiệu suất hấp phụ theo nông độ ban dau
Từ kết quả hình 3.11, hình 3.12 nhận thấy rang, hiệu suất hấp phụ tỉ lệ nghịch với nồng độ ban đầu xanh methylene trong dung dịch, tuy nhiên, kết quả ngược lại với dung lượng hấp phụ. Sau 120 phút hap phụ, hiệu suất hap phụ lên đến 11.25 % (dung lượng hap phụ là 1.79 mg/g) khi nồng độ xanh methylene ban đầu là 10ppm và giảm còn 3.76% khi nồng độ ban đầu của xanh methylene là 70ppm (dung lượng hap phụ 5.05mg/g).
111.1.6.5. Mô hình hấp phụ lên LaCoO (900) của dung dịch Xanh methylene:
Những kết quả thực nghiệm trên đã được mô hình hóa để xác định cơ chế hap phụ xanh methylene của vật liệu LCO. Mô hình hap phụ Langmuir, Freundlich, Henry lần lượt được tính toán và kiểm tra. Bang 3.6 là tính toán chi tiết cho cơ chế hấp phụ của dung dịch xanh methylene lên vật liệu LCO.
Bảng 3. 6: Các thông số động học hấp phụ của dd MB đối với vật liệu LCO 900
Co C, de C/de Ig, Igqe 11.8605 11.2292 1.2625 8.8944 1.0503 0.1012
25.9468 24.8172 2.2591 10.9854 1.3948 0.3539 49.9335 48.0353 3.7962 12.6535 1.6816 0.5793
67.1428 64.8777 4.5301 14.3215 1.8121 0.6561
Trong đó, C. va qe chính là nông độ va dung lượng hap phụ tai thời điểm được chọn là thời gian cân bằng trong luận văn, khi phản ứng hấp phụ xanh
methylene lên LCO 900 xay ra 120 phút.
16 -
y = 0.0962x + 8.1318
14 - R2 = 0.9795
12 -
© 10 -
3 8-=
©
6 ơ
4 ơ
2 ơ
0 Ỉ LÍ Ỉ LÍ LÍ LÍ L]
0 10 20 30 40 50 60 70
Ce
Hình 3. 13: Đồ thị biểu diễn Cq, theo C, theo mô hình Langmuir
0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9
IgCe
Hình 3. 14: Đồ thi biéu diễn lg q, theo lg C, theo mô hình Freundlich
5 ơ
y = 0.0615x + 0.6709 4 - R2 = 0.9908
3 =
iP)=
2 =
1 =
0 L L Ỉ L Ỉ L L]
0 10 20 30 40 50 60 70
Ce
Hinh 3. 15: Dé thi biéu dién q, theo C, theo mé hinh Henry
Theo két quả tính toán thể hiện ở hình 3.13, hình 3.14, hình 3.15 thì phản ứng hấp phụ xanh methylene lên LCO tuân theo cả ba mô hình cơ bản Langmuir (R7. = 0.979), Freundlich (R”z:= 0.998), Henry (R”¿ = 0.990). Nhận thấy rang cơ chế của mô hình Freundlich (R”;= 0.998) phù hợp hơn so với hai mô hình còn lại, vì vậy cơ chế hấp phụ xanh methylene trên vật liệu LCO sẽ được mô phỏng theo mô
hình Freundlich trong nội dung luận văn này.
111.1.6.6. Anh hưởng của thời gian chiếu xa đến mức độ phân hủy xanh
methylene sau khi hấp phu cân bằng:
Trong giai đoạn 2 — khảo sát khả năng xúc tác quang hóa của LCO đã được
tiền hành thực nghiệm hấp phụ xanh methylene lên LCO như đã mô tả trong phan thực nghiệm trong thời gian 2 giờ, sau đó tiễn hành phản ứng xúc tác quang trong thời gian 180 phút. Kết quả thực nghiệm được mô tả trong bảng 3.7.
Bảng 3. 7: Kết quả thí nghiệm hoạt tính quang xúc tác của LCO 900 và LCO 700
“phủ "| Nồng độ MB (ppm) q (mg/g) C/Cy (%)
Xúc tác | Xúc tác | Xúc tác | Xúc tác | Xúc tác | Xúc tac LCO LCO LCO LCO LCO LCO
700 900 700 900 700 900 -120 50.93 50.2 0 0 100 100 -00 50.06 48.64 1.73 3.12 98.30 96.89 -60 49.87 48.27 2.13 3.85 97.91 96.16 -30 49.70 48.17 2.46 4.05 97.59 95.96 0 49.57 48.11 2.72 4.19 97.33 95.83 5 49 44 48.01 2.99 4.39 97.06 95.63 15 49.34 47.91 3.19 4.58 96.87 95.43 30 49.20 4787 3.46 4.65 96.61 95.37 60 48.90 47.81 4.05 4.78 96.02 95.23 90 48.70 47/71 4.45 4.98 95.63 95.04 120 48.64 47.64 4.58 5.12 95.50 94.9 150 48.60 47.57 4.65 5.25 95.43 94.77 180 48.57 47.54 4.72 5.32 95.37 94.71
Từ kết quả phân tích cho thay rằng, đối với quá trình hap phụ (trong 120 phút trong bóng tối), vật liệu LCO duoc tong hop ở 900°C (M2) thé hiện khả năng hap phụ tốt hon vật liệu LCO được tổng hợp ở 700°C (M1). Khả năng hấp thụ tốt của M1 so với M2 (dung lượng hap phụ sau 120 phút của mẫu M2 là 4.19 mg/g, MI là 2.72mg/g) phù hợp kết quả của vật liệu LSCF được khảo sát ở phan III.2.7.5.
Tiếp theo đó, sau 180 phút chiéu đèn UV, sự phân hủy xanh methylene khi sử dung xúc tác M2 cao hon so với phân hủy bang M1 (phan trăm nông độ MB còn lại của M2 là C/Cọ = 94.71% thấp hơn MI là C/Cy = 95.37% ). Như vậy, vật liệu LCO 900 có câu trúc perovskite có khả năng xúc tác quang tốt hơn, kết quả hoàn toàn hoàn
toàn phù hợp với thực nghiệm LSCF tương ứng.
—m—LCO 700 6- Dark UV light —e_ LCO 900
q (mg/g)
-120 -90 -60 -30 0 30 60 90 120 150 180
Time (min)
Hình 3. 16: Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ và chiếu xạ đến sự phân hủy MB doi
với vát liệu LCO 900 và 700
—m— LCO 700 Dark UV light —e— LCO 900 100 -
993
98+
C/Cạ (%) 97ơ96+95394 -120 -90 -60 -30 0 30 60 90 120 Ê150 180
Time (min)
Hình 3. 17: Hiệu suất phân huy MB khi su dung vat hiệu LCO 900 và 700 theo thoi
gian
HI2. CAC KET QUÁ THÍ NGHIEM DOI VOI VAT LIEU LSCF:
TIT.2.1. Phân tích cấu trúc LSCF:
Hình 3.18 thé hiện kết quả XRD của ba mẫu LSCF đựơc tong hợp ở nhiệt độ 700°C (M3), 900°C (M4), 1100°C (M5). Tương tự với kết qua XRD của LCO, ca ba mẫu đều xuất hiện các peak đặc trưng của LSCF ở các vị trí 20 = 22.8, 32.3, 39.9, 46.5, 52.4, 57.9, 68.1 và 77.5° khi so sánh với phổ chuẩn JCPDS 48 — 0124. Đặc biệt là mẫu M5 được tổng hợp ở nhiệt độ 1100°C, các peak chuẩn sắc nhọn, phô ít
peak tạp, chứng to độ đơn pha cao. Tuy nhiên, khi xử lý ở nhiệt độ cao, các hạt có
khuynh hướng kết khối, kích thước hạt lớn. Kết quả XRD của mẫu M4 cho thấy răng mẫu có cấu trúc perovskite với độ đơn pha cao. Với mẫu M3, mặc dù các peak đặc trưng LSCF đã hình thành, tuy nhiên vẫn còn các peak tạp ở vi trí 20 = 25.2, 35.6 và 62.8° chứng tỏ rằng các tạp chất lẫn trong mẫu.
50 ơ
40+
3 30- 11002c
&
2 mm
ứ 20- 900°Cfe)
c=
E—10- zooOc
LSCF 6428
0ơ JCPDS 48-0124
20 30 40 50 60 70 80.
Two theta (degree)
Hinh 3. 18: Phé nhiéu xa tia X cua LSCF 700,LSCF 900 va LSCF 1100
11.2.2. Kế quả phân tích DTA/TGA/DrTGA:
Thực nghiệm được thực hiện với mẫu LSCF cùng các thông số sau: mEDTA
= 8.76 g; Vic = 1.66 ml; thé tích nước 200 ml; pH = 8.0; nhiệt độ và thời gian tao gel lần lượt là 80°C và 4 giờ; hỗn hop gel nhận được mang sấy khô trong không khí ở 200°C trong 5 giờ thu được tro LSCF6428, lẫy một phần đi phân tích nhiệt. Kết
quả phân tích DTA-TGA-DrTGA được trình bày trên hình 3.19
DrTGA TGA DTA mg/min % uV/mg
| eek oe
Weight Loss -0.108mg
-2.695% he Weight Loss -0.227mg
[ -5.864%
95.00-
F WeightLoss -0.015mg
-0.374%
¡ MA... ÔỎ
r ——DTA _—ee
LÔ TGA
a —— DTGA -
a : '` ` —— Ms" Ga
f oes 3
ị ằ 4
~~ i. = 0.00
a" //MI8C _⁄
F Ay on — =“ al b NV 2=
-1.00- 85.00- =
600. 500.00 7000.00
Temp [C]
FileName: LSCF6428.tad [Temp Progen)
Detector: DTG-60H Temp Rate Hold Temp Hold Time
Annotation:
Hình 3. 19: Giản do DTA/TGA/DrTGA của gel LSCF6428 Quá trình thu nhiệt khá nhỏ đến 50°C tương ứng với sự bay hơi nước còn lại trong mau. Có thé xem đây như giai đoạn mat các phân tử nước năm ngoài các cầu phối trí và những phân tử nước hấp phụ vật lý rất nhanh trên bề mặt gel nếu bảo quản không tốt trong môi trường âm. Có sự phân hủy cấu trúc của vật liệu LSCF ở nhiệt độ 220°C tương ứng với trọng lượng mẫu giảm 2,695%. Sau đó sự tỏa nhiệt xảy ra ở nhiệt độ cao hon cho đến 850°C, trong khoảng nhiệt độ này xảy ra các quá trình phân hủy của gốc nitrat với cực đại ở 817,93°C tương ứng với trọng lượng mẫu giảm 5,664%. Tiếp theo, quá trình nâng nhiệt độ mẫu lên cao đến 820°C không tạo nên một hiệu ứng nhiệt đáng ké nào khác và khối lượng mẫu khá ồn định. Từ trên 820°C trở đi, bắt đầu quá trình thu nhiệt do bắt đầu sự kết tinh hình thành pha perovskite, khối lượng mẫu 6n định. Đây là giai đoạn perovskite hóa từ các oxit kim loại tạo thành mạng tinh thể oxit phức hợp. Như vậy, oxit kim loại LSCF6428 hình
thành cau trúc perovskite ở nhiệt độ lớn hơn 850°C, điều này được so sánh với nhiệt độ lý thuyết 900°C [8,19] là hoàn toàn phù hop. Từ kết quả có được, các bước chuyển nhiệt độ 700, 900, 1100°C được chọn nhằm mục đích nghiên cứu các cau
trúc hình thành trong quá trình phân hủy nhiệt của LSCF6428.
LII 2.3. Kết quả phân tích hiển vi điện tử - SEM:
X-
500kV x39000 W8 3mm 100nm
Tương tự LCO, kết quả SEM của mẫu LSCF 900 (M4) (hình 3.20) và LSCF 700 (M3) (hình 3.21) cho thay vật liệu được tổng hợp có độ đồng đều, tuy nhiên nhiệt độ nung cao đã xuất hiện kết khối (kích thước hạt lên đến 250nm), đây cũng là một trong yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ và xúc tác quang của vật liệu
LSCF.
11.2.4. Kết qua do UV-DR của vật liêu LSCF6428:
0.95 5
0.90 - LSCF 900
0.85 5
0.80 -
Reflectance % 0.75 -
0.70 a a --.rr--.r.r--rrn 200 300 400 500 600 700 800 900
Wavelength [nm]
Hình 3. 22: Phố UV-DR của LSCF-900 Hình 3.22 biéu diễn phố UV-DR của LSCF được nung ở 900°C, từ đó có thé
tính được giá tri giới hạn biên của LSCF 900 là À = 365 nm. Giá tri band gap cua
vật liệu LSCF 900 được tính theo công thức ở mục HI.I.3. là Eyy = 3.39 eV thấp hơn so với Ep„ của LCO 900 và cao hon so với của SrTiQ3. Điều này chứng tỏ năng lượng tối thiểu để bứt điện tử của LSCF 900 là thấp hơn LCO 900 và cao hơn
SrTiO3.
HII.2.5. Két quả diện tích bê mặt riêng — BET:
Bảng 3.9 là kết quả phân tích BET của 2 mẫu dang bột M4 (Trung = 900°C, thời gian nung = | gid) và M3 (Trung = 700°C, thời gian nung = 4 gid). Két qua phan tích trên cho thấy rằng, diện tích bề mặt riêng của mẫu M4 (100.91m7/g) lớn hon nhiều so với M3 (40.89 m’/g), day là can cứ cho nghiên cứu thực nghiệm sau. Mac
khác, vật liệu perovskite có dope Strotium và Fe vào các vi trí A, B (LSCF) có diện
tích bề mặt riêng lớn hơn nhiều (~10 lần) so với cau trúc LCO, kết qua đo BET phù hợp với nghiên cứu [8]. Như vậy, từ kết quả diện tích bé mặt riêng ta có thé dự đoán rằng hoạt tính quang xúc tác và khả năng hấp phụ của vật liệu perovskite LSCF cao hơn LCO được tổng hợp ở cùng điều kiện.
Bang 3. 8: Kết qua diện tích bề mặt riêng (BET) của các mẫu
STT Tên mẫu Đơn vị Kết quả 01 LSCF 900 m’/g 100.91 02 LSCF 700 m’/g 40.89 TT.2.6. Đường cong từ trễ:
4ơ
3- 2.
1,
= LSCF
-1-
s2.
31
-4 |
-15000 -10000 -5000
Applied field [Oe]
0 5000 10000 15000
Hình 3. 23: Đường cong từ do trong vùng -15000 đến 15000 Oe của LSCF 900
Bảng 3. 9: Độ từ bão hòa, độ từ dư và độ khang từ của LSCF 900
Tên vật liêu Độ từ bão hòa Ms Độ từ dư Mr Độ khang từ He
"ma [emu/g] [emu/g] [Oe]
LSCF 3.699 1.953 1519.09
So sánh với bảng 3.2 ta thay, các thông số biểu thi từ tính của vật liệu LSCF cao hơn rất nhiều so với của vật liệu LCO, do đó ta có thể kết luận là vật liệu LSCE
có từ tính.