3.1. Kết quả nhiễu xạ tia X (XRD)
Các thông số mạng tinh thé của mẫu vật liệu EuFeO: sau khi nung ở nhiệt độ 850 °C va 950 °C lần lượt được dé cập trong bang sau:
Bang 3.1. Các đặc trưng cấu trúc của tinh thé EuFeOs tổng hợp được so sánh với TLTK
D (nm) a (nm) b (nm) ¢ (nm) V (nm*)
850 °C 34,07 0.5316 0.5579 0.7700 0.2284 950 °C 48,91 0,5289 0.5583 0.7718 0.2279 S1: EuFeOs [2] - - - - 0,2308
S2: EuFeOs [2] : - - - 0.2312
EuFeO: [3] - 0.5373 0,5600 0.7684 0,2313 EuFeO: [5] - 0.5371 0.5589 0.7681 0.2306 700 °C |6] 18,60 - - - -
750 °C [6] 20,50 - - - - 800 °C [6] 25,20 : : : :
Từ các số liệu đã tính ở trên cho thay răng các yếu tô khác nhau như nhiệt độ nung mẫu, phương pháp tổng hợp vật liệu, tác nhân kết tủa,... đều có khả năng ảnh hưởng đến kích thước vật liệu tổng hợp được. Nhìn chung, thé tích tinh thẻ thu được trong bài nghiên cứu không có sự chênh lệch nhiều so với vật liệu thu được ở các bài nghiên cứu khác [2,3,5]. Tuy nhiên, vẫn thấy được rằng dd dùng chung phương pháp đồng kết tủa với qui trình thực nghiệm tương tự nhau, nhưng kết quả
về kích thước tỉnh thé vẫn có sự sai khác đáng kể khi sử dụng dung môi và tác nhân
kết tủa khác nhau [2].
Xem xét chỉ tiết về kết quả XRD thu được, ta thấy rằng: tại vị trí (112), kích thước tinh thé có sự tăng đáng ké khi so sánh mẫu nung ở nhiệt độ 950 °C với mau ở nhiệt độ nung 850 °C. Nhưng khi xét đến thẻ tích tinh thé thu được thông qua các giá trị trung gian (112), (002), (020) của bộ chi số Miller thi thay rằng thẻ tích tinh thể có sự giảm dan theo sự tăng của nhiệt độ, cu thê hơn là gia tri a có sự suy giảm trong khi đại lượng b, và e tăng chậm nên kéo theo thể tích tinh thé ở nhiệt độ 950
°C bé hơn so với thé tích thu được ở nhiệt độ 850 °C. Sự sai khác trên có thé được xem là mẫu vật liệu còn chưa đạt trạng thái đồng nhất cao.
21
Tuy trạng thái của vật liệu chưa có sự ôn định rõ ràng nhưng thông qua giản đồ nhiều xạ tia X của mẫu nung ở nhiệt độ 850 °C và ở nhiệt độ 950 °C, thấy được so với mau nung ở nhiệt độ 850 °C thì mẫu nung ở nhiệt độ 950 °C có độ tinh khiết tot hơn. Cụ thé các peak đặc trưng của EuFeO: đã xuất hiện day đủ và rõ ràng, vị trí của các peak trùng với chat chuân EuFeO: (số phỏ chuẩn 002, 111, 112,...) ở mẫu
nung với nhiệt độ 950 °C. Khi so sánh độ cao các peak của EuFeO› được phân tích
ở nhiệt độ 850 °C và ở nhiệt độ 950 °C, ta dé nhận ra tín hiệu từ mẫu nung nhiệt độ 950 °C có sự rõ ràng hơn so với mẫu nung ở nhiệt độ 850 °C. Cac peak ở các vị trí
như 002, 200, 021, 202,... ở nhiệt độ 950 °C nhọn hơn các peak cùng vị trí ở nhiệt
độ 850 °C. Từ đó cho thấy vật liệu khi được nung ở nhiệt độ 950 °C có độ kết tỉnh
tot hơn so với mau nung ở 850 °C.
950 °C 850 °C
Hì
ơ “1# „ s "
5s al? 5 oh ss=
> “ _ I- a SS
| xe x Sý rer’
pep i) | Ne eer | Oe
Intensity (a.u) k |
, I My, , š ‡
—NG TE eee A, —/C—'L— >~xeễễỶ~ễ~ễ~>ôx>ễ>—~—>
mẫu bat đầu từ các nghiên cứu trước đã chi ra rằng các orthoferrite có sự tạo thành pha perovskite ôn định từ nhiệt độ t = 850 °C trở đi [2, 3, 6] nên ở bai báo cáo này,
chúng tôi sử dụng hai nhiệt độ trên đề nung mẫu, cũng như khảo sát các tính chất
của mau tại hai nhiệt độ đã chọn.
3.2. Kết quả phô hồng ngoại (FTIR)
Transmittance (%) s 83
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
Wavenumber (cm')
Hình 3.2. Gian đồ FTIR của các mẫu EuFeO: nung ở 850 °C và 950 °C
Kết quả từ FTIR của EuFeO: ở hai nhiệt độ 850 °C và 950 °C cho thấy có sự tương đồng giữa 2 giản đồ phô ở hai nhiệt độ nung. Tuy nhiên, tín hiệu phd của chúng vẫn có nhiều điểm khác biệt. Sự khác biệt có thé thay rõ nhất khi quan sát
phô nung ở nhiệt độ 950 °C, ở pho này xuất hiện nhiều vân phô ở vùng dưới 3500
cm. Ở giản đô pha nhiệt độ 950 °C, tin hiệu của các thành phân vật liệu nano tại
vùng dưới 1000 em! én định hơn so với tín hiệu đo được tại nhiệt độ 850 °C, do có tín hiệu được cho là tin hiệu của Fe-O xuất hiện ở vị trí 549,9 cm'! [2]. Bên cạnh đó vùng từ 1000 cm! đến 2000 emrÌ, các tín hiệu của COa, nhóm COF[6] ở mẫu nung
với nhiệt độ 950 °C có sự suy thoái so với mẫu nung ở nhiệt độ 850 °C.
3.3. Kết quả ảnh TEM
Hình thái của mẫu được kiêm tra bằng TEM được thê hiện trong Hình 3.4.
Hình cho thay mẫu EuFeO: tong hợp được phân bo sát khít nhau, các hạt bị dính lại với nhau tạo thành chùm hạt. Đây cũng là hạn chế của việc tông hợp vật liệu nano từ phương pháp đồng kết tủa. Kích thước hạt nano rơi vào khoảng từ 25 - 45 nm
mang hình thái của vật liệu loại nano.
200 nm
Hình 3.3. Anh TEM của mẫu vật liệu EuFeO; nung ở 850 °C
3.4. Kết quả phô tán sắc năng lượng tia X (EDX)
Từ kết quả thu được nhờ phép đo phân tích về phần trăm các nguyên tô (EDX), trong vật liệu perovskite EuFeOs, không thấy có sự xuất hiện của bat kì một tạp chất chất nào có trong hợp chất (do không có peak nào thể hiện sự có mặt của tạp chat). Phan trăm các nguyên tố về khôi lượng trong mẫu thực nghiệm gần giống
với lí thuyết. Sự sai số này có thé chịu tác động bởi nhiều khía cạnh khác nhau trong
qua trình tông hợp vật liệu. Đối với phép do EDX tương đôi đúng với các nguyên tô có Z > 10. Nên sai số có the do nguyên tố Oxygen có Z = 8. Nguyên nhân sai lệch có thé là do chịu sự ánh hưởng của môi trường, và đã xảy ra quá trình hap phụ O›
trên bề mặt vật liệu khi lưu mẫu trong không khí.
Bang 3.2. Ti lệ phan trăm khôi lượng của các nguyên tô trong mẫu EuFeO: tính theo lí
thuyết và thực nghiệm
; Phan trăm khối lượng, %
Nguyên tô
Lí thuyết Thực nghiệm
Eu 5940 55,57 Fe 21,84 21,79
O 18.76 20,64
24
Từ thực nghiệm, thu được tỉ lệ mol giữa các nguyên tô Eu:Fe:O gan bang 1:1:3. Tương ứng với công thức của vật liệu perovskite EuFeO:.
0 1 2 3 x s 6 7 9
ull Scale 365 cts Cursor: 0 000 ke’
" ca:
ơ .
Fe kạt OKs
Hình 3.4. Phé EDX va EDX-mapping của mẫu vat liệu EuFeO; nung ở nhiệt độ 850 °C
3.5. Kết quả UV-Vis
Kết quả được xuất ra đưới dạng phé UV-Vis và năng lượng vùng cấm hap thu UV-Vis được thê hiện ở Hình 3.5. Phô UV-Vis cho thay vật liệu EuFeO: có dai hap thu bước sóng rộng từ 490 nm đến 600 nm, điều đó cho thay chúng hap thu khá nhiều các bước sóng trong vùng ánh sáng khả kiến. một trong các điều kiện phù hợp
cho điều chế chất xúc tác quang ding ánh sáng vùng Vis điều khiến [6, 11]. Gian đồ phô hap thu UV-Vis ở hình trên con cho biết yếu tô nhiệt độ nung mẫu không gây ra ảnh hưởng nhiều đến độ hấp thu UV-Vis khi tông hợp vật liệu bằng phương pháp
dong kết tử sử dụng dung môi nước-cthanol với tác nhân kết tủa là ammonia.
25
Kết quả phổ cho thấy vật liệu được tổng hợp có khả năng quang hoạt tích cực tại vùng ánh sáng khả kiến, phù hợp dé ứng dụng trong các lĩnh vực quang học như làm chất xúc tác quang hoạt [16, 17]. Nang lượng vùng cắm thu được thông qua phương pháp Tauc Plot cũng cho thay vật liệu EuFeO: tông hợp trong đề tai này có thuộc loại vật liệu có nang lương vùng cắm thấp, thấp hơn ca perovskite củng loại được tông hợp cùng phương pháp đồng kết tủa [2] và các phương pháp khác [5, 6].
Abs (a.u)
200 400 600 800
Wavelenght (nm)
Hình 3.5. Phé hap thu UV-Vis và năng lượng vùng cắm của vật liệu perovskite EuFeOs
nung ở nhiệt độ 850 °C và 950 °C
3.6. Kết qua từ kế mẫu rung (VSM)
Phép đo từ trễ được thực hiện ở nhiệt độ phòng đối với mẫu vật liệu nano EuFeO: tông hợp được sau khi nung ở 850 °C và 950 °C trong thời gian 60 phút.
Kết quả đường cong từ trễ được thẻ hiện trên Hình 3.6. cho thấy được sự khác biệt
trong hanh vi từ tính của vật liệu khi nung ở các nhiệt độ khác nhau. Các giá trị đặc
trưng từ tính (lực kháng từ, độ từ dư và độ từ hoá) của mẫu nung ở 950 °C có xu
hướng biến đổi khác nhau so với các giá trị đặc trưng từ tinh của mẫu nung ở 850
°C. Sự sai khác nay cũng thé hiện tính từ thú vị của vật liệu.
26
Cung 6 là tre DO
ĐỘ sự báo (sos g”)
„ M, =0.39 emu.g'
Hình 3.6. Đường cong từ trễ của vật liệu EuFeOs nung ở nhiệt độ 850 °C và 950 °C
Bên cạnh đó, khi so sánh các thông số từ của vật liệu trong đẻ tải với vật liệu perovskite tông hợp bằng phương pháp đồng kết tủa trong các đề tài khác thì thay được các giá trị thông số từ của vật liệu có phần bé hơn nhiều so với các giá trị thông số từ của perovskite cùng loại và khác loại đã được nghiên cứu [2, 15]. Sự
chênh lệch số liệu các thông số từ một lần nữa khăng định các yếu tô như dung môi va tác nhân kết tủa cũng gây ảnh hướng đến tính chat của vật liệu. Ma cụ thé ở đây
là tinh từ của vật liệu nano perovskite dạng AFeO:.
Bang 3.3. Các thông số từ của mẫu EuFeO: tong hợp được so sánh với TLTK
M,. emu/g M,, emu/g H., Oe
t= 850°C 0,39 0 0,004 t=950°C 0.41 0 0,005 SH: EuFeOs [2] >2 0 -
$2: EuFeO: [2] >2 0 -
t= 850 °C, HoFeQs [IS] 0,79 ~0 22.70
27