Luận văn thạc sĩ Hóa vô cơ: Khảo sát cấu trúc và tính chất của vật liệu nano NdFeO3 pha tạp Mn, Ni tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa

LỜI CAM ĐOANTôi xin cam đoan luận văn “Khảo sát cấu trúc và tính chất của vật liệunano NdFeO; pha tạp Mn, Ni tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa” là công trình nghiên cứu của riêng tô

Võ Ngọc Lan

KHẢO SÁT CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHAT

CUA VAT LIEU NANO NdFeO;PHA TAP Mn, Ni

TONG HOP BANG PHUONG PHAP DONG KET TUA

LUAN VAN THAC Si KHOA HOC VAT CHAT

Thành phó Hỗ Chí Minh - 2020

Võ Ngọc Lan

KHẢO SÁT CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHAT

CUA VAT LIEU NANO NdFeO; PHA TAP Mn, Ni

TONG HOP BANG PHUONG PHAP DONG KET TUA

Chuyên ngành: Hoá Vô Co

Mã số: 8440113

LUẬN VĂN THAC Si KHOA HỌC VAT CHAT

NGUOI HUONG DAN KHOA HOC:

PGS.TS NGUYEN ANH TIEN

Thành phó Hỗ Chí Minh - 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn “Khảo sát cấu trúc và tính chất của vật liệunano NdFeO; pha tạp Mn, Ni tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa” là

công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS TS Nguyễn Anh

Tiến Một phần số liệu, kết quả nêu ra trong luận văn được trích dẫn từ bài báo của

nhóm nghiên cứu đã đăng trên tạp chí Crystals (Q2, IF 2,404) Các số liệu, kết quả

nghiên cứu là trung thực và chưa được công bố trong bất kì công trình nào khác

Tác giả

Võ Ngọc Lan

LỜI CẢM ƠN

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất, tôi xin chân thành cảm ơn PGS

TS Nguyễn Anh Tiến, người thầy luôn tận tâm, hết lòng giúp đỡ, hướng dẫn và tạomoi điều kiện thuận lợi nhất dé tôi hoàn thành luận văn này

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các giảng viên Trường Đại học

Sư phạm Thành phố Hồ Chi Minh, Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí

Minh, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - những người thầy, người cô đã dạy cho

tôi nhiều kiến thức chuyên ngành, hướng dẫn các công cụ, các phần mềm phục vụ

cho quá trình học cũng như quá trình hoàn thành luận văn nghiên cứu.

Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ phòng thí nghiệm bộ môn Vô cơ, bộ môn

Hoá lí Trường Dai học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, Trường Đại học BáchKhoa Thành phố Hồ Chí Minh, Khu công nghệ cao Thành phố Hồ Chí Minh, Viện

Công nghệ Hoá học — Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cơ sở tại

Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi nhất, giúp tôi phân tích mautrong suốt quá trình thực nghiệm

Đồng thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, đồng nghiệp, bạn bè đã

giúp đỡ, quan tâm, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi dé tôi hoàn thành luận

văn.

Cuối cùng, xin chân thành chúc quý thầy cô luôn dồi dào sức khỏe, thành công

trong công việc cũng như trong cuộc sông.

Tác giả

Võ Ngọc Lan

Chương 1 TONG QUAN VE VAN DE NGHIÊN CỨU 5- 2 5z: 4

1.1 Vật liệu nano va công nghỆ nanO - 5 5 33211321113 EEerseeerserree 4

1.2 Sơ lược về vật liệu nano D€TOVSKKIẨ - 2G HnH HH nHngệt 4

1.2.1 Câu trúc perovskite ABO3 lí tưởng -¿ ¿©++©++2zxtzzxerrrrrxrrrreee 51.2.2 Cau trúc perovskite ABO3 pha tap ccccccccscessessessessessessessessessessessessecseeseeses 61.2.3 Cấu trúc vật liệu neodymium orthoferrite (NdFeO) -« + 81.3 Tình hình tổng hợp, khảo sát cấu trúc, tính chất của vật liệu nano

perovskite neodymium orthO€TTIẨ€ - 5 + + + + + E£sEEeeEesreerrskre 9

1.4 Tình hình tổng hợp, khảo sát cấu trúc, tính chất của vật liệu nano

perovskite neodymium orthoferrite pha tạp «55s + +c+sc+seeses 13

1.5 Hướng nghiên cứu của luận Vắn - - c6 <5 +3 33+ EEeereeeeseeerereres 15

Chương 2 THUC NGHIEM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 Thuc nghiém tong hợp vật liệu nano NdFeO pha tap Mn, NI 18

2.1.1 Dụng cụ, thiết bị, hoá Chat - 2 +++£++z£EEt£EE2EEeEEzExerkrrrrerkees 182.1.2 Thực nghiệm tông hợp vật liệu NdFe¡.M,,O¿ .2- 2: 52552: 18

2.2 Các phương pháp nghién CỨU - <6 2 311833113 1E EEEEESkEsrerreeree 21

2.2.1 Phương pháp phân tích nhiệt (TGA-DSC) c5 55c scxs<ssexes 21

2.2.2 Phương pháp nhiễu xa tia X (PXRD) seecesesssesesssestesteseessestesteseestesesees 22

2.2.3 Phuong pháp hién vi điện tử quét (SEM), hiển vi điện tử truyền qua

602/04 24

2.2.4 Phương pháp phô tán sắc năng lượng tia X (EDX/EDS) - 252.2.5 Phương pháp phô tử ngoại — khả kiến (UV-Vi$) - 22-55: 26

2.2.6 Phương pháp từ kế mẫu rung (VSM) ¿- ¿©522c2+E2EczEcrrrrrerreee 26

Chương 3 KET QUÁ VÀ THẢO LUẬN -2-©22©22z22Ez+£Ecerxrerkesrkerree 28

3.1 Kết quả phân tích nhiệt (TGA-DS) 5 5c + + SEEsseseeerrreree 28

3.1.1 Kết quả phân tích nhiệt của mẫu kết tủa tổng hợp vật liệu nano

(0013011902022 4^A 28

3.1.2 Kết quả phân tích nhiệt của mẫu kết tủa tổng hợp vật liệu nano

NI 1/610719 510117177 30

3.2 Kết qua phân tích nhiễu xạ tia XX - 2 2 2+ 2+E£+E+E£2E£EzEEErEerrerree 32

3.2.1 Kết quả nhiễu xạ tia X của các mẫu vật liệu nano NdFe¡.„Ni,O: 323.2.2 Kết quả nhiễu xa tia X của các mẫu vật liệu nano NdFe;.„Mn,Oa 403.3 Kết quả phân tích SEM và TEM - 5c 5+ +x+2E£EEtEEeEEeEEerkrrkerrerrerree 42

3.3.1 Kết quả SEM và TEM của các mẫu vật liệu nano NdEe¡.„Ni,O; 423.3.2 Kết quả SEM và TEM của các mẫu vật liệu nano NdEe.,Mn,O; 453.4 Kết qua phân tích EDX và EDX-mapping 5-5 5 x+zxezse+xe+xez 46

3.4.1 Kết quả EDX và EDX-mapping của các mẫu vật liệu nano NdFei.

5/9 Ơ< 46

3.4.2 Kết quả EDX và EDX-mapping của các mẫu vật liệu nano NdFe;

B009 1 49

3.6 Kết quả phân tích từ tính WSM -¿-¿-©5¿+2£+EE+EE£EE+EEeEEeExrrkerrrrrkee 50

3.6.1 Kết quả VSM của các mau vật liệu nano NdEe;.„Ni,O¿ - 503.6.2 Kết quả VSM của các mau vật liệu nano NdFe;.„Mn,Oa - 53

CHƯƠNG 4 KET LUẬN VA KIEN NGHI.ou.o ccccecccsscescesscesesseessessesssessesssesseens 57

4.1 KẾ Ua ©2+++t+E tt HH HH HH HH re 574.2 (8n -“-‹‹41 58

BÀI BAO ĐÃ CÔNG BÓ tt re 59TÀI LIEU THAM KHHẢO 22-22 2S£+EE£EEE2EEESEEEEEE2EEE271E2E1EEEEEErrrkerred 60

PHỤ LỤC

Cấu trúc perovskite ABO; lập phương lí tưởng (a) và sự sắp xếp

các bát điện trong cau trúc perovskite lập phương lí tưởng (b) [5] 5

Sự biến dạng của cau trúc perovskite khi góc liên kết B - O - B z

Giản đồ chồng phổ XRD của mẫu vật liệu NdFe; Ni,O3 (với x =

0; 0,1; 0,2; 0,3) nung ở 700°C trong Th - 55525 +<ssseess 33

Giản đồ XRD quét cham peak (112) của các mẫu NdFe,.,Ni,O;

(với x = 0; 0,1; 0,2; 0,3) nung ở 700°C trong 1h - - 33

Giản đồ chồng phô XRD của mau vật liệu NdFe,_,Ni,O3 (với x =

0; 0,1; 0,2; 0,3) nung ở 850°C trong Th 55s c+csserss 34

Giản đồ XRD quét chậm peak (112) của các mẫu NdFe.„Ni,O;

(với x = 0; 0,1; 0,2; 0,3) nung ở 850°C trong Ih - - 34

Gian đồ chồng phé XRD của mẫu vật liệu NdFe.,Ni,O3 (với x =

0; 0,1; 0,2; 0,3) nung ở 950°C trong lh - 52-5525 s+<<csserss 35

Giản đồ XRD quét cham peak (112) của các mẫu NdFe,.,Ni,O;

(với x = 0; 0,1; 0,2; 0,3) nung ở 950°C trong lh - - - 35

Giản đồ XRD của NdFep 9Nio,,03 sau khi nung ở các nhiệt độ khác

Giản đồ XRD quét chậm peak (112) của các mẫu NdFe¡.,Mn,O;

(với x = 0; 0,1; 0,2; 0,3) nung ở 950°C trong Ih - - - 4I

Ảnh SEM của mẫu NdFeooNio¡Os nung ở 850°C trong lh 43

Ảnh SEM của mẫu NdFeosNiozO; nung 6 850°C trong lh

Ảnh SEM của mẫu NdFeszNio ;Os nung ở 850°C trong 1h Anh TEM của mẫu NdFeO; nung ở 700°C (A) và 850°C (B) trong

Anh TEM của mẫu NdFepgNio 20; nung ở 850°C trong lh Anh SEM của mau NdFey sMno.03 nung ở 850°C trong lh

Anh TEM của mau NdFeo sMno 203 nung ở 850°C trong 1h Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) va phơ EDX-mapping của

mẫu NdFeOs nung ở 850°C trong 1h ¿5-5 2+s+£+cs+x+zszxez

Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) và phổ EDX-mapping của

mẫu NdFeòNiạ,¡O; nung ở 850°C trong

lh -.: : :5-Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) va phd EDX-mapping của

mẫu NdFeogNiạzO› nung ở 850°C trong 1h -. : :-5-5:

Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) và phổ EDX-mapping của

mẫu NdFep 7Nip 303 nung ở 850°C trong

lh -.: :-:5-Đường cong từ trễ của mẫu vật liệu nano NdFe.„Ni,Oa nung ở

850°C trong lh, với x = 0 (A); x = 0,1 (B); x = 0,2 (C); x = 0,3

Đường cong từ trễ của mau vật liệu nano NdFe.,Ni,O3 nung ở

;500 09.0.0177 1+1

Đường cong từ trễ của mẫu vật liệu nano NdFeoNiozOs nung ở

các nhiệt độ khác nhau, với 700°C (A); 850°C (B); 950°C (C);

tất cả các nhiệt độ (D) :-cc+cccxtrtEtirrtrrrtrtrrrrrtrrrrtrrrrriri

Đường cong từ trễ của mau vật liệu nano NdFe;_„Mn,O; nung ở

850°C trong 1h, với x = 0,1 (A); x = 0,2 (B); x = 0,3 (C); tat ca

CAC BIA HHL X (D) eee

Đường cong từ trễ của mẫu vật liệu nano NdFepgNip203 nung ở

các nhiệt độ khác nhau, với 700°C (A); 850°C (B); 950°C (C); tất

cả các nhiệt độ (Ï) - - - - -c 1111112231 111111231111 182111111 re.

DANH MUC BANG BIEU

Bán kính các ion va thừa so dung han t cua đôi tượng nghiên cứu

Bảng liệt kê các hoá chất cần thiết - 2 2 2 2+ +E+2EzxzzxzezThành phần các tiền chất tổng hợp NdEe¡.„M;Ö2 -Các thông số cấu trúc và kích thước pha tinh thé NdFe,.,Ni,O;

nung ở 700°C trong TÌh c5 11k HT HH Hiệp

Các thông số cấu trúc và kích thước pha tinh thể NdFe).,Ni,O3

nung ở 850°C trong TÌh - - + 131139 119 E111 nrrrsee

Các thông số cấu trúc và kích thước pha tinh thé NdFe,.,Ni,O;

nung ở 950°C trong ÏÌh - - s6 11319 199119 191 vn nến

Các thông số cấu trúc và kích thước pha tinh thể NdFe,.,.Mn,O;

(với x =0; 0,1; 0,2; 0,3) nung ở 850°C trong lh

Hàm lượng các nguyên tố trong mẫu NdFe;.,Ni,O3; nung ở

Các đặc trưng từ tính của mẫu vật liệu NdFe;.,Ni,O3 (x = 0; 0,1;

0,2; 0,3) nung ở 850°C trong Ihh 25:5 22+ S£+xcxsesexexes

Các đặc trưng từ tính của mẫu vật liệu NdFep.gNip 203 nung ở các

nhiệt độ khác nhau trong Thh - ¿+ + + *++*k++eeseereeereeers

Các đặc trưng từ tính của mau vật liệu NdFe,_,Mn,O; (x = 0; 0,1;

0,2; 0,3) nung ở 850°C trong Ihh - 5:5 St sxsxsvssexexes Bảng 3.10 Các đặc trưng từ tính của mẫu vật liệu NdFeosMnạgz;O; nung ở các

Bảng 3.11 Các đặc trưng từ tính của mau vật liệu NdFe;.„M,O¿

nhiệt độ khác nhau trong Th - 5 5+ s + £+ekEsseseereeereeers

DANH MỤC SƠ ĐỎ

Sơ đồ 2.1 Quy trình tổng hợp hệ vật liệu nano ferrite NdFe.„M,Os

Sơ đồ 2.2 Hình anh thực nghiệm tổng hợp hệ vật liệu NdFe; M,„O¿

DANH MỤC CHU VIET TAT, Ki HIỆU

VIET TAT TEN TIENG ANH Tên Tiếng Việt

DSC Differential Scanning Nhiệt vi sai quét

Calorimetry

DTA Differential Thermal Analysis | Phan tich nhiét vi sai

EDX Energy Dispersive X-ray Pho tan sac nang lượng tia X

Spectroscopy

H, Hysteresis Coercive Luc khang từ

M, Magnetocaloric remanence Độ từ dư

M, Magnetisation saturated Độ từ bão hoa

SEM Scanning Electron Hién vi điện tử quét

XRD X-Ray Diffraction Nhiễu xạ tia X

ABO; Công thức chung cua perovskite

a, b,c Hang số mang tinh thé orthorhombic

d Khoảng cách giữa hai mặt phang tinh thé

D Kích thước tỉnh thể xác định từ nhiễu xạ tia X

^ Bước sóng tia X

B Độ bán rộng của phô nhiễu xạ tia X

TA, Tp To Ban kinh ion A, B, O

20 Góc nhiễu xa tia X

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận văn

Ngày nay, công nghệ nano không còn là lĩnh vực mới mà đã được nhiều nướcquan tâm nghiên cứu, bởi các triển vọng mà nó mang lại Các ứng dụng của công

nghệ nano trong các lĩnh vực như hoá học, sinh học, y học, khoa học vật liệu,

ngày càng phổ biến rộng rãi, góp phan nâng cao chất lượng cuộc sống của conngười Công nghệ nano không chỉ giúp chúng ta thu nhỏ kích thước máy móc, thiết

bị mà còn tăng hiệu suất lên nhiều lần Trong y học, những phần tử có kích thước cỡvài chục nano mét đã được tìm thấy có khả năng tác động đến từng tế bào nhiễm

bệnh.

Hiện nay, các ngành khoa học — kĩ thuật đều cần đến các vật liệu với tính năngngày càng da dang va chất lượng ngày càng cao Trong khi nguồn tài nguyên thiênnhiên đang dan trở nên cạn kiệt, đòi hỏi phải phát hiện, tìm tòi, nghiên cứu và pháttriển những vật liệu mới đã trở thành hướng quan tâm đặc biệt của mỗi quốc giatrong thời điểm các ngành khoa học phát triển như vũ bão hiện nay Một trongnhững vật liệu đã và đang được nghiên cứu rộng rãi trong những năm gần đây là vậtliệu đất hiếm perovskite và đã trở nên phô biến trong lĩnh vực khoa học vật liệumới Vật liệu perovskite được tìm thấy lần đầu từ thế kĩ XIX và được biết đến làmột chất điện môi với hằng số điện môi lớn Ngoài ra, vật liệu perovskite với kíchthước nano được quan tâm nghiên cứu nhiều bởi các tính chất tuyệt vời mà chúngmang lại như tính chất điện - từ, hoạt động xúc tác, tính siêu dẫn, tính dẫn điện,

mở ra những triển vọng ứng dụng trong ngành vật liệu cảm biến, xúc tác, điện tử, y

sinh,

Trong các vật liệu perovskite đất hiếm thi NdFeO; đã được nghiên cứu va ứngdụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như xúc tác, cảm biến, Một số tài liệu đã chỉ

ra rằng khi pha tạp một vài kim loại vào cau trúc NdFeO; dẫn đến những biến đổi

cả cấu trúc và tính chất Tuy nhiên, những công trình này đều tập trung nghiên cứuvật liệu được tổng hợp bằng phương pháp phan ứng pha ran, ưu điểm của phươngpháp này là đơn giản về mặt hoá học nhưng lại có nhiều hạn chế như sản phẩm thu

được có độ đồng nhất và tinh khiết hoá học không cao, kích thước hat lớn, độ đồngđều kém, khó thực hiện khi trong hệ phản ứng có chất dễ bay hơi, vì vậy chúng tôi

muốn tông hợp hệ vật liệu bang phương pháp tương đối đơn giản và có nhiều ưu

điểm hơn — phương pháp đồng kết tủa Do đó chúng tôi quyết định chọn dé tài

“Khảo sát cấu trúc và tính chất của vật liệu nano NdFeO; pha tạp Mn, Ni tổng

hợp bằng phương pháp đồng kết tủa”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Tổng hợp vật liệu nano orthoferrite NdFeOs bằng phương pháp đồng kết tủa

- Khảo sát ảnh hưởng của sự pha tạp Mn, Ni đến đặc trưng cấu trúc và tínhchat của vật liệu nano orthoferrite NdFeO3

3 Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Các hệ vật liệu nano bột NdFe.„M,Oa (M = Ni, Mn; x = 0; 0,1; 0,2; 0,3 theo

tính toán lí thuyết)

3.2 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu tông quan các tài liệu liên quan tới đề tài nghiên cứu

- Xây dựng quy trình tổng hợp các hệ vật liệu nghiên cứu

- Xác định các đặc trưng cấu trúc của các hệ vật liệu nano tổng hợp được

- Xác định các đặc trưng từ tính của hệ vật liệu nano tổng hợp được

- Phân tích xu hướng biến đổi cấu trúc và tính chất của vật liệu nano NdFeOs

vào hàm lượng pha tạp Ni, Mn.

- Viết và hoàn thành luận văn

3.3 Phương pháp nghiên cứu

- Tổng hợp vật liệu băng phương pháp đồng kết tủa

- Khảo sát các quá trình hoá lí xảy ra theo nhiệt độ bằng phương pháp phân

tích nhiệt (TGA - DSC).

- Khảo sát cấu trúc tinh thé bằng phương pháp nhiễu xa tia X (PXRD)

- Hình thái bề mặt của mẫu vật liệu được mô tả bằng kính hiển vi điện tử quét

(SEM).

- Hình thái hạt, kích thước, độ phân tán của vật liệu được kiểm tra bang kinh

hiển vi điện tử truyền qua (TEM).

- Phân tích thành phần các nguyên tố trong mẫu bằng phổ tán sắc năng lượng

tia X (EDX).

- Đường cong từ trễ, từ độ bão hòa, độ từ dư va lực kháng từ của các mẫu bột

được đo bằng thiết bi từ kế mẫu rung (VSM)

4 Bố cục luận văn

Luận văn bao gồm phần mở đầu, 4 chương chính và phụ lục, 66 trang chính

và 60 nguôn tài liệu tham khảo

Chương 1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Chương 2 Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu.

Chương 3 Kết quả và thảo luận

Chương 4 Kết luận và kiến nghị

Chương 1 TONG QUAN VE VAN ĐÈ NGHIÊN CUU

1.1 Vật liệu nano và công nghệ nano

Ngày nay, khái niệm nano không còn xa lạ đối với con người Ngành côngnghệ nano đã được nhiều nước quan tâm nghiên cứu, triển khai ứng dụng, phục vụ

từ an ninh — quốc phòng đến cuộc sống hàng ngày, mở ra triển vọng mới cho ngành

công nghiệp hiện đại.

- Công nghệ nano (nanotechnology) là ngành công nghệ liên quan đến việcthiết ké, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bang viécđiều khiển hình dang, kích thước trên quy mô nanomet (từ 1 đến 100 nm) [1]

- Khoa học nano là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tượng và sự can

thiệp vào vật liệu ở quy mô nguyên tử, phân tử và đại phân tử [1].

- Vật liệu nano là các tổ chức, cấu trúc, thiết bị, hệ thống, có kích thướcnano Các vật liệu có kích thước như vậy có những tính chất hoá học, nhiệt, điện, từ,

quang, xúc tác, rất đặc biệt, khác hăn với các vật liệu có kích thước lớn [1].

Dựa trên các đặc tính cơ bản của vật liệu, lĩnh vực ứng dụng, hình dạng hay

kích thước mà có thé phân loại vật liệu nano theo số chiều (một chiều, hai chiều,

không chiều), lĩnh vực ứng dụng (vật liệu nano kim loại, bán dẫn, từ tính, sinh học).

Do những tính chất của hệ vật liệu (điện, từ, quang, xúc tác, ) nên vật liệunano đã được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực từ gần gũi với đời sống conngười Một số ứng dụng của ngành công nghệ nano:

- Công nghệ nano trong sinh học và y học.

- Ứng dụng của công nghệ nano trong lĩnh vực thực phẩm

- Trong lĩnh vực điện tử, quang điện tử, công nghệ thông tin và truyền thông.

- Trong lĩnh vực môi trường.

- Trong lĩnh vực năng lượng.

- Trong lĩnh vực quốc phòng và hàng không vũ trụ

1.2 Sơ lược về vật liệu nano perovskite

Perovskite là một cách gọi chung của các vật liệu có cấu trúc tỉnh thể tương tựvới cau trúc của vật liệu calcium titanate (CaTiO;) — được tìm thấy bởi nhà địa chấtGustav Rose ở day núi Ural vào năm 1839 [2-4] Các loại perovskite của oxide kim

loại có công thức chung ABO; với A là nguyên tô đất hiếm thuộc họ lantanoit (A =

Y, La, Pr, Nd, Eu, Gd, ) hay kim loại kiềm thổ (Ca, Ba, ) va B là các kim loạichuyên tiếp thuộc họ d (Mn, Fe, Co, Ni, Ti, )

1.2.1 Câu trúc perovskite ABO; lí tưởngCấu trúc perovskite ABO; lí tưởng có dang lập phương với các thông số mạng

a =b=c vàơ==y= 90° Chúng ta có thể mô tả cấu trúc lí tưởng perovskite dướidạng sắp xếp các bát diện (Hình 1.1)

@ vị vị ^

® VịitríB

O Vi tri Oxy

Hình 1.1 Cấu trúc perovskite ABO; lập phương lí tướng (a) va sự sắp xếp các

bát diện trong cấu trúc perovskite lập phương lí tưởng (b) [5]

Cation A nam tại đỉnh của hình lập phương, cation B có bán kính nhỏ hơn nam

tại tâm của hình lập phương, anion O* nằm vi trí tâm của các mặt của hình lập

phương Cation B được bao quanh bởi 8 cation A và 6 anion O” Quanh mỗi vị trí

A có 12 anion O* phối vị tạo thành đa diện AO¡¿ Ngoài ra, cấu trúc tinh thé của

hợp chat perovskite còn có thé mô tả dưới dạng sắp xếp các bát diện BOs với cation

B nằm ở hốc của bát điện BOs, còn các anion O” nằm ở đỉnh của bát điện BO¿ Cácgóc B - O - B bằng 180° và độ dài liên kết B — O bằng nhau theo mọi phương Bátdiện BO, này ảnh hưởng rất nhiều đến tính chất điện và tính chat từ của vật liệu [6]

Các oxide perovskite thé hién tinh chat vat If va hod hoc rat da dang Tinh danđiện của oxide perovskite thé hién trong dai rộng như siêu dan [7], kim loại [8], bán

dẫn (gồm cả độ dẫn loại n và p) [9], cách điện [10], dẫn ion [11]; ngoai ra con thé

hiện là các vật liệu có tính chất điện, từ đặc biệt như áp điện [12], hiệu ứng từ nhiệtkhổng 16 [13], hiệu ứng từ trở không 16 [14], sắt từ [15], phản sắt từ [16], Do đó,oxide perovskite được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhưpin nhiên liệu oxide ran [17], chất xúc tác và cảm biến hoá học [18-21],

1.2.2 Câu trúc perovskite ABO; pha tạpCác tính chất khác nhau của vật liệu perovskite sẽ bị ảnh hưởng, tác động bởiphương pháp tổng hợp (phản ứng pha rắn, phương pháp gol - sel, ), điều kiệnnung (nhiệt độ, áp suất, môi trường, ) và đặc biệt là sự thay thế một phần cation

A, B bằng một hoặc một số cation khác Điều này được giải thích là do khi thay thếcation A, B sẽ dẫn đến sự biến đổi trạng thái oxy hoá, sự biến đồi trạng thái hoá học

của A, B, tạo ra các khuyết tật mạng, cấu trúc, [6] Vật liệu perovskite ABO; khi

pha tạp có thé viết dưới dang công thức (A¡.A”„B¡.yB,°)O¿„; (0 < x, y < 1)

Trong cấu trúc lí tưởng, khoảng cách B — O là a/2 (a là hằng số mạng của 6

mạng lập phương), trong khi khoảng cách A — O là a/V2 va mối liên hệ giữa các

bán kính 1on là:

Tq + To = V2 X(tg + ro) (1.1)

Tuy nhiên, người ta nhận ra rằng cấu trúc lập phương của hợp chat ABO; van

tồn tại ngay cả khi phương trình trên không được thỏa mãn Do đó, dé giải thích sự

sai lệch cấu trúc tinh thé, ta đánh giá qua hệ số dung sai t do Goldchmit đưa ra:

TA To

VỚI TA, Tp, fo lần lượt là bán kính của các ion A, B, O

Cấu trúc perovskite được xem là ôn định khi 0 < x, y < 0,2; ra > 0,9A, rg >0,5Ả

- t= 1, ta có cau trúc perovskite là hình lập phương lí tưởng

- 1 <t< 1,13 hoặc t< 0,7 ta có cấu trúc hexagonal

-0,9<t<l,ta có cấu trúc cubic

- 0,75 <t <0,9, ta có cấu trúc orthohombic

Khi t # 1, mạng tinh thé bị méo, góc liên kết B - O - B không còn là 180° nữa

mà bị bẻ cong và độ dài liên kết B — O theo các phương khác nhau sẽ khác nhau(Hình 1.2) Lúc này cau trúc tinh thé bị thay đổi, dẫn tới thay đổi các tính chất vốn

có của nó [6].

Hình 1.2 Sự biến dang của cấu trúc perovskite khi góc liên kết B - O - B +

Xét vật liệu NdFeO; pha tap manganese hoặc nickel, ta thay cau tric van 1a

orthorhombic (số liệu trình bày trong Bang 1.1)

Khi một hợp chất perovskite có sự pha tạp và có sự thay thế nguyên tử nàybang nguyên tử kia thì cấu trúc tinh thé của nó sẽ bị biến dạng không còn là cấu trúcban đầu, hiện tượng này gọi là méo mang Jahn — Teller

Khi một phân tử có tính đối xứng cao với các quỹ đạo điện tử suy biến sẽ phảibiến dang dé loại bỏ suy biến, giảm tính đối xứng và giảm năng lượng tự do Ví dụ,

6 x3

ion Cu” có cấu hình electron lớp ngoài cùng 3d” (Ó,e:) Mức 0 suy biến bậc 3,

chứa 6 electron nên chỉ có một cách sắp xếp duy nhất là một orbital chứa 2 electron

Tuy nhiên, mức e suy biên bậc 2, chứa 3 eclectron nên sẽ có thê có hai cách sap

bị kéo đài (méo kiểu I), tương tự, nếu theo cách thứ hai thì liên kết trên trục x và y

sẽ bị kéo dài (méo kiểu II) Trong cả hai trường hợp, lực hút giữa Cu”” với các ion

oxygen sẽ không đồng nhất giữa trục z và trên mặt phăng xy, dẫn đến độ dài liên kết

Cu - O trên trục z và các trục x, y không bằng nhau (Hình 1,3)

Vật liệu perovskite pha tạp đang được giới khoa học quan tâm nghiên cứu trên

thế giới vì chúng biểu hiện tiềm năng to lớn trong rất nhiễu lĩnh vực như y học

(perovskite kép LaạNÑiMnO, trong hấp thụ huyết thanh albumin [23]), thiết bị

chuyên mạch cảm biến NdFe,.,Mn,O3; [24], thiết bị làm sensor (perovskite dùnglàm sensor có thê phát hiện hơi cồn [5, 25] hay các khí độc CO, NO, NO; [20, 26],

làm điện cực [27], xúc tác [28],

— Trước khi méo

Sau khi méo

®) Vị trí anion O* e Vi tri cation B

Hình 1.3 Méo mang Jahn — Teller trong cấu trúc perovskite

1.2.3 Cấu trúc vật liệu neodymium orthoferrite (NdFeO¿)

Trong hơn hai thập kỉ qua, việc nghiên cứu các hạt nano và vật liệu có cau trúcnano đã trở thành chủ đề được quan tâm đặc biệt trong ngành vật liệu vô cơ Trong

đó, vật liệu nano NdFeO; đã được nghiên cứu rất nhiều bởi các tính chất và ứng

phòng, thể hiện tinh sắt từ yếu doc theo trục c [29], trong đó FeO, được hình thành

do sự phối trí của các ion Fe** bởi sáu ion O” Ba cạnh tranh tương tác từ trongNdFeO; là Fe - Fe, Nd - Fe va Nd - Nd quyết định tính chất từ và cấu trúc hấp dancủa nó dẫn đến các ứng dụng khác nhau [30]

NdFeO; được sử dụng như một chất xúc tác tuyệt vời cho nhiều phản ứng nhưphản ứng thoát khí hydrogen, đốt methane và oxy hoá carbon dioxide, sử dụng

trong pin nhiên liệu oxide ran S/O, như một vật liệu anode [5, 6, 17, 31] NdFeO;

và các hình thức pha tạp của nó có thể cung cấp nhiều cơ hội dé cải thiện cảm biến

khí như khí CO, [32].

Hình 1.4 Cấu trúc tinh thể của NdFeO; [29]

1.3 Tình hình tổng hợp, khảo sát cấu trúc, tính chất của vật liệu nanoperovskite neodymium orthoferrite

Đặc điểm cấu trúc, tính chất của các perovskite neodymium được bat đầunghiên cứu từ những năm 1970 của thế kỉ trước, khi đó H Pinto và H Shaked [33]

đã sử dụng neutron có bước sóng dài trong nghiên cứu cấu trúc orthoferrite đất hiếm

PrFeOs, NdFeO3 Trong nghiên cứu này, hai nhà khoa học đã đưa ra mô hình nhiễu

xa da tinh thé của NdFeO; với neutron có bước sóng khoảng 2,4A và đường cong

nhiệt độ - cường độ cho phan xạ {101} của mẫu NdFeOa, các kết quả thu được thì

lớn hơn so với các kết quả bằng phép đo từ hoá thường được tìm thấy trong cácorthoferrite khác Những năm sau đó, tính chất từ của vật liệu NdFeO; được nghiêncứu khá nhiều Năm 1993, Galdon và các cộng sự [34] đã tiến hành tổng hợpNdFeO; bằng nhiều phương pháp khác nhau như phương pháp ceramic, đồng kếttủa của hydroxide, kết tinh đồng thời từ dung dịch nitrate để khảo sát nhiệt độ nunghình thành mẫu vật liệu Kết quả cho thấy các mau hydroxide thu được từ ammonia

có kết cầu mịn hơn so với các mẫu từ sodium hydroxide Kết quả cho thấy quá trình

nung hình thành mẫu điều chế bằng phương pháp đồng kết tủa bắt đầu từ khoảng

nhiệt độ 500°C, trong khi đó, các phương pháp khác phải đến hơn 600°C thì mới bắtđầu hình thành NdFeO; với cường độ rất thấp

Tính chất từ và cả các tính chất khác như kích thước tỉnh thể, trật tự moment

từ của Nd”, sự giản nỡ nhiệt bất thường của da tinh thê, trong NdFeO; được cácnhà khoa học đặc biệt quan tâm và tiếp tục nghiên cứu cho đến những năm cuối thế

ki XX và đầu thé ki XXI [20, 27, 35, 36], các kết quả thu được một lần nữa khangđịnh lại NdFeO; có tính chất từ là do ion Nd** và Fe** Tuy nhiên, trong những

nghiên cứu này vẫn còn riêng lẻ, chỉ dừng lại việc khảo sát từ tính mà chưa quan

tâm đến tính chất có thể có khác cũng như việc ứng dụng tính chất này vào thực tế

Một trong những ứng dụng khác của NdFeO; đã được Chen Tongyun trình

bày đó là làm vật liệu anode cho pin nhiên liệu oxide ran S/O, [17] Pin nhiên liệurắn S/O, (S/O,-SOFC) có thé cải thiện tỉ lệ sử dụng năng lượng thông qua chuyên

đổi nhiệt đốt cháy của sulfur thành năng lượng điện trực tiếp và sulfur trioxide là

chất trung gian trong công nghiệp sản xuất sunfuric acid có thé thu được trực tiếpthông qua S/O,-SOFC Vật liệu anode NdFeO; được điều chế bằng phương phápsol-gel ở 700°C trong 2 giờ, độ ổn định pha của NdFeO; trong hoi sulfur hoặc khí

quyên sulfur dioxide đã được nghiên cứu Don tế bào, bao gồm cấu trúc

NdFeO3-SDC/SDC/LSM-SDC, được chế tạo bằng phương pháp in màn và được thử nghiệmbằng thiết bị chế tạo với hơi sulfur hoặc sulfur dioxide làm nhiên liệu Như đã chỉ ra

trong phân tích nhiễu xạ tia X (XRD), NdFeO; 6n định trong hơi sulfur hoặc sulfur

dioxide ở 800°C, thành phần pha của hỗn hợp NdFeO; và SDC (Ce pha tap Sm)không thay đổi sau khi hỗn hợp được nung ở 800°C trong 4 giờ Ảnh kính hiển vi

dién tu truyén qua (TEM) cho thay kích thước hat trung bình của bột NdFeO; làkhoảng 80 nm Với hơi sulfur hoặc SO; làm nhiên liệu, điện áp mạch mở tối đa(OCV) của đơn tế bào lần lượt là 409 mV ở 620°C và 474 mV ở 650°C; mật độ

năng lượng tối đa của đơn tế bào lần lượt là 0,125 mW-cm” ở 620°C và 0,265

mW-em” ở 650°C Mặc dù mật độ năng lượng không lí tưởng, các nghiên cứu sâuhơn đang được tiễn hành và mật độ năng lượng của đơn tế bào có thể được cải thiệnhơn nữa NdFeO; là một ứng cử viên có thé cho anode S/O, và SOz/⁄O;-SOFEC

M Khorasani — Motlagh (2013) [37] đã tong hợp tinh thé nano NdFeO; bang

phuong phap đồng kết tủa với sự có mặt của acid octanoic như chất hoạt động bềmặt Phương pháp đồng kết tủa có thé tạo ra các hat mịn, độ tinh khiết cao, cânbằng hoá học của các oxide kim loại đơn và đa thành phần Sản phâm được nghiêncứu bởi quang phổ hồng ngoại (FTIR), nhiễu xạ tia X (XRD), kính hién vi điện tửquét (SEM) và phô tán sắc năng lượng tia X (EDX) Các kết quả cho thay, các hạttinh thé nano NdFeO; có hình cầu với kích thước hạt trung bình khoảng 69 nm, thuđược ở nhiệt độ nung 800°C, các hạt đồng nhất cả về hình thái và kích thước hạt

Kết quả chỉ ra rằng lượng chất hoạt động bề mặt, pH và tốc độ khuấy có vai trò

quan trọng trong tính đồng nhất và kích thước của sản phẩm Quá trình điều chế

cũng có thé được áp dụng dé tổng hợp các oxide kim loại khác

Năm 2016, Minh Dai Luu và cộng sự [38] đã điều chế perovskite NdFeO;băng phương pháp đốt sử dụng rượu polyvinyl (PVA) và tiền chất kim loại nitrate

tương ứng trong điều kiện tối ưu, sử dụng dung dịch có pH = 2, nhiệt độ tạo gel

80°C, tỉ lệ mol kim loại/PVA là 1:3 và nhiệt độ nung là 600°C, được nghiên cứu

ứng dụng để xử lí arsenic trong nước sinh hoạt Để chứng minh sự có mặt của As(V) trên bề mặt vật liệu, tác giả tiễn hành phân tích phô hồng ngoại (FTIR) và phôRaman, phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) trên mẫu trước và sau khi hấp phụ As(V) Các đường đăng nhiệt hấp phụ chỉ ra rằng chất hấp phụ NdFeO; có khả nănghấp thụ As (V) cao ở các giá trị pH trong khoảng từ 3 đến 7 và giảm nhanh khi pHcủa dung dịch tăng từ 7 đến 10 Khả năng hấp phụ As (V) tối đa của chất hấp phụNdFeO; dat giá trị 126,58 mg-g", cao hơn nhiều so với hầu hết các chat hấp phụarsenate Phân tích FTIR chỉ ra rằng các nhóm hydroxy] trên bề mặt chất hấp phụ có

liên quan đến sự hap phụ As (V), hình thành liên kết M — O — As, kết quả trước và

sau khi hấp phụ cho thấy sự thay đổi các peak đặc trưng của liên kết M — O trên vậtliệu NdFeO3 Kết quả phân tích phổ Raman của vật liệu trước và sau khi hấp phụ As(V) cho thấy sự hình thành phức As (V) với vật liệu trên bề mặt vật liệu hap phụ Sựhiện diện của các anion cạnh tranh như Cl, SO,” và F- không can thiệp lớn vào sựhấp phụ As (V), trong khi sự hiện diện của H;PO¿ làm giảm đáng kề sự hap phu As(V) Chat hấp phụ đã qua sử dụng có thé được tái sinh hiệu qua bang dung dichNaOH 0,5 M dé sử dụng nhiều lần mà không bị giảm công suất đáng kẻ

Mostafa và các cộng sự [39] đã tổng hợp các hat nano NdFeO; bang phuongpháp siêu âm với chất hoạt động bề mặt acid octanoic, phương pháp này có hai ưuđiểm là thời gian nhanh và không cần nhiệt độ cao trong quá trình phản ứng, việc sửdụng bức xạ siêu âm đã tạo ra các hạt nhỏ hơn Sản phẩm sau khi nung ở 800°Ctrong 4 giờ và được đặc trưng băng các phương pháp phân tích như FTIR, SEM,XRD, EDX thì thu tinh thé có cấu trúc trực thoi, các hạt nano đồng nhất về hình thái

và kích thước hạt, có kích thước khoảng 40 nm.

Mehrnoush Nakhaei [40] đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của kích thước hạt và

biến dạng mạng tinh thé đến tính chất từ và điện môi của NdFeO 3 Các hạt nano

được điều chế bằng phương pháp sol — gel, các mẫu thu được đã được nung ở các

nhiệt độ khác nhau (700°C, 800°C, 900°C, 1000°C) dé khảo sát cấu trúc, từ tính vàđiện môi của chúng, phương pháp W-H cho thấy biến dang mạng tinh thé giảm khităng kích thước hạt, hằng số điện môi giảm khi tăng tan số từ 500 Hz đến 6 MHz vàsau đó lại tăng.

Yanping Chen [41] nghiên cứu màng dày NdFeO; cảm biến CO¿ Kết quả thínghiệm cho thấy điện trở NdFeO; trong khí CO; lớn hơn so với trong không khí và

độ nhạy khí CO; tăng lên khi tăng độ am tương đối ở nhiệt độ phòng Độ nhạy Scủa cảm biến màng bột nano NdFeO; được nung ở nhiệt độ 600°C đạt 3000 ppmCO›, ở nhiệt độ hoạt động 200°C có thé đạt tới 2,36 cho nền không khí âm với 72%

rh, lớn hơn giá trị tương ứng (1,83) trong không khí với 25% rh Độ nhạy của vậtliệu cảm biến CO; mới với nồng độ CO; dao động từ 1000 đến 9000 ppm ở một

phạm vi độ âm tương đôi rộng do đó có thê được sử dụng làm vật liệu cảm biên

CO; mới.

1.4 Tình hình tổng hợp, khảo sát cấu trúc, tính chất của vật liệu nano

perovskite neodymium orthoferrite pha tạp

Như đã trình bay ở trên, khi thay thé một phan cation A hoặc cation B hoặc ca

A, B bằng một hoặc vài ion khác sẽ dẫn đến thay đôi cấu trúc và do đó một số tínhchất của perovskite cũng sẽ thay đổi theo Tuy nhiên, việc thay thế này có thê là tốt

— tức là có thé tăng tính chất từ, hoạt tính xúc tác, của vật liệu nhưng cũng có thékhông tot, vì vậy các nhà khoa học đã tiến hành pha tạp vào NdFeOa các ion khácnhau dé tìm hiểu về những thay đổi có thê xảy ra

Năm 2009, Abida Bashir [42] đã pha tạp một phần ion Fe** bang Ni nhằm

khảo sát cấu trúc, cau trúc điện tử, từ tinh của các mẫu NdFe.,Ni,O3 (0 < x < 0,3)tổng hợp bằng phản ứng pha rắn từ NdạO¿, FeO và NiO được nghiền thành bột mịn

sau đó ép viên và nung trong môi trường không khí ở 1000°C trong 12 giờ, các mẫu

được nung thiêu kết hai lần, tiếp tục được nghiền trung gian và tạo hạt ở 1250°Ctrong 12 giờ và 1300°C trong 24 giờ Các sản pham được đo nhiễu xa tia X, phổMössbauer, từ kế mẫu rung VSM, NEXAFS Phân tích XRD cho thay sự giảm thé

tích với sự gia tăng nồng độ Ni do bán kính ion của Ni nhỏ hon so với Fe; NEXAFS

cho thấy trạng thái đối xứng bát diện và trạng thái oxy hoá của các ion Fe, Nd, Ni là+3, hàm lượng Ni tăng lên kết hợp với tác động lai hoá orbital 3d của Ni và 2p của

O làm tăng mật độ trạng thái; phố Mössbauer cho thay sự dịch chuyên đồng phân vàtăng các giá trị tách khi tăng nồng độ Ni do biến dạng chồng chéo; từ hoá phụ thuộcnhiệt độ cho thấy giao điểm của các nhánh từ hoá liên quan mật thiết với hiện tượngđảo chiều quay và ảnh hưởng của moment Nd ở nhiệt độ thấp Các phép đo M - Hđược thực hiện ở các nhiệt độ khác nhau cho thấy trạng thái sắt từ không bão hòa ởnhiệt độ phòng và sự đóng góp thuận từ của các phân lớp Nd Từ đó, tác giả kếtluận khi pha tạp Ni tại các vi trí của Fe cho phép điều chỉnh các tính chất từ của hệthong, cho thay sự chuyên đổi các tính chat từ tính, có thé được thực hiện trong cácứng dụng của các thiết bị từ tính và do đó điều khiển sóng mang và moment của hệthống

Tác giả Zhang Ru và cộng sự [32] xác định ảnh hưởng khi pha tạp Co đến tínhcảm ứng điện và CO của NdFeO: Bột NdFe;.„Co,Os (x = 0,0 — 0,5) được điều chếbang phương pháp sol — gel Kết quả thu nhận khi phân tích mẫu bang nhiễu xa tia

X thì phù hợp với các công trình đã công bồ trước đó; cấu trúc trực thoi, thé tích tế

bào đơn vị và kích thước hạt giảm khi tăng hàm lượng Co trong mẫu Đặc biệt, tác

giả nhận thấy là tính bán dẫn của NdFe:.„Co,Os thay đổi theo hàm lượng Co, khi xtăng độ dẫn tăng lên, sau đó giảm xuống giá trị tối thiểu tại x = 0,4 và cuối cùngtăng trở lại Khi x < 0,3 các perovskite thê hiện tính bán dẫn loại p, và khi x > 0,3thì thay đổi thành loại n Các cảm biến được đo bang một mach thông thường vatính chất của chúng được đo ở các điều kiện khác nhau Nong độ CO lần lượt là

0,01%, 0,03%, 0,05%, 0,07% và 0,09% Do sự thay đổi điện trở khác nhau trong

trường hợp giảm khí thé hiện bởi các loại bán dẫn khác nhau (loại p, loại n), độnhạy của cảm biến được xác định là S = ((R; — R,)/ R„)x100%, trong đó Rg, R, là

điện trở được đo trong môi trường CO và không khí Các cảm biến đối với CO phản

ứng cao hơn trong khi nhiệt độ tối ưu thấp hơn Độ nhạy cao nhất với 0,03% khí CO

dat 1215% ở 170°C đối với cảm biến NdFeO; (cao hơn nhiều so với các cảm biến

CO dựa trên các perovskite khác); tuy nhiên, pha tap Co” trong NdFeO; không cai

thiện các độ nhạy khí.

Zhan-lei Wu và các cộng sự [43] đã nghiên cứu các ảnh hưởng khi pha tạp Pd

đến cảm biến acetone của NdFeO; Các đặc tính cảm biến acetone của NdFeO; pha

tạp Pd đã được nghiên cứu từ nhiệt độ phòng đến 400°C, NdFeO; được tổng hợpbăng phương pháp sol — gel và các dẫn xuất Pd với hàm lượng 1% đến 5% đượcđưa vào hạt nano NdFeO; bằng phương pháp khuếch tán nhiệt Phổ nhiễu xa tia X

và kính hiển vi điện tử quét cho thay NdFeO; có cấu trúc trực thoi với kích thướchạt trung bình khoảng 40 nm Một phản ứng cảm biến acetone rõ ràng được quan

sát thấy khi hàm lương Pd khoảng 3% Thời gian đáp ứng và hồi phục của cảm biến

đối với khí acetone 5x10 lần lượt là 16 và 1 giây, đều này cho thấy vật liệu có độ

nhạy tốt với acetone Đồng thời nó thể hiện tính chọn lọc tốt đối với khí acetone và hứa hen đây có thé là một hướng mới trong việc phát trién cảm biến acetone.

Sajad Ahmad Mir đã nghiên cứu ảnh hưởng của Ni đến cấu trúc cũng như tínhchat của NdFeO; bang phương pháp ceramic vào năm 2014 [44], nhiễu xa tia X đãxác nhận cấu trúc trực thoi của mẫu, khi tăng nồng độ Ni ta thấy thê tích tế bào đơn

vị và kích thước hạt giảm, nghiên cứu hình thái học bằng kính hiển vi điện tử quétcho thay độ xóp ít hơn khi gia tăng lượng Ni thay thé vào, quang phô UV — Vis chothấy ảnh hưởng của do tăng hàm lượng Ni đến sự dịch chuyên bước sóng và do đólàm tăng khoảng cách các band gap của hệ thống được chọn Từ các nghiên cứu

điện môi, độ dẫn điện, tác giả dự đoán vật liệu này sẽ trở thành ứng cử viên phù hợp

cho các thiết bị dựa trên bộ nhớ của ngành công nghiệp điện tử

Năm 2018, Somvanshi [45] đã tiến hành pha tạp 10%, 20% Mn vào vi trícation Fe** của NdFeO; bang phan ứng pha ran dé nghiên cứu về cấu trúc và cáctính chất điện môi, quang học Kích thước các hạt ghi nhận được là khoảng 40 — 50

nm, tỉnh thể mạng trực thoi với nhóm không gian Pbnm, thông số mạng và khối

lượng tế bao don vị tăng, hằng số điện môi (e’) giảm khi tăng nồng độ pha tap Mn

Cũng cùng năm này, tác giả đã tiếp tục pha tạp cobalt vào vị trí Fe của NdFeO; [46]

bằng phương pháp sol — gel, kết quả khi phân tích XRD, SEM kết hợp EDX, TEM,

FTIR, DTA, là hình thành cấu trúc tinh thé trực thoi đơn tinh thé với nhóm

không gian Pbnm, các tham số mạng giảm và thể tích tế bào đơn vị co lại với sự giatăng của sự pha tạp Co (do lon Co** có bán kính ion nhỏ hơn F e**), kích thước hattrung bình 34 nm, phổ phản xa UV - Vis cho thấy độ phản xạ của NdFeO; giảm

xuống khi tăng nồng độ Co, nhiệt độ Néel tăng khi tăng nồng độ Co khi phân tích

nhiệt vi sai.

1.5 Hướng nghiên cứu của luận van

Như đã thấy, các công trình nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng cấu trúc trinhthể của NdFeO; thuần và khi pha tạp đều là mạng trực thoi với nhóm không gianPbnm Các tác giả đã tổng hợp NdFeO; bằng các phương pháp như phan ứng pharắn (phương pháp ceramic), phương pháp sol — gel, đồng kết tủa có thêm chất hoạtđồng bề mặt acid octanoic — một dang của phương pháp sol-gel Ưu điểm của phảnứng pha rắn là đơn giản về mặt hoá học nhưng lại có nhiều hạn chế như sản phẩmthu được có độ đồng nhất và tinh khiết hoá học không cao, kích thước hạt lớn, độ

đồng đều kém, khó thực hiện khi trong hệ phản ứng có chất dễ bay hơi Phương

pháp sol — gel có thể kiểm soát thành phan, độ tinh khiết và độ đồng nhất của sản

phẩm trong điều kiện nhiệt độ thấp hơn so với phương pháp ceramic, đồng thời có

thé tạo ra nhiều loại vật liệu đa dạng như bột nano, màng mỏng, lớp phủ hay sợinano Tuy nhiên, phương pháp sol — gel thường đòi hỏi tiền chất đắt tiền, dễ bị rạnnứt trong quá trình nung say cũng như dễ tồn tại tạp chất hữu cơ còn sót lại do quátrình đốt cháy và thiêu kết gel chưa hoàn hảo [47], tiêu tốn nhiều dung môi, chấthữu cơ gây ô nhiễm môi trường Dé khắc phục những nhược điểm trên của phươngpháp phản ứng pha rắn và sol-gel, chúng tôi đề xuất tổng hợp vật liệu nanoorthoferrite NdFeO; và NdFeO; pha tạp Mn, Ni bằng phương pháp đồng kết tủa

thông qua giai đoạn thuỷ phân từ từ các cation kim loại trong nước nóng trước, sau

đó để nguội rồi mới thêm vào tác nhân kết tủa thích hợp (không thêm chất hoạtđộng bề mặt) Ưu điểm của phương pháp đồng kết tủa đề xuất này là đơn giản,nhanh chóng, không đòi hỏi nhiều dụng cụ phức tạp, có thé điều khiển kích thướchạt và thành phần sản pham dễ dàng, cho phép khuếch tán các chất tham gia phảnứng khá tốt, tăng đáng kế bề mặt tiếp xúc của các chất phản ứng và do đó có théđiều chế được vật liệu mong muốn ở điều kiện nhiệt độ nung thấp [34] Những ưuđiểm của phương pháp được chứng minh bởi một số công trình công bố của tác giảNguyễn Anh Tiến [48-52], kết quả cho thay kích thước tinh thé khoảng 29 nm, kích

thước hạt 50 — 70 nm (theo TEM), hình thái hạt tương đối đồng nhat, Ngoài ra

trong công trình [51], tác giả đã nghiên cứu những anh hưởng của sự pha tap Ni đến

các đặc trưng của vật liệu nano LaFe;.,Ni,O3 tổng hợp bằng phương pháp đồng kếttủa, các kết quả cho thấy rằng sự pha tạp Ni (II) trong mang tinh thé LaFeO; đã anhhưởng đến thông số cấu trúc, thay đổi tính chất của vật liệu LaFeO; từ từ mềm sang

từ cứng.

Trong các công trình nghiên cứu sự ảnh hưởng của Mn, Ni đến cấu trúc, tính

chất quang, từ tính của vật liệu nano perovskite NdFeO; [30, 42, 44, 45, 53] đã thu

được một số kết quả:

- Mẫu vật liệu pha tạp Ni:

+ Cấu trúc orthorhombic, kích thước tinh thé dao động từ 10 — 100 nm, thông

số mạng a, b, c, V giảm dần, mật độ xốp, độ kết tinh giảm dần khi tăng hàm lượng

- Mẫu vật liệu pha tạp Mn:

+ Cấu trúc orthorhombic, kích thước thước tính thé dao động từ 40 — 50 nm,

các thông số mạng a, b, c, V tăng dần khi tăng hàm lượng Mn

+ Tính chất quang với giá trị E, dao động từ 3,54 — 3,01 eV (giảm dan khi

tăng hàm lượng Mn pha tạp).

Từ các kết quả trên, với mong muốn không chỉ có được bộ số liệu giống hoặctương đương mà còn giảm khoảng cách năng lượng vùng cam, bé sung các thông sốđặc trưng cho tính chất từ của hệ vật liệu NdFe;.„Mn,Oa nhưng bằng một phươngpháp tong hop đơn giản hơn, nên chúng tôi quyết định chọn đề tài “Khảo sát cautrúc và tính chất của vật liệu nano NdFeO; pha tap Mn, Ni tổng hợp bang

phương pháp đồng kết tủa”.

Chương 2 THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Thực nghiệm tổng hop vật liệu nano NdFeO; pha tap Mn, Ni

2.1.1 Dụng cụ, thiết bị, hoá chấta) Dụng cụ: cốc thủy tinh loại 50 mL, 1000 mL, bình tam giác, đũa thủy tinh,buret 25 mL, chày sứ, chén sứ, giấy lọc, muỗng xúc hoá chất, giấy cân, bình tia,

b) Thiết bị: cân phân tích, máy khuấy từ gia nhiệt, lò nung, hệ thống lọc hút

chân không, con cá từ, tủ sây, bêp điện,

c) Hoá chất

Bảng 2.1 Bảng liệt kê các hoá chất cần thiết

} Phan tử khối | Độ tinh }

Stt Tén hoa chat Công thức hoa hoc , Xuât xứ

Nickel (II) nitrate Trung

2.1.2 Thực nghiệm tổng hop vật liệu NdFe;.,M,O;

Hệ vật liệu nano perovskite NdEe¡.„M,Oa (M = Ni, Mn) được điều chế bằng

cách nhỏ từ từ 50 mL dung dịch chứa hỗn hợp muối Nd(NO3)3, Fe(NO3)3 va

Ni(NO3)2/ MnSO, với ti lệ số mol tương ứng là | : (1-x) : x (x tính toán theo líthuyết lần lượt 0; 0,1; 0,2; 0,3, số liệu thé hién trong Bang 2.2) vao cốc chứa 500

mL nước nóng (t? > 90°C), đặt trên máy khuấy từ Sau khi cho hết hỗn hợp muối,

tiếp tục đun thêm 20 phút, hệ thu được lúc này có màu nâu đỏ, để nguội đến nhiệt

độ phòng Cho từ từ dung dịch NaOH 5% vào hệ thu được, lượng NaOH cho vào

được lấy du để đảm bảo kết tủa hết các ion cation Nd**, Fe**, M** (thử nước lọc

bang vài giọt phenolphtalein) Kết tủa được khuấy đều trên máy khuấy từ thêm 1

giờ, sau đó được lọc băng máy hút chân không, rửa nhiêu lân băng nước cât, đê khô

tự nhiên ở nhiệt độ phòng (khoảng 3 - 4 ngày) Quy trình tổng hợp được trình bàytrong sơ đồ Hình 2.1 và 2.2

Kết tủa sau khi khô được nghiền mịn rồi nung trong môi trường không khí từnhiệt độ phòng đến các nhiệt độ khác nhau (700°C, 850°C, 950°C), dé kiểm tra sựhoàn thiện việc kết tinh và tao pha đồng nhất NdFe,.,.M,O3, tốc độ nâng nhiệt

10°C/phút.

Bảng 2.2 Thành phần các tiền chất tông hợp NdFe,.,.M,O;

NdFe M,O; | Nd(NOs);- Fe(NO3)3; | Ni(NO¿;);- | MnSOg:

0,007 mol 6H;O, g 9H;O, g 6H;O, g H;O, g NaOH, g

NdFeO; 3,0691 2,8294 0 0 2,0329 NdFep yNio ¡O: 3,0693 2,5476 0,2090 0 1,9865 NdFep gNio 203 3,0697 2,2680 0,4092 0 1,9482 NdFep 7Nig 303 3,0666 1,9790 0,6165 0 1,9195

NdFeosMng,¡Oạ 3,0677 2,5475 0 0/1185 | 1,9855

NdFeosMngzOa 3,0686 2,2681 0 0,2376 | 1,9460

NdFeg7Mno 303 3,0656 1,9778 0 0/3562 | 1,9189

Lọc và rửa băng nước cât

Đề khô tự nhiên, nghiền min

Bột

Nung

Sơ đồ 2.1 Quy trình tổng hợp hệ vật liệu nano ferrite NdFe;.,.M,O;

Sơ đồ 2.2 Hình ảnh thực nghiệm téng hợp hệ vật liệu NdFe, M,O3

2.2 Các phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp phân tích nhiệt (TGA-DSC)

Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng (Thermal Gravimetric Analysis,

TGA) là khảo sát sự thay đổi khối lượng của mẫu khi thay đổi nhiệt độ, khi chất

được đặt trong lò nung có chương trình thay đổi nhiệt độ được kiểm soát chặt chẽ.Đường cong ghi được là đường cong khối lượng nhiệt hay đường cong TG trong đó

khối lượng (hay % khối lượng mất, hoặc % khối lượng còn lại) được vẽ trên trục

tung và giảm dần xuống Nhiều chất có các phản ứng mất khối lượng xảy ra liên tục

trong một khoảng nhiệt độ nào đó, nên nếu chi đùng phương pháp TGA sẽ không

phát hiện được có bao nhiêu phan ứng xảy ra trong khoảng nhiệt độ đó Vi vậy

phương pháp này thường được kết hợp với đường cong DSC hay DTA [54].

Phương pháp nhiệt vi sai quét (Differential Scanning Calorimetry, DSC) là

phương pháp khảo sát lượng nhiệt được mẫu hấp thụ hay giải phóng khi nhiệt độthay đôi, từ đó xác định nhiệt dung riêng của chất, xác định nhiệt độ và hiệu ứngnhiệt của các quá trình xay ra trong mẫu (các phan ứng hoá hoc, sự chuyên pha, sựnóng chảy, sự kết tinh, ), xác định độ tinh khiết của chất (dựa vào nhiệt độ nóngchảy), nhận biết các khoáng chất và các polime, xây dựng giản d6 pha, [54]

Trong dé tài này chúng tôi lựa chọn phân tích TGA - DSC các mẫu

NdFey Nig 20; và NdFeaxMna¿O: trên máy Labsys Evo (TG — DSC 1600°C) tại

phòng thí nghiệm Vật liệu Vô cơ — Khoa Hoá học — Trường Dai học Sư phạm thành

phó Hồ Chí Minh Quá trình nung được khảo sát trong môi trường không khí khô

với tốc độ nâng nhiệt 10°/phút

2.2.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X (PXRD)

Nhiều xạ tia X là thiết bị dùng để nghiên cứu, xác định cấu trúc tinh thé của

vật liệu Nó là một trong những công cụ quan trọng nhất được sử dụng trong nghiên

cứu hoá học chất rắn và khoa học vật liệu [55]

Phương pháp phân tích giản đồ nhiễu xa tia X (X-Ray Diffraction, XRD) có

nguyên lí dựa trên hiện tượng nhiễu xa Bragg Khi chiếu chùm tia X có bước sóng A

vào bê mặt tinh thé vật ran, néu hiệu quang lộ giữa các tia phan xa từ các mặt lân

cận nhau thỏa mãn công thức (2.1) sẽ xuất hiện cực đại nhiễu xạ

AL =2dsin0 = ki (2.1)

Tập hợp các cực đại nhiễu xạ (gọi tắt là đỉnh) ứng với các góc 20 khác nhau có

thẻ được ghi nhận bằng cách sử dụng film hay detector Đối với mỗi vật liệu khác

nhau thì phô nhiều xạ có những đình tương ứng với các giá trị d @ khác nhau đặc

trưng cho loại vật liệu đó Đối chiếu với phd nhiễu xạ tia X (góc 20 của các cực đạinhiều xa, khoảng cách d của các mặt phăng nguyên tử) với dữ liệu chuân quốc tế có

thê xác định được cấu trúc tinh thê (kiều 6 mang, hang số mang, ) va thành phần

pha của loại vật liệu đó [56].

Hình 2.1 Hiện tượng nhiễu xa tia X trên tinh thé

Dựa vào phô XRD ta còn có thé xác định được kích thước của tinh thé theo

công thức Debye — Scherrer:

D5 aa

Trong đó: D: Kích thước tinh thé (nm),

i: Bước sóng tia X (A = 0,15406 nm),B: Độ ban rộng của vạch nhiều xạ (rad),0: Góc nhiều xa (rad),

Trong dé tai nay, phô XRD của các mau vật liệu tông hợp được đo trên may

D8 - ADVANCE (Đức) với bức xạ CuKa (4 = 0,15406 nm), góc quét 20 = 10 - 80°,

tốc độ quét 0,02°/s tại trường Đại học Bách khoa thành phó Hỗ Chí Minh Kết quả

nhiễu xạ được xuất ra dưới dang giản đồ có và không chong với phô chuẩn trongngân hàng giản dé cùng với số liệu chỉ tiết đưới dang File Raw Từ kết quả File

Raw, chúng tôi dùng phần mém “X'hingher score" dé xử lí và thu được các thông số đặc trưng như phụ lục 2 đến 16.

2.2.3 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM), hiển vi điện tử truyền

Trong hiển vi điện tử quét, chùm điện tử sơ cấp được gia tốc bằng một hiệu

điện thé từ 1 — 50 kV giữa anot và catot rồi đi qua thấu kính hội tụ Chùm điện tử

được điều khién dé quét trén bé mat mau dat trong buồng chân không Chùm điện tử

có đường kính từ 1 — 10 nm mang đòng điện từ 10? — 10” A đến bề mặt mẫu Do

sự tương tác của chùm điện tử với các nguyên tr trên bẻ mặt mẫu, các điện tử thứ

cấp phát ra được thu chuyền thành tín hiệu điện và chuyên thành hình anh biêu thicho hình thái bề mặt vật liệu [56]

Chùm tia điện tử tới

Tia X Điện tử thứ cấp

Diện tử tán xa ngược

Hình 2.2 Tương tác của chùm điện tử và vật rắn

Hiện vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy, TEM) là một

thiết bị nghiên cứu vi cầu trúc vật rắn, sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao

chiếu Xuyên qua mẫu vật rắn mỏng và sử dụng các thấu kính từ đẻ tạo ảnh với độ

phóng đại lớn (có thé tới hàng triệu lần) ảnh có thé tạo ra trên màn huỳnh quang.

hay trên film quang học, hay ghi nhận bằng các máy chụp kĩ thuật số

Nguyên tắc tạo ảnh trong TEM tương tự trong SEM, sử dụng sóng điện tử và thâu kính từ Do bước sóng của điện tử nhỏ hơn rất nhiều so với bước sóng ánh

sáng khả kiến nên việc sử dụng sóng điện tử thay cho sóng ánh sáng sẽ tạo ra thiết

bị có độ phân giải tốt hơn nhiều so với kính hiện vi quang học Doi tượng sử dung

của TEM là chùm điện tử có năng lượng cao, vì thế các bộ phận chính của thiết bị TEM được đặt trong cột chân không siêu cao, bao gồm ba phan chính: nguồn phát

điện tử, ảnh trường sáng, trường tối [58]

2.2.4 Phương pháp pho tán sắc năng lượng tia X (EDX/EDS)

Phương pháp pho tán sắc năng lượng tia X (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, EDX) là kĩ thuật phân tích thành phan hoá học của chất rắn dựa vào

phô tia X phát ra do tương tác với các bức xạ (chủ yếu là bức xạ điện tử năng lượng

cao trong các kính hiển vi điện tử SEM, TEM) [5S]

Ở đây, anh vi cau trúc vật rắn được ghi lại thông qua việc sử dụng chùm điện

tử có năng lượng cao tương tác với vật rắn Khi chùm điện tử có năng lượng lớn

được chiều vào vật rắn, nó sẽ đâm xuyên sâu vào nguyên tử vật rắn và tương tác với

các lớp điện tử bên trong của nguyên tử Theo định luật Mosley, tương tác này dẫn

đến việc tao ra các tia X có tan số đặc trưng tỉ lệ với nguyên tử số (Z) của nguyên

tử, đối với vạch K, (tương ứng với sự dịch chuyên cua electron từ lớp L xuống lớp

K), thì tần số tia X đặc trưng có giá trị xác định bởi công thức:

v là tần số huỳnh quang tia X đặc trưng

Dựa vào tần số và cường độ của bức xạ tia X đặc trưng có thể biết được sự có

mặt và tỉ lệ của nguyên tố có mặt trong chat rắn [56].

Trong đề tài này, các kết quả phân tích phô tán sắc năng lượng tia X của mẫuđược đo bằng máy FE SEM $4800 Hitachi tại phòng thí nghiệm Khu Công nghệcao TP Hỗ Chí Minh

2.2.5 Phương pháp pho tử ngoại - khả kiến (UV-Vis)

Pho tử ngoại — khả kiến (UltraViolet-visible Spectroscopy, UV-vis) là mộttrong những phương pháp phô phân tử được sử dụng sớm nhất trong lĩnh vực phân

tích, dựa trên tương tác giữa phân tử với bức xạ tử ngoại (UV) và bức xạ khả kiến

(Vis) Khi phân tử hấp thụ bức xạ UV-vis, các điện tử hoá trị sẽ bị kích thích vàchuyền từ trạng thái cơ bản lên trạng thái năng lượng cao hơn Phô UV-vis thường

được sử dụng dé phân tích định lượng các dung dịch ion kim loại chuyền tiếp và các hợp chất hữu cơ có cấu trúc liên hợp mạnh [58].

Hệ số hap thụ của các vật liệu này được tinh theo phương trình:

ahv = A(hv — E,)" (2.6)

Trong do: a là hệ số hap thu,

A là hing số không đỗi với các chuyển tiếp khác nhau,

hy là nang lượng của photon tới,

> t 8 292 4e ¿ x% Buổi gue + 1 ^ 4 4: ,

n là chí so giả định có các giá trị khác nhau, roe 2 và 3 ứng với mứchở lU2

chuyền tiếp cho phép trực tiếp, bị cắm trực tiếp, cho phép gián tiếp và bị cắm gián

tiếp tương ứng chịu trách nhiệm cho sự phản xạ và năng lượng vùng cam E, [44]

Trong dé tai này, chúng tôi tiễn hành nghiên cứu quang phê tứ ngoại - khả

kiến của các mẫu nano perovskite ghi ở bước sóng 250 nm — 800 nm bởi máy Jasco

V - 550 (JASCO Corp), tại Viện Khoa học Vat liệu Ứng dụng — Viện Hàn lâm

Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

2.2.6 Phương pháp từ kế mẫu rung (VSM)

Từ kế mẫu rung (Vibrating Sample Magnetometer, VSM) là một trong nhữngthiết bị phô thông nhất trong nghiên cứu vật liệu từ VSM hoạt động dựa theonguyên tắc cảm ứng điện từ: đo moment từ của mẫu trong từ trường ngoài

Từ kế mẫu rung được sử dụng phổ biến trong phép đo moment từ của vật liệu

từ theo từ trường ngoài hay còn gọi là phép đo từ hoá, từ trễ Ngoài ra có thẻ khảosát động học từ tính hay động học kết tinh của vật liệu thông qua phép đo từ nhiệt

Chương 3 KET QUÁ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Kết quả phân tích nhiệt (TGA-DSC)

3.1.1 Kết qua phân tích nhiệt của mẫu kết tủa tổng hợp vật liệu nano

NdFeo Ni 205

Dé khảo sát nhiệt độ hình thành đơn pha của hệ vật liệu NdFe;.vNi,O›, chúng

tôi tiến hành phân tích nhiệt TGA-DSC của mẫu NdFepsNio 203, kết quả thé hiện

Hình 3.1 Giản đồ TGA - DSC của mau kết tủa NdFey sNip.203 trước khi nung

So sánh với kết quả được công bỏ trong công trình [52], chúng tôi thay rằng

dạng đường cong đường TGA của mẫu vật liệu NdFeO, thuần và mau NdFey Nig 20; không khác nhau nhiều Đường TGA của mẫu kết tủa tong hợp vật liệu nano NdFeasNia;O: cho thấy tong độ hụt khối khi nung kết tủa từ 80°C đến

1000°C là 22,569% So sánh với các công bố tong hợp NdFeO, trước đó [20, 52] dự

đoán trong thành phan kết tủa không có sự xuất hiện muỗi carbonate của Nd (III)

Giả thiết kết tủa thu được là các hidroxide của neodymium, iron (II) va nickel theo

phương trình (3.1) thì độ mat khối lượng là 17.46% Sự sai lệch 4,72%, chúng tôi

cho rằng đã xảy ra quá trình mat nước bề mặt Quá trình nung mẫu đến 1000°C có

thê được chia làm 2 giai đoạn.

Nd(OH); + 0,8Fe(OH); + 0,2Ni(OH);-» NdFeggNip2O.5+ 29HạO - (3.1)

m ' 2 = Is 5

%m,, =— Me gg = 918015 — ]00~17,46%

9 - mgwopp + Mayor, + Mascots, 195, 261+0,8-106,871+0,2-92,724

Giai đoạn thứ nhất từ 80°C đến 200°C, độ mat khối lượng là 8,715%, được gan cho quá trình mất nước bề mặt và kết tủa của sắt bị nhiệt phân theo phương trình

phản ứng (3.2) Đường DSC ở khoảng nhiệt độ này xuất hiện một peak thu nhiệt

tương ứng với quá trình trên.

Fe(OH); -> FeOOH + HạO (3.2)

Giai đoạn thứ hai tir 200°C đến 800°C, với độ hut khối là 13,8179, sự mat

khối lượng được giải thích do khi các ion Nd**, Fe**, Ni”* kết tủa thành hidroxide

tương ứng Nd(OH); Fe(OH): Ni(OH)›, phân hủy thành các oxide tương ứng theo

các phương trình phản ứng (3.3 - 3.5).

2Nd(OH); — Nd;O: + 3H:O (3.3) 2FeOOH — Fe20; + H;O (3.4)

Ni(OH), > NiO + HạO (3.5)

Từ kết qua nhiệt phân Ni(OH), thành NiO, chúng tôi cho rằng một phan nhỏ

Ni” đã bị oxi hoá thành Ni** khi đi vào cấu trúc NdFeO: Nhìn vào gián đô DSC ta

thấy giai đoạn 2, ngoài các peak thu nhiệt đặc trưng cho quá trình nhiệt phân

hidroxide, còn có peak tỏa nhiệt ở nhiệt độ 653°C — rất có thé đặc trưng cho quá

trình chuyên pha từ oxide sang perovskite theo phương trình (3.6):

Nd,O,+ 0.8Fe,O,+ 0.2NI,O.———> 2NdFe,,N¡,„O, (3.6)

Khoảng 700°C trở lên, nhận thấy rằng đường DSC không còn xuất hiện peakhiệu ứng nhiệt Từ kết quả phân tích nhiệt của mẫu kết tủa tông hợp NdFea gNip 203,

kết hợp với kết qua phân tích nhiệt của NdFeO; đã được công bố trong bài báo [52],

chúng tôi chọn nhiệt độ nung là 700°C, 850°C, 950°C dé tiến hành nghiên cứu nhiễu

xạ tia X, cũng như các đặc trưng tính chất của các mẫu vật liệu.