Tổng hợp vật liệu nano perovskite Y1-xHoxFeO3 bằng phương pháp đồng kết tủa
b. Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thị Hồng Nhung
c. Tên cơ quan đi học: Trường THPT Võ Minh Đức
d. Tên Viện - trường thực hiện luận văn: Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh
e. Mục tiêu nghiên cứu:
Tổng hợp, khảo sát cấu trúc và tính chất của vật liệu nano perovksite Y1-xHoxFeO3 bằng phương pháp đồng kết tủa.
f. Kết quả thực hiện (tóm tắt):
Đây là luận văn của thạc sĩ Nguyễn Thị Hồng Nhung thực hiện vào năm 2021 với mục tiêu tổng hợp, khảo sát cấu trúc và tính chất của vật liệu nano perovksite Y1-xHoxFeO3 bằng phương pháp đồng kết tủa.
Để thực hiện được mục tiêu đề ra, tác giả đã sử dụng các phương pháp tổng hợp vật liệu bằng 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 thể bằng phương pháp nhiễu xạ tia X bột (XRD); phân tích thành phần các nguyên tố trong mẫu bằng phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX); hình thái, kích thước hạt của mẫu vật liệu được mô tả bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM); khảo sát các đặc trưng quang học của vật liệu (cực đại hấp thụ, giá trị năng lượng vùng cấm band-gap (Eg) được kiểm tra bằng phổ hấp thụ electron (UV - Vis); đường cong từ trễ, từ độ bão hòa, độ từ dư và lực kháng từ của các mẫu bột được đo bằng thiết bị từ kế mẫu rung (VSM).
Kết quả nghiên cứu cho thấy, đã tổng hợp thành công hệ vật liệu Y1-xHoxFeO3 với tỉ lệ pha tạp x lần lượt là 0; 0,15; 0,3; 0,5 bằng phương pháp đồng kết tủa thông qua giai đoạn thủy phân các cation Y3+, Fe3+ , Ho3+ trong nước nóng với tác nhân kết tủa là NH3. Sản phẩm đơn pha thu được sau khi nung kết tủa ở 750°C, 850°C và 950°C trong 1 giờ. Hệ vật liệu nano Y1-xHoxFeO3 tạo thành có cấu trúc orthorhombic, các hạt vật liệu có dạng hình cầu tương đối đồng đều, kích thước hạt dao động trong khoảng 35-50 nm (theo SEM, TEM); kích thước tinh thể trung bình tính theo XRD trong khoảng từ 30 đến 62 nm.
Kết quả phân tích EDX cho thấy hàm lượng các nguyên tố (phần trăm nguyên tử và phần trăm khối lượng) gần giống với tỉ phần của chúng trong công thức dự kiến ban đầu. Kết quả UV-Vis cho thấy các hệ vật liệu nano Y1-xHoxFeO3 tổng hợp được thể hiện sự hấp thụ mạnh trong vùng UV (bước sóng 200-400 nm) và Vis (bước sóng 400-600 nm), giá trị band gap của chúng tương đối thấp (Eg ~1,74-2,0 eV), là nhóm vật liệu có tiềm năng trong xúc tác quang hoá. Khảo sát tính chất từ của các mẫu vật liệu YFeO3 và YFeO3 pha tạp Ho cho thấy các mẫu vật liệu thu được có độ từ hoá lớn, lực kháng từ và độ từ dư bé, đều là vật liệu từ mềm, tương tác mạnh với nam châm đất hiếm, dễ thu hồi nếu chúng được triển khai ứng dụng xúc tác quang.
Thông qua đề tài có thể thấy tác giả đã thành công trong việc tổng hợp vật liệu nano perovksite Y1-xHoxFeO3 bằng phương pháp đồng kết tủa. Qua đó, trong thời gian tới sẽ tiếp tục phát triển nghiên cứu về sự ảnh hưởng của tỉ lệ pha tạp Ho và nhiệt độ nung đến kích thước tinh thể và một số tính chất của vật liệu (sự hấp thụ quang, từ tính..); nghiên cứu ứng dụng các hệ vật liệu nano Y1-xHoxFeO3 tổng hợp được trong xúc tác quang xử lí môi trường; nghiên cứu ảnh hưởng của sự pha tạp các kim loại đất hiếm khác nhau như Tb, Yb, Pr đến các đặc trưng cấu trúc và tính chất của vật liệu nano YFeO3.
g. Năm tốt nghiệp: 2021