Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ phần pha tạp Co(II) lên kích thước và từ tính của vật liệu nano YFe1-xCoxO3 tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa
Số trang: 6
Loại file: pdf
Dung lượng: 2.23 MB
Lượt xem: 5
Lượt tải: 0
Xem trước 2 trang đầu tiên của tài liệu này:
Thông tin tài liệu:
Vật liệu nano YFe1-xCoxO3 (x = 0,1; 0,2; 0,3) đã được tổng hợp bằng cách kết tủa bằng thủy phân của Y (III), Co (II) và Fe (III) cation trong nước sôi với hiện tại của KOH 5% chất kết tủa. Kết quả hiển thị rằng khi tỷ lệ Co (II) - pha tạp trong tinh thể YFeO3 tăng từ 0,1 đến 0,3, tinh thể kích thước giảm từ 31,6 nm đến 28,1 nm, từ hóa bão hòa giảm từ 1,718 emu / g xuống còn 0.565 emu / g; lực cưỡng chế tăng từ 83,30 đến 134,77 Oe và từ tính dư thừa tăng từ 47,567 x 10-3 đến 64,764 x 10-3 emu / g.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ phần pha tạp Co(II) lên kích thước và từ tính của vật liệu nano YFe1-xCoxO3 tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủaTạp chí Hóa học, 54(5): 597-602, 2016DOI: 10.15625/0866-7144.2016-00371NCo(II) lênYFe1-xCoxO3*,hành phốTh29-6-2015; Chấp nhận đăng 25-10-2016AbstractThe YFe1-xCoxO3 (x = 0.1; 0.2; 0.3) nanomaterials have been synthesized by co-precipitation through the hydrolysisof Y(III), Co(II) and Fe(III) cations in boiling water with the present of KOH 5 % precipitating agent. The results showthat when the ratio of Co(II)-doped in YFeO3 crystals increases from 0.1 to 0.3, the size crystal decreases from 31.6 nmto 28.1 nm, the saturation magnetization decreases from 1.718 emu/g to 0.565 emu/g; the coercive force increases from83.30 to 134.77 Oe and the excess magnetism increases from 47,567×10-3 to 64,764×10-3 emu/g.Keywords. Nanomaterial, YFe1-xCoxO3, Co-doped, magnetism, co-precipitation.-13Vật liệu perovskit ABO3 biến tính là vật liệu cóion A hoặc B hoặc cả A và B được thay thế mộtphần bởi các ion kimi khác như: Ca, Sr, Cd, Zn,Fe, Ni, La, Co, Ni, Ti, v.v. vào vị trí A hoặc B [1-6].Sự biến tính này tạo ra trạng thái hỗn hợp hóa trịvà sai lệch về cấu trúc làm cho hợp chất nền trởthành vật liệu có nhiều hiệu ứng lý thú như: hiệuứng nhiệt điện, hiệu ứng từ nhiệt, từ trở khổng lồ.Điều đó đã mở ra những ứng dụng mới của vật liệuperovskite trong một số lĩnh vực công nghiệp hiệnđại như điện tử, thông tin, công nghệ xử lý hóa dầu,xử lý kim loại nặng trong chất lỏng, c c v.v.Ngày nay, để điều chế vật liệu perovskit dạngABO3pha p v i ch th c tngười tathường sử dụng một số phương pháp cơ bản nhưphươngp ng k t a nhi tng [5-7],phương pháp sol-gel hayty gel [8-10],phương pháp đồng tạo phức [9], v.v. Các phươngpháp này có ưu điểm là quá trình kết tinh vật liệuxảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với phương pháptổng hợp gốm truyền thống, vật liệu thu được có độđồng nhất và độ tinh khiết cao. Tuy nhiên, để tổnghợp được vật liệu ABO3 pha p kích thước nanomettheo các phương pháp này đòi hỏi phải khảo sátnhiều yếu tố ảnh h ng n quá trình hình thànhđơn pha tinh thể như nhiệt độ, thời gian nung,pH, tỉ lệ mol chất tạo gel/kim loại, nhiệt độ tạo gel,v.v [8-10]. Các công việc này đòi hỏi tốn nhiều thờigian và công sức.nano perovskite LnFeO3 (Ln =perovskit YFe1-xCoxO3.Co(II)YFe1-xCoxO3 (x = 0,1; 0,2; 0,thôngsôiKOH 5 %.2.1. Hóa chất và dụng cụa ch tcsngt ng h p v t li unanoYFe1-xCoxO3Y(NO3)3.6H2O,Fe(NO3)3.9H2O, Co(NO3)2.6H2O, KOH utinh khi t phân ch, n c c t, gi y c băng xanh.c mu i Y(NO3)3.6H2O, Fe(NO3)3.9H2OCo(NO3)2.6H2Oc tr n theolmolY3+:Fe3+:Co2+ = 1:(1-x):xa tan o n c tr ckhi ti n nh k t a.597cNguyễn Anh Tiến và cộng sựTCHH, 54(5) 20163. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.2.2. Phương phápmV t li u nano YFe1-xCoxO3c t ng h p b ngch nhỏ từ từ dung dịch nước chứa hỗn hợp mu iY(NO3)3, Fe(NO3)3(NO3)2 v il s moltương ng Y:Fe:Co = 1:(1-x):x (v i x = 0,1; 0,2;0,3) vào một cốc nước đang sôi trêny khu y tSau khi cho hết hỗn hợp muối thì đun sôi thêm 5phút nữa. Sau đ cho tt dung ch KOH 5 % o h thuc trên,khu y utrêny khu y tng 30t. K t a thu được đem lọc trên máy hút chânkhông và rửa bằng nước cất nhiều lần rồikhô tnhiên ở nhiệt độ phòng.Hỗn hợp bột thu được đem nghi nn r i nungtrong môi tr ngt không khí từ nhiệt độphòngcác nhiệt độ khác nhau để kiểm tra sựhoàn thiện việc kết tinh và tạo pha đồng nhấtnung 10tổn haolượng33,011 %.,tổn haoỷ%).m (~22.3. Phương pháp3Để xác định nhiệt độ nung thích hợp cho sự tạođơn pha YFe1-xCoxO3, mẫu được tiến hành phân tíchnhiệt trên máy DTG-60H hãng Shimadzu (NhậtBản) trong môi trường không khí khô với tốc độnâng nhiệt 10º/phút, nhiệt độ tối đa 1100 ºC.Giản đồ nhiễu xạ tia X được ghi trên máy D8ADVANCE (Đức) với bức xạ CuKα (λ = 0,154056nm), 2θ = 20-8d0,89. cos lượng16,487 %ºC (t =ºC,ºC trong 1 giờ8000,8Co0,2O3Debye-Scherrer:3,––số phổ 01-086-0171,3.Ảnh vi cấu trúc và hình thái học được chụp bằngkính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) trên máyJEOL-1400 (Nhật Bản).27,4 nm; d800 = 30,FESEM S-4800 hTuy nhiên,700900 = 31,2 nm.0.8Co0.2O3Hitachi(=0đo ở nhiệtđộ phòng bằng từ kế mẫu rung (VSM) trên máyMICROSENE EV11 (Nhật Bản).5981-xCoxO3=TCHH, 54(5) 2016ºC (t = 1-cation Fe3+4+2+x = 0,== 0,3+=-13], khi thay thếthế cation Fe3+ (r = 0,0,2+::-(r =-0,8Co0,2O3giờ0,8Co0,2O3Phân t1-xCoxO3 (x = 0,1; 0,2;0,3) sau khi nung 800 ºC (t = 15990,8Co0,2O3Nguyễn Anh Tiến và cộng sựTCHH, 54(5) 20162+23O4do khi ion Co2+3+3+4+..:Fe1-xCoxO3 sau khi nung 800 ºC (t = 1 h):YFe0,8Co0,2O3YFe0,8Co0,2O3 nung 800 ºC (t = 1 h)0,7Co0,3O36003+TCHH, 54(5) 2016nano perovskite0YFe1-xCoxO3 (x = 0ºC (t = 1 h)FeO33Ms(D)=Ms(V)[1-β/d]1).000 Oe,tronscs( ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ phần pha tạp Co(II) lên kích thước và từ tính của vật liệu nano YFe1-xCoxO3 tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủaTạp chí Hóa học, 54(5): 597-602, 2016DOI: 10.15625/0866-7144.2016-00371NCo(II) lênYFe1-xCoxO3*,hành phốTh29-6-2015; Chấp nhận đăng 25-10-2016AbstractThe YFe1-xCoxO3 (x = 0.1; 0.2; 0.3) nanomaterials have been synthesized by co-precipitation through the hydrolysisof Y(III), Co(II) and Fe(III) cations in boiling water with the present of KOH 5 % precipitating agent. The results showthat when the ratio of Co(II)-doped in YFeO3 crystals increases from 0.1 to 0.3, the size crystal decreases from 31.6 nmto 28.1 nm, the saturation magnetization decreases from 1.718 emu/g to 0.565 emu/g; the coercive force increases from83.30 to 134.77 Oe and the excess magnetism increases from 47,567×10-3 to 64,764×10-3 emu/g.Keywords. Nanomaterial, YFe1-xCoxO3, Co-doped, magnetism, co-precipitation.-13Vật liệu perovskit ABO3 biến tính là vật liệu cóion A hoặc B hoặc cả A và B được thay thế mộtphần bởi các ion kimi khác như: Ca, Sr, Cd, Zn,Fe, Ni, La, Co, Ni, Ti, v.v. vào vị trí A hoặc B [1-6].Sự biến tính này tạo ra trạng thái hỗn hợp hóa trịvà sai lệch về cấu trúc làm cho hợp chất nền trởthành vật liệu có nhiều hiệu ứng lý thú như: hiệuứng nhiệt điện, hiệu ứng từ nhiệt, từ trở khổng lồ.Điều đó đã mở ra những ứng dụng mới của vật liệuperovskite trong một số lĩnh vực công nghiệp hiệnđại như điện tử, thông tin, công nghệ xử lý hóa dầu,xử lý kim loại nặng trong chất lỏng, c c v.v.Ngày nay, để điều chế vật liệu perovskit dạngABO3pha p v i ch th c tngười tathường sử dụng một số phương pháp cơ bản nhưphươngp ng k t a nhi tng [5-7],phương pháp sol-gel hayty gel [8-10],phương pháp đồng tạo phức [9], v.v. Các phươngpháp này có ưu điểm là quá trình kết tinh vật liệuxảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với phương pháptổng hợp gốm truyền thống, vật liệu thu được có độđồng nhất và độ tinh khiết cao. Tuy nhiên, để tổnghợp được vật liệu ABO3 pha p kích thước nanomettheo các phương pháp này đòi hỏi phải khảo sátnhiều yếu tố ảnh h ng n quá trình hình thànhđơn pha tinh thể như nhiệt độ, thời gian nung,pH, tỉ lệ mol chất tạo gel/kim loại, nhiệt độ tạo gel,v.v [8-10]. Các công việc này đòi hỏi tốn nhiều thờigian và công sức.nano perovskite LnFeO3 (Ln =perovskit YFe1-xCoxO3.Co(II)YFe1-xCoxO3 (x = 0,1; 0,2; 0,thôngsôiKOH 5 %.2.1. Hóa chất và dụng cụa ch tcsngt ng h p v t li unanoYFe1-xCoxO3Y(NO3)3.6H2O,Fe(NO3)3.9H2O, Co(NO3)2.6H2O, KOH utinh khi t phân ch, n c c t, gi y c băng xanh.c mu i Y(NO3)3.6H2O, Fe(NO3)3.9H2OCo(NO3)2.6H2Oc tr n theolmolY3+:Fe3+:Co2+ = 1:(1-x):xa tan o n c tr ckhi ti n nh k t a.597cNguyễn Anh Tiến và cộng sựTCHH, 54(5) 20163. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.2.2. Phương phápmV t li u nano YFe1-xCoxO3c t ng h p b ngch nhỏ từ từ dung dịch nước chứa hỗn hợp mu iY(NO3)3, Fe(NO3)3(NO3)2 v il s moltương ng Y:Fe:Co = 1:(1-x):x (v i x = 0,1; 0,2;0,3) vào một cốc nước đang sôi trêny khu y tSau khi cho hết hỗn hợp muối thì đun sôi thêm 5phút nữa. Sau đ cho tt dung ch KOH 5 % o h thuc trên,khu y utrêny khu y tng 30t. K t a thu được đem lọc trên máy hút chânkhông và rửa bằng nước cất nhiều lần rồikhô tnhiên ở nhiệt độ phòng.Hỗn hợp bột thu được đem nghi nn r i nungtrong môi tr ngt không khí từ nhiệt độphòngcác nhiệt độ khác nhau để kiểm tra sựhoàn thiện việc kết tinh và tạo pha đồng nhấtnung 10tổn haolượng33,011 %.,tổn haoỷ%).m (~22.3. Phương pháp3Để xác định nhiệt độ nung thích hợp cho sự tạođơn pha YFe1-xCoxO3, mẫu được tiến hành phân tíchnhiệt trên máy DTG-60H hãng Shimadzu (NhậtBản) trong môi trường không khí khô với tốc độnâng nhiệt 10º/phút, nhiệt độ tối đa 1100 ºC.Giản đồ nhiễu xạ tia X được ghi trên máy D8ADVANCE (Đức) với bức xạ CuKα (λ = 0,154056nm), 2θ = 20-8d0,89. cos lượng16,487 %ºC (t =ºC,ºC trong 1 giờ8000,8Co0,2O3Debye-Scherrer:3,––số phổ 01-086-0171,3.Ảnh vi cấu trúc và hình thái học được chụp bằngkính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) trên máyJEOL-1400 (Nhật Bản).27,4 nm; d800 = 30,FESEM S-4800 hTuy nhiên,700900 = 31,2 nm.0.8Co0.2O3Hitachi(=0đo ở nhiệtđộ phòng bằng từ kế mẫu rung (VSM) trên máyMICROSENE EV11 (Nhật Bản).5981-xCoxO3=TCHH, 54(5) 2016ºC (t = 1-cation Fe3+4+2+x = 0,== 0,3+=-13], khi thay thếthế cation Fe3+ (r = 0,0,2+::-(r =-0,8Co0,2O3giờ0,8Co0,2O3Phân t1-xCoxO3 (x = 0,1; 0,2;0,3) sau khi nung 800 ºC (t = 15990,8Co0,2O3Nguyễn Anh Tiến và cộng sựTCHH, 54(5) 20162+23O4do khi ion Co2+3+3+4+..:Fe1-xCoxO3 sau khi nung 800 ºC (t = 1 h):YFe0,8Co0,2O3YFe0,8Co0,2O3 nung 800 ºC (t = 1 h)0,7Co0,3O36003+TCHH, 54(5) 2016nano perovskite0YFe1-xCoxO3 (x = 0ºC (t = 1 h)FeO33Ms(D)=Ms(V)[1-β/d]1).000 Oe,tronscs( ...
Tìm kiếm theo từ khóa liên quan:
Tạp chí hóa học Tỷ phần pha tạp Co(II) Vật liệu nano YFe1-xCoxO3 tổng hợp Phương pháp đồng kết tủa Phương pháp thủy phân Vật liệu nanoGợi ý tài liệu liên quan:
-
9 trang 90 0 0
-
Khoá luận tốt nghiệp: Tổng hợp nano vàng bằng phương pháp mầm trung gian
55 trang 86 0 0 -
Nghiên cứu mối quan hệ giữa hoạt tính sinh học của thủy tinh 46S với độ cứng và độ bền nén
5 trang 56 0 0 -
Tổng hợp và đặc trưng vật liệu nano ZnFe2O4
6 trang 45 0 0 -
Báo cáo Đánh giá rủi ro sản phẩm của công nghệ nano - ĐH KHTN
22 trang 37 0 0 -
15 trang 36 0 0
-
5 trang 35 0 0
-
6 trang 34 0 0
-
Tổng hợp vật liệu nano LaFeO3 bằng phương pháp thủy nhiệt và ứng dụng
9 trang 33 0 0 -
Nghiên cứu và tổng hợp vật liệu MnFe2O4 có kích thước nano bằng phương pháp thuỷ nhiệt
12 trang 30 0 0