BỘ GIÁO ĐỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HO CHÍ MINH HO THI THU HA KHOA LUAN TOT NGHIEP Thành phố Hồ Chí Minh - tháng 4 năm 2024 BỘ GIÁO ĐỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HCM ® gp Te. HO CHÍ MINH KHOA LUAN TOT NGHIEP LIEU NANO PEROVSKITE SmEFeO› DANG BOT TONG HOP BANG PHUONG PHAP DONG KET TUA SU DUNG DUNG DICH SODIUM HYDROXIDE.
Giảng viên hướng dẫn: PGS. Nguyễn Anh Tiến Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Thu Hà - 46.031 Thành phố Hồ Chí Minh - tháng 4 năm 2024 XÁC NHAN CHÍNH SỬA SAU BẢO VE 1. ốc HERR ERE REE EERE EERE cố. XAC NHAN CUA GVHD XAC NHAN CUA CHU TICH HOI DONG (Kí va ghi rõ họ tên) (Kí và ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, với tất cả sự chân thành, em xin được cảm ơn thầy Nguyễn Anh Tiền.
Trong suốt thời gian thực hiện dé tài thay đã giao, nhờ có sự chỉ dẫn tận tình và quan tâm cũng như những góp ¥ kịp thời của thay, em đã có thê thuận lợi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Em xin chân thành cam ơn các thay cô khoa Hoá trường Dai học Sư phạm Thành phố Hồ Chi Minh đã cho em cơ hội dé em có thê thực hiện khóa luận và quý Thay, Cô trong khoa Hóa nhiệt thành chỉ dạy và hỗ trợ em trong suốt thời gian theo học tại ngôi trường thân yêu này. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè va tất cả mọi người đã dành cho em tình yêu thương, sự động viên và cô vũ nhiệt tinh dé em có thé theo đuôi ước mơ, hoài bão của bản thân. Trong suốt quá trình nghiên cứu sẽ không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự đóng góp quý báu từ Thay, Cô và các bạn.
Và trên hết, em xin chân thành kính chúc quý Thay, Cô luôn dồi dao sức khỏe, có thêm thật nhiêu thành công trong các công trình nghiên cứu, trong sự nghiệp dạy học cao cả và luôn hạnh phúc, vui vẻ trong cuộc sống. Thành phó Hỗ Chi Minh, thang 4 năm 2024 Sinh viên thực hiện Hồ Thị Thu Ha LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu cấu trúc và tính chất của vật liệu nano perovskite SmFeOs dạng bột tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa sử dụng dung địch sodium hydroxide” là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của PGS. Nguyễn Anh Tiến. Các số liệu và kết quả trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bắt kì công trình nghiên cứu nảo.
Thành phó Hỗ Chí Minh, tháng 4 năm 2024 Sinh viên thực hiện Hỗ Thị Thu Hà MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN. ce | ĐẨN GAM BOANiiccscieittt2iiti6zi21049441301209208124092340240103141340E40200023303000833) 2 DANH MỤC CÁC HÌNH VE, DO THỊ. 22-52 2S 1211 2 1 22022 z 6 DANH MỤC CAC BANG SO LIỆU.© 22222222 S2EE2EE22EE21773272022 215. ee 7 MG ĐẤT: noansnrsnninndttoinniitionititinntttEEGEEEG00310050018110088180008900300880003888.
Mục đích nghiên cứu. Phạm vi nghiên €iửii.--‹cc- sec <21S<SSAY. Phương pháp nghiên cứu.- G525 k St v2 SH 1 121 xe, 9 5. Cấu trúc của khóa luận tốt nghiệp.
Tong quan về công nghệ nano và vật liệu nano. Lịch sử của công nghệ nano. --- cee eee cee ee ceeecneeeeeeeeneeneees 10 1. Một số vật liệu nano và ứng dụng.
Tong quan về vật liệu nano perovskite. Cấu trúc của vật liệu nano perovskite ABO,. Một số tinh chất của vật liệu perovskite và ứng dụng. Một số phương pháp tong hợp vật liệu nano perovskite ABO:a.
Phương pháp phan ứng pha rắn. Phương pháp sol-geÌ. cece ce cceeeecneceeeeseeecneteeeeeneeeeeeeee 18 1. Phương pháp đồng kết tủa.
Phương pháp tong hợp thủy nhiệt.5; Phuong pháp lún tớt. Các phương pháp nghiên cứu vật liệu nano perovskite SmFeQs. Phương pháp nhiễu xạ tia X bột (PXRD). Phương pháp phố hồng ngoại biến đổi (ETIR).
Phương pháp kính hiển vi điện tứ (SEM, TEM). Phương pháp phô tán sắc năng lượng tia X (EDX). Phương pháp do từ kế mẫu rung (VSMI. Phương pháp phố hap thu tử ngoại khả kiến (UV - Vis).
Tình hình tổng hợp và nghiên cứu vật liệu nano perovskite SmFeOs. 27 CHƯƠNG 2: TONG HOP VA NGHIÊN CỨU. Hóa chất - dụng cụ - thiết bị,. Quy trình thực nghiệm.-- - CS SH, HH H2 Hớ, 30 2.
Tính toán lượng hóa chất. 22 s25 s2 xe ecc2ecczxerzsrrserred 30 2. Phương pháp tông hợp vật liệu. KET QUA VÀ THẢO LUẬN.
Kết quả nhiễu xạ tia X bật (PXRD). Kết: qnä phd hồng ngoại (FTTR). Kết quả SEM và TEM. Phương pháp pho tán sắc năng lượng tia X (EDX).
Kết qua đo từ kế mẫu rung (VSM). Kết quả phân tích phố hap thu tử ngoại khả kiến UV - Vis. KET DUAN VA KIENNGBI. oi 4 TÀI LIEU THAM KHẢO.
2 5 S222 S3 3 2525521121223 211711721112 2117 72-1125 DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT ABO; : Công thức phân tử perovskite PXRD : Nhiễu xạ tia X bột XRD : Nhiễu xạ tia X 20 : Góc nhiều xạ tia X a,b,c : Hằng số mang tinh thé D : Khoảng cách giữa hai mặt phang tinh thé Dxrp : Kích thước tinh thé được xác định từ nhiễu xạ tia X V : Thé tích 6 mạng tỉnh thé FMHM _ : Độ rộng bán phổ của peak nhiễu xạ tia X EDX : Phô tán sắc năng lượng tia X TEM : Kính hiển vi điện tử truyền qua SEM : Kính hiền vi điện tử quét FTIR : Phô hong ngoại VSM : Từ kế mau rung H. : Luc kháng từ M,. : Độ từ dư M, : Độ từ hóa bão hòa UV — Vis : Phé hấp thu tử ngoại khả kiến Ey : Năng lượng vùng cam DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐÒ THỊ Hình 1. So sánh kích thước của vật liệu nano.
-- -- 55555555 5s <c<<xxc<scs I1 Hình 1.----22-22zS2cSsczzczrzcrsrcsve- 12 Hình 1. Cau trúc lý tưởng của perovskite ABO3. Nguyên lý nhiễu xạ X-Ray vật liệu bột. Nguyên lý hoạt động của phô hồng ngoại biển đỗi.
Sơ đồ khối các bộ phận của kính hiên vi điện tử quét SEM. Nguyên lý của phép phân tích EDX. Sơ đồ khối nguyên ly hoạt động máy do từ kế mẫu rung. Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy đo quang phô UV = Vịs.
Sơ đồ phương pháp tông hợp vật liệu nano perovskite SmFeO;. Giản đồ XRD của mẫu SmFeOx được nung ở 950°C trong 1 giờ. Giản đồ phé chồng XRD của mẫu perovskite SmFeO, được nung ở 850 °C và'950°Citong Ì BÌỜ::::::::::::cccccccccicciiccoDSiD2001221221212621251222012221383555815535354818588555858588 33 Hình 3. Hình ảnh phô hồng ngoại của SmFeO, nung ở 850 °C (a) và ở 950 °C (b) Hình 3.
Hình ảnh mẫu SmFeO; thông qua kính hién vi SEM nung ở 850 °C trong | giờ (a) va TEM nung ở 850°C trong 1 giờ (b). Phổ tan sắc năng lượng tia X của SmFeO, ở 850°C trong 1 giờ. Hình ảnh EDX - Mapping của vật liệu SmFeO, ở §50 °C trong 1 giờ. Kết quả đo từ tính của mẫu SmFeO3 nung nhiệt độ 850 °C (a) và 950 °C (b) ROME FG Hii:iti2iit1i21200121120201131311151411645382111635852153453833334453613854933538338543133539333128385438348352 39 Hình 3.
Kết quả chồng phô UV — Vis của mau perovskite SmFeOs ở nhiệt độ 850°C Hình 3. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của (Ahv)? vào hv của mau perovskite SmFeO¿ được nung ở 850 °C (a) và 950 PC (b) trong Ì giờ. 41 DANH MỤC CAC BANG SO LIEU Bang 1. Một số tinh chat của perovskite OXide.
Hóa chat được sử dụng trong khóa Wan. Các dụng cụ sử dụng trong thực nghiệm .- cách de 23 Bảng 2. Một số thiết bi sử dụng trong thực nghiệm. -ẶccSscee<eeerereree 24 Bang 3.
Cac thông số cau trúc của vật liệu SmFeOx nung ở các nhiệt độ 850 °C và 950 SC ONG) BÏỜ::;::ozcizsizsiiistiioigi20122111251223312311131303116185158361551583515585285885858338858583385555 5851521) Bảng 3. Nhiệt độ nung và kích thước tinh the SmFeO; trong dé tải này và một số công init hth Shahi Wis he 805 1HLenecosaeeesseesrterntisintaicteg6203725200022066120000201620136300010210t220 34 Bang 3. Kích thước hat (theo TEM) của SmFeO, trong dé tài nay và một số công trình A cOng BS dé sO SAMI ẽẽ". Kết quả phân tích hàm lượng các nguyên tô trong mẫu SmFeO¿,.
Đặc trưng từ tính của mẫu theo nhiệt độ nung. Các thông số từ tính của SmFeO; trong dé tải nay và một số công trình đã công bố để so sánh. Giá tri nang lượng vùng cam (eV) của SmFeO; ở các nhiệt độ 850 °C, 950 °C PRON BIG liiciiiiiitsii120112012141101110118111166356581130113831836135355851833335953533131833883531353593510433951g843843:38 42 MỞ ĐÀU 1. Lý đo chọn đề tài Đi cùng với sự phát triển nhanh chóng hàng đầu của vật liệu nano, trong những năm gan đây, sự quan tâm của khoa học và công nghiệp đối với vật liệu nano perovskite đã tăng lên đáng kê.
Nhiều nghiên cứu về nano perovskite đã và đang được bô sung từng ngày bởi những đặc tính tuyệt vời của chúng. Có thé ké đến công trình của Xiangxing Xu và cộng sự (2020) nghiên cứu về các tiếp xúc di thể của nano perovskite, hay nghiên cứu vẻ tinh én định của pin mặt trời perovskite của nhóm tác giả Nga Phung, Atonio Abate (2018). và nhiều công trình khác nữa. Điều nảy cho thấy tầm quan trọng của vật liệu nano perovskite, và cũng đặt ra mong muốn nghiên cứu nhiều hơn vẻ nano perovskite.
Vật liệu nano perovskite ABO; (A = kim loại đất hiểm, B = kim loại chuyền tiếp 3d và O = Oxygen), đặc biệt là perovskite SmFeOs — được biết đến với nhiều tinh chat nôi trội như cảm biến khí tốt và độ nhạy cao đối với các loại khí khử/oxy hóa khác nhau; khả năng phát quang bên bi cho hình ảnh quang học in vivo; là vật liệu điện cực quan trọng và là chất xúc tác không đồng nhất có thẻ tái chế. Vì vậy, đã có nhiều bài báo nghiên cứu vẻ các tinh chất và ứng dụng của vật liệu nano perovskite SmFeOs như công trình của nhóm tác giả Weiwei Fan củng cộng sự (2016) trong việc sử dụng nano perovskite SmEFeO: làm vật liệu điện cực, và nghiên cứu của Zakie Anajafi và nhóm cộng sự (2019) vẻ đặc tính vả tính chất cảm biến khí của vật liệu nanocomposite SmFeO:/ZnO tổng hợp bang phương pháp xử lý nhiệt. Tuy nhiên, đến nay, vẫn chưa có bài công bố nào ve quy trình tông hợp vật liệu perovskite SmFeO; dang bột nano bằng phương pháp đông kết tủa sử dụng dung dịch sodium hydroxide NaOH. Sử dụng phương pháp đông kết tủa có thé đem lại những lợi thé vẻ kĩ thuật và kinh tế như nhiệt độ kết tinh thấp, quả trình thí nghiệm đơn giản, thu được bột mịn với kích thước nano và đồng nhất một cách nhanh chóng với chỉ phí thấp.
Dựa vào các cơ sở trên, cũng như mong muốn góp phần bỏ sung thêm các nghiên cứu về vật liệu nano perovskite, tôi quyết định thực hiện đề tài: “Nghiên cứu cấu trúc và tính chat của vật liệu nano perovskite SmFeOs dạng bột tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa sứ dụng dung dich sodium hydroxide”.