Khóa luận: Tổng hợp, Nghiên cứu Nano LaFeO3 bằng Đồng Kết Tủa

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu tốt nghiệp hóa học tổng hợp nghiên cứu cấu trúc và tính chất của vật liệu nano lafeo3 bằng phương, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải

• Tác giả: Phạm Khánh Hiền
• Người hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn Anh Tiến
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa Vô Cơ
• Đề tài: Tổng Hợp, Nghiên Cứu Cấu Trúc Và Tính Chất Của Vật Liệu Nano LaFeO3 Bằng Phương Pháp Đồng Kết Tủa Trong Dung Môi Ancol Ethylic
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. TỎNG QUAN VE VAN ĐÈ NGHIÊN CUU
• 1.1. TỎNG QUAN VE VAT LIEU NANO
• 1.1.1. Giới thiệu về hoa học nano
• 1.1.2. Công nghệ nền cơ bản trong hoá học nano
• 1.1.3. Một số ứng dụng của vật liệu nano va công nghệ nano
• 1.2. CÁU TRÚC TINH THE CUA VAT LIEU PEROVSKITE ABO3
• 1.3. PHƯƠNG PHAP DONG KET TUA DIEU CHE VAT LIEU NANO PEROVSKITE RFEO3
• 2. CHƯƠNG 2. THUC NGHIEM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. THỰC NGHIỆM TONG HỢP VAT LIEU PEROVSKITE LaFeO3
• 2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU VAT LIEU NANO LaFeO3
• 3. KẾT QUA THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. KẾT QUA NHIÊU XA TIA X (XRD)
• 3.2. KET QUA PHAN TÍCH SEM, TEM
• 3.3. KẾT QUA PHAN TÍCH V§M
• KET RUAN VÀ KIEN NGHĨ
• DANH MỤC TÀI LIBU THAM KEAO
• PHÙ LỤC

Tóm tắt

I. Khám phá Nano LaFeO3 Vật liệu Perovskite đa chức năng

Trong bối cảnh công nghệ nano phát triển mạnh mẽ, việc nghiên cứu và tổng hợp các vật liệu mới với tính năng ưu việt là một hướng đi tất yếu. Trong số đó, Lanthanum Ferrite (LaFeO3) nổi lên như một vật liệu Perovskite đầy hứa hẹn. Cấu trúc độc đáo và các tính chất điện-từ-quang đặc biệt giúp hạt nano LaFeO3 mở ra nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực như xúc tác, cảm biến và lưu trữ năng lượng. Bài viết này sẽ đi sâu vào quy trình tổng hợp Nano LaFeO3, phân tích chi tiết cấu trúc và các tính chất đặc trưng của nó, dựa trên các kết quả nghiên cứu khoa học cụ thể. Việc làm chủ công nghệ chế tạo loại vật liệu này không chỉ có ý nghĩa về mặt học thuật mà còn mang lại giá trị thực tiễn to lớn.

1.1. Giới thiệu tổng quan về vật liệu Perovskite LaFeO3

Vật liệu Perovskite có công thức chung là ABO₃, được biết đến với cấu trúc tinh thể đặc biệt và các tính chất vật lý đa dạng. Lanthanum Ferrite (LaFeO3) là một thành viên tiêu biểu của họ vật liệu này, sở hữu cấu trúc tinh thể trực thoi (orthorhombic). Trong cấu trúc này, ion La³⁺ có bán kính lớn chiếm vị trí A, trong khi ion Fe³⁺ có bán kính nhỏ hơn chiếm vị trí B, được bao quanh bởi một bát diện oxy. Cấu trúc này không chỉ bền vững mà còn tạo điều kiện cho sự xuất hiện của các tính chất độc đáo như sắt từ yếu, bán dẫn và hoạt tính xúc tác cao. Chính vì vậy, LaFeO3 được xem là một vật liệu đa chức năng, thu hút sự quan tâm lớn từ cộng đồng khoa học toàn cầu.

1.2. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu hạt nano LaFeO3

Khi vật liệu LaFeO3 được chế tạo ở kích thước nano, các tính chất của nó có sự thay đổi đột phá. Hiệu ứng kích thước lượng tử và tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích cực lớn của hạt nano LaFeO3 làm tăng cường đáng kể hoạt tính bề mặt. Điều này đặc biệt quan trọng cho các ứng dụng như xúc tác quang (photocatalysis), nơi diện tích tiếp xúc lớn giúp tăng tốc độ phản ứng phân hủy chất ô nhiễm. Ngoài ra, kích thước nano cũng ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất từ và tính chất quang, ví dụ như sự thay đổi vùng cấm năng lượng (band gap), mở ra các ứng dụng mới trong lĩnh vực cảm biến khí và quang điện tử. Do đó, việc nghiên cứu các phương pháp tổng hợp hiệu quả để kiểm soát kích thước và hình thái hạt nano LaFeO3 là nhiệm vụ cốt lõi.

II. Thách thức trong tổng hợp LaFeO3 Kiểm soát cấu trúc hạt

Mặc dù sở hữu nhiều tiềm năng, việc tổng hợp nano LaFeO3 với các đặc tính mong muốn không phải là một quá trình đơn giản. Các nhà nghiên cứu phải đối mặt với nhiều thách thức, trong đó nổi bật là việc kiểm soát kích thước, độ đồng đều và hình thái của hạt nano. Hiện tượng kết tụ, sự hình thành các pha tạp không mong muốn và sự phụ thuộc chặt chẽ vào các điều kiện thực nghiệm như nhiệt độ, pH, và dung môi là những rào cản chính. Vượt qua những thách thức này đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về cơ chế phản ứng và việc lựa chọn, tối ưu hóa các phương pháp tổng hợp hóa học một cách cẩn thận để thu được sản phẩm có độ tinh khiết và chất lượng cao.

2.1. Vấn đề kết tụ hạt nano trong quá trình chế tạo

Một trong những thách thức lớn nhất là hiện tượng các hạt nano kết tụ lại với nhau tạo thành các đám lớn hơn. Quá trình này làm giảm đáng kể diện tích bề mặt hoạt động của vật liệu, từ đó làm suy giảm hiệu suất trong các ứng dụng như xúc tác hay cảm biến. Sự kết tụ thường xảy ra do lực hút Van der Waals giữa các hạt. Theo tài liệu nghiên cứu của Phạm Khánh Hiền (2020), việc thay đổi dung môi từ nước sang alcol ethylic được kỳ vọng sẽ giảm sự kết tụ nhờ moment lưỡng cực thấp hơn. Tuy nhiên, kết quả thực nghiệm cho thấy sự kết tụ vẫn xảy ra, chứng tỏ đây là một vấn đề phức tạp cần các giải pháp kiểm soát chặt chẽ hơn trong suốt quá trình tổng hợp và xử lý sau đó.

2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến pha và kích thước tinh thể

Nhiệt độ nung là yếu tố quyết định đến việc hình thành pha tinh thể và kích thước của hạt nano LaFeO3. Nhiệt độ quá thấp có thể không cung cấp đủ năng lượng để tạo thành pha perovskite đơn nhất, dẫn đến tồn tại các pha tạp. Ngược lại, nhiệt độ quá cao lại thúc đẩy các hạt phát triển kích thước và kết tụ mạnh hơn. Nghiên cứu chỉ ra rằng, khi nung các mẫu LaFeO3 ở 800, 900 và 1000 °C, kích thước tinh thể trung bình dao động trong khoảng 25-29 nm. Điều thú vị là kích thước tinh thể giảm nhẹ khi nhiệt độ tăng từ 900 lên 1000 °C, cho thấy mối quan hệ phức tạp giữa nhiệt độ và sự phát triển tinh thể. Việc lựa chọn nhiệt độ nung tối ưu là chìa khóa để cân bằng giữa độ tinh thể hóa và việc duy trì kích thước nano.

III. Hướng dẫn tổng hợp nano LaFeO3 bằng phương pháp đồng kết tủa

Trong số các phương pháp tổng hợp hóa học, phương pháp đồng kết tủa được lựa chọn vì tính đơn giản, hiệu quả và khả năng sản xuất với số lượng lớn ở nhiệt độ phòng. Phương pháp này dựa trên nguyên tắc kết tủa đồng thời các ion kim loại từ dung dịch muối bằng một tác nhân kết tủa thích hợp. Điểm mấu chốt của phương pháp là đảm bảo các ion được trộn lẫn một cách đồng nhất ở quy mô phân tử trước khi kết tủa, tạo ra một tiền chất có độ đồng nhất cao. Sau đó, quá trình nung nhiệt tiền chất này sẽ tạo ra sản phẩm hạt nano LaFeO3 cuối cùng. Việc thay đổi dung môi nước truyền thống bằng alcol ethylic là một cải tiến đáng chú ý nhằm mục đích hạn chế sự kết tụ của các hạt nano.

3.1. Quy trình thực nghiệm trong dung môi Ancol Ethylic

Quy trình tổng hợp được tiến hành bằng cách hòa tan các muối nitrat La(NO₃)₃·9H₂O và Fe(NO₃)₃·9H₂O theo đúng tỷ lệ mol trong 50 mL ancol ethylic. Hỗn hợp này sau đó được nhỏ từ từ vào 600 mL ancol ethylic nóng (trên 76 °C) và khuấy liên tục. Sau khi để nguội, dung dịch amoniac (NH₃) trong ancol ethylic được thêm vào để thực hiện quá trình kết tủa đồng thời các ion La³⁺ và Fe³⁺ dưới dạng hydroxide. Kết tủa thu được được lọc, rửa kỹ bằng ancol ethylic, sấy khô tự nhiên và nghiền mịn. Cuối cùng, bột tiền chất được nung ở các nhiệt độ khác nhau (800, 900, 1000 °C) trong 1 giờ để tạo thành vật liệu nano LaFeO3 đơn pha.

3.2. Vai trò của tác nhân kết tủa và quá trình nung nhiệt

Tác nhân kết tủa (dung dịch NH₃) đóng vai trò then chốt trong việc chuyển các ion kim loại từ dạng hòa tan sang dạng kết tủa rắn. Việc kiểm soát pH trong quá trình này rất quan trọng để đảm bảo cả hai ion La³⁺ và Fe³⁺ đều kết tủa hoàn toàn và đồng thời. Quá trình nung nhiệt sau đó không chỉ loại bỏ nước và các gốc hữu cơ còn sót lại mà còn là giai đoạn quyết định để hình thành cấu trúc tinh thể trực thoi của perovskite LaFeO3. Quá trình này bao gồm sự phân hủy tiền chất hydroxide và tái sắp xếp các nguyên tử để tạo thành mạng tinh thể perovskite ổn định. Cường độ và độ sắc nét của các đỉnh trên giản đồ Nhiễu xạ tia X (XRD) là minh chứng cho mức độ tinh thể hóa của vật liệu sau khi nung.

IV. Bí quyết phân tích cấu trúc tính chất của Nano LaFeO3

Để hiểu rõ về vật liệu được tổng hợp, việc phân tích và đặc trưng hóa cấu trúc cũng như các tính chất vật lý là không thể thiếu. Các kỹ thuật phân tích hiện đại cung cấp những thông tin chi tiết về thành phần pha, cấu trúc tinh thể, hình thái bề mặt và các đặc tính quang, từ. Sự kết hợp của nhiều phương pháp cho phép xây dựng một bức tranh toàn cảnh về mối quan hệ giữa điều kiện tổng hợp và các đặc tính của vật liệu nano LaFeO3, từ đó định hướng cho các ứng dụng thực tiễn. Đây là bước quan trọng để xác nhận sự thành công của quá trình tổng hợp và đánh giá chất lượng sản phẩm.

4.1. Phân tích Nhiễu xạ tia X XRD xác định cấu trúc tinh thể

Phương pháp Nhiễu xạ tia X (XRD) là công cụ cơ bản và mạnh mẽ nhất để xác định thành phần pha và cấu trúc tinh thể của vật liệu. Kết quả phân tích XRD cho mẫu LaFeO3 nung ở 900 °C cho thấy các đỉnh nhiễu xạ trùng khớp hoàn toàn với phổ chuẩn của LaFeO3 (JCPDS 00-037-1493), khẳng định vật liệu thu được là đơn pha với cấu trúc tinh thể trực thoi. Từ dữ liệu XRD, công thức Scherrer được áp dụng để tính toán kích thước tinh thể trung bình, cho kết quả trong khoảng 25-29 nm. Các thông số mạng tinh thể a, b, c và thể tích ô mạng cũng được xác định, cung cấp các thông tin nền tảng về cấu trúc vi mô của vật liệu.

4.2. Khảo sát hình thái học qua Kính hiển vi điện tử SEM TEM

Để quan sát trực tiếp hình dạng và kích thước hạt, các kỹ thuật Kính hiển vi điện tử quét (SEM) và Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) đã được sử dụng. Ảnh SEM và TEM của mẫu nung ở 900 °C cho thấy vật liệu bao gồm các hạt có dạng gần hình cầu hoặc hình cầu phân cạnh rõ ràng. Kích thước của các hạt riêng lẻ phần lớn dao động trong khoảng 70-80 nm, lớn hơn đáng kể so với kích thước tinh thể tính từ XRD. Điều này cho thấy mỗi hạt quan sát được thực chất là một tập hợp của nhiều tinh thể nhỏ. Các ảnh cũng chỉ ra sự kết tụ của các hạt thành những đám lớn, xác nhận thách thức đã nêu trước đó.

4.3. Đánh giá tính chất từ bằng phương pháp Từ kế mẫu rung VSM

Các tính chất từ của mẫu nano LaFeO3 được khảo sát bằng Từ kế mẫu rung (VSM). Kết quả đo đường cong từ trễ cho thấy vật liệu có lực kháng từ (H_c) khá nhỏ, chỉ 61,051 Oe, và độ từ dư (M_r) thấp. Những đặc điểm này là dấu hiệu điển hình của vật liệu từ mềm. Kết quả này có sự khác biệt với một số nghiên cứu khác (ví dụ, công trình [3] trong tài liệu tham khảo) nơi LaFeO3 lại thể hiện tính chất từ cứng. Sự khác biệt này được giải thích là do tính chất từ của vật liệu nano phụ thuộc mạnh vào kích thước hạt và phương pháp tổng hợp. Vật liệu từ mềm có tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị như lõi biến thế, cảm biến từ trường và lõi dẫn từ.

V. Tiềm năng ứng dụng của Nano LaFeO3 Từ xúc tác đến cảm biến

Với những đặc tính cấu trúc và vật lý độc đáo đã được xác định, vật liệu nano LaFeO3 mở ra một loạt các ứng dụng tiềm năng trong nhiều lĩnh vực công nghệ cao. Khả năng hoạt động như một chất bán dẫn, kết hợp với diện tích bề mặt lớn và các tính chất từ có thể điều chỉnh, làm cho nó trở thành một ứng cử viên sáng giá cho việc giải quyết các vấn đề về môi trường và phát triển các thiết bị điện tử thế hệ mới. Việc tiếp tục nghiên cứu và tối ưu hóa vật liệu này hứa hẹn sẽ mang lại những đột phá quan trọng, góp phần vào sự phát triển bền vững.

5.1. Ứng dụng trong xúc tác quang và xử lý ô nhiễm môi trường

Hạt nano LaFeO3 là một chất bán dẫn có vùng cấm năng lượng (band gap) phù hợp để hấp thụ ánh sáng trong vùng khả kiến. Đặc tính này, cùng với diện tích bề mặt riêng lớn, làm cho nó trở thành một vật liệu xúc tác quang (photocatalysis) hiệu quả. Khi được chiếu sáng, LaFeO3 có thể tạo ra các cặp electron-lỗ trống, khởi đầu cho các phản ứng oxy hóa-khử mạnh mẽ, có khả năng phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ độc hại trong nước và không khí thành các sản phẩm vô hại như CO₂ và H₂O. Đây là một hướng ứng dụng cực kỳ quan trọng trong bối cảnh ô nhiễm môi trường đang ngày càng nghiêm trọng.

5.2. Triển vọng phát triển vật liệu từ mềm và Cảm biến khí

Kết quả phân tích VSM cho thấy tính chất từ mềm của vật liệu nano LaFeO3 tổng hợp được. Các vật liệu từ mềm rất quan trọng trong công nghiệp điện tử, được sử dụng để chế tạo lõi biến thế, cuộn cảm, và đầu ghi từ. Bên cạnh đó, LaFeO3 còn được biết đến với khả năng ứng dụng làm cảm biến khí. Do là một oxit bán dẫn, độ dẫn điện của nó sẽ thay đổi đáng kể khi có sự hấp phụ của các phân tử khí trên bề mặt. Bằng cách đo sự thay đổi này, người ta có thể phát hiện và định lượng nồng độ của các loại khí độc hại hoặc dễ cháy, mở ra tiềm năng lớn trong các hệ thống giám sát an toàn và kiểm soát môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH KHOA HÓA HỌC CSP TT TP. HỘ CHẾ MINH PHẠM KHÁNH HIÈN KHOÁ LUẬN TÓT NGHIỆP TONG HỢP, NGHIÊN CỨU CAU TRÚC VÀ TINH CHAT CUA VAT LIEU NANO LaFeO; BANG PHUONG PHAP DONG KET TUA TRONG DUNG MOI ANCOL ETHYLIC Chuyén nganh: Hoa V6 Co Thanh phó Hồ Chi Minh, năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH KHOA HÓA HỌC o0o Tên đề tài: TỎNG HỢP, NGHIÊN CỨU CÁU TRÚC VÀ TÍNH CHAT CUA VAT LIEU NANO LaFeO3 BANG PHUONG PHAP DONG KET TUA TRONG DUNG MOI ANCOL ETHYLIC Sinh vién thuc hién: Pham Khanh Hién MSSV: 42.018 Giáo viên hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn Anh Tiến Thành pho Hồ Chí Minh, năm 2020 | NHAN XÉT CUA HỘI DONG KHOA HỌC TONER EER EERE ER Ee TEER ERE RETR TEETER HEHEHE HEHEHE EEE E THEE EEE E EEE E EEE E HEHE EEE HEHE HEHEHE EEE EEE E REET TEETH EEE EEE TEETER EEE E HEHE EEE E EEE SEED REE R EERE EERE EERE EEE EERE EERE EEE EE EEE EEE EE EERE EEE EE EEE EEE E EEE EE EE EE EEE EE REE HEHEHE HEHEHE HEHEHE HEHE EEE HEHE EERE EEE HEHE EEE ESHER ANE E ERNE EEE R EEE E EERE EERE EERE EEE EEE E EEE EE EERE EE EEE EERE EEE EEE EEE EE EEE EE EEE E THEE EE EEE EERE EEE EEE EERE EEE HEHEHE EERE E EEE EEE EE EEEE ¬. t3 MỤC LỤC DANH MUG CHỮ VT TAD gai gang agpnoaianoaaaoodiaooooaaaỷaoe 4 DANH MỤC HÌNH VE VA BANG BIỀỂU.

5-5 cs<cseccevcserssererrserssrrsrrsee 5 LODCAM ON icissssisicncinnnnnsnanimnnanmninannnnmnmnnnninunmmnnmmannnaes 8 MGBAH 5. TONG QUAN VE VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU. TONG QUAN VE VAT LIEU NANO. Giới thiệu về hoá học mano.

Công nghệ nền cơ ban trong hoá học nano. Một số ứng dụng của vật liệu nano va công nghệ nano. CÁU TRÚC TINH THE CUA VAT LIEU PEROVSKITE ABO:. PHƯƠNG PHAP DONG KET TUA DIEU CHE VAT LIEU NANO PEROVSKITE RFEO% .cscssseessesssesseesseessesssessersserssesssetssessecsserssesssetseesarsneeeneesareeaveees 18 CHƯƠNG 2.

THUC NGHIEM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. THỰC NGHIỆM TONG HỢP VAT LIEU PEROVSKITE LaFeO;. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU VAT LIEU NANO LaFeO;. KET QUA THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN.

KẾT QUA NHIÊU XA TIA X (XRD). KET QUA PHAN TÍCH SEM, TEM. KẾT QUA PHAN TÍCH V§M.- 5: 22 2 E12 321521521121 21 cye, 37 KET RUAN VÀ KIEN NGHĨ ssssicisccciscscssnsnnnnannnannanmananauunne 40 DANH MỤC TÀI LIBU THAM KEAO sssssscsssesosssossscsssvssessscessesasossscisvessvissosssoieseisees 41 PHÙ LỆ qongnnbiiiitoitoittoititt000010102011001010100101011003635603831063836603363890833583091830368858885433688 1887 44 DANH MUC CHU VIET TAT 20 : góc nhiều xạ tia X h, k, | : chỉ số Miller a, b,c : hang số mạng tinh thé : khoảng cách giữa hai mặt phăng tinh thé FWHM : độ rộng ban phô của pic nhiễu xạ tia X : lực kháng tử : độ từ dư : độ từ bão hòa : kính hiển vi điện tử truyền qua : thê tích 6 mạng tinh thé VSM : từ kế mẫu rung XRD : nhiều xạ tia X DANH MỤC HÌNH VE VA BANG BIEU > Danh mục hình vẽ Phân loại vật liệu nano Ví dụ các loại vật liệu Ưng dụng nanorobot trong việc điêu trị bệnh Ứng dụng công nghệ sinh học hơi nano Sản phẩm nước sạch B2M băng công nghệ nano của Công ty Puralytics ở Oregon (Mỹ). (Anh: CNBC) Ưng dụng công nghệ nano trong điện tử và may mặc Cau trúc tỉnh thê của perovskite perovskite =” 2.

7 Mô tả thi nghiệm Quy trình thực nghiệm tông hợp vật liệu nano LaFeO: Hiện tượng nhiều xạ tia X | Đường cong từ trễ của 2 loại vật liệu sắt từ Giản đô XRD của mau LaFeQ; sau khi nung ở 900 °C trong 1 h đã ghép với phô chuẩn Giản đồ chồng phô XRD của các mau LaFeOs sau khi nung ở 800, 900 va 1000 °C trong Ih Anh SEM (a) và TEM (b) của vật liệu nano LaFeO; sau khi nung ở 900 °C trong | h nung ở 900 °C trong 1h > Danh mục bảng biểu Stt | Bảng Tên Trang Số í " Khôi lượng hóa chat can dùng dé tông hợp 0,007 mol » ~ vật liệu nano LaFeO; Các thông sô câu trúc của tinh thê nano LaFeO: nung 33, 34 ở 800, 900 va 1000 °C (t= 1 h) Thông số của 6 mạng tinh thê LaFeO; sau khi nung ở 34, 35 800, 900 và 1000 °C (t= Lh) Các đặc trưng từ tính của vật liệu nano LaFeO; sau | h nung mau LỜI CÁM ƠN Trong quá trình thực hiện khoá luận tốt nghiệp, em đã học hỏi và rút được nhiều kinh nghiệm cho bản thân, được tự thực hiện và hoàn thành đề tài của mình. Đề hoàn thành khoá luận tốt nghiệp nay, em xin chân thành cảm on: Cảm on tất cả các Quý thay cô trong Bộ môn Hoá vô cơ đã cung cap các kiến thức nên, góp ý và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập cũng như trong khoảng thời gian làm đê tài khoá luận này. Đặc biệt cảm ơn Thay Nguyễn Anh Tiến đã định hướng và hướng dẫn em làm dé tài khoá luận tốt nghiệp này. Em thay vô cùng may mắn khi được Thay hướng dẫn trong năm học cuối tại Trường Đại học Sư phạm Thành pho H6 Chi Minh.

Cam on gia dinh da tao moi điều kiện tốt nhất, thuận lợi nhất dé em hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp này. Cũng xin cảm ơn các bạn và các anh chị đã giúp đỡ, động viên và chia sẻ với em những khó khăn trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Với sự thiếu sót kiến thức cũng như kỹ năng thực hành của bản thân, luận văn này chắc chan không tránh khỏi sai sót, rat mong nhận được góp ý của các Quý thay cô và các bạn. Xin chân thành cảm ơn! # Cuôi cùng em xin gửi lời chúc tot đẹp nhat đến tat ca mọi người!” MỞ DAU Trong thời đại công nghệ 4.0 hiện nay, công nghệ nano đang được chú ý và thu hút nhiều sự quan tâm, nghiên cứu cũng như là đang được phát triển và ứng dụng nhiều vào thực tiễn cuộc sông, sản xuất công nghiệp, đặc biệt là thiết bị điện tử, công nghệ xử lý hoá dau,.

Còn ở Việt Nam, công nghệ nano đã va đang được nghiên cứu nhiều hơn đề ứng dụng vào thực tiễn cuộc sông nên không thể phủ nhận được sự tiền bộ của công nghệ này. Một trong những loại vật liệu ứng dụng nhiều trong công nghệ nano là vật liệu perovskite orthoferrite RFeO; (R là nguyên tổ đất hiếm như La, Y, Ho, Pr, Gd.) trong đó oxide phức hop Lanthanum orthoferrite LaFeO; là một loại vật liệu đang được nghiên cứu vì có nhiều ứng dụng. Theo công trình số [9, 15] vật liệu LaFeOa được ứng dụng làm chất xúc tác trong các phản ứng, ứng dụng cảm biến nhạy khí trong các công trình [10, 12, 13], hay ứng dụng hap thụ ánh sáng [II, 16],. Nên việc tiếp tục nghiên cứu tông hợp và khảo sát các tính chất đặc trưng của vật liệu nano LaFeO: là cân thiết.

Có nhiều phương pháp dé tông hợp vật liệu perovskite LaFeO; ở dang nano như phương pháp đồng kết tủa [1, 4, 5, 7], phương pháp sol-gel [3, 9, 16], phương pháp thuỷ nhiệt [17], phản ứng pha rắn [22]. Trong công trình [16], bột LaFeO; được tông hợp bằng phương pháp sol-gel ding ascorbic acid làm chất hỗ trợ cho sản phẩm nano có kích thước khoảng 60 nm, còn trong công trình [3] sản phẩm tạo ra có kích thước nhỏ hơn (~ 30 nm) do thay đổi chất hỗ trợ thành lòng trang trứng — một nguyên liệu thân thiện hơn với môi trường. Dựa vào việc thay đôi chất hỗ trợ từ hai công trình trên em quyết định chọn phương pháp đồng kết tủa và thay đôi môi trường nước thành môi trường ancol ethylic dé tong hgp va khao sat tinh chất của vật liệu LaFeO:. Methanol va ethanol đều là 2 loại con công nghiệp phô biến, dé tìm thay.

Ethanol thường được sản xuất từ đường, tỉnh bột và các loại ngũ cốc trong khi methanol lại được sản xuất từ vật liệu có chứa cenlulose, thường gây ngộ độc và nguy hi¢m cho con người. Ngoài ra, ethanol là dung 9 môi phân cực có moment lưỡng cực băng 1,69 D [21], hơi thấp hơn moment lưỡng cực của nước (1,85 D) [21], nên có thé giảm được sự kết tụ giữa các hạt nano LaFeO; tông hợp được. Với những lý do kê trên, chúng tôi chọn nghiên cứu tông hợp, khảo sát cau trúc và tính chất của vật liệu nano LaFeO; bằng phương pháp đồng kết tủa trong dung môi ancol ethylic làm dé tài khoả luận tốt nghiệp của mình. TONG QUAN VE VAN DE NGHIÊN CUU 1.

TONG QUAN VE VAT LIEU NANO 1. Giới thiệu về hoa học nano Người ta dùng khái niệm công nghệ nano là đề chỉ lĩnh vực khoa học mà đối tượng nghiên cứu có kích thước và dung sai trong dai từ 0,1 nm tới 100 nm. Công nghệ nano là sự kết tỉnh của nhiều thành tựu khoa học trên nhiều lĩnh vực khác nhau và là một bước đi mới mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng trong thực tiễn cuộc sống hiện đại ngày nay và tương lai sau này. Đề sắp xếp và phân loại vật liệu nano người ta chọn xếp theo trạng thái, hình dáng, cau trúc và ứng dụng của vật liệu.

> Về trạng thái của vật liệu nano, người ta chia ra làm ba loại: ran, lỏng, khí và trong đó tập trung nghiên cứu vật liệu chủ yếu ở trạng thái rắn. > Vẻ hình dang vật liệu người ta phan thành nhiều loại theo hình 1 đưới đây. ; Chudih al nano // b. Tiếp xúc nano om 7 ft._ Chim lõm (e) OR — l0 — 4d tan | ƒ\ es h.

Bậc thang \ 1; nano i. Mang mong ché tao theo khuôn (h) () {j} Hình 1.1: Phan loại vật liệu nano > Về cau trúc vật liệu người ta phân thành 4 loại chính: chủ yếu dựa vào kích thước và chiều tự do cho điện tử. H Vật liệu nano không chiều (0D) là loại vật liệu mà cả ba chiều đều có kích thước nano, không có chiều tự do nào cho điện tử. Ví dụ: đám nano, hạt nano.

Vật liệu nano một chiêu (1D) là loại vật liệu mà trong đó hai chiều có kích thước nano và một chiều tự do cho điện tử. Ví dụ: dây nano, ống nano. Vật liệu nano hai chiều (2D) là loại vật liệu mà trong đó một chiều có kích thước nano và điện tử được tự do trên hai chiều. Ví dụ: mang mỏng.

Vật liệu cau trúc nano hay nanocomposite là loại vật liệu trong đó chỉ có một phan vật liệu có kích nước nano hoặc cau trúc của nó có nano không chiêu, một chiêu, hai chiêu đan xen lẫn nhau.