Khóa Luận Tốt Nghiệp: Nghiên Cứu Tổng Hợp và Khảo Sát Vật Liệu Nano YFeO

Luận văn tốt nghiệp hóa học nghiên cứu tốt nghiệp hóa học nghiên cứu tổng hợp và khảo sát cấu trúc tính chất của vật liệu nano yfeo3 bằng, điều tra thực trạng, phân tích số liệu,

• Tác giả: Phạm Quỳnh Lan Phương
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Anh Tiến
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm
• Chuyên ngành: Hóa V6
• Đề tài: Nghiên Cứu Tổng Hợp và Khảo Sát Vật Liệu Nano YFeO
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Giới thiệu về công nghệ nano
• 1.2. Một số khái niệm cơ bản
• 1.3. Ứng dụng của công nghệ nano
• 1.4. Cấu trúc tinh thể của vật liệu perovskite ABO
• 1.5. Các phương pháp tổng hợp vật liệu perovskite ABO
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM - KẾT QUẢ - THẢO LUẬN
• 2.1. Dụng cụ và thiết bị
• 2.2. Thực nghiệm tổng hợp vật liệu nano YFeO bằng phương pháp hóa ướt
• 2.3. Các đặc trưng của vật liệu nano YFeO tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa
• 2.4. Các đặc trưng của vật liệu nano YFeO tổng hợp bằng phương pháp sol-gel
• 2.5. Kết quả đo từ tính của vật liệu
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC BẢNG BIỂU

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên cứu Vật liệu Nano YFeO Khám Phá Mới

Nghiên cứu về vật liệu nano YFeO đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Vật liệu này có cấu trúc perovskite, mang lại nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực như y học, điện tử và môi trường. Việc tổng hợp và khảo sát tính chất của YFeO không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc của nó mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo.

1.1. Khái niệm cơ bản về Vật liệu Nano và YFeO

Vật liệu nano là các cấu trúc có kích thước từ 1 đến 100 nm. YFeO là một loại vật liệu nano có cấu trúc perovskite, được nghiên cứu vì tính chất quang học và điện từ đặc biệt. Sự phát triển của công nghệ nano đã tạo ra nhiều cơ hội mới trong nghiên cứu và ứng dụng.

1.2. Lịch sử và sự phát triển của Vật liệu Nano YFeO

YFeO đã được nghiên cứu từ những năm gần đây, với nhiều ứng dụng trong lĩnh vực điện tử và y học. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng vật liệu này có khả năng ứng dụng cao trong việc chế tạo cảm biến và thiết bị điện tử nhạy cảm.

II. Thách thức trong Nghiên cứu Vật liệu Nano YFeO Những Vấn Đề Cần Giải Quyết

Mặc dù YFeO có nhiều tiềm năng, nhưng việc tổng hợp và khảo sát tính chất của nó vẫn gặp nhiều thách thức. Các vấn đề như độ đồng nhất của vật liệu, khả năng kiểm soát kích thước hạt và tính chất quang học cần được giải quyết để nâng cao hiệu quả ứng dụng.

2.1. Độ đồng nhất và kích thước hạt trong tổng hợp YFeO

Độ đồng nhất của vật liệu nano YFeO là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất của nó. Việc kiểm soát kích thước hạt trong quá trình tổng hợp là một thách thức lớn, ảnh hưởng đến hiệu suất và ứng dụng của vật liệu.

2.2. Tính chất quang học và điện từ của YFeO

Tính chất quang học và điện từ của YFeO cần được khảo sát kỹ lưỡng. Những nghiên cứu này giúp hiểu rõ hơn về cách mà vật liệu tương tác với ánh sáng và từ trường, từ đó mở ra nhiều ứng dụng mới.

III. Phương pháp Tổng hợp Vật liệu Nano YFeO Hướng Dẫn Chi Tiết

Có nhiều phương pháp để tổng hợp YFeO, trong đó phương pháp đồng kết tủa và sol-gel là phổ biến nhất. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, ảnh hưởng đến tính chất cuối cùng của vật liệu.

3.1. Phương pháp đồng kết tủa trong tổng hợp YFeO

Phương pháp đồng kết tủa là một trong những cách hiệu quả để tổng hợp YFeO. Phương pháp này cho phép kiểm soát tốt kích thước hạt và độ đồng nhất của vật liệu, từ đó nâng cao tính chất quang học và điện từ.

3.2. Phương pháp sol gel Lợi ích và ứng dụng

Phương pháp sol-gel được sử dụng rộng rãi trong tổng hợp vật liệu nano. Phương pháp này giúp tạo ra các hạt nano với kích thước đồng nhất và tính chất quang học tốt, phù hợp cho nhiều ứng dụng trong y học và điện tử.

IV. Ứng dụng Thực tiễn của Vật liệu Nano YFeO Khám Phá Tiềm Năng

YFeO có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như y học, điện tử và bảo vệ môi trường. Việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng này sẽ góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống.

4.1. Ứng dụng trong Y học Tiềm năng và thách thức

YFeO có thể được sử dụng trong các thiết bị y tế như cảm biến sinh học và thuốc điều trị. Tuy nhiên, việc đảm bảo an toàn và hiệu quả trong ứng dụng y học vẫn là một thách thức lớn.

4.2. Ứng dụng trong Điện tử Tương lai của công nghệ

Vật liệu nano YFeO có thể được ứng dụng trong các linh kiện điện tử như cảm biến và thiết bị lưu trữ. Sự phát triển của công nghệ nano sẽ mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực điện tử.

V. Kết luận và Tương lai của Nghiên cứu Vật liệu Nano YFeO

Nghiên cứu về YFeO đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Những thách thức hiện tại sẽ được giải quyết thông qua các nghiên cứu tiếp theo, mở ra nhiều cơ hội mới cho ứng dụng của vật liệu này trong tương lai.

5.1. Tóm tắt những phát hiện chính

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng YFeO có nhiều tiềm năng trong các ứng dụng khác nhau. Việc tổng hợp và khảo sát tính chất của nó là cần thiết để phát triển các ứng dụng thực tiễn.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Hướng nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào việc cải thiện các phương pháp tổng hợp và khảo sát tính chất của YFeO, nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TONG QUAN VAN DE NGHIÊN CỨU.---2557c5z-s5 8 BB CRB AIRES SINT ST -veeeseesensseeeeeeecseeoseosoenee 8 I1: Mộtsố khải niệm eg ĐỒN ssctsscstssscscasesseseessay cect 22CG062 22 0Q6G1Ä esas 8 1. Ứng dụng của công nghệ nano Í®Ì. Cau trúc tinh thé của vật liệu perovskite ee cc ccccccccssesssenesnneesneesnnnees 12 1.

Các phương pháp tống hợp vật liệu perovskite ABO);.1, Phương pháp gom truyền thống ÍŸT. Phương pháp dồng kết tủa Í"Ì,. Phương pháo th ind PK Hán G6 to eaasennts l6 1. Sắt, ytri và các oxiL, hyđroxit của chúng.1 Sắt, oxit và hyđroxit sắt.

Yti, oxit và Hy@roxit Của YU .ccccccecesceessereerersersresseesessveserrererestsereneneses 21 55; CON CARES UR To. Cấu trúc li tưởng của perovskite YFEOs. Ứng dụng của perovskite YFCOs el cccsessssesessosessssesesveeenseereesneneeenns 24 1. Các phương pháp nghiên cửu cau trúc và tinh chat của bột nano.

Phương pháp phân tích nhiệt ÍÏ. Phương pháp nhiều xạ tia X (XRDJÍ”.3, Kính hiển vi điện tử quét (SEM)ÍÌ,. Phương pháp đo độ từ hóaŸ”. 22s 2 téZCEE322CC L7 2C222E24422244722222221212 29 CHƯƠNG 2.

THỰC NGHIEM - KET QUÁ - THẢO LUẬN. 32 SVTH: Phạm Quynh Lan Phương Trang 2 Khóa luận tốt nghiệ GVHD: TS. Nguyễn Anh Tiền t1 0 V10 TRI EM Ác cones sasnsnnegecunnonyaepesonppnpesomaneasssgenme rgemneeacec TRE 31/1: Dụng cụ và thiết DỆ tác cácccztscaáGSGLGiG00ãG0d02i0002/sã04208060i 32 1 CE GEA IIE aaeeneieeeeoaaeneseeseseonsenotresaeeseaeresoneseeeuoi 32 2. Thực nghiệm tông hợp vật liệu nano YFeO, bang phương pháp hóa wot.

Tổng hợp vật liệu nano YFeO; bang phương pháp dong kết tủa. Tông hợp vật liệu nano YFeO; bing phương pháp sol-gel sử dụng long trên TT uc angavvnektt tuong 066056011 0650500010002606//401025106/020082201010536 971 )87003064030 0289959030 33 2. Các đặc trưng của vật liệu nano YFeO; tông hợp bảng phương pháp hóa ướt. s!n S2 mgit8sg2nsxszssnuiinsiässurnayfGasrisrxsmiizzasa5811XGu sôi 34 2.

Các đặc trưng của vật liệu nano YFeO; tông hợp bang phương pháp đồng Rei ein ei (ý tộc ec Nec aed a 77ÐP UP ìt 34 FF 50 TCE TAA TN PUR IES TMI seca scanceossspacenassoppenniysisnopuentnnsnnscite menses eieeasied 35 2:35:12, Kết quá nhiều xạ tin X (XRD) eiscccrticeceaeniiasangaaans 36 ã:1:1. Kết qua SEM của vũ Hồ Geeenieiioo-eoeeenaee<edeessseoaseese 38 2.4 Kết quả đo từ tính của vật liệu. Các đặc trưng của vật liệu nano YFeO; tông hợp bằng phương pháp sol-gel sử dụng lũng õRB:HỨNG?42i001ác6GGG22G1020060060A60063404ãxsđ 42 eRe ae To | i 42 83:32. Ga cath điều xạiúa HE: (PED) sins icc ccens sae sceccc cent cvereec ee 44 835, NA eh fol! fo Gl,| arr 47 2.4 Kết quả đo từ tính của vật LiGU.scscesessessseecssyecsosesseseccnsecsncecenestaneeesncesss 48 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT eiccetceox042eeasegosseegdaxessigs SI TAL LIEU THAM KHAO .-22-©222CCE2EZCCECEEEtECCvzzrcEczrzrcvvzzz-rctree 52 SVTH: Pham Quynh Lan Phuong Trang 3 Khóa luận tốt GVHD: TS.

Nguyễn Anh Tiến Hình 1: Phan loại vật liệu nano theo cấu trúc. Cau trúc tinh thé perovskite ABO, thuản. 5555555525555 13 Hinh 3 : So đỗ miéu ta quy trình tong hợp vật liệu ABO, theo phương pháp gốm An apenas ete 0dhsu6n nh,. l4 Hình 4: Tinh thé sắt kiểu lập phương tâm khối.--- 5222552215552 18 Hình 5: Tình thé sắt kiểu lập phương tâm diện.

5-55 555503025555 52 I8 Hình 6 Cầu trúc của 6: GiÖNG. Li2GG00/2061 266 teas sbi aaa 19 Ra ESR Te TOON VD i cccaccessnrecis pe ctasuanizyerncctiay 0600: 01ố0e420G422564661662564366639921846650ã434 21 Hhú 8: Ành TEM của ViOi ia 1626666 ania Hinh 9. Cau trúc của vật liệu perovskite YFeO;,. cu cseeseee 23 HwWwW ME asetX.

ae Sa rc 6 Ce NE RENIN Te 26 Hình 11: Kính hiển vi điện tử quét ((SEM).:s--soe-+--ccesceecceseoesrecenessessenesoeens 28 Hình 12: Đường cong từ trễ của vật liệu sắt tử.---- 2 s2 suevseszsese 30 Hình 13: Thiết bị đo từ tính MICROSENE I‡VII.5---556< 555cc 31 Hình 14: Sơ đồ mô tả quy trình tổng hợp vật liệu nano YFeO, bang phương pháp coi: BI NÝÝá".-ỶŸý-annaaadaaaearayianaanaanann 33 Hinh 15: Sơ đồ mô tả quy trình tông hợp vật liệu nano YFeO; bang phương pháp sol-gel sử dụng lòng trắng trứng.---2--52-©2Ssv2vzeEEvxtYxeeetzxegrrseerrvere 34 Hinh 16: Gian đề phân tích nhiệt của mẫu bột YEeO; điều chế bằng phương pháp Hình 17: Gian đồ XRD đã ghép với peak chuẩn của mẫu bột điều chế theo phương pháp đồng kết tủa, sau khi nung ở 700°C trong lh.-- 36 Hình 18: Gian đỏ XRD đã ghép với peak chuân cua mẫu bột điều ché theo phương pháp dong ket tủa, sau khi nung ở 800°C trong lh. 36 Hình 19: Gian đò XRD đã ghép với peak chuẩn của mẫu bột điều chẻ theo phương pháp đồng kết tủa, sau khi nung ở 900°C trong lh. 37 Hình 20: Gian dé chồng phé XRD của mẫu bột điều chế bang phương pháp đồng kết tủa sau khi nung ở các nhiệt độ 700C. 37 SVTH: Phạm Quỳnh Lan Phương Trang 4 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS.

Nguyễn Anh Tiên Hình 21. Anh SEM của mẫu bột YFeO; tông hợp theo phương pháp đông kết tủa sau khi nung 700°C (t= th) với độ phóng đại khác nhau.c 39 Hinh 22: Anh SEM của mẫu bột YFeO; tong hợp theo phương pháp dong kết tua sau khi nung 800°C (a) va 900°C (b) trong lh.-- 25525 ssssseersrseeeee 39 Hình 23: Đường cong từ trẻ của mẫu bột YFeO, điều ché bing phương pháp đồng kết tủa nung ở nhiệt độ 700°C trong lh.-- 65 22262222220922127211,ccci 40 Hình 24: Đường cong tử trễ của mẫu bột YFeO, điều chế bang phương phúp đông kết tủa nung ở nhiệt độ 800°C Grom MB scscpsicessnt epee cite enorme) 4) Hình 25: Gian đỏ phan tích nhiệt của mau bột YFeO, điều chế bằng phương pháp sol-gel sử dụng lòng trắng trimmg. Giản đỏ XRD đã ghép với peak chuẩn của mẫu bột điều chế bằng. 44 phương pháp sol-gel sứ dung lòng trắng trứng.

sau khi nung ở 700°C trong !h. Gian dé XRD đã ghép với peak chuan của mẫu bột điều chế bắng. 4$ phương pháp sol-gel sử đụng lòng tring trứng. sau khi nung ở 800°C trong th.

Giản đỏ XRD đã ghép với peak chuẩn cia mẫu hột điều chế băng. 45 phương pháp sol-gel sử dụng lòng trắng trửng. sau khi nung ở 900°C trong lh. Gian đỗ chéng phô XRD của mẫu bột điều chế bằng phương pháp sol- gel sử dụng lòng trang trứng sau khi nung ở các nhiệt độ 700°C, &00°C.

Anh SEM của mẫu bột YFeO; tổng hợp bảng phương pháp sol-gel sử dụng lòng trắng trứng sau khi nung 700°C (a) và 800°C (b) trong lh. Đường cong từ tré của mẫu bột YFeO; điều ché bằng phương pháp sol- gel sử dụng lòng trắng trứng nung ở nhiệt độ 700°C trong lh. Đường cong tử trễ của mẫu bột YFeO, điều chế bằng phương pháp sol- gel sử dụng lòng trang trứng nung ở nhiệt độ 800°C trong lh. 49 SVTH: Pham Quỳnh Lan Phương Trang 5 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyén Anh Tiên DANH MỤC BANG BIEU Bang 1: Các đặc trưng từ tính của mẫu bột YFeO; điều chế bằng phương pháp đồng kết tủa nung ở 700°C vả 800°C trong lh.222¿ 2222252 2sc22SZScsecv2 42 Bang 2: Các đặc trưng tử tính của mẫu bột YFeO, điều chế bằng phương pháp lòng trăng trứng sau khi nung ở 700°C và 800°C trong lh.-5- 49 Ll SVTH: Pham Quynh Lan Phuong Trang 6 Khóa luận wrt nghiệp GVHD: 1S.

Nguyễn Anh Tien LOI MO BAU Công nghệ nano là một bước tiến bộ vượt bậc trong lịch sử khoa học nhân loại. Công nghệ tiên tiền nay đã góp phần mở ra những cơ hội mới thúc đây sự phát triển của nhiêu lĩnh vực khác nhau trong đời sống từ y học. bảo vệ môi trưởng đến sự phát triển vẻ kinh tế va xa hơn là nâng cao chất lượng cuộc sông con người!"!. GO Việt Nam, tuy công nghệ nano chi mới phát triển trong khoảng chục nam trở lại day, nhưng cũng đã kịp thời cỏ được những kết qua dang khich lệ đóng góp cho nên công nghệ nước nha.

Nim bắt được xu thé đỏ. các nha khoa học và các chuyên gia, kỹ sư tại các phòng nghiên cứu cua các trường đại học.các trung tim va các viện nghiên cứu trên khắp ca nước, với sự hỗ trợ của chính phủ, đã day mạnh việc nghiên cứu các ửng dụng của công nghệ nano trong các lĩnh vực mang tính ứng dụng cao. công nghệ bảo vệ môi trường. dựa trên chính những vật liệu nano phố biển và dé tổng hợp nhất.

Trong những năm gần đây ferrite các kim loại đất hiểm với cau trúc lệch perovskite dạng l.nFeO; (trong trường hợp riêng Ln là Y) da được nghiên cứu va ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như điện tử nano. làm chất xúc tác cho các quá trình oxi hóa. lam vật liệu nhạy khí trong việc chế tạo các dụng cụ cám biến khí hoạt động ở nhiệt độ cao, làm điện cyc.!""! Ngày nay, có rất nhiều phương pháp đẻ điều chế vật liệu nano oxit với thành phân khác nhau như phương pháp gồm truyền thông. phương pháp hóa ướt.

phương pháp điện hoáf'?Ì. Trong đó phương pháp hóa ướt điều chế vật liệu tử oxit ngay nay được coi là chiếm ưu thé do đảm bảo được tính đồng nhất hỏa học và hoạt tinh cao của bột ferrite tạo thánh nhờ sự hinh thành đơn pha ở nhiệt độ nung thiêu kết thâp. Dựa trên những cơ sở đã trình bày. tôi chọn dé tai “NGHIÊN CỨU TONG HỢP VA KHAO SÁT CAU TRÚC, TINH CHAT CUA VAT LIEU NANO YFeO, BANG PHƯƠNG PHAP DONG KET TUA VA PHƯƠNG PHAP SOL- GELTM lam dé tai khỏa luận tốt nghiệp cúng với mong muốn đóng góp thêm mot ít thông tin về loại vật liệu nay.

SVTH: Phạm Quynh Lan Phương Trang 7 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyén Anh Tién CHUONG 1 TONG QUAN VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU 1. Giới thiệu về công nghệ nano 1. Một số khái niệm cơ bản Trong khoảng vài thập niên gan đây, trong khoa học xuất hiện một day các tử mới gắn liên với hậu tố "nano" như: cẩu trúc nano.

công nghệ nano. vật liệu nano. hoá học nano, vật lý nano, cơ học nano, công nghệ sinh học nano, hiệu ứng kích thước nano. Người ta đã công bô hang loạt các bai bảo.

các công trình khoa học. các tạp chí và tô chức nhiều hội nghị. hội tháo gan liên với chủ dé công nghệ nano. Xuất hiện nhiều trung tâm, viện nghiên cứu.

tổ bộ môn. khoa, chuyên ngành về công nghệ nano va vật liệu nano. gốc Hy Lạp. được gan vào trước các don vị do dé tạo ra đơn vị ước giảm đi | tý lần (10).

Ví dụ: nanogam © I phan tỷ gam: nanomet = | phan ty mét hay Inm = 10” m. Khoa học nghiên cứu vẻ hạt nano đã va dang được quan tâm do chủng có tinh chất vật lý, hoá học vả nhiều ứng dụng khác đặc biệt hơn so với khi nghiên cứu vẻ hạt micro trước đó. Khoa học nanol**! là ngành khoa học nghiên cứu vẻ các hiện tượng và sự can thiệp vao vật liệu ở quy mô nguyên tử, phân tử và đại phan tử. Tại các quy mô đó, tính chất của vật liệu khác han với tính chat của chúng tại các quy mô lớn hơn.

Ngành khoa học này liên quan đến nhiều ngành khoa học khác như vật lý học. Công nghệ nano!” là tô hợp các quá trình chế tạo ra vật liệu, các thiết bị máy móc vả các hệ kỹ thuật mà chức năng của chủng được xác định bởi câu trúc nano.