ĐÁNH GIÁ CÁC ĐẶC TÍNH HÓA LÍ CỦA HỆ HẠT NANO PEROVSKITE La1–xNdxFeO3 HÌNH THÀNH TỪ KĨ THUẬT ĐỒNG KẾT TỦA

Chu Thị Kim Hương1, Phạm Lê Thanh2, Nguyễn Văn Yên3, Nguyễn Anh Tiến1,
1 Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
2 Trường THTP Nguyễn Hiền, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
3 Trường Đại học Công nghệ – Đại học Quốc gia Hà Nội, Việt Nam

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

Hệ hạt nano perovskite lanthanum pha tạp neodymium (La1–xNdxFeO3 với x = 0; 0,1; 0,15 và 0,2 theo công thức lí thuyết) được hình thành từ kĩ thuật đồng kết tủa với sự thêm vào dung dịch sodium hydroxide 5%. Các đặc tính hóa lí của hệ hạt nano La1–xNdxFeO3 tổng hợp được đánh giá bằng các kĩ thuật nhiễu xạ tia X bột (PXRD), kính hiển vi điện tử (SEM, TEM), phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) và hệ đo từ kế mẫu rung (VSM) ở nhiệt độ phòng. Đơn pha tinh thể perovskite La1–xNdxFeO3 hình thành sau khi nung các mẫu bột khô ở 800 °C trong 60 phút. Kích thước trung bình của tinh thể LaFeO3 và thể tích ô đơn vị giảm theo hàm lượng ion Nd3+ pha tạp (DScher = 30,71–27,07 nm; V = 242,62–241,41 Å3). Hệ hạt nano perovskite La1–xNdxFeO3 hình thành được có dạng giả cầu với kích thước ~ 30–50nm. Mẫu bột nano LaFeO3 và La0.8Nd0.2FeO3 mang tính chất của vật liệu thuận từ mềm với các giá trị Hc và Mr xấp xỉ bằng 0, còn độ từ hóa Ms lại rất lớn (~ 0,13–0,19 emu·g–1).

Chi tiết bài viết

Tài liệu tham khảo

Abbas, Y. M., Ali, S. E., Mansour, A. B., & Abdel-Hamid, A. H. I. (2018). Synthesis, structure and magnetic characterization of orthoferrite LaFeO3 nanoparticles. Journal of Advances in Physics, 14(3), 5664-5681.https://doi.org/10.24297/jap.v14i3.7693
Adline, S. B., & Ferby, V. A. (2024). Envisioning the structural, morphological, optical, dielectrical and electrical properties of Nd3+ ions doped LaFeO3 nanoparticles – study on effect of Nd3+ doping concentration. Materials Science and Engineering: B, 309, 117630. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2024.117630
Çoban, D. Ö., Türk, A., & Çelik, E., (2020). Synthesis and characterizations of sol–gel derived LaFeO3 perovskite powders. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 3, 22789-22809. https://doi.org/10.1007/s10854-020-04803-8.
Housecroft, C. E., & Sharpe, A. G. (2005). Inorganic chemistry (2nd ed.). Pearson Prentice Hall.
Kondrashkova, I. S., Martinson, K. D., Zakharova, N. V., & Popkov, V. I. (2018). Synthesis of nanocrystalline HoFeO3 photocatalyst via heat treatment of products of glycine-nitrate combustion. Russian Journal of General Chemistry, 88, 2465-2471. https://doi.org/10.1134/S107036321812002
Martinson, K. D., Kondrashkova, I. S., Omarov, S. O., Sladkpvskiy, D. A., Kiselev, A. S., Kiseleva, T. Yu., & Popkov, V. I. (2020). Magnetically recoverable catalyst based on porous nanocrystalline HoFeO3 for processes of n-hexane conversion. Advanced Powder Technology, 31(1), 402-408. https://doi.org/10.1016/j.apt.2019.10.033
Nguyen, T. K. C., Tran, D. T., Mittova, V. O., Tomina, E. V., Mittova, I. Ya., Vu, T. N. A., Nguyen, A. T., Bui, T. H., & Bui, X. V. (2024). Physicochemical characteristics of DyFeO3 perovskite nanoparticles synthesized by a simple co-precipitation method at room temperature. Emergent Materials, 7, 2767-2775. https://doi.org/10.1007/s42247-024-00768-0
Nguyen, H. H., Nguyen, T. T. T., Mittova, V. O., Tomina, E. V., Vu, T. N. A., & Nguyen, A. T. (2025). Structural, thermal, optical, and magnetic behavior of the nanosized perovskite-like GdFeO3 synthesized by modified co-precipitation method. Journal of Materials Science: Materials in Electronic, 36, 710. https://doi.org/10.1007/s10854-025-14805-z
Nguyen, A. T., Nguyen, T. H. N., Tran, T. T. N., Truong, C. H., Nguyen, T. N., Nguyen, T. L., Tran, V. M., Pham, T. L., Tran, T. K. N., & Kim, Il T. (2025). Synthesis and characterization of HoMnxFe1–xO3 perovskite nanoparticles anode for Li-ion batteries, Inorganic Chemistry Communications, 179, 114725. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2025.114725
Nguyen, T. T., & Dang, L. M. (2012). Size effect on the structural and magnetic properties of nanosized perovskite LaFeO3 prepared by different methods. Advances in Materials Science and Engineering, 2012, 380306. https://doi.org/10.1155/2012/380306.
Pena, P., & Fierro, J. (2001). Chemical structures and performance of perovskite oxide. Chemical Reviews, 101(7), 1981-2018. https://doi.org/10.1021/cr980129f
Pidburtnyi, M., Zanca, B., Coppex, C., Villegas, S. J., & Thangadurai, V. (2021). A review on perovskite-type LaFeO3 based electrodes for CO2 reduction in solid oxide electrolysis cells: current understanding of structure-functional property relationships. Chemistry of Materials, 33, 4249-4268. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.1c00771
Pham, T. H. D., Nguyen, A. T., & Bui, X. V. (2022). Optical and magnetic characteristics of LaFeO3 nanoparticles synthesized by simple co-precipitation method. Asian Journal of Chemistry, 34(5), 1279-1283. https://doi.org/10.14233/ajchem.2022.23606
Popkov, V. I., Tugova, E. A., Bachina, A. K., & Almyasheva, O. V. (2017). The formation of nanocrystalline orthoferrites of rare-earth elements XFeO3 (X = Y, La, Gd) via heat treatment of coprecipitated hydroxides. Russian Journal of General Chemistry, 87, 2516-2524. https://doi.org/10.1134/S1070363217110020
RameshKumar, R., Ramachandran, T., Natarajan, K., Muralidharan, M., Hamed, F., & Kurapati, V. (2019). Fraction of rare-earth (Sm/Nd)-lanthanum ferrite-based perovskite ferroelectric and magnetic nanopowders. Journal of Electronic Materials, 48(3), 1694-1703. https://doi.org/10.1007/s11664-018-06897-7.
Warshi, M. K., Mishra, V., Sagdeo, A., Mishra, V., Kumar, R., & Sagdeo, P. R. (2018). Structural, optical and electronic properties of RFeO3. Ceramics International, 44(7), 8344-8349. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.02.023
Sasikala, C., Durairaj, N., Baskaran, I., Sathyaseelan, B., Henini, M., & Manikandan, E. (2017). Transition metal titanium (Ti) doped LaFeO3 nanoparticles for enhanced optical structural and magnetic properties. Journal of Alloys and Compounds, 712, 870-877. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.04.133.
Sasikala, C., Suresh, G., Durairaj, N., Baskaran, I., Sathyaseelan, B., Manikandan, E., Srinivasan, R., & Moodley, K. M. (2019). Chemical, morphological, structural, optical, and magnetic properties of transition metal titanium (Ti)-doped LaFeO3 nanoparticles. Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 32(6), 1791-1797. https://doi.org/10.1007/s10948-018-4879-1.
Shi, Z., Li, H., Zhang, L., & Cao, Y. (2022). Improved photocatalytic activity of LaFeO3 with doping Mn3+ ions and modifying Pd2+ ions for photoreduction of CO2 into CH4. Journal of Power Sources, 519, 230738. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2021.230738
Song, Y., Zhang, Y., Ma, M., Ren, J., Liu, C., & Tan, J. (2020). Visiblle light-assisted formaldehyde sensor based on HoFeO3 nanoparticles with sub-ppm detection limit. Ceramics International, 46(10), 16337-16344. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.03.191
Tan, P., Liu, M., Shao, Z., & Ni, M. (2017). Recent advances in perovskite oxides as electrode materials for nonaqueous lithium-oxygen batteries. Advanced Energy Materials, 7(13), 1602674. https://doi.org/10.1002/aenm.201602674
Tran, D. T., Nguyen, H. C. H., Le, T. T. T., & Nguyen, A. T. (2024). Effect of annealing temperature and precipitation agent on the structure, optical and magnetic characteristics of dysprosium orthoferrite nanoparticles. Materials Today Commnunications, 40, 109733. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.109733