ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HOÀNG THỊ THƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU LaFeO3 BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL - GEL Chun ngành: Hóa vơ Mã số : 60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS VÕ VĂN TÂN Thừa Thiên Huế, năm 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu ghi luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố công trình khác Tác giả Hồng Thị Thương ii LỜI CẢM ƠN Lời xin gửi tới Thầy giáo PGS.TS Võ Văn Tân lời biết ơn chân thành sâu sắc Thầy người giao đề tài tận tình bảo, hướng dẫn, giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cơ mơn Hóa Vơ q Thầy Cơ khoa Hóa giúp đỡ nhiệt tình tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình tơi tiến hành thực nghiệm Khoa hóa Cuối xin cảm ơn động viên vật chất tinh thần người thân yêu gia đình, bạn bè để tơi hồn thành luận văn Huế, tháng năm 2016 Học viên Hoàng Thị Thương iii iii MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC MẪU DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN LÍ THUYẾT 10 1.1 VẬT LIỆU PEROVSKITE 10 1.1.1 CẤU TRÚC TINH THỂ VẬT LIỆU PEROVSKITE 10 1.1.2 Tính chất ứng dụng vật liệu Perovskite 11 1.2 PHƯƠNG PHÁP SOL-GEL ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU 12 1.2.1 Giới thiệu phương pháp sol – gel 12 1.2.2 Các khái niệm 12 1.2.3 Các q trình xảy q trình sol – gel 13 1.3.1 Giới thiệu vật liệu nano 15 1.3.2 Một số ứng dụng vật liệu nano 15 1.4 CROM – HỢP CHẤT CỦA CROM VÀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG 16 1.4.1 Tính chất lý hóa crom (Cr) 16 1.4.2 Các hợp chất crom 16 1.4.3 Ứng dụng crom 18 1.4.4 Ảnh hưởng crom sức khỏe người môi trường 19 1.4.5 Các nguồn sản sinh crom gây ô nhiễm 19 1.5 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ 20 1.5.1 Khái niệm chung 20 1.5.2 Hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học 20 1.6 QUÁ TRÌNH QUANG XÚC TÁC 21 1.6.1 Nguyên lý xúc tác quang hóa 21 1.6.2 Cơ chế trình xúc tác quang dị thể 21 1.6.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính xúc tác vật liệu 22 Chương ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 23 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 23 2.2.1 Nghiên cứu tổng hợp vật liệu LaFeO3 23 2.2.2 Đặc trưng vật liệu LaFeO3 24 2.2.3 Ứng dụng vật liệu LaFeO3 tổng hợp 24 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.3.1 Phương pháp tổng hợp vật liệu LaFeO3 24 2.3.2 Các phương pháp kiểm tra đánh giá mẫu 26 2.4 HĨA CHẤT – DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 36 2.4.1 Hóa chất 36 2.4.2 Dung dịch chuẩn độ muối Morh 36 2.4.3 Chất thị điphenylamin 36 2.4.4 Dụng cụ thí nghiệm 37 2.4.5 Pha chế loại hóa chất 38 2.4.6 Thiết bị 39 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 TỔNG HỢP VẬT LIỆU LaFeO3 40 3.1.1 Phân tích nhiệt mẫu vật liệu LaFeO3 40 3.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình hình thành vật liệu LaFeO3 40 3.1.3 Ảnh hưởng polyvinylancol (PVA) đến trình hình thành vật liệu LaFeO3 42 3.1.4 Ảnh hưởng axit citric đến trình hình thành vật liệu LaFeO 45 3.2 ĐẶC TRƯNG CỦA VẬT LIỆU LaFeO3 47 3.2.1 Thành phần hóa học mẫu LaFeO3 47 3.2.2 Liên kết hóa học mẫu LaFeO3 48 3.2.3 Hình thái vật liệu LaFeO3 49 3.3 ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU LaFeO3 49 3.3.1 Khả hấp phụ dung dịch Cr(VI) vật liệu LaFeO 49 3.3.2 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ xanh metylen 50 3.3.3 Khả hấp phụ quang xúc tác phân hủy dung dịch xanh metylen vật liệu LaFeO3 theo thời gian 52 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT A EDS Độ hấp thụ quang Phổ tán sắc lượng IR Phổ hổng ngoại MB Xanh metylen PVA Polivinylancol SEM Kính hiển vi điện tử quét TEM Kính hiển vi điện tử truyền qua UV-VIS XRD Phương pháp phổ hấp thụ electron Nhiễu xạ tia X DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC MẪU Nhiệt độ Ký hiệu nung Tỉ lệ mol Tỉ lệ mol PVA/(La3++Fe3+) axit citric/(La3++Fe3+) ( oC ) (mol/mol) (mol/mol) T1 550 oC 2/1 2/1 T2 650 oC 2/1 2/1 T3 750 oC 2/1 2/1 T4 850 oC 2/1 2/1 P1 750 oC 1/2 2/1 P2 750 oC 1/1 2/1 P3 750 oC 2/1 2/1 P4 750 oC 3/1 2/1 C1 750 oC 2/1 1/1 C2 750 oC 2/1 3/2 C3 750 oC 2/1 2/1 C4 750 oC 2/1 3/1 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Kích thước hạt tính theo phương trình DeBye - Scherrer vật liệu LaFeO3 nhiệt độ khác 41 Bảng 3.2 Kích thước hạt tính theo phương trình DeBye Scherrer vật liệu LaFeO3 tỉ lệ mol PVA/ (La3++Fe3+) khác 43 Bảng 3.3 Kích thước hạt tính theo phương trình DeBye Scherrer vật liệu LaFeO3 tỉ lệ mol axit citric/(La3++Fe3+) khác 45 Bảng 3.4 Thành phần nguyên tố vật liệu LaFeO3 48 Bảng 3.5 Hiệu suất hấp phụ Cr(VI) vật liệu LaFeO3 theo thời gian 50 Bảng 3.6 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ xanh metylen 51 Bảng 3.7 Hiệu suất hấp phụ dung dịch xanh metylen bóng tối vật liệu LaFeO3 theo thời gian 52 Bảng 3.8 Hiệu suất quang xúc tác phân hủy dung dịch xanh metylen vật liệu LaFeO3 theo thời gian 53 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể Perovskite lý tưởng 10 Hình 2.1 Gel ướt vật liệu LaFeO3 25 Hình 2.2 Gel khơ vật liệu LaFeO3 25 Hình 2.3 Vật liệu LaFeO3 thu sau nung 25 Hình 2.4 Sơ đồ chế tạo vật liệu LaFeO3 phương pháp sol – gel 26 Hình 2.5 Sơ đồ tia tới tia phản xạ mạng tinh thể 27 Hình 2.6 Cách xác định thơng số tính tốn kích thước hạt từ phổ XRD 28 Hình 2.7 Phổ hấp thụ quang phụ thuộc bước sóng 32 Hình 2.8 Đường chuẩn biểu diễn phụ thuộc A vào nồng độ C 32 Hình 2.9 Tổng độ hấp thụ quang thành phần 33 Hình 2.10 Phân tử xanh metylen (MB) 34 Hình 2.11 Bình định mức dung dịch xanh metylen 34 Hình 2.12 Sơ đồ phản ứng oxi hóa điphenylamin 37 Hình 3.1 Giản đồ phân tích nhiệt mẫu 40 Hình 3.2 Giản đồ XRD mẫu nung nhiệt độ khác 41 Hình 3.3 Phổ UV –VIS quang xúc tác phân hủy dung dịch xanh metylen với xúc tác LaFeO3 điều chế nhiệt độ nung khác 42 Hình 3.4 Giản đồ XRD mẫu tỉ lệ mol PVA/ (La3++Fe3+) khác 43 Hình 3.5 Phổ UV –Vis sau quang xúc phân hủy dung dịch xanh metylen với xúc tác LaFeO điều chế tỉ lệ mol PVA/ (La3++Fe3+) khác 44 Hình 3.6 Giản đồ XRD mẫu tỉ lệ mol axit citric / (La3++Fe3+) khác 45 Hình 3.7 Phổ UV –Vis sau quang xúc phân hủy dung dịch xanh metylen với xúc tác LaFeO điều chế tỉ lệ mol axit citric/ (La3++Fe3+) khác 46 Hình 3.8 Phổ tán sắc lượng tia X (EDS) vật liệu LaFeO 47 Hình 3.9 Phổ hồng ngoại FT-IR vật liệu LaFeO3 48 hạt bảng 3.2 giản đồ XRD hình 3.4 Do nghiên cứu tiếp theo, tỉ lệ mol PVA/( La3++Fe3+) 2/1 lựa chọn 3.1.4 Ảnh hưởng axit citric đến trình hình thành vật liệu LaFeO3 Mẫu tổng hợp điều kiện thay đổi tỉ lệ mol axit citric / (La3++Fe3+) 1/1 (C1); 3/2 (C2); 2/1 (C3); 3/1(C4) Cố định tỉ lệ mol kim loại La/Fe 1/1; tỉ lệ mol PVA/ (La3++ Fe3+) 2/1 Nung lò nhiệt độ 750oC Kết xác định thành phần pha mẫu tỉ lệ mol axit citric/(La3++ Fe3+) khác trình bày hình 3.6 Kích thước hạt tinh thể tính theo cơng thức DeBye - Scherrer bảng 3.3 Hình 3.6 Giản đồ XRD mẫu tỉ lệ mol axit citric / (La3++Fe3+) khác Bảng 3.3 Kích thước hạt tính theo phương trình DeBye Scherrer vật liệu LaFeO3 tỉ lệ mol axit citric/(La3++Fe3+) khác Tỉ lệ mol λ axit citric/( La3++ Fe3+) (nm) K B 2θ Kích thước (độ) (độ) tinh thể (mol/mol) (nm) 1:1 0,15406 0,89 0,303 32,183 26,98 3:2 0,15406 0,89 0,350 32,188 21,98 2:1 0,15406 0,89 0,481 32,189 17,00 3:1 0,15406 0,89 0,417 32,183 19,61 45 Từ kết hình 3.6 bảng 3.3, chúng tơi nhận thấy: Trên hình 3.6, tỉ lệ mol axit citric / (La3++Fe3+) 2/1, pha LaFeO3 hình thành pha có cường độ mạnh, sắc nét Ở tỉ lệ mol axit citric / (La3++Fe3+) 1/1; 3/2; 3/1 có xuất thêm pha  - Fe2O3 Khi tỉ lệ mol axit citric / (La3++Fe3+) nhỏ 3/2, lượng axit citric thiếu không đủ để tạo phức La3+ Fe3+ nên phần La3+, Fe3+ tồn hợp chất khác (phức chất, muối ) dẫn đến phân bố ion không đồng Khi tỉ lệ cao (mẫu tỉ lệ 3/1 ) làm pH dung dịch thấp ảnh hưởng không tốt đến hình thành sol-gel trình cháy gel khó khăn, địi hỏi nhiệt khơi mào cho q trình cháy cao hơn, ngun nhân gây kết tụ hạt Điểu giải thích có xuất pha  - Fe2O3 [10] Kết quang xúc tác phân hủy dung dịch xanh metylen vật liệu (đvtđ) LaFeO3 hình 3.7 Bước sóng Hình 3.7 Phổ UV –Vis sau quang xúc phân hủy dung dịch xanh metylen với xúc tác LaFeO3 điều chế tỉ lệ mol axit citric/ (La3++Fe3+) khác Từ kết hình 3.7, chúng tơi nhận thấy: LaFeO3 có khả quang xúc tác phân hủy dung dịch MB Khi tăng tỉ lệ mol axit citric / ( La3++Fe3+) từ 1/1 đến 2/1, mật độ quang dung dịch MB sau quang xúc tác mẫu vật liệu giảm dần so với mật độ quang dung dịch MB ban đầu Tiếp tục tăng tỉ lệ mol axit citric / ( La3++Fe3+) lên 3/1, mật độ quang dung dịch MB tăng lên so với mẫu tỉ lệ 2/1 Kết tương thích với kết 46 tính kích thước hạt bảng 3.3 giản đồ XRD hình 3.6 Do nghiên cứu tiếp theo, tỉ lệ mol axit citric / ( La3++Fe3+) 2/1 lựa chọn Từ kết nghiên cứu, định chọn điều kiện tối ưu cho trình tổng hợp vật liệu LaFeO3 : - Tỉ lệ mol kim loại La/Fe 1/1 - Tỉ lệ mol PVA/ (La3++Fe3+) 2/1 - Tỉ lệ mol axit citric / (La3++Fe3+) 2/1 - pH = 3; hệ gel khuấy đồng máy khuấy từ gia nhiệt nhiệt độ 80oC - Làm muồi ngày Gel sấy khô tủ sấy nhiệt độ 90 oC - Nung lò nhiệt độ 750oC 3.2 ĐẶC TRƯNG CỦA VẬT LIỆU LaFeO3 Mẫu tổng hợp điều kiện tối ưu: tỉ lệ mol kim loại La/Fe 1/1; tỉ lệ mol PVA/ (La3++Fe3+) 2/1; tỉ lệ mol axit citric /(La3++Fe3+) 2/1; pH = 3; hệ gel khuấy đồng máy khuấy từ gia nhiệt nhiệt độ 80 oC Làm muồi ngày Gel sấy khô tủ sấy nhiệt độ 90 oC Nung lò nhiệt độ 750oC 3.2.1 Thành phần hóa học mẫu LaFeO3 Thành phần hóa học mẫu vật liệu LaFeO3 tổng hợp, xác định phổ tán sắc lượng tia X (EDS) Kết hình 3.8 Hình 3.8 Phổ tán sắc lượng tia X (EDS) vật liệu LaFeO3 47 Các thông số hàm lượng nguyên tố mẫu thực tế tổng hợp so với lý thuyết bảng 3.4 Bảng 3.4 Thành phần nguyên tố vật liệu LaFeO3 % Nguyên tố % La % Fe %O Lý thuyết 57,21 23,04 19,75 Thực tế 57,92 23,16 18,92 Các số liệu thu từ phương pháp phổ tán sắc lượng tia X (bảng 3.4) cho biết thành phần nguyên tử La, Fe, O có tỉ lệ mol 1:1:3 tương ứng với tỉ lệ nguyên tử nguyên tố phân tử LaFeO3 3.2.2 Liên kết hóa học mẫu LaFeO3 Liên kết hóa học mẫu LaFeO3 xác định phổ hồng ngoại (IR) máy mẫu hình 3.9 Hình 3.9 Phổ hồng ngoại FT-IR vật liệu LaFeO3 Trên hình 3.9, pic vị trí 3425,58 cm-1 đặc trưng cho liên kết nhóm hydroxyl (-OH); dãy phổ dao động từ pic vị trí 1631 cm-1 đến vị trí 1377 cm-1 đặc trưng cho liên kết C-O; pic vị trí 555,5 cm-1 đặc trưng cho liên kết kim loại La-Fe; pic 408,91 cm-1 378,05 cm-1 đặc trưng cho liên kết KL–O cấu trúc Perovskite 48 3.2.3 Hình thái vật liệu LaFeO3 Hình thái học kích thước hạt tinh thể vật liệu LaFeO3 xác định phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM), (TEM) Kết hình 3.10, 3.11 Hình 3.11 Ảnh TEM vật liệu LaFeO3 Hình 3.10 Ảnh SEM vật liệu LaFeO3 Từ kết hình 3.10 hình 3.11, chúng tơi nhận thấy: Mẫu LaFeO3 có hạt có hình thái rõ ràng, dạng hình cầu, kích thước hạt tương đối đồng (< 50 nm), khung lỗ xốp tạo thành hạt nano, điều phù hợp cho việc sử dụng để xử lý môi trường Kích thước hạt trung bình vật liệu khoảng từ 30 – 50 nm 3.3 ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU LaFeO3 3.3.1 Khả hấp phụ dung dịch Cr(VI) vật liệu LaFeO3 Mẫu vật liệu LaFeO3 tổng hợp điều kiện tối ưu Các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Cr(VI) vật liệu LaFeO3 tiến hành điều kiện: - Nồng độ ban đầu dung dịch chứa ion Cr(VI) 1,0167 ppm - Thí nghiệm nhiệt độ phòng 25oC - Khối lượng vật liệu LaFeO3 cho thí nghiệm 0,2000 g 49 - Thể tích dung dịch chứa ion Cr(VI) nồng độ 1,0167 ppm mL Thời gian hấp phụ LaFeO3 tăng dần từ 20 phút đến 100 phút Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Cr(VI) LaFeO3 trình bày bảng 3.5 hình 3.12 Bảng 3.5 Hiệu suất hấp phụ Cr(VI) vật liệu LaFeO3 theo thời gian Thời gian Co Ccb V Hiệu suất (phút) (ppm) (ppm) (mL) (%) 20 1,0167 0,7500 26,23 40 1,0167 0,5333 47,55 60 1,0167 0,4667 54,10 80 1,0167 0,4500 55,74 100 1,0167 0,4500 55,74 STT Hiệu suất, (%) 60 50 40 30 20 10 20 40 60 80 100 120 Thời gian, (phút) Hình 3.12 Hiệu suất hấp phụ Cr(VI) vật liệu LaFeO3 theo thời gian Vật liệu có khả hấp phụ dung dịch chứa Cr(VI) Hiệu suất hấp phụ tăng thời gian tăng Khi tăng thời gian hấp phụ từ 20 phút đến 100 phút, khả hấp phụ Cr(VI) vật liệu tăng dần đạt cân sau 80 phút đạt hiệu suất 55,74% 3.3.2 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ xanh metylen Chuẩn bị dung dịch xanh metylen có nồng độ khác 0,1; 0,2; 0,5; 2; 4; 6; 10; 12 ppm Tiến hành đo độ hấp thụ quang dung dịch phương pháp trắc quang UV –VIS bước sóng 665 nm, kết bảng 3.6 50 Bảng 3.6 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ xanh metylen Nồng độ Mật độ quang (ppm) (đvtđ) 0,10 0,0101 0,20 0,0220 0,50 0,0662 2,00 0,3508 4,00 0,6971 6,00 1,0852 10,00 1,7370 12,00 2,1114 TT Từ kết bảng 3.6, dựng đường chuẩn xác định nồng độ dung dịch xanh metylen Mật độ quang, (đvtđ) 2,5 y = 0,1766x - 0,0082 R² = 0,9996 1,5 0,5 0 10 12 14 Nồng độ dung dịch MB, (ppm) Hình 3.13 Đường chuẩn xác định nồng độ xanh metylen Từ đồ thị ta thu phương trình đường chuẩn: y = 0,1766x – 0,0082 khoảng nồng độ dung dịch xanh metylen từ 0,1 ppm dến 12 ppm nồng độ xanh metylen phụ thuộc tuyến tính với mật độ quang A tuân theo định luật Lambe – Beer Vì vậy, phương trình đường chuẩn y = 0,1766x – 0,0082 dùng để xác định nồng độ xanh metylen thí nghiệm 51 3.3.3 Khả hấp phụ quang xúc tác phân hủy dung dịch xanh metylen vật liệu LaFeO3 theo thời gian Tiến hành khảo sát song song khả hấp phụ bóng tối hoạt tính quang xúc tác phân hủy dung dịch xanh metylen vật liệu LaFeO3 khoảng thời gian t = 15; 30; 45; 60; 75; 90 phút  Hiệu suất hấp phụ xanh metylen bóng tối theo thời gian bảng 3.7 hình 3.14 Bảng 3.7 Hiệu suất hấp phụ dung dịch xanh metylen bóng tối vật liệu LaFeO3 theo thời gian Thời gian, (phút) 15 30 45 60 75 90 Mật độ quang, (đvtđ) 0,8252 0,7579 0,7329 0,7026 0,6505 0,6474 Nồng độ MB lại, (ppm) 4,72 4,34 4,20 4,02 3,73 3,71 Nồng độ MB ban đầu, (ppm) 11,22 11,22 11,22 11,22 11,22 11,22 Hiệu suất hấp phụ, (%) 57,93 61,32 62,57 64,17 66,76 66,93 70 68 HiÖu suÊt, (%) 66 64 62 60 58 56 Thêi gian, (phót) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Hình 3.14 Hiệu suất hấp phụ dung dịch xanh metylen bóng tối vật liệu LaFeO3 theo thời gian 52 Kết cho thấy, để bóng tối, LaFeO3 có khả hấp phụ xanh metylen, hiệu suất phân hủy tăng theo thời gian (hình 3.14), khả hấp phụ đạt cân sau 75 phút với hiệu suất hấp phụ 66,93%  Hiệu suất quang xúc tác phân hủy xanh metylen theo thời gian bảng 3.8 hình 3.15 Bảng 3.8 Hiệu suất quang xúc tác phân hủy dung dịch xanh metylen vật liệu LaFeO3 theo thời gian Thời gian, (phút) 15 30 45 60 75 90 Mật độ quang, (đvtđ) 0,6834 0,4450 0,3691 0,3467 0,3097 0,3074 Nồng độ MB lại, (ppm) 3,92 2,57 2,14 2,00 1,80 1,79 Nồng độ MB ban đầu, (ppm) 11,22 11,22 11,22 11,22 11,22 11,22 Hiệu suất phân hủy, (%) 65,06 77,09 80,93 82,17 83,96 84,05 90 85 HiÖu suÊt, (%) 80 75 70 65 Thêi gian, (phót) 60 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Hình 3.15 Hiệu suất quang xúc tác phân hủy dung dịch xanh metylen vật liệu LaFeO3 theo thời gian 53 Kết cho thấy, LaFeO3 có khả quang xúc tác Khả phân hủy dung dịch xanh metylen LaFeO3 ánh sáng mặt trời tăng theo thời gian (hình 3.15) Khi thời gian chiếu nắng sau 75 phút, khả quang xúc tác đạt cân bằng, hiệu suất phân hủy xanh metylen tổng cộng 84,05% 54 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu tổng hợp vật liệu LaFeO3 phương pháp sol-gel, thu kết sau: Đã nghiên cứu tổng hợp thành công vật liệu LaFeO3 phương pháp sol- gel điều kiện tối ưu: tỉ lệ mol kim loại La/Fe 1/1; tỉ lệ mol PVA/(La3++Fe3+) 2/1; tỉ lệ mol axit citric / (La3++Fe3+) 2/1; pH = 3; hệ gel khuấy đồng máy khuấy từ gia nhiệt nhiệt độ 80oC; làm muồi ngày Gel sấy khô nhiệt độ 90oC nung nhiệt độ 750oC Đã đặc trưng vật liệu LaFeO3 phương pháp: nhiễu xạ tia X (XRD), tán sắc lượng tia X (EDS), hồng ngoại IR, hiển vi điện tử qt (SEM), (TEM) Vật liệu LaFeO3 có hình thái rõ ràng, dạng hình cầu, kích thước hạt tương đối đồng từ 30-50 nm, khung lỗ xốp tạo thành hạt nano, điều phù hợp cho việc sử dụng để xử lý môi trường Đã khảo sát khả hấp phụ cực đại dung dịch chứa ion Cr(VI), thời gian đạt cân hấp phụ 60 phút với hiệu suất 55,74% Vật liệu LaFeO3 có khả hấp phụ dung dịch xanh metylen đạt cân hấp phụ sau 75 phút bóng tối, cho hiệu suất hấp phụ 66,93% Đồng thời vật liệu LaFeO3 có khả quang xúc tác ánh sáng mặt trời cho hiệu suất phân hủy tổng cộng 84,05% KHUYẾN NGHỊ Do hạn chế điều kiện thí nghiệm thời gian thực đề tài, chưa thể sâu nghiên cứu tất yếu tố ảnh hưởng đến trình tổng hợp vật liệu LaFeO3 phương pháp sol-gel Vì vậy, đề xuất số hướng cho nghiên cứu tiếp theo: Ảnh hưởng thời gian lưu nhiệt cực đại nung đến trình hình thành vật liệu LaFeO3 Ảnh hưởng pH đến trình hình thành vật liệu LaFeO3 Ảnh hưởng nhiệt độ khuấy đến trình hình thành vật liệu LaFeO3 Khảo sát khả hấp phụ Pb (II) vật liệu LaFeO3 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Vũ Đình Cự, Nguyễn Xn Chánh (2004), Cơng nghệ nano điều khiển đến phân tử, nguyên tử, NXB Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội Hoàng Minh Châu (2010), Cơ sở hóa phân tích, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Thị Hà Chi, Đoàn Trung Dũng, Nguyễn Đức Văn, Đào Ngọc Nhiệm (2015), “Nghiên cứu khả quang xúc tác vật liệu BiFeO3 phân hủy xanh metylen metyl da cam ánh sáng vùng khả kiến”, Tạp chí Hóa học, T.53(3E12), tr.1-4 Nguyễn Văn Dán (2004), Công nghệ vật liệu mới, NXB Đại học Quốc gia, TP Hồ Chí Minh Đồn Trung Dũng, Nguyễn Thị Hà Chi, Phạm Ngọc Chức, Nguyễn Đức Văn, Đặng Thị Thanh Lê, Đào Ngọc Nhiệm (2015), “Tổng hợp oxit hỗn hợp CeO2 – Fe2O3 phương pháp sol–gel xitrat”, Tạp chí Hóa học, tr.53(3E12), Tr.5-7 Nguyễn Xuân Dũng (2010), Nghiên cứu, tổng hợp perovskit hệ lantan cromit lantan manganit phương pháp đốt cháy, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Viện Hóa học, Hà Nội Tăng Văn Đồn (2009), Giáo Trình Cơ Sở Kỹ Thuật Mơi Trường, NXB Giáo Dục Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo Dục, Hà Nội Trịnh Hân (2003), Hướng dẫn thực tập tinh thể học hóa học tinh thể, NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội 10 Hoàng Thị Hương Huế (2012), Nghiên cứu tổng hợp, tính chất ứng dụng oxit hỗn hợp CuO/CeO2 có kích thước nanomet, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Trường Đại học Khoa học - Tự Nhiên, Đại học Quốc gia, Hà Nội 11 Nguyễn Khắc Kiệm (2011), Phương pháp phổ hồng ngoại ứng dụng thực phẩm, Trường Đại học Cơng nghiệp TP-Hồ Chí Minh 56 12 Nguyễn Thị Thanh Lê (2014), Tổng hợp chất màu TiCeO4 pha tạp praseodym phương pháp sol – gel, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế 13 Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hoá học nano công nghệ vật liệu nguồn, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ, Hà Nội 14 Nguyễn Khắc Nghĩa (2005), Giáo trình phương pháp phân tích hóa lí, Đại học Vinh 15 Hồng Nhâm (2000), Hố vô cơ, Tập III, NXB Giáo dục 16 Nguyễn Thành Nhân (2012), Nghiên cứu tổng hợp oxit CeO có kích thước nanomet phương pháp đốt cháy thử khả quang xúc tác, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trường Đại học Vinh 17 Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (2006), Hóa lý , Tập II, NXB Giáo dục 18 Lương Đức Phẩm (2009), Công nghệ xử lí nước thải biện pháp sinh học, NXB Giáo Dục 19 Ngụy Hữu Tâm (2004), Công nghệ nano hiên trạng, thách thức siêu ý tưởng, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 20 Lê Thị Tình (2010), Nghiên cứu khả hấp phụ Cr vỏ trấu ứng dụng xử lý tách Cr khỏi nguồn nước thải, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trường Đại học Khoa học – Tự nhiên, Hà Nội 21 Phan Văn Tường (2007), Vật liệu vô ( Phần lý thuyết sở), NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội 22 Nguyễn Đình Triệu (2003), Các phương pháp vật lí ứng dụng hóa học, NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội 23 Nguyễn Xuân Trung, Phạm Hồng Quân, Vũ Thị Trang (2007), “Nghiên cứu khả hấp phụ Cr(III) Cr(VI) vật liệu chitosan biến tính”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, T2 số 1, tr.63-67 24 Nguyễn Đức Vận (2004), Hóa Vơ Cơ tập 2: Các kim loại điển hình, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 57 25 Nguyễn Thắng Vinh (2015), Nghiên cứu khả hấp phụ Cr(VI) đá ong biến tính, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Huế Tiếng Anh 26 Aono H., Traversa E., Sakamoto M., Sadaoka Y., (2003), “Crystallographic characterization and NO2 gas sensing property of LnFeO3 prepared by thermal decomposition of Ln-Fe hexacyanocomplexes, Ln[Fe(CN)6].nH2O, Ln = La, Nd, Sm, Gd, and Dy”, Sensors and Actuators B 94, pp 132-139 27 Arima T., Tokura Y., Torrance J.B., (1993), “Variation of optical gap in perovskite-type 3d transition-metal oxides”, Physical Review B 48, pp 17006-17009 28 Bohn H.G., Schober T., (2000), “Electrical conductivity of the hightemperature proton conductor BaZr0.9Y0.1O2.95”, Journal of the American Ceramic Society 83, pp 768-772 29 Ferri D., Forni L., (1998), "Methane combustion on some perovskite-like mixed oxides", Applied Catalysis B 16 pp 119-126 30 Fujimori A., Bocquet A.E., Saitoh T., Mizokawa T., (1993), “Electronic structure of 3d transition metal compounds: systematic chemical trends and multiplet effects”, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 62, pp 141-152 31 Futai M., Yonghua C., Hui L., (1986), “Characterization of perovskite-type oxide catalysts RECoO3 by TPR”, Reaction Kinetics and Catalysis Letters 31, pp 47-54 32 Itagaki Y., Mori M., Hosoya Y., Aono H., Sadaoka Y., (2007), “O3 and NO2 sensing properties of SmFe1-xCoxO3 perovskite oxides”, Sensors and Actuators B 122, pp 315-320 33 J C Miller (2005), The handbook of nano technology, Wiley VCH, pp 26 34 Katsura T., Sekine T., Kitayama K., Sugihara T., Kimizuka T., (1978), “Thermodynamic properties of Fe-lathanoid-O compounds at high temperatures”, Journal of Solid State Chemistry 23, pp 43-57 58 35 Nur Afifah, Rosari Saleh (2016), “Synthesis, Characterization and Catalytic Properties of Perovskite LaFeO3 Nanoparticles”, Journal of Physics, vol.710, 1-8 36 Ramadass N., (1978), ABO3-Type Oxides - Their Structure and Properties - A Bird's Eye View, Materials Science and Engineering 36, pp 231239 37 S.Ghosh, S Dasgupta (2010), Synthesis, characterization and properties of nanocystallline perovskite cathode materials, Materials Science-Poland, Vol 28, No.2, pp 427-438 38 S.M.Khetre, H.V.Jadhav S.R.Bamane (2010), “Synthesis and characterization of nanocrystalline LaFeO3 by combustion route”, Rasayan Journal, Vol.3, 82-86 39 Tascon J.M.D., Tejuca L.G., Rochester C.H., (1985), "Surface interactions of NO and CO with LaMO3 oxides ", Journal of Catalysis 95, pp 558566 40 Ullah, S Ali, M A Hanif, S Ali Shahid (2012), “Nanoscience for enviromental remediation: A review”, Int J Chem Biochem Sci, 2, pp 60-77 Website 41 “Phổ tán sắc lượng tia X”, https://vi.wikipedia.org, 10/08/2016 42 Sở Tài nguyên Môi trường (2016), “Báo cáo Sở Tài nguyên Môi trường cố môi trường gây cá chết Thừa Thiên Huế”, https://stttt.thuathienhue.gov.vn, 06/06/2016 43 (2016), “Đã có kết luận cá biển chết Thừa Thiên Huế - Chất độc nước”, tintuc.hues.vn, 27/04/2016 59 ... vật liệu LaFeO3 23 2.2.2 Đặc trưng vật liệu LaFeO3 24 2.2.3 Ứng dụng vật liệu LaFeO3 tổng hợp 24 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.3.1 Phương pháp tổng hợp vật liệu LaFeO3. .. đề tài ? ?Nghiên cứu tổng hợp vật liệu LaFeO3 phương pháp sol ? ?gel ” làm nội dung nghiên cứu luận văn cao học Chương TỔNG QUAN LÍ THUYẾT 1.1 VẬT LIỆU PEROVSKITE 1.1.1 Cấu trúc tinh thể vật liệu Perovskite... coi phương pháp sol – gel Phương pháp sol – gel sử dụng chất tạo gel PVA axit citric để tổng hợp LaFeO3 chưa nghiên cứu, chúng tơi tiến hành khảo sát để tìm điều kiện tối ưu để tổng hợp vật liệu