TÌM HIỂU VỀ TÍNH CHẤT CÁC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PHỔ BIẾN (PP VẬT LÝ) VÀ ỨNG DỤNG CỦA CÁC HẠT NANO ÔXÍT SẮT (Fe2O3) TỪ TÍNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA VẬT LÝ

TÊN ĐỀ TÀI:

TÌM HIỂU VỀ TÍNH CHẤT
CÁC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PHỔ BIẾN
(PP VẬT LÝ)
VÀ ỨNG DỤNG CỦA CÁC HẠT NANO
ÔXÍT SẮT (Fe2O3) TỪ TÍNH

GVHD: PGS.TS PHẠM THÀNH HUY
HVTH: NGUYỄN PHÚC HUY
LỚP: CAO HỌC VLCR K19

Quy Nhơn, tháng 1 năm 2017


Lời nói đầu
Hiện nay có rất nhiều loại vật liệu nano có cấu trúc hình thái khác nhau
được quan tâm nghiên cứu như các vật liệu nano dạng hạt thanh, dây, ống, dung
dịch... Các vật liệu nano có thể là các kim loại hay oxit, các hợp chất vô cơ, hữu
cơ, các chất bán dẫn... Thí dụ như các hạt nano: Au, Ag, TiO 2, SiO2, ZrO2,
Fe2O3…; các ống, dây và thanh nano: C, Au, Pt, Ag, TiO2, ZnO…; các màng
nano: SiO2, TiO2 các hạt nano tinh thể bán dẫn có cấu trúc chấm lượng tử
(quantum dot) như ZnS, CdSe…
Tất cả các vật liệu nano đều bắt nguồn từ kích thước rất nhỏ bé của
chúng. Những đặc điểm và tính chất mới lạ xuất hiện so với các vật liệu khối.
Có ba nguyên nhân chính dẫn đến sự khác biệt này: thứ nhất là tác động của các
hiệu ứng lượng tử khi hạt có kích thước nano. Các hạt không tuân theo quy luật
vật lý cổ điển nữa, thay vào đó là các quy luật vật lý lượng tử mà hệ quả quan

trọng là các đại lượng vật lý bị lượng tử hóa; thứ hai là hiệu ứng bề mặt: kích
thước của hạt càng giảm thì phần vật chất tập trung ở bề mặt chiếm một tỷ lệ
càng lớn, hay nói cách khác là diện tích bề mặt tính cho một đơn vị khối lượng
càng lớn; cuối cùng là hiệu ứng tới hạn, xảy ra khi kích thước của vật liệu nano
đủ nhỏ để so sánh với các kích thước tới hạn của một số tính chất. Từ ba yếu tố
này các tính chất mới lạ của vật liệu nano đã được nghiên cứu và ứng dụng tạo
ra những sản phẩm mang tính đột phá phục vụ cho đời sống con người.
Vật liệu nano có thể tồn tại ở hai dạng là kết tinh và vô định hình. Hiện
nay, các hạt nano tinh thể được nghiên cứu nhiều, thì vật liệu nano vô định hình
không dành được nhiều chú ý do chúng không đa dạng bằng vật liệu tương ứng
ở dạng tinh thể. Vật liệu nano vô định hình chỉ có trật tự gần, nên chúng có cấu
trúc và tính chất hoàn toàn khác biệt so với dạng tinh thể. Chính vì vậy, việc
nghiên cứu vật liệu nano vô định hình là một lĩnh vực khá mới mẻ, có tiềm năng
ứng dụng vào công nghệ và cuộc sống.


Oxit sắt vô định hình có nhiều tính chất mới lạ so với oxit sắt ở dạng kết
tinh, trong đó đặc biệt phải kể đến tính xúc tác và hấp phụ, có nguyên nhân từ
diện tích bề mặt lớn của vật liệu vô định hình. Khả năng xúc tác của oxit sắt vô
định hình đã được công bố trong nhiều tài liệu khác nhau, đây cũng là một trong
những ứng dụng quan trọng nhất của vật liệu này.
Vô định hình là trạng thái giả bền, tức là nó bị già hóa theo thời gian. Vì
vậy việc xác định thời gian già hóa để biết thời gian sử dụng của vật liệu là cần
thiết. Rất tiếc trên thế giới vấn đề này vẫn chưa được nghiên cứu một cách cụ
thể. Với yêu cầu của đề tài tiểu luận bản thân nghiên cứu các phần chính sau:


Tìm hiểu về tính chất của các hạt nano ôxít sắt từ tính Fe2O3



Phương pháp chế tạo và nghiên cứu quá trình kết tinh vật liệu nano
oxit sắt vô định hình.



Nghiên cứu ứng dụng của vật liệu nano oxit sắt từ Fe2O3
CHƯƠNG I: TÌM HIỂU TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU NANO
OXÍT SẮT TỪ Fe2O3

Sắt (ký hiệu: Fe) là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn
nguyên tố có ký hiệu Fe và số hiệu nguyên tử bằng 26, nằm ở phân nhóm VIIIB
54
56
Fe ,
Fe ,
chu kỳ 4, là một trong các nguyên tố chuyển tiếp. Các đồng vị
57
58
Fe và
Fe rất bền. Đó là nguyên tố cuối cùng được tạo ra ở trung tâm các
ngôi sao thông qua quá trình tổng hợp hạt nhân, vì vậy sắt là nguyên tố nặng
nhất được tạo ra mà không cần phải qua một vụ nổ siêu tân tinh hay các biến
động lớn khác. Cũng do vậy mà sắt khá phổ biến trong vũ trụ đặc biệt là trong
các thiên thạch hay trong các hành tinh lõi đá như Trái Đất hay Sao Hỏa. Sắt
phổ biến trong tự nhiên dưới dạng các hợp chất khác nhau. Bình thường sắt có 8
điện tử ở vùng hóa trị, và do độ âm điện của ôxi nên sắt có thể kết hợp với ôxi
tạo nên hợp chất hóa trị 2 và 3.
Fe2O3 là oxit sắt phổ biến nhất trong thiên nhiên và cũng là hợp chất
thuận tiện nhất cho việc nghiên cứu tính chất từ và chuyển pha cấu trúc của

các hạt nano. Sự tồn tại của Fe2O3 vô định hình và 4 pha tinh thể khác (alpha,
beta, gamma, epsilon) đã được xác nhận, trong đó pha alpha (hematite) có tinh
thể mặt thoi (rhombohedral) hoặc lục giác (hexagonal) dạng như cấu trúc mạng
corundum và gamma (maghemite) có cấu trúc lập phương spinel là đã được tìm
thấy trong tự nhiên. Hai dạng khác của Fe2O3 là beta với cấu trúc bixbyite lập
phương và epsilon với cấu trúc trực giao đã được tổng hợp và nghiên cứu rộng
rãi trong những năm gần đây.
Epsilon là pha chuyển tiếp giữa hematite và maghemite. Tài liệu khoa
học đầu tiên về epsilon Fe2O3 được công bố lần đầu tiên năm 1934 (Forestier
and Guiot - Guillain). Đặc điểm cấu trúc chi tiết của pha epsilon được Klemm
công bố năm 1998 và sau đó là Mader. Cho đến nay cách thông thường để tạo ra
epsilon Fe2O3 là gamma epsilon alpha Fe2O3, do vậy không thể điều chế
epsilon Fe2O3 ở dạng tinh khiết mà thường có lẫn thêm pha alpha hoặc gamma.
Epsilon Fe2O3 thường không bền và bị chuyển hóa thành alpha Fe2O3 ở nhiệt
độ 500 – 700°C.
Beta Fe2O3 có cấu trúc lập phương tâm mặt, không bền, ở nhiệt độ trên
500°C chuyển hóa thành alpha Fe2O3. Pha beta có thể được tạo thành bằng
cách khử alpha bằng cacbon, nhiệt phân dung dịch sắt (III) clorua, hay là phân
hủy sắt (III) sunphat.
Beta Fe2O3 có tính thuận từ. Gamma và epsilon Fe2O3 có từ tính mạnh,
alpha Fe2O3 là phản sắt từ, trong khi beta Fe2O3 là vật liệu thuận từ.
α-Fe2O3 (hematite)

Mặc dù từ rất sớm, các phép đo bề mặt tinh thể và x-ray đã kết luận rằng
tinh thể hematite có cấu trúc mặt thoi (Brag and Bragg, 1924), nhưng phải đến
năm 1925 chi tiết cấu trúc hematite mới được Pauling và Hendricks công bố. Cả
α-Fe2O3 và Al2O3 (corundum) có cùng một dạng cấu trúc vì vậy hematite cũng
thường được nói là có cấu trúc corundum. Cấu trúc này có thể coi như là cấu

trúc mặt thoi hoặc trực giao.
Cấu trúc mặt thoi hoặc trực giao của hematite được chỉ ra trong hình 1.7 và 1.8.
Hình vẽ đã được thiết kế để làm nổi bật lên mối quan hệ giữa 2 loại cấu trúc này.
Các anion oxi có cấu trúc lục giác xếp chặt (đặc trưng bởi sự xen kẽ của 2 lớp;
nguyên tử của mỗi lớp nằm ở đỉnh của một nhóm tam giác đều, và các nguyên tử
trong một lớp nằm ngay trên tâm của các tam giác đều của lớp bên cạnh), còn
các cation sắt chiếm hai phần ba lỗ hổng 8 mặt theo dạng đối xứng. Nói cách
khác, các ion oxi chiếm các lỗ hổng sáu mặt và các ion sắt chỉ ở tại vị trí của các
lỗ hổng tám mặt xung quanh. Tuy nhiên, 6 ion oxi xung quanh gần ion sắt nhất


chịu sự biến dạng nhỏ. Bên cạnh đó, 4 ion sắt xung quanh ion ôxi không tạo
thành tứ diện thông thường.

Hình 1.7. Cấu trúc tinh thể hematite

Hình 1.8. Mặt phẳng (111) trong cấu trúc mặt thoi
Trong hình 1.8 các vòng biểu diễn vị trí ion Fe3+ theo cấu trúc lục giác.
Chú ý rằng, một số ion sắt nằm trên và số khác nằm dưới mặt phẳng lục giác


nền. Các đường nét đứt chỉ ra các mặt phẳng chứa ion O2-. Cấu trúc mặt thoi
cũng được thể hiện trong hình thông qua mối quan hệ với cấu trúc lục giác.
Hình 1.8 miêu tả vị trí của các ion oxi liên hệ với một ion sắt trong mặt
phẳng nền (111) của cấu trúc mặt thoi. Các đường tròn liền nét và đường tròn
nét đứt tương ứng với các ion ôxi trên và dưới ion Fe3+
Dưới 260 K, hematite có tính phản sắt từ, trên 260 K hematite thể hiện
tính sắt từ yếu. Sự chuyển tiếp ở nhiệt độ khá thấp này gọi là chuyển tiếp
Morin- TM. Nhiệt độ Morin phụ thuộc mạnh vào kích cỡ của hạt. Nói chung
nhiệt độ Morin giảm khi kích thước của hạt giảm và biến mất khi hạt có hình

cầu dưới 8 nm. Dưới 8nm, hạt nano hematite có tính siêu thuận từ, nhưng nói
chung kích cỡ này phụ thuộc mạnh vào phương pháp chế tạo.
Hematite có thể điều chế dễ dàng bằng cả phương pháp phân hủy nhiệt
lẫn kết tủa trong pha lỏng. Tính chất từ của nó phụ thuộc vào nhiều tham số
chẳng hạn như áp suất, kích cỡ hạt và cường độ từ trường.


γ-Fe2O3 (maghemite)

Maghemite có cấu trúc lập phương spinel, không bền và dễ bị chuyển
thành α-Fe2O3 ở nhiệt độ cao. Maghemite có cấu trúc tinh thể tương tự Fe3O4
(maghetite). Không giống như hematite (các ion ôxi có cấu trúc lập phương xếp
chặt và sắt chỉ xuất hiện trong lỗ hổng 8 mặt), trong cấu trúc tinh thể của
maghemite và maghetite, các ion ôxi có cấu trúc lập phương xếp chặt với các lỗ
hổng 6 và 8 mặt (octahedral and tetrahedral sites) bị sắt chiếm chỗ. Sự khác biệt
cơ bản giữa maghemite và maghetite là sự xuất hiện của Fe (II) trong maghetite
và sự xuất hiện của các chỗ trống tại vị trí cation trong maghemite làm giảm đi
tính đối xứng.
Bán kính iron của Fe (II) lớn hơn của Fe (III) vì vậy liên kết
Fe (II) – O dài và yếu hơn liên kết Fe (III) – O.
γ-Fe2O3 là vật liệu feri từ, có từ tính thấp hơn khoảng 10% so với Fe3O4
và có khối lượng riêng nhỏ hơn hematite. Dưới 15 nm, gamma Fe2O3 trở thành
vật liệu siêu thuận từ.
Maghemite có thể được điều chế bằng các khử nước bằng nhiệt (thermal
dehydratation) gamma sắt (III) oxit-hidroxit, ôxi hóa một cách cẩn thận sắt
(II,III) oxit.


Vật liệu nano oxit sắt vô định hình
Oxit kim loại vô định hình cho thấy tiềm năng to lớn trong chuyển đổi

năng lượng mặt trời, điện tử học, điện hóa học, sản xuất phương tiện lưu trữ từ
tính, hấp phụ và quá trình thanh lọc và xúc tác. Trong số những oxit đó, hạt
nano oxit sắt đóng một vai trò quan trọng do các hoạt động xúc tác tốt và diện
tích bề mặt riêng cao của các hạt nano. Đặc biệt trong chất xúc tác, các hạt nano
oxit sắt có nhiều thú vị hơn so với các hạt nano tinh thể nhờ vào liên kết lỏng
lẻo và diện tích bề mặt cao của pha vô định hình. Nó đã được sử dụng như là
chất xúc tác cho quá trình oxy hóa hydrô của axit ferulic trong nước, As (V) và
Cr (VI) các tác nhân loại bỏ, chất xúc tác cho quá trình oxy hóa của
cyclohexane, photoelectrode và xúc tác quang cho quá trình tách nước thành H 2
và O2, cảm biến quang từ và thiết bị từ, cảm biến độ ẩm.
Tinh thể oxit sắt (III) là maghemite (γ-Fe2O3) hoặc hematite (α-Fe2O3).
Maghemite có tính sắt từ với từ hóa bão hòa 60 emu/g. Hematite có tính phản
oC. Ở nhiệt độ phòng nano hematite đôi khi thể
sắt từ với nhiệt độ Neél là 680
hiện tính sắt từ yếu với từ hóa bão hòa thấp, khoảng vài emu/g hoặc đôi khi từ
hóa bão hòa cao. Nguồn gốc tính sắt từ của hematite là do số lượng lớn các
khuyết điểm, hoặc sự mất trật tự trong các vật liệu. Hematite thuộc loại
cấu trúc corundum với nhóm không gian của R3 c . Một quá trình chuyển pha
từ các hạt nano γ-Fe2O3 sang α-Fe2O3 bằng phương pháp bốc bay hơi xảy ra ở
oC. Đối với quá trình kết tinh hạt nano γ-Fe
400
2O3 được chế tạo bằng phương
pháp hóa
học ướt, nhiệt độ được công bố của quá trình chuyển pha sang α-Fe2O3 thay đổi
oC, tùy thuộc vào phương pháp thực nghiệm. Nguồn gốc
trong khoảng 300 - 500
của sự khác biệt nhiệt độ chưa có lời giải. Oxit sắt có thể được tồn tại trong
một dạng khác được gọi là magnetite Fe
3O4 với từ độ hóa bão hòa cỡ 80
emu/g.

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO
Có rất nhiều phương pháp chế tạo có thể được sử dụng để điều chế vật
liệu ở dạng vô định hình. Trong số đó có 5 phương pháp là thường được sử
dụng nhất để chế tạo vật liệu vô định hình nhằm mục đích thương mại hoặc


nghiên cứu. Các phương pháp khác nhau sử dụng các chất ban đầu ở cả ba pha
(rắn, lỏng, khí), nhưng chỉ có kết tủa từ pha hơi và lỏng là thực sự quan trọng.
Có thể kể đến vài phương pháp sau:


Phương pháp bay hơi nhiệt



Phương pháp Sputtering (phún xạ)



Lắng đọng hơi hóa học



Phương pháp nguội nhanh



Phương pháp lắng đọng điện phân



Phương pháp hóa học



Phương pháp chiếu xạ



Phương pháp sóng xung kích

Các hạt nano oxit vô định hình được chế tạo bằng cách tổng hợp điện
hóa, làm nóng bằng lò vi sóng, hóa siêu âm bởi vì các phương pháp này cung
cấp một tốc độ làm lạnh nhanh cho việc hình thành trạng thái vô định hình cho
các oxit sắt. Cách phổ biến nhất để thu được các hạt nano oxit sắt vô định hình
là phương pháp hóa siêu âm. Phương pháp tổng hợp hóa siêu âm tạo ra oxit sắt
dựa vào các tiền chất như Fe(CO)5, FeCl3, Fe(NO3)3, Fe(OAc)2, Fe(OEt)3.
1. Phương pháp hóa siêu âm
Phương pháp hóa siêu âm là các phản ứng hóa học được hỗ trợ bởi sóng
siêu âm được sử dụng để tạo hạt nano oxit sắt. Hóa siêu âm là một chuyên
ngành của hóa học, trong đó, các phản ứng hóa học xảy ra dưới tác dụng của
sóng siêu âm như một dạng xúc tác. Sóng siêu âm là sóng dọc, là quá trình
truyền sự co lại và giãn nở của chất lỏng. Tần số thường sử dụng trong các máy
siêu âm là 20 kHz cao hơn ngưỡng nhận biết của tai người (từ vài Hz đến 16
kHz). Khi sóng siêu âm đi qua một chất lỏng, sự giãn nở do siêu âm gây ra áp
suất âm trong chất lỏng kéo các phân tử chất lỏng ra xa nhau. Nếu cường độ


siêu âm đủ mạnh thì sự giãn nở này sẽ tạo ra những lỗ hổng trong chất lỏng.
Điều này xảy ra khi áp suất âm đó lớn hơn sức căng địa phương của chất lỏng.

Sức căng cực đại này lại phụ thuộc vào từng chất lỏng và tạp chất ở trong đó.
Thông thường, đây là một quá trình phát triển mầm; tức là, nó xuất hiện tại các
điểm yếu tồn tại sẵn ở trong chất lỏng, như là những bọt khí hoặc những tiểu bọt
khí tức thời có trong chất lỏng sinh ra từ những quá trình tạo lỗ hổng trước đó.
Phần lớn các chất lỏng bị nhiễm bẩn bởi các hạt nhỏ mà lỗ hổng có thể xuất
phát từ đó khi có mặt của áp suất âm. Một khi được hình thành, các bọt khí nhỏ
bị chiếu siêu âm sẽ hấp thụ năng lượng từ sóng siêu âm và phát triển lên. Sự
phát triển của các lỗ hổng phụ thuộc vào cường độ siêu âm. Khi cường độ siêu
âm cao, các lỗ hổng nhỏ có thể phát triển rất nhanh. Sự giãn nở của các lỗ hổng
đủ nhanh trong nửa đầu chu kì của một chu kì sóng siêu âm, nên đến nửa sau
chu kì thì nó không có đủ thời gian để co lại nữa. Khi cường độ siêu âm thấp
hơn, các lỗ hổng xuất hiện theo một quá trình chậm hơn gọi là khuyếch tán
chỉnh lưu. Dưới các điều kiện này, kích thước của một lỗ hổng sẽ dao động theo
các chu kì giãn nở và co lại. Trong khi dao động như thế lượng khí hoặc hơi
khuyếch tán vào hoặc ra khỏi lỗ hổng phụ thuộc vào diện tích bề mặt. Diện tích
bề mặt sẽ lớn hơn trong quá trình giãn nở và nhỏ hơn trong quá trình co lại. Do
đó, sự phát triển của lỗ hổng trong quá trình giãn nở sẽ lớn hơn trong quá trình
co lại. Sau nhiều chu kì siêu âm, lỗ hổng sẽ phát triển. Lỗ hổng có thể phát triển
đến một kích thước tới hạn mà tại kích thước đó lỗ hổng có thể hấp thụ hiệu quả
năng lượng của sóng siêu âm. Kích thước này gọi là kích thước cộng hưởng, nó
phụ thuộc vào tần số của sóng âm. Ví dụ, với tần số 20 kHz, kích thước này
khoảng 170 mm. Lúc này, lỗ hổng có thể phát triển rất nhanh trong một chu kì
duy nhất của sóng siêu âm. Một khi lỗ hổng đã phát triển quá mức, ngay cả
trong trường hợp cường độ siêu âm thấp hay cao, nó sẽ không thể hấp thụ năng
lượng siêu âm một cách có hiệu quả được nữa. Và khi không có năng lượng tiếp
ứng, lỗ hổng không thể tồn tại lâu được. Chất lỏng ở xung quanh sẽ đổ vào và


lỗ hổng bị suy sụp. Sự suy sụp của lỗ hổng tạo ra một môi trường đặc biệt cho
các phản ứng hoá học - các điểm nóng (hot spot). Điểm nóng này là nguồn gốc

của hoá siêu âm đồng thể; nó có nhiệt độ khoảng 5000°C, áp suất khoảng
1000 at, thời gian sống nhỏ hơn một ms và tốc độ tăng giảm nhiệt trên 10 10
(mười tỉ) K/s âm được ứng dụng để chế tạo rất nhiều loại vật liệu nano như vật
liệu nano xốp, nano dạng lồng, hạt nano, ống nano. Hạt nano oxit sắt và oxit sắt
pha Co và Ni đã được chế tạo bằng phương pháp này. Tuy nhiên các hạt nano
cần phải có chế độ xử lí nhiệt mới có thể đạt được từ độ bão hòa cao ở nhiệt độ
phòng.
2. Phương pháp nhiệt phân: là phương pháp rất hiệu quả để có thể chế tạo hạt nanô
với quy mô lớn. Phương pháp này được chia làm hai phương pháp nhỏ là nhiệt phân
bụi hơi và nhiệt phân laser. Phương pháp nhiệt phân bụi hơi có thể tạo các hạt mịn
nhưng các hạt này thường kết tụ lại với nhau thành các hạt lớn hơn. Trong khi phương
pháp nhiệt phân laser tạo các hạt mịn ít kết tụ với nhau.

Hình vẽ: Nguyên lý của phương pháp nhiệt phân bụi hơi.


Hình vẽ: Nguyên tắc nhiệt phân laser.
Nguyên tắc của phương pháp nhiệt phân bụi hơi để tạo hạt nanô ô xít sắt bắt
đầu từ muối Fe3+ và một vài hóa chất có vai trò tác nhân khử ion thành kim loại
để sau đó bị ô xi hóa thành ô xít sắt maghemite. Nếu không có tác nhân khử nói
trên thì hematite sẽ được hình thành dẫn đến vật liệu cuối cùng không có từ
tính mạnh. Trong dung dịch cồn, các hạt maghemite với kích thước từ 5 – 60
nm có thể được hình thành với nhiều hình dạng khác nhau phụ thuộc vào bản
chất của tiền chất chứa sắt ban đầu. Sơ đồ của hệ nhiệt phân bụi hơn được cho
trong hình. Hệ gồm bộ phận tạo bụi hơi dùng siêu âm. Bụi hơn sẽ được phun
vào một cái lò gia nhiệt để phản ứng xảy ra và hạt mịn được làm khô trước khi
được chuyển đến một hệ để thu các hạt. Với tiền chất là Fe(NO3)3 thì đường
kính hạt mịn là 6 nm nhưng khi tiền chất là FeCl3 thì giá trị đó là 60 nm. Với
sắt acetylacetonate hạt được tạo ra có kích thước 5 nm và có độ đồng nhất rất
cao. Nếu tiền chất là Fe2+ ammonium citrate thì kết quả là hình cầu rỗng có

đường kính rất lớn đến 300 nm. Vỏ của các hình cầu là tập hợp các hạt nanô
nhỏ hơn có kích thước từ 20 – 40 nm phụ thuộc vào nhiệt độ của lò.
Phương pháp nhiệt phân laser: Hạt nanô tạo từ phương pháp này có kích
thước nhỏ, đồng nhất và hầu như không kết tụ. Người ta dùng phương pháp này
để tạo hạt nanô g-Fe2O3 kết tinh tốt và có kích thước từ 3,5 – 5 nm. Sơ đồ hệ
nhiệt phân laser được cho ở hình trên. Vùng phản ứng hóa học xảy ra lừ nơi
giao nhau của chùm hơi và chùm laser (10,6 mm) và được tách hoàn toàn khỏi
các vùng khác làm cho quá trình kết đám của các hạt được loại bỏ gần như
hoàn toàn. Tiền chất trong trường hợp này là Fe(CO)5 không hấp thụ laser nên


ethylene được dùng là chất hấp thụ năng lượng laser và là chất mang hơi đến
buồng phản ứng. Ethylene không bị phân hủy với năng lượng của laser (652
Wcm-2), nó chỉ có tác dụng chuyển đổi năng lượng laser thành năng lượng
nhiệt để phân hủy Fe(CO)5. Để tạo Fe2O3 người ta phải đưa không khí vào bằng
cách trộn không khí với Ar.
CHƯƠNG III: MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA Fe2O3
Trong những năm gần đây, vật liệu ôxít sắt đang nhận được nhiều sự quan tâm từ các
nhà khoa học do có tính chất từ tốt và khả năng ứng dụng cao trong nhiều lĩnh vực
khác nhau. Trong số đó thì ôxít sắt Fe2O3 là một vật liệu đầy hứa hẹn do có những tính
chất khá đặc biệt. Fe2O3 có nhiều dạng thù hình (pha) (a - Fe2O3 , 2 3 γ-Fe O , 2 3 β-Fe
O , 2 3 ε-Fe O ), mỗi pha này lại có những tính chất đặc trưng riêng. Ngoài ra, khi vật
liệu ở kích thước nano, một số tính chất trong đó có tính chất từ của các pha Fe2O3 sẽ
thay đổi hết sức thú vị. Chính vì vậy Fe2O3 có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
khác nhau như xúc tác, làm sạch nước, công nghệ lưu trữ và sinh học.
Ôxít sắt Fe2O3 có thể được ứng dụng nhiều trong sinh học khi ở kích thước nano với
yêu cầu là các hạt ôxít sắt Fe2O3 phải đồng nhất cao về kích thước, hình dạng, và ổn
định về mặt hoá học. Tuy nhiên Fe2O3 rất dễ bị kết thành khối, khiến cho năng lượng
bề mặt giảm, hạt phân bố cũng không đều, và tính chất từ cũng bị ảnh hưởng.
- Ngoài ra hạt ôxít sắt Fe2O3 ứng dụng làm điện cực âm cho pin Fe khí. Loại pin này có

khả năng lưu trữ năng lượng cao, thời gian sạc ngắn.