Luận văn Thạc sĩ - Chưa phân loại | Hanoi University of Science, VNU

THÔNG TIN VỀ LUẬN VĂN THẠC SĨ
1. Họ và tên học viên: Hoàng Thanh Cao

2. Giới tính: Nam

3. Ngày sinh: 12/04/1981

4. Nơi sinh: Hà Nội

5. Quyết định công nhận học viên số:3568/QĐ-CTSV , ngày 31 tháng 12 năm 2009
6. Các thay đổi trong quá trình đào tạo: Không
7. Tên đề tài luận văn: „„Chế tạo hạt nano Fe2O3 vô định hình và các tính chất’’
8. Chuyên ngành: Vật lý Chất rắn

9. Mã số: 604407

10. Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Hoàng Hải – Khoa Vật Lý, Đại
học Khoa học Tự Nhiên.
11. Tóm tắt một số kết quả của luận văn:
- Đã chế tạo thành công các mẫu nano Fe2O3 và Fe2-xCrxO3 vô định hình bằng
phương pháp hóa siêu âm (hình 1).

Hình 1: Giản đồ XRD của vật liệu nano ôxit sắt vô định hình khi vừa được chế tạo
tại các nhiệt độ 70, 80 và 90oC và sau khi đã nung đến 600°C.
Tất cả các vật liệu trước khi ủ thể hiện các kết quả rất giống nhau với sự vắng mặt
của các đỉnh nhiễu xạ. Điều này cho thấy cấu trúc vô định hình của các hạt ôxit sắt.
Sau khi ủ trạng thái vô định hình siêu bền của mẫu chuyển thành trạng thái tinh thể
thông qua phản ứng trạng thái rắn xảy ra trong các mẫu.


- Cấu trúc của các hạt trước và sau khi ủ của các mẫu là giống nhau, kích thước hạt

tăng từ 5 nm cho mẫu trước khi ủ đến 22 nm cho mẫu được ủ ở 600 oC trong 15
phút, đó là do sự phát triển hạt và quá trình tích tụ.

Hình 2: Dữ liệu DSC của mẫu ôxit sắt được chế tạo tại nhiệt độ Te = 80oC với tốc
độ tăng nhiệt từ 10 đến 30oC/phút.
- Có ba đỉnh tỏa nhiệt rõ ràng nằm ở khoảng Tp1 = 215, Tp2 = 265 và Tp3 = 505oC
tương ứng với tốc độ tăng nhiệt β = 10oC /phút. Tất cả các đỉnh có xu hướng chuyển
sang nhiệt độ cao hơn khi tăng tốc độ tăng nhiệt. Các năng lượng kích hoạt là 105,
130 và 186 kJ/mol cho các phản ứng trạng thái rắn tương ứng với ba đỉnh tỏa nhiệt
Tp1, Tp2 và Tp3 lần lượt rút ra bằng cách fit dữ liệu DSC
- Ion crom đã được sử dụng để thay thế các ion sắt trong các hợp chất oxit do cùng
kích thước bán kính ion. Chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của Cr lên quá trình kết
tinh của vật liệu. Nồng độ ban đầu của Cr3+ trong Fe2-xCrxO3 đã được điều chỉnh để
có x = 0.05, 0.10, 0.15, 0.20 so với nồng độ Cr trong các mẫu được chế tạo xác định
từ dữ liệu EDS.
- Tất cả các đỉnh được chuyển sang nhiệt độ cao hơn so với những mẫu với
x = 0(Fe2O3). Năng lượng kích hoạt tương ứng với các nhiệt độ Tp1, Tp2 và Tp3 là
Ea = 140, 156, 170 kJ/mol. So với các mẫu sắt ôxit vô định hình, năng lượng kích
hoạt được tăng cường đáng kể đối với Tp1, Tp2 trong khi giảm đối với Tp3. Khi ứng


dụng thực tế, việc tăng cường Tp1 là quan trọng dẫn đến thực tế rằng trạng thái vô
định hình của các vật liệu có thể kéo dài hơn, ổn định ở nhiệt độ phòng.
- Sử dụng phương trình Kissinger tính thời gian phản của mẫu Fe1.9Cr0.1O3, xác định
được thời gian phản ứng có thể lên đến 15 năm.
12. Khả năng ứng dụng trong thực tiễn:
- Hạt nano oxit sắt có vai trò quan trọng trong việc lọc asen. Vì vậy việc nghiên cứu
để làm chậm quá trình lão hóa của vật liệu là rất cần thiết.
- Sự có mặt của Cr trong các vật liệu vô định hình làm chậm hiệu ứng lão hóa lên 15
lần. Đây là một cách tốt để sử dụng các vật liệu sắt-crom oxit vô định hình trong

thực tế.
13. Những hướng nghiên cứu tiếp theo:
- Nghiên cứu ảnh hưởng của crom lên khả năng ứng dụng thực tế của hạt nano oxit
sắt vô định hình.
- Tìm ra nồng độ pha crom là tốt nhất để có thể làm chậm hơn quá trình lão hóa của
các hạt nano oxit sắt vô định hình.
14. Các công trình đã công bố có liên quan đến luận văn:
Nguyen Dang Phu, Trinh Xuan Sy, Hoang Thanh Cao, Nguyen Ngoc Dinh, Le Van
Thien, Nguyen Minh Hieu, Nguyen Hoang Nam, Nguyen Hoang Hai (2012),
“Amorphous iron-chromium oxide nanoparticles prepared by sonochemistry”, J.

Non-Cryst. Solids, 358, 537-543.
Ngày 5 tháng 3 năm 2012
Học viên

Hoàng Thanh Cao