1

MỞ ĐẦU
Chế tạo, nghiên cứu tính chất và ứng dụng của các hạt nano oxit
phức hợp nói chung và hạt nano oxit phức hợp từ tính nói riêng là
hướng nghiên cứu rộng và thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học
trong nước và trên thế giới. Các nghiên cứu về vật liệu từ rất đa dạng
và có hệ thống, đi từ nghiên cứu cơ bản cho đến các lĩnh vực ứng
dụng khác nhau như chất lỏng từ, xúc tác, công nghệ y-sinh học, ảnh
cộng hưởng từ, lưu trữ số liệu và xử lý môi trường… Khi các
phương pháp tổng hợp hạt nano ngày càng phát triển thì sự thành
công của ứng dụng phụ thuộc chủ yếu vào tính chất, chất lượng vật
liệu, tính bền và ổn định của hạt nano từ tính. Do đó, việc xây dựng
các quy trình tổng hợp để chế tạo hạt nano có chất lượng tốt, có hình
dạng, kích thước xác định, đáp ứng cho các nghiên cứu cơ bản và
ứng dụng là rất quan trọng. Bên cạnh đó, việc tìm ra các vật liệu đa
chức năng, tổ hợp nhiều tính chất trong một vật liệu đang là một
trong các xu hướng nghiên cứu lý thú hiện nay.
Các nghiên cứu gần đây trên thế giới tập trung vào tìm phương
pháp tổng hợp và chế tạo hạt nano oxit phức hợp với thành phần hóa
học, kích thước và hình dạng xác định để từ đó có thể điều khiển tính
chất. Các nhóm nghiên cứu cũng tìm cách bao bọc bảo vệ và ổn định
các hạt nano bằng các loại vỏ bọc khác nhau, nghiên cứu tương tác
của các hạt nano với nhau, tương tác giữa lõi và lớp vỏ bọc, nghiên
cứu tính chất của hạt nano và vật liệu nano tổ hợp so với vật liệu
dạng khối. Các nghiên cứu ứng dụng tập trung nghiên cứu các vấn đề
như chức năng hóa bề mặt hạt tùy theo từng mục đích ứng dụng, tìm
các tính chất mới của những vật liệu nano tổ hợp để có thể ứng dụng
trong xúc tác, sinh học, điện-điện tử và cơ khí.
Tính chất của vật liệu nano từ tổ hợp là sự kết hợp tính chất nội
tại của hạt và tương tác giữa chúng với nhau. Sự phân bố kích thước

12
O
19
/CoFe
2
O
4
, SrFe
12
O
19
/La
1-x
Ca
x
MnO
3
, CoFe
2
O
4
/BaTiO
3
và
kh ng dng
Các hệ vật liệu tổ hợp được lựa chọn nghiên cứu trong luận án
bao gồm SrFe
12
O
19


Về cấu trúc tinh thể, CoFe
2
O
4
có cấu trúc lập phương dạng spinel,
thuộc nhóm không gian Fd3m (JCPDS 22-1086) [9, 20].
1.1.2. Cu trúc và tính cht ca vt liu SrFe
12
O
19

Ferrite SrFe
12
O
19
có cấu trúc tinh thể giống khoáng chất
magnetoplumbit dạng M. Công thức hóa học chung của ferrite này là
3

MO.6Fe
2
O
3
(M = Ba
2+
, Sr
2+
, hoặc Pb
2+

C.
1.1.5. Vt liu nano cu trúc lõi-v
Vật liệu cấu trúc lõi-vỏ là loại vật liệu composite đặc biệt, bao
gồm vật liệu lõi và một vật liệu khác phủ bên ngoài bởi quá trình chế
tạo đặc biệt. Tính chất của vật liệu có thể thay đổi khi thay đổi thành
phần hoặc tỉ lệ của vật liệu lõi và vật liệu vỏ. Loại vật liệu này được
tổng hợp với rất nhiều mục đích khác nhau như tăng độ bền hóa học
cho hệ keo, tăng tính chất phát quang, cấu trúc vùng năng lượng,
biosensor, dẫn thuốc…[108].
1.1.5.1. Các tính cht lý hóa ca vt liu ht nano cu trúc lõi-v
Các tính chất lý hóa của vật liệu phụ thuộc vào loại vật liệu, độ
dày lớp vỏ và kích thước lõi.
1.1.5.2. Vt liu nano t tính cu trúc lõi-v
Một trong các tính chất quan trọng của các vật liệu từ có cấu trúc
lõi-vỏ và tương tác FM-AFM là sự tăng của lực kháng từ sau khi làm
lạnh ở trên nhiệt độ T
B
gọi là nhiệt độ chặn và sự dịch chuyển của
đường cong từ hóa dọc theo hướng từ trường ngoài khi chúng được
làm lạnh trong từ trường, các hiện tượng này gọi là hiệu ứng
exchange-bias. Sự thay đổi của lực kháng từ H
C
và sự dịch chuyển
của đường cong từ hóa phụ thuộc vào đường kính của lõi và bề dày
của vỏ [81,84].
4

1.2. Mt s ng hp vt liu nano
- gel
Quá trình sol-gel là quá trình thuỷ phân và ngưng tụ của các chất


1.2.3. Kt h-gel và thy nhit trong tng hp
vt liu ht nano
Kết hợp hai phương pháp sol-gel và thủy nhiệt trong cùng một
quá trình tổng hợp vật liệu nhằm mục đích kết hợp các ưu điểm của
cả hai phương pháp, tạo ra được vật liệu có kích thước, hình dạng
như mong muốn, dẫn đến những thay đổi về tính chất của vật liệu,
đáp ứng cho các mục đích nghiên cứu khác nhau.
1.2.4. Tng hp vt liu nano cu trúc lõi-v
Một trong số các phương pháp tổng hợp vật liệu cấu trúc lõi-vỏ là
vật liệu lõi và vỏ được tổng hợp theo các quy trình riêng biệt. Sau đó,
các hạt của lớp vật liệu vỏ sẽ đính lên bề mặt hạt vật liệu lõi.
1.3. Tng quan v xúc tác quang và ng dng x lý cht màu dt
nhum
1.3.1 phn ng xúc tác quang d th
Quá trình xúc tác quang dị thể khác xúc tác được hoạt hóa bằng
ánh sáng. Điều kiện để chất có khả năng quang xúc tác: (1) Có hoạt
tính quang hóa; (2) Có năng lượng vùng cấm thích hợp để hấp thụ
ánh sáng tử ngoại hoặc ánh sáng nhìn thấy.
1.3.2. Gii thiu v thuc nhum Methylen xanh
Methylen xanh có công thức phân tử:
C
16
H
18
N
3
SClC
16
H

3
)
2
.H
2
O (Sigma), Ca(NO
3
)
2

(Merck), Ba(C
2
H
3
O
2
)
2
(Riedel-De Haën), Ti(OC
4
H
9
)
4
(Fluka), La
2
O
3

(Merck), Axit stearic C

máy siêu âm Elma S100H - Đức, lò nung Nabertherm - Đức, máy li
tâm Hettich Mikro 220R - Đức, bình cầu, sinh hàn, cốc thủy tinh các
loại, nhiệt kế, ống đong, buret, pipet, micropipet.
2.1.1. Ch to vt liu ht SrFe
12
O
19

Dung dịch hỗn hợp Sr
2+
và Fe
3+

từ các muối Sr(NO
3
)
2
.6H
2
O và
Fe(NO
3
)
3
.9H
2
O theo tỉ lệ mol thích hợp, khuấy đều cho dung dịch
đồng nhất. Thêm dung dịch axit citric C
6
H

.9H
2
O và Co(NO
3
)
2
.6H
2
O theo tỉ lệ mol Co
2+
/Fe
3+
= 1:2,
khuấy đều để được dung dịch đồng nhất. Dung dịch NaOH nồng độ
5M được lấy dư 100% so với lượng cần. Nhỏ từ từ dung dịch hỗn
hợp của Fe
3+
và Co
2+
vào dung dịch NaOH, đồng thời khuấy mạnh,
nhiệt độ phản ứng duy trì từ 80-90
o
C, thu được kết tủa màu nâu đen.
Tiếp tục khuấy hỗn hợp trong 2h. Lọc, thu kết tủa, sau đó rửa bằng
nước cất nhiều lần để loại NaOH dư. Sấy kết tủa ở 80
o
C trong 24h.
Sau đó nung ở các nhiệt độ khác nhau để nghiên cứu sự hình thành
pha, hoàn thiện cấu trúc tinh thể và tính chất.
2.1.3. Ch to vt liu ht La

,
7

Ca(NO
3
)
2
, Mn(NO
3
)
2
với lượng thích hợp, theo hệ số tỷ lượng như
trong công thức phân tử. Khuấy đều để tạo dung dịch đồng nhất. Sau
đó thêm axit citric vào dung dịch hỗn hợp. Duy trì pH của dung dịch
từ 3-5 bằng dung dịch amoniac NH
3
. Khuấy gia nhiệt ở nhiệt độ 65-
75
o
C, đồng thời vẫn duy trì pH cho đến khi dung dịch còn khoảng
1/3 so với lượng ban đầu. Sol được đem thủy nhiệt ở điều kiện 160
o
C
trong 5h, sau đó sấy và nung ở các nhiệt độ 500, 650, 750, 850, 950,
và 1050
o
C.
2.1.4. Ch to vt liu ht perovskite BaTiO
3
Tinh thể Ba(CH

trong môi trường trơ tạo bởi khí N
2
. Sấy gel trong 24 giờ và nung ở
các nhiệt độ khác nhau 750, 850, 950 và 1050
o
C, lưu trong 2 giờ.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế tạo vật liệu là tỉ số thủy phân
và nhiệt độ nung mẫu đã được nghiên cứu.
2.1.5. Ch to vt liu t hp SrFe
12
O
19
/CoFe
2
O
4

Hoạt hóa vật liệu lõi SrFe
12
O
19
trước khi tạo mẫu lõi vỏ bằng
NaOH, sau đó siêu âm trong etanol trong thời gian 30 phút. Dung
dịch hỗn hợp gồm Fe(NO
3
)
3
0,1M và Co(NO
3
)

C trong 2 giờ.
2.1.6. Ch to vt liu t hp SrFe
12
O
19
/La
1-x
Ca
x
MnO
3
Hoạt hóa vật liệu lõi SrFe
12
O
19
trước khi tạo mẫu lõi vỏ trong
ethanol sau đó siêu âm, tách ethanol. Các dung dịch La(NO
3
)
3
,
Ca(NO
3
)
2
, Mn(NO
3
)
2
được lấy theo các hệ số tỷ lượng như trong

2.1.7. CoFe
2
O
4
Vật liệu CoFe
2
O
4
chế tạo theo phương pháp đồng kết tủa, sau
đó được lọc, rửa bằng nước cất nhiều lần để loại NaOH và các ion
còn dư. Lấy 1g CoFe
2
O
4
cùng 10 ml H
2
O, khuấy và đun nóng ở
80
o
C. Thêm 0,4 gam axit oleic, khuấy đều trong 30 phút. Làm nguội
đến 60
o
C, sau đó thêm tiếp 30 ml n-hexan, khuấy trong 1 giờ thu
được ferrofluid của CoFe
2
O
4
. Hàm lượng chính xác của CoFe
2
O

9
O)
4
: Ba(C
2
H
3
O
2
)
2
là 1:1. Thêm ferrofluid
CoFe
2
O
4
được tính toán với lượng thích hợp từ kết quả phân tích
trọng lượng, sau đó thêm tiếp nước cất và khuấy gia nhiệt ở 60
o
C
đến khi hình thành gel. Gel tạo thành sấy qua đêm ở 80
o
C và nung ở
các nhiệt độ khác nhau 750, 850, 950 và 1050
o
C, lưu trong 2 giờ, thu
được vật liệu tổ hợp CoFe
2
O
4

Hà Nội trên máy DTG-60H, Shimadzu, từ nhiệt độ phòng đến
1100
o
C trong môi trường không khí với tốc độ nâng nhiệt 10
o
C/phút
2.2.5.  ph hp th t ngoi kh kin
Phổ hấp thụ tử ngoại được đo trên máy Agilent 8453 UV-Vis
Spectrophotometer tại Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách
Khoa Hà Nội.
2.2.6. ng nhit hp ph - kh hp ph N
2
ng nhit hp ph và nh hp ph N
2

 c thc hin trên thit b Omnisorp-100, ti Vin K
thut Hóa hi hc Bách Khoa Hà Ni.
2.2.7. Ph hp th hng ngoi
Phổ hấp thụ IR được đo tại Viện Kỹ thuật Hóa học, Đại học Bách
Khoa Hà Nội trên máy FT-IR 6700 của hãng Nicolet.
2.2
Các tính chất từ của vật liệu được đo trên thiết bị PPMS
(Physical Properties Measurement System-Quantum Design) tại
phòng thí nghiệm FML, Trường Đại học Nam Florida, Mỹ. Ngoài
ra, các kết quả VSM được đo bằng từ kế mẫu rung DMS880 tại Viện
Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
10

2.3. Nghiên cu tính cht quang xúc tác ca vt liu
CoFe

. Điều
chỉnh pH của dung dịch, sau đó khuấy trên máy khuấy từ (khoảng
150 vòng/phút) trong hộp tối để đạt cân bằng hấp phụ giữa chất xúc
tác và chất màu trong dung dịch. Sau đó đem dung dịch chiếu sáng
bằng đèn UV. Sau các khoảng thời gian thí nghiệm, 5 ml dung dịch
được trích ra, và đem phân tích trắc quang để xác định nồng độ còn
lại của MB.
CHƯƠNG 3
HỆ VẬT LIỆU TỔ HỢP SrFe
12
O
19
/CoFe
2
O
4

3.1. Các yu t   n s hình thành pha tinh th
SrFe
12
O
19

3.1.1. ng ca t l s mol Sr
2+
/Fe
3+

Từ kết quả nhiễu xạ tia X, mẫu có tỉ lệ Sr
2+

Sr
2+
/Fe
3+
là 11 và 12 các mẫu SrFe
12
O
19
tạo thành đều đơn pha tinh
thể.
3.1.3. nh ng ca pH
Điều kiện pH cho quá trình tổng hợp SrFe
12
O
19
là 6,5-7,5.
3.1.4. nng ca nhi nung
Ở 550
o
C, chỉ quan sát thấy các đỉnh đặc trưng của pha α-Fe
2
O
3
. Ở
nhiệt độ nung cao hơn là 750
o
C, pha tinh thể SrFe
12
O
19

O
19

Mẫu
a [Å]
b [Å]
c [Å]
V [Å]
3

R
p
(%)
R
wp
(%)
SFO11, k=2
5.87
5.87
23.00
686.88
7.13
9.47
SFO11, k=3
5.87
5.87
23.01
687.38
8.05
10.95

Ms (emu.g
-1
)
Mr (emu.g
-1
)
Hc (Oe)
SFO11, k=2
60
35
5420
SFO11, k=3
66
38
6315
SFO12, k=1
59
35
5470
SFO12, k=2
60
35
4911
SFO12, k=3
60
35
5665
3.3 t t ca vt liu ht CoFe
2
O

O
4
được hình thành ngay trong quá trình phản ứng. Việc nung
ở nhiệt độ cao giúp hoàn thiện cấu trúc tinh thể vật liệu.
3.3.2. Kt qu 

Hình 3.11. Ảnh SEM của mẫu CoFe
2
O
4
hình thành ở 80
o
C (a) và nung
ở 1050
o
C (b)

13

3.3.3. Kt qu 
Bảng 3.6. Tính chất từ của vật liệu CoFe
2
O
4
nung ở các nhiệt độ
khác nhau
Mẫu
Lực kháng
từ
Hc (Oe)

79,1
0,52
1050
o
C

908,7
41,9
80,7
0,52
u trúc và tính cht ca vt liu cu trúc lõi-v
SrFe
12
O
19
/CoFe
2
O
4

3.4.1. Kt qu nhiu x tia X
20 30 40 50 60
c-S rFe
12
O
19
/CoFe
2
O
4

/SrFe
12
O
19
Trên giản đồ nhiễu xạ tia X chỉ quan sát thấy các đỉnh nhiễu xạ
đặc trưng của hai pha hexagonal SrFe
12
O
19
và spinel CoFe
2
O
4
.
14

3.4.2. Kt qu  hng ngoi FT-IR
So sánh phổ hồng ngoại của vật liệu tổ hợp SrFe
12
O
19
/CoFe
2
O
4

với phổ hồng ngoại của SrFe
12
O
19

O
19
/CoFe
2
O
4
nung ở 1050
o
C/2h (hình 3.15a- phổ hồng ngoại trong
toàn dải từ 400-4000 cm
-1
; hình 3.15b- phổ hồng ngoại trong dải số sóng
thấp từ 400-800 cm
-1
)
3.4.3. Kt qu SEM và Mapping
Có thể thấy vật liệu CoFe
2
O
4
đã hình thành bên ngoài, bao phủ bề
mặt các hạt SrFe
12
O
19
. Kết hợp SEM với kỹ thuật phổ năng lượng tán
xạ tia X (EDS-Mapping) cho thấy sự có mặt đầy đủ các nguyên tố
Sr, Fe, Co và O trong mẫu.
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
C oFe

400
580,3
437,3
550,7
593,3
435,9
548,5
595
412,7
a)
b)
15

Hình 3.16. Ảnh SEM (a- CoFe
2
O
4
; b-SrFe
12
O
19
; c-

SrFe

nm đến 70,46 nm.

Hình 3.18. Ảnh TEM của mẫu SrFe
12
O
19
/CoFe
2
O
4
3.4.5. Tính cht t ca vt liu
Bảng 3.8. Tính chất từ của vật liệu SrFe
12
O
19
/CoFe
2
O
4

Nhiệt độ nung
Mẫu
M
s
(emu/g)
Hc (Oe)
1050
o
C
CoFe

2
O
4
1:2
56,86
24991,86
550
o
C
CoFe
2
O
4

49,53
356,25
SrFe
12
O
19

65,75
6340,22
SrFe
12
O
19
/CoFe
2
O

giảm. Nguyên nhân là do tỉ phần của SrFe
12
O
19
trong
mẫu giảm đi, mà giá trị H
c
được đóng góp chủ yếu từ vật liệu này.
Các giá trị lực kháng từ thu được của mẫu vật liệu tổ hợp có giá trị
trung gian so với giá trị lực kháng từ của các pha riêng biệt CoFe
2
O
4

và SrFe
12
O
19
. Kết quả này chỉ ra thuộc tính tồn tại của pha từ
CoFe
2
O
4
trên bề mặt pha từ cứng SrFe
12
O
19
.
CHƯƠNG 4
HỆ VẬT LIỆU TỔ HỢP SrFe

o
C
120
5
La
1-x
Ca
x
MnO
3
; La
2
O
3

140
5
La
1-x
Ca
x
MnO
3
; La
2
O
3

160
5

Ca
3/8
MnO
3
(x=0,375) đã được áp
dụng để tổng hợp vật liệu La
1-x
Ca
x
MnO
3
với x=0,1 và 0,5. Quy trình
áp dụng tốt cho cả hai nồng độ pha tạp x này. Việc thay đổi nồng độ
pha tạp x trong khoảng từ 0,1-0,5 không làm thay đổi cấu trúc của
vật liệu.
17

4.1.4. Kt qu SEM ca vt liu La
1-x
Ca
x
MnO
3


5/8
Ca
3/8
MnO
3
trong
vật liệu tổ hợp.
4.2.2. Kt qu ph hng ngoi FT-IR
Đỉnh hấp thụ đặc trưng cho dao động của liên kết kim loại-oxy
trong tinh thể La
0,5
Ca
0,5
MnO
3
có số sóng là 585,82 cm
-1
, trong tinh
thể SrFe
12
O
19
là 595, 548,5 và 435 cm
-1
. Trên phổ hồng ngoại của vật
liệu tổ hợp SrFe
12
O
19
/La

g
d
e
b
c
a18 Hình 4.7. Phổ hồng ngoại FT-IR của vật liệu SrFe
12
O
19
, La
0,5
Ca
0,5
MnO
3

0,1
MnO
3
); d, e-
SrFe
12
O
19
/La
0,5
Ca
0,5
MnO
3
tỉ lệ 1:1 nung ở 1050
o
C lưu trong 2 giờ
Từ ảnh TEM cho thấy các hạt nano tập hợp thành các cụm
với kích thước lên đến khoảng 1 μm. Kích thước hạt trung bình xác




4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
SrFe
12
O
19
W ave num bers (cm
-1

592,66
550,96
432,50
436,14

a)
b)
19

định được từ ảnh TEM khoảng 128 nm với mẫu có x = 0.1 và 109
nm với mẫu có x = 0.5.
4.2.4. Tính cht t ca h vt liu t hp SrFe
12
O
19
/La
1-
x
Ca
x
MnO
3
Bảng 4.6. Tính chất từ của SFO, LCM(x) và SFO-LCM(x) ở 300K và
10K
Mẫu
H
C

2.83
2.23
42.2
76.6
SFO-LCM(5)
2.96
2.21
50.1
66.1
CHƯƠNG V
HỆ VẬT LIỆU TỔ HỢP CoFe
2
O
4
/BaTiO
3

5.1. Các yu t ng n s hình thành pha vt liu BaTiO
3

5.1.1. ng cu kin to gel
Để tránh sự tạo thành BaCO
3
do Ba
2+
tiếp xúc với CO
2
trong
không khí, phản ứng cần thực hiện trong môi trường trơ như môi
trường khí N

Pm-3m (221). Các thông số mạng tinh thể qua tính toán Rietveld là
a=b=c=4,01139 Å.
5.2. Ch mt vt liu CoFe
2
O
4
và ch to cht lng
t
Chất hoạt động bề mặt được sử dụng để chức năng hóa hạt
CoFe
2
O
4
là axit oleic C
17
H
33
COOH. Từ kết quả phổ hồng ngoại FT-
IR, có thể kết luận rằng phân tử axit oleic đã hấp phụ hóa học lên bề
mặt hạt CoFe
2
O
4
với vai trò như một chất hoạt động bề mặt.
t liu t hp CoFe
2
O
4
/BaTiO
3

4
trong mẫu
nhỏ
5.3.2. Kt qu ph hng ngoi FT-IR
Có thể quan sát thấy

trên hình 5.6b, vật liệu CoFe
2
O
4
, BaTiO
3
và
vật liệu tổ hợp CoFe
2
O
4
/BaTiO
3
có các dao động ở các số sóng lần
lượt là 580,3, 564,6 và 530,9 cm
-1
. Có sự chuyển dịch đáng kể vị trí
hấp thụ về vùng có số sóng thấp trong vật liệu tổ hợp. Đây cũng là
một cơ sở cho thấy có sự tương tác và chia sẻ liên kết kim loại-oxy
giữa hai pha trong vật liệu tổ hợp.

20 30 40 50 60 70
+
+
21 Hình 5.6. Phổ hồng ngoại FT-IR của CoFe
2
O
4
, BaTiO
3
và
CoFe
2
O
4
/BaTiO
3

5.2.3. Kt qu SEM, TEM và nhiu x n t
Quan sát trên ảnh SEM thấy rằng các hạt có cấu trúc dạng lập

a)

b)

c)

800
750
700
650
600
550
500
450
400
580,3
530,9
564,6
W ave number (cm
-1
)
4000 3000 2000 1000
W ave number (cm
-1
)
C oFe
2
O
4
B aTiO

3
và
CoFe
2
O
4

Nhiệt độ
nung
(
o
C)
CoFe
2
O
4

CoFe
2
O
4
/BaTiO
3

M
S
(emu.g
-1
)
H

g
(eV)=1240/λ (nm). Kết quả tính cho thấy
giá trị năng lượng vùng cấm của vật liệu khoảng 3,1eV, tính chất
quang xúc tác của vật liệu có thể tồn tại trong điều kiện bức xạ tử
ngoại. Kết quả đo UV-VIS cũng cho thấy sau khi hình thành với
CoFe
2
O
4
vật liệu tổ hợp CoFe
2
O
4
/BaTiO
3
, bờ hấp thụ của vật liệu đã
dịch chuyển về vùng ánh sáng khả kiến. Kết quả này hứa hẹn khả
năng xúc tác quang của vật liệu tổ hợp CoFe
2
O
4
/BaTiO
3
sẽ tốt hơn so
với BaTiO
3
.

4h, lượng chất màu phân hủy đạt trên 95%, và chất màu được coi
như được xử lý hoàn toàn trong thời gian chiếu sáng 5h.

S kt hp gia quá trình quang xúc tác và phn ng
Fenton trên h vt liu CoFe
2
O
4
/BaTiO
3
Khi có mặt H
2
O
2
, hiệu quả xử lý chất màu tăng lên rõ rệt ở cả hai
mẫu xúc tác. Nồng độ H
2
O
2
lựa chọn cho phản ứng

là 0,49 mM.
Trong thời gian khảo sát là 60 phút, vật liệu BaTiO
3
cho hiệu quả xử
lý MB là 8,9%, với BaTiO
3
-H
2
O

/BaTiO
3
tạo nên sự tăng đáng kể hoạt tính xúc
tác quang của vật liệu tổ hợp có thể coi là sự kết hợp của quá trình
xúc tác quang và phản ứng Fenton.
 ng ca pH
Tại pH=5, bề mặt vật liệu có điện tích âm, và khả năng phân hủy
chất màu của xúc tác lúc này là lớn nhất.
 Kh i và tái s dng xúc tác
Tính chất từ của vật liệu đã được khai thác trong việc thu hồi xúc
tác. Xúc tác đã được thu hồi đơn giản, tiết kiệm và hiệu quả bằng từ
trường (nam châm) với hiệu suất thu hồi đạt đến 94%. Vật liệu tổ
24

hợp CoFe
2
O
4
/BaTiO
3
đã thể hiện hiệu quả xúc tác quang tốt sau 5 lần
sử dụng với hiệu quả xử lý sau lần thứ 5 là 83,6%.
KẾT LUẬN
Các kết quả chính của luận án được tóm tắt như sau:
1. Đã tổng hợp thành công các hệ vật liệu đơn bằng các phương pháp
hóa học ướt, bao gồm: SrFe
12
O
19
, La

4
,
SrFe
12
O
19
/La
1-x
Ca
x
MnO
3
(x=0,1; 0,375 và 0,5) và CoFe
2
O
4
/BaTiO
3

đã được chế tạo theo các quy trình 2 bước. Kết quả XRD và tính toán
Rietveld cho thấy trong tất cả các hệ vật liệu tổ hợp đều chỉ có mặt
hai pha gồm vật liệu lõi và vỏ, không có pha nào khác xuất hiện
trong quá trình tổng hợp.
3. Cấu trúc lõi-vỏ của vật liệu tổ hợp được quan sát, chứng minh qua
kết quả SEM, TEM, HR-TEM và nhiễu xạ điện tử. Tương tác giữa
hai pha trong vật liệu tổ hợp được thể hiện qua kết quả đo phổ hồng
ngoại FT-IR, các kết quả đo từ và hoạt tính xúc tác quang của vật
liệu (hệ CoFe
2
O

4
/BaTiO
3
đạt 99,3% sau 5 giờ chiếu sáng bằng tia UV, hiệu
quả quang xúc tác của BaTiO
3
chỉ mới đạt 50,7% sau thời gian trên.
Sự có mặt Fe
3+
còn làm cho khả năng quang xúc tác của vật liệu tổ
hợp được cải thiện hơn nữa khi kết hợp với quá trình oxi hóa tăng
cường của phản ứng Fenton. Ngoài ra, vật liệu còn có ưu điểm là dễ
dàng thu hồi bằng từ trường, là phương pháp thu hồi đơn giản, tiết
kiệm và hiệu quả.