Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
Tổng hợp các hạt perovskite ABO3 với A=La, Sr, Ca, Ce và B=Co, Mn, Zn bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao. Nghiên cứu sự hình thành cấu trúc perovskite, hình thái, kích thước hạt cho ba họ mẫu LaCoO3, La0.7Ca0.3MnO3 và La0.7Sr0.3MnO3 theo thời gian nghiền khác nhau. Nghiên cứu các thông số từ qua các phép đo từ nhiệt và từ trễ. Đánh giá hoạt tính xúc tác của một số mẫu qua thông số diện tích bề mặt riêng (hấp thụ vật lý khí N2) và phản ứng oxy hóa-khử. Đánh giá khả năng ứng dụng của phương pháp nghiền năng lượng cao phục vụ nghiên cứu cơ bản cũng như định hướng ứng dụng tại Việt Nam
Luận văn ThS. Vật liệu và Linh kiện Nanô -- Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2007
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Cấu trúc và tƣơng tác từ trong các perovskite
1.1.1. Cấu trúc perovskite
1.1.2. Các tƣơng tác từ trong các manganite
 Tƣơng tác siêu trao đổi SE
 Tƣơng tác trao đổi kép DE
1.1.3. Các cấu trúc từ trong các manganite
1.2. Các tƣơng tác từ trong tập hợp các hạt nanô từ
1.2.1. Các hạt nanô đơn đô men không tƣơng tác
1.2.2. Các hạt đơn đô men tƣơng tác
1.3. Sơ lƣợc về tính chất xúc tác của vật liệu perovskite
1.3.1. Đặc điểm của hiện tƣợng xúc tác
1.3.2. Tƣơng tác trung gian trong xúc tác dị thể
1.3.3. Vật liệu xúc tác nanô cấu trúc perovskite
1.3.4. Các phƣơng pháp khảo sát chất xúc tác
 Các tính chất vật lý của chất xúc tác
 Các tính chất hóa học của khối xúc tác
1.4. Nghiền cơ và hợp kim cơ
1.4.1. Nguyên lý chung của phƣơng pháp hợp kim cơ
1.4.2. Quá trình hợp kim cơ
1.4.3. Các vật liệu cấu trúc nanô
1.4.4. Các đặc trƣng của vật liệu bột
1.4.5. Những ứng dụng kỹ thuật của phƣơng pháp hợp kim cơ
1.4.6. Những vấn đề tồn tại của phƣơng pháp hợp kim cơ
MA.
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1 Khảo sát các điều kiện tạo mẫu
2.1.1. Máy nghiền năng lƣợng cao SPEX 8000D Mixer / Mill
2.1.2 Ảnh hƣởng của kích thƣớc bình và bi
2.1.3. Ảnh hƣởng của tỉ lệ trọng lƣợng bi: bột
2.2. Các phƣơng pháp đánh giá đặc trƣng mẫu
2.2.1 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X
2.2.2 Phƣơng pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
2.2.3 Kính hiển vi điện tử quét (SEM)
2.3. Các phép đo từ
2.3.1. Phép đo từ độ phụ thuộc nhiệt độ và từ trƣờng
2.3.2. Phép đo độ cảm từ xoay chiều
2.4. Các phƣơng pháp khảo sát chất xúc tác
 Phƣơng pháp hấp thụ vật lý
 Chƣơng trình nhiệt độ phản ứng trên bề mặt TPSR
CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
3.1. Phân tích cấu trúc, hình thái và kích thƣớc hạt
3.2. Các tính chất từ
3.2.1 Độ từ hóa phụ thuộc từ trƣờng và phụ thuộc nhiệt độ
3.2.2. Động học spin
3.3. Hoạt tính xúc tác của vật liệu perovskite
3.3.1. Xác định diện tích bề mặt riêng
3.3.2. Tính chất ôxy hóa-khử
KẾT LUẬN
Danh mục công trình của tác giả
Tài liệu tham khảo
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây đã có nhiều công trình nghiên cứu được công bố
thuộc về các vật liệu perovskite liên quan đến những tính chất điện-từ, tính nhạy
khí… của chúng. Những thành tựu nghiên cứu thu được đã mở ra những triển
vọng ứng dụng rất lớn trong xử lý thông tin, làm các vật liệu xúc tác cho: pin
nhiên liệu, xử lý khí thải môi trường và đặc biệt chúng được xem là những vật
liệu thông minh cho các ứng dụng trong y sinh.
Các vật liệu perovskite ABO3 (thông thường A là các nguyên tố đất hiếm
và B là các kim loại chuyển tiếp) khi được thay thế một phần đất hiếm bằng các
kim loại có hóa trị 2+ như Ba, Ca, Sr (còn gọi là pha tạp lỗ trống)… thể hiện
những tính chất điện từ hết sức thú vị. Về tính chất điện, vật liệu có thể là điện
môi, bán dẫn hay thể hiện tính kim loại. Còn về tính chất từ, chúng có thể là sắt
từ, phản sắt từ, thủy tinh spin hay siêu thuận từ. Tất cả các tính chất điện từ nêu
trên không chỉ phụ thuộc vào bản chất từng vật liệu cụ thể với mức độ pha tạp
khác nhau, kích thước hạt mà còn phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài như: từ
trường, nhiệt độ, điện trường, áp suất, môi trường khí…
Các vật liệu perovskite với vị trí B = Mn (gọi là các manganite) đã thu hút
sự nghiên cứu mạnh mẽ từ khi phát hiện hiệu ứng từ trở lớn (CMR) trên họ
vật liệu này. Hiệu ứng CMR xảy ra phát triển nhất gần nhiệt độ chuyển pha sắt từ-
thuận từ Tc đi kèm với một chuyển pha kim loại - điện môi tại nhiệt độ Tp. Ngoài
ra đối với các mẫu đa tinh thể người ta còn thấy hiệu ứng CMR tại vùng nhiệt độ
thấp, trong từ trường thấp. Song song với việc nghiên cứu các vật liệu dạng
khối, các vật liệu manganite dạng màng mỏng cũng được nghiên cứu rất nhiều
trong lĩnh vực nanô từ và spin tử nhờ sự tiến bộ vượt bậc của các kỹ thuật lắng
đọng màng mỏng và các kỹ thuật khắc. Hiện tại nhiều tiến bộ đã được thực hiện
trong công nghệ sensor (dùng trong công nghiệp ôtô hay lưu trữ dữ liệu) đều
dựa trên những tính chất quí giá của các màng từ đa lớp, các cấu trúc micro
nanô. Các tính chất điện - từ của các manganite đã được giải thích bằng nhiều
cơ chế khác nhau như: hiện tượng méo mạng tinh thể, cơ chế trao đổi kép, do sự
bất đồng nhất và sự tách pha trong vật liêu, sự đồng tồn tại và cạnh tranh của các
tương tác trái dấu trong vật liệu… Nghiên cứu các tính chất điện từ của các
manganite là một chủ đề thu hút sự quan tâm lớn của cộng đồng các nhà nghiên
cứu trong lĩnh vực từ trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Cho đến nay vật liệu
này đang là một lĩnh vực nghiên cứu sôi động trên cả hai khía cạnh: nghiên cứu
cơ bản và ứng dụng. Các vật liệu perovskite dạng hạt có kích thước nanô (trong
khoảng từ (1÷100 nm) cũng được quan tâm bởi những tính chất lý, hóa lý thú
chỉ xuất hiện trong dải kích thước này. Khi các hạt có kích thước nanô tỉ phần bề
-2-
mặt/ khối trở nên rất lớn. Về tính chất từ các hạt nanô perovskite thể hiện tính
siêu thuận từ tương tác, tính sắt từ yếu. Về tính chất dẫn, chúng là các chất dẫn
điện tử.
Các hạt perovskite đã được nghiên cứu chế tạo bằng nhiều phương pháp
khác nhau như: Các phương pháp hóa ướt (sol-gel, đồng kết tủa,...) và các
phương pháp hóa khô (nghiền cơ…). Tổng hợp perovskite bằng phương pháp
nghiền cơ năng lượng cao là một phương pháp đơn giản và hiệu quả, không đòi
hỏi các bước xử lý nhiệt tiếp theo. Các vật liệu nhận được bằng phương pháp
này có bề mặt riêng rất lớn và mật độ sai hỏng mạng cao, bởi thế chúng rất phù
hợp cho các ứng dụng với vai trò như các chất xúc tác và các chất dẫn điện tử.
Gần đây tại các phòng thí nghiệm ở Việt Nam các hạt perovskite ABO3 đã được
tổng hợp chủ yếu bằng phương pháp hóa ướt. Trong khi đó phương pháp nghiền
cơ năng lượng cao cũng đã được sử dụng nhưng kết quả thu được còn chưa đầy
đủ, còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết. Dựa vào điều kiện thiết bị, tài liệu
tham khảo, khả năng cộng tác nghiên cứu với các nhóm nghiên cứu ở trong
nước và nước ngoài chúng tui đã lựa chọn đề tài cho luận văn là: Nghiên cứu
một số vật liệu nanô perovskite chế tạo bằng phương pháp nghiền cơ năng
lượng cao.
Mục tiêu của luận văn:
• Tổng hợp các hạt perovskite ABO3 với A= La, Sr, Ca, Ce và B = Co,
Mn, Zn bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao.
• Nghiên cứu sự hình thành cấu trúc perovskite, hình thái, kích thước hạt
cho ba họ mẫu LaCoO3 , La0.7Ca0.3MnO3 và La0.7Sr0.3MnO3 theo thời
gian nghiền khác nhau.
• Nghiên cứu các thông số từ qua các phép đo từ nhiệt và từ trễ.
• Đánh giá hoạt tính xúc tác của một số mẫu qua thông số diện tích bề mặt
riêng (hấp thụ vật lý khí N2) và phản ứng ôxy hóa- khử.
• Đánh giá khả năng ứng dụng của phương pháp nghiền năng lượng cao
phục vụ công việc nghiên cứu cơ bản cũng như định hướng ứng dụng tại
Việt Nam.
Nội dung và phương pháp nghiên cứu:
Luận văn được tiến hành bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. Các
mẫu được chế tạo và nghiên cứu các tính chất từ tại Phòng thí nghiệm Vật lý
các Vật liệu từ - Siêu dẫn thuộc Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và
Công nghệ Việt Nam và Viện Vật lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Sinica,
Teipei, Đài Loan. Cấu trúc mẫu được khảo sát qua phổ nhiễu xạ tia X, hình thái
và kích thước hạt được nghiên cứu sơ bộ bằng các ảnh hiển vi điện tử quét phân
giải cao thực hiện trên các thiết bị hiện có tại Viện Khoa học Vật liệu. Các
nghiên cứu sâu hơn về hình thái và kích thước của một số mẫu được thực hiện
trên hệ kính hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao tại Viện Vật lý thuộc
Trường Đại học Kỹ thuật Tổng hợp Chemnitz (Cộng hòa Liên bang Đức). Các
phép xác định hoạt tính xúc tác, diện tích bề mặt riêng của vật liệu được thực
hiện tại Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng và Viện Công nghệ Hóa học thuộc
Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam tại thành phố Hồ Chí Minh.
Bố cục của luận văn: Luận văn gồm 62 trang, bao gồm các phần: lời cảm
ơn, danh sách các chữ viết tắt, các kí hiệu.
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
KẾT LUẬN
Danh mục công trình của tác giả
Tài liệu tham khảo
Các kết quả chính của luận văn đã được công bố trong 8 bài báo trên các
tạp chí và báo cáo tại hội nghị chuyên ngành trong nước và quốc tế.

/file/d/0B7oUCI ... sp=sharing

---