Tổng hợp vật liệu cấu trúc spinel nickel ferrite NIxFE3-xO4 bằng phương pháp sol-gel và khảo sát hoạt tính quang xúc tác

Abstract

Nano ferrite has been published by many previous studies because of its important properties such as magnetic materials and catalysts. In this study, nickel ferrite (Ni_xFe_3-xO₄) was prepared by sol-gel method with ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) as complex agent. The effect of parametters on material structure and properties were investigated such as EDTA (in acid and salt of sodium compounds), calcination temperature, calcination time, the molar ratio of nickel/iron. The XRD results showed that with calcination temperature higher 600 ^oC the product was formed with spinel structure and single phase. The product had narrow band gap value, about 1.52 eV. Its photocatalytic in wave lenght of visible light range was investigated with methylene blue solution at wave length of 578 nm and the decompositional yield about 83.4%.

Tóm tắt

Nano ferrite đã được nhiều nghiên cứu công bố do có nhiều ứng dụng quan trọng như làm vật liệu từ tính và vật liệu xúc tác. Trong nghiên cứu này, nickel ferrite (Ni_xFe_3-xO₄) được tổng hợp bằng phương pháp sol – gel với tác nhân tạo phức ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành cấu trúc và tính chất của vật liệu như EDTA (dạng axit và dạng muối của natri), nhiệt độ nung, thời gian nung, tỉ lệ mol nickel/sắt đã được khảo sát. Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) cho thấy các mẫu được nung ở nhiệt độ từ 600 ^oC trở lên trong thời gian 2 h đều ở dạng đơn pha cấu trúc spinel. Vật liệu có năng lượng vùng cấm (band gap) hẹp, khoảng 1,52 eV, thể hiện hoạt tính quang xúc tác trong vùng ánh sáng khả kiến, được đánh giá thông qua phản ứng phân hủy dung dịch màu methylene blue khi chiếu đèn với bước sóng 578 nm, hiệu suất phân huỷ khoảng 83,4%.