Chế tạo, nghiên cứu tính chất quang, từ của vật liệu nano CoAl2O4 cấu trúc spinel
211 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.89.2023.110-116Từ khóa:
Spinel; Tính chất quang; Tính chất từ; CoAl2O4; In màu.Tóm tắt
Các nano tinh thể (NC) CoAl2O4 cấu trúc spinel với kích thước hạt từ 54 - 60 nm đã được chế tạo thành công bằng phương pháp sol-gel kết hợp với phản ứng pha rắn. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung mẫu đến các tính chất quang, từ, cấu trúc và kích thước hạt được nghiên cứu chi tiết. Cấu trúc spinel và kích thước của các NC CoAl2O4 được xác nhận và tính toán thông qua giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD). phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại và tán xạ Raman được sử dụng để khảo sát đặc trưng dao động và các nhóm liên kết của các NC CoAl2O4. Các tính chất hấp thụ và phát quang của các NC CoAl2O4 đã được khảo sát thông qua các phép đo phổ hấp thụ và quang huỳnh quang. Phép đo đường cong từ trễ được sử dụng để xác định bản chất từ tính của vật liệu. Nghiên cứu này cung cấp thông tin mới về các tính chất quang, từ và triển vọng ứng dụng vật liệu nano CoAl2O4 trong lĩnh vực in màu kỹ thuật số.
Tài liệu tham khảo
[1]. T. Wu, S. Sun, J. Song, et al, “Iron-facilitated dynamic active-site generation on spinel CoAl2O4 with self-termination of surface reconstruction for water oxidation”, Nat. Catal, Vol. 2, pp. 763–772, (2019). DOI: https://doi.org/10.1038/s41929-019-0325-4
[2]. S. Khademolhoseini, R. Talebi, “Green synthesis and characterization of cobalt aluminate nanoparticles and its photocatalyst application”, J. Mater. Sci. Mater. El, Vol. 27, pp. 2938–2943, (2016). DOI: https://doi.org/10.1007/s10854-015-4113-x
[3]. T. Gholami, M. Salavati-Niasari, S. Varshoy, “Investigation of the electrochemical hydrogen storage and photocatalytic properties of CoAl2O4 pigment: Green synthesis and characterization”, Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 41, pp. 9418–9426, (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.03.144
[4]. J. Li, M.J. Xu, G. Yao, B. Lai, “Enhancement of the degradation of atrazine through CoFe2O4 activated peroxymonosulfate (PMS) process: kinetic, degradation intermediates, and toxicity evaluation”, Chem. Eng. J, Vol. 348, pp. 1012–1024, (2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.05.032
[5]. X. Duan, M. Pan, F. Yu, D. Yuan, “Synthesis, structure and optical properties of CoAl2O4 spinel nanocrystals”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 509, pp. 1079–1083, (2011). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.09.199
[6]. D. L. Wei, Z. L. Jia, K. G. Jing, “Synthesis and characterization of nanocrystalline CoAl2O4 spinel powder by low temperature combustion”, J. Eur. Ceram. Soc, Vol. 23, pp. 2289, (2003). DOI: https://doi.org/10.1016/S0955-2219(03)00081-5
[7]. Y. Zhao, H. Z. An, J. Feng, Y. M. Ren, J. Ma, “Impact of Crystal Types of AgFeO2 Nanoparticles on the Peroxymonosulfate Activation in the Water”, Environ. Sci. Technol, Vol. 53, pp. 4500–4510, (2019). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.est.9b00658
[8]. T. Yu, Z X Shen, Y. Shi, J Ding, “Cation migration and magnetic ordering in spinel CoFe2O4 powder: micro-Raman scattering study”, J. Phys. Condense Matter, Vol. 14, pp. 613, (2002). DOI: https://doi.org/10.1088/0953-8984/14/37/101
[9]. L. Torkian, M. Daghighi, “Effects of β-alanine on morphology and optical properties of CoAl2O4 nanopowders as a blue pigment”, Adv. Powder technol, Vol. 25, pp. 739-744, (2014). DOI: https://doi.org/10.1016/j.apt.2013.11.003
[10]. A. Irshad, M. Shahid, S. M. El-Bahy, I. H. El-Azab, G. A.M. Mersal, M. M. Ibrahim, P. O. Agboola, I. Shakir , “Nickel doped CoAl2O4@CNT nanocomposite: Synthesis, characterization, and evaluation of sunlight driven catalytic studies”, Phys. B: Condensed Matter, Vol. 636 , pp. 413873, (2022). DOI: https://doi.org/10.1016/j.physb.2022.413873
[11]. I. T. Ho, K. C. Chang, D. Tiparti, A. C. Yeh, S. Tin, “Toward the Understanding of CoAl2O4 Additions on the Formation of Microstructure in Alloy 718 Processed by Laser Powder Bed Fusion”, Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 54, pp. 23–38, (2023). DOI: https://doi.org/10.1007/s11661-022-06876-y
[12]. S. Cava, S. M. Tebcherani, S. A. Pianaro, C. A. Paskocimas, E. Longo, J. A.Varela, “Structural and spectroscopic analysis of γ-Al2O3 to α-Al2O3-CoAl2O4 phase transition”, Mater. Chem. Phys, Vol. 97, pp. 102-108, (2006). DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2005.07.057
[13]. D. Rangappa, S. Ohara, T. Naka, A. Kondo, M. Ishii, T. Adschiri, “Synthesis and organic modification of CoAl2O4 nanocrystals under supercritical water conditions”, Journal of Materials Chemistry, Vol. 17, pp. 4426–4429, (2007). DOI: https://doi.org/10.1039/b705760a
[14]. M. S. Niasari, M. F. Khouzani, F. Davar, “Bright blue pigment CoAl2O4 nanocrystals prepared by modified sol–gel method”, J. sol-gel Sci. technol, Vol. 52, pp. 321-327, (2009). DOI: https://doi.org/10.1007/s10971-009-2050-y
[15]. L. Fei, W. Zhang, L. He, X. Bai, Y. Song , Y. Zhao. “3D porous flower-like CoAl2O4 to boost the photocatalytic CO2 reduction reaction”, J. Mater. Chem. A, Vol. 11, pp. 2826-2835, (2023). DOI: https://doi.org/10.1039/D2TA08947E
[16]. N. Srisawad, W. Chaitree, O. Mekasuwandumrong, P. Praserthdam, J. Panpranot, “Formation of CoAl2O4 nanoparticles via low-temperature solid-state reaction of fine gibbsite and cobalt precursor”, Journal of Nanomaterials, Vol. 2012, 108369, 8 pages, (2012). DOI: https://doi.org/10.1155/2012/108369
[17]. M. Zayat, D. Levy, “Blue CoAl2O4 Particles Prepared by the Sol−Gel and Citrate−Gel Methods”, Chemistry of Materials, Vol. 12, pp. 2763–2769, (2000). DOI: https://doi.org/10.1021/cm001061z
[18]. R. Chueachot, R. Nakhowong, “Synthesis and optical properties of blue pigment CoAl2O4 nanofibers by electrospinning”, Materials Letters, Vol. 259, pp. 126904, (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.126904
[19]. S. Guo, H. Tang, L. You, H. Zhang, J. Li, K. Zhou, “Combustion synthesis of mesoporous CoAl2O4 for peroxymonosulfate activation to degrade organic pollutants”, Chinese Chemical Letters, Vol. 32 , pp. 2828-2832, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cclet.2021.01.019
[20]. K. S. Ahn, Y. Yan, M. S. Kang, J. Y. Kim, S. Shet, “CoAl2O4–Fe2O3CoAl2O4–Fe2O3 p-n-nanocomposite electrodes for photoelectrochemical cells”, Appl. Phys. Lett, Vol. 95, pp. 022116, (2009).
[21]. L. Weizhong, Q. Qiu, F. Wang, S. Wei, B. Liu, Z. Luo, “Sonochemical synthesis of cobalt aluminate nanoparticles under various preparation parameters”, Ultrasonics Sonochemistry, Vol. 17, pp. 793–801, (2010). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2010.01.018
[22]. G. Y. Lee, K. H. Ryu, H. G. Kim, Y. Y. Kim, “The Preparation of Blue CoAl2O4 Powders by the Malonate Method: The Effect of the Amount of Malonic Acid Used, the Formation Pathway of CoAl2O4 Crystallites”, Bull. Korean Chem. Soc, Vol. 30, pp. 373, (2009). DOI: https://doi.org/10.5012/bkcs.2009.30.2.373
[23]. K. Agilandeswari, A. R. Kumar, “Synthesis, Characterisation, Synthesis, characterisation, optical and luminescence properties of CoAl2O4”, Solid State Physics AIP Conf. Proc 1665, 120022, (2015). DOI: https://doi.org/10.1063/1.4918129
[24]. J. Chandradassa, M. Balasubramanianb, K. H. Kim, “Size effect on the magnetic property of CoAl2O4 nanopowders prepared by reverse micelle processing”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 506, pp. 395–399, (2010). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.07.014
[25]. S. Sun, H. Zheng, D. B. Robinson, S. Raoux, P. M. Rice, S. X. Wang, G. Li, “Monodisperse MFe2O4 (M = Fe, Co, Mn) Nanoparticles”, J. Am. Chem. Soc, Vol. 126, pp. 273–279, (2004). DOI: https://doi.org/10.1021/ja0380852
[26]. D. Yu, X. Sun, J. Zou, Z. Wang, F. Wang, K. Tang, “Oriented Assembly of Fe3O4 Nanoparticles into Monodisperse Hollow Single-Crystal Microspheres”, J. Phys. Chem. B, Vol. 110, pp. 21667–21671, (2006). DOI: https://doi.org/10.1021/jp0646933
[27]. R. H. Kodama, “Magnetic nanoparticles”, J. Magn. Magn. Mater, Vol. 200, pp. 359–372, (1999). DOI: https://doi.org/10.1016/S0304-8853(99)00347-9
