Cải thiện tính chất sắt điện và sắt từ của vật liệu multiferroic tổ hợp trong ứng dụng phân hủy thuốc nhuộm tổng hợp

Tóm tắt

Vật liệu multiferroic tổ hợp xNi_0,6Zn0,4Fe₂O₄/(1-x) (0,5Ba(Zr_0,2Ti_0,8)O₃-0,5(Ba_0,7Ca_0,3)TiO₃) (ký hiệu là NZFO/BZT-BCT) với kích thước hạt trung bình khoảng 100 nm đã được chế tạo bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao kết hợp xử lý nhiệt. Kết quả nhiễu xạ tia X (XRD) cho thấy sự tồn tại đồng thời của 2 pha Ni_0,6Zn_0,4Fe₂O₄ (NZFO) và (0,5BaZr_0,2Ti_0,8O₃) - 0,5(Ba_0,7Ca_0,3TiO₃) (BZT-BCT) trong vật liệu multiferroic tổ hợp. Ở nhiệt độ phòng, vật liệu này còn thể hiện các tính chất từ tính đáng chú ý với độ từ dư (Mr) xấp xỉ 0,6 emu/g và độ từ hóa bão hòa (Ms) đạt khoảng 29,2 emu/g. Đặc biệt, vật liệu này còn cho thấy hoạt tính quang xúc tác vượt trội trong quá trình phân hủy Rhodamine B (RhB). Sau khi chiếu xạ bằng tia UV trong 180 phút, hiệu suất phân hủy RhB đạt tới 99%. Ngoài ra, thời gian phân hủy RhB cũng được đánh giá với tốc độ phân hủy kp của NZFO/BZT-BCT là 0,019 phút^-¹. Với những ưu điểm như quy trình chế tạo đơn giản, hiệu suất quang xúc tác cao và khả năng thu hồi dễ dàng bằng trường từ bên ngoài, vật liệu tổ hợp đa pha NZFO/BZT-BCT là ứng viên đầy triển vọng cho các ứng dụng xử lý môi trường bằng phương pháp quang xúc tác.