TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO HẠT NANO CoxFe3-xO4 SỬ DỤNG MA TRẬN PLACKETT-BURMAN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁP ỨNG BỀ MẶT

140 lượt xem

Tóm tắt

Trong công trình này, chúng tôi đã tối ưu hóa các thông số cho quá trình tổng hợp hạt nano Co_xFe_3-xO₄ bằng phương pháp thủy nhiệt sử dụng thiết kế thí nghiệm Plackett-Burman và phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) theo mô hình Box-Behnken. Kết quả cho thấy, nhiệt độ, nồng độ NaOH, tỷ lệ số mol ion Co²⁺/Fe³⁺ là ba yếu tố có ảnh hưởng mạnh nhất (p < 0.05) lên quá trình tổng hợp hạt nano Co_xFe_3-xO₄ và tính chất từ của vật liệu thu được. Sau khi sàng lọc, các yếu tố này được tối ưu hóa bằng phương pháp đáp ứng bề mặt theo mô hình Box-Behnken, giá trị tối ưu cho nhiệt độ nung là 570 ^oC, nồng độ NaOH là 3M, tỉ lệ số mol ion Co²⁺/Fe³⁺ là 1:2, khi đó, từ độ bão hòa thu được lớn nhất đạt 63,67 emu/g ở nhiệt độ phòng. Mô hình này được kiểm nghiệm thông qua thực nghiệm, giá trị từ độ bão hòa M_s là 62,14 emu/g và 60,03 emu/g tương ứng với lực kháng từ H_c thấp 11 Oe và 32 Oe. Các đặc trưng của mẫu Co_xFe_3-xO₄ được khảo sát bằng kỹ thuật từ kế mẫu rung (VSM). Thí nghiệm đa yếu tố theo ma trận Plackett-Burman kết hợp với phương pháp đáp ứng bề mặt theo mô hình Box-Behnken được đánh giá là công cụ phù hợp để tối ưu hóa giá trị các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp hạt nano Co_xFe_3-xO₄.