Synthesis and evaluation of nickel doped Co3O4 produced through hydrothermal technique

• Leydi Julieta Cárdenas Flechas ^[1] ; Angela Mercedes Raba Páez ^[2] ; Miryam Rincón Joya ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
  2. [2] Universidad Francisco de Paula Santander

     Universidad Francisco de Paula Santander

     Colombia

     
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 87, Nº. 213, 2020, págs. 184-191
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Síntesis y evaluación de Co3O4 dopado con níquel producido mediante la técnica hidrotermal
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  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    La síntesis de óxido de cobalto con dopaje de níquel al 4% se estudia en muestras obtenidas mediante técnica hidrotermal. Después del tratamiento térmico final a 300°C, el análisis de difracción de rayos X indicó la formación de óxido de cobalto espinela con una substitución completa de níquel en la red. Se encontró un tamaño promedio de cristalito de ~42 nm ~31 nm, así como un tamaño de partícula de ~20 nm y ~30 nm para Co3O4 y Co3-xNixO4, respectivamente. Los parámetros estructurales se establecieron mediante refinamiento Rietveld con una buena correspondencia entre el patrón simulado y el experimental con valores de X2 = 1.25 y GOF = 0.90 para Co3O4. La brecha de banda de energía se encontró a través de espectroscopía UV-Vis en dos regiones diferentes, los valores Eg1 y Eg2 varían entre 1.54 y 2.04eV para muestras dopadas con níquel. Los resultados SEM indicaron la formación de nanoestructuras con forma semicúbica y bastones irregulares. Parámetros tales como el tamaño del cristal, el tamaño de partícula, el área de superficie, así como la morfología del producto final dependen del dopaje

  • English

    The synthesis of undoped cobalt oxide and cobalt oxide with 4%nickel doping is studied in samples obtained through hydrothermal technique. After the final heat treatment at 300°C, X-ray diffraction analysis indicated the formation of cobalt spinel oxide with a complete replacement of nickel in the lattice. An average crystallite size of ~42 nm and ~31nm was found, as well as a particle size of ~ 20 nm and ~30 nm for Co3O4 and Co3-xNixO4, respectively. Structural parameters were established through Rietveld refinement with a good correspondence between the simulated and the experimental pattern with values of x2 = 1.25 and GOF = 0.90 for Co3O4. The energy band gap was found through UV-Vis spectroscopy in two different regions: Eg1 and Eg2 values vary between 1.54 and 2.04eV for samples doped with nickel. The SEM results indicated the formation of nanostructures with semi-cubic shape and irregular rods. Parameters such as crystal size, particle size, surface area, as well as morphology of the final product depend on doping