TRÍCH YẾU LUẬN ÁN a) Tóm tắt mở đầu: Tên tác giả: Phạm Văn Tòng Tên luận án: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu WO3 cấu trúc nano phương pháp hóa nhằm ứng dụng cảm biến khí NO2 NH3” Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 62440123 Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội b) Nội dung trích yếu: ─ Mục đích đối tương nghiên cứu luận án  Nghiên cứu tổng hợp thành công cấu trúc nano vật liệu WO3 phương pháp thủy nhiệt nhiệt dung môi với khả điều khiển hình thái học kích thước cấu trúc nano  Chế tạo loại cảm biến sở màng nhạy khí vật liệu nano WO3 có cấu trúc hình thái học khác đồng thời khảo sát so sánh tính chất nhạy khí chúng NO2 NH3 để từ đưa hướng lựa chọn vật liệu phù hợp ứng dụng cho chế tạo cảm biến khí có độ đáp ứng cao, độ nhạy độ chọn lọc cao  Nghiên cứu biến tính thành công hạt nano Pd bề mặt vật liệu nano WO3 phương pháp hóa, đồng thời khảo sát tính chất nhạy khí cảm biến sở vật liệu nano WO3 biến tính khí NH3, từ phát triển cảm biến NH3 độ nhạy cao  Làm sáng có hiểu biết sâu sắc chế nhạy khí vật liệu biến tính không biến tính sở so sánh thông số đặc trưng cảm biến nano WO3 không biến tính với cảm biến WO3 biến tính bề mặt hạt nano Pd ─ Các phương pháp nghiên cứu sử dụng Luận án thực sở kết nghiên cứu thực nghiệm hệ thống công trình nghiên cứu công bố Cụ thể, phương pháp hóa ướt thủy nhiệt, nhiệt dung môi khử trực tiếp lựa chọn để chế tạo vật liệu Các công nghệ màng dày phun phủ, in lưới nhỏ phủ lựa chọn để chế tạo cảm biến Hình thái vật liệu, vi cấu trúc vật liệu tiến hành phân tích kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FE-SEM), hiển vi điện tử truyền qua (TEM), hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao (HR-TEM) giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) Tính chất nhạy khí cảm biến nghiên cứu qua phép đo điện trở màng nhạy khí theo thời gian môi trường không khí khô so với môi trường khí đo hệ đo nhạy khí Viện Đào tạo Quốc tế Khoa học Vật liệu (ITIMS), Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Các nồng độ khí chuẩn dùng cho nghiên cứu tạo theo nguyên lý trộn thể tích điều khiển lưu lượng khí (MFC) từ khí chuẩn ban đầu ─ Các kết luận án:  Bằng phương pháp thủy nhiệt nhiệt dung môi tác giả tổng hợp nhiều cấu trúc nano WO3 có hình thái khác Đặc biệt, phương pháp thủy nhiệt tác giả điều khiển kích thước hình thái bó nano với nano có đường kính trung bình khoảng 20 nm Còn phương pháp nhiệt dung môi tác giả tổng hợp, điều khiển dây nano có đường kính nhỏ cỡ 10 nm, dây nano tự xếp thành bó dạng hoa phụ thuộc vào độ nhớt môi trường nhiệt dung môi  Tác giả khảo sát tính chất nhạy khí cảm biến sở vật liệu nano WO3 có cấu trúc hình thái khác với hai loại khí độc khí ôxy hóa NO2, khí khử NH3 tính chọn lọc cảm biến tác giả khảo sát  Bằng phương pháp khử trực tiếp, tác giả biến tính thành công hạt nano Pd lên bề mặt nano WO3 với mật độ khác nhằm cải thiện hiệu suất cho cảm biến khí NH3 Cơ chế nhạy khí cảm biến sở vật liệu WO3 Pd-WO3 tác giả làm bàn luận sáng tỏ khuôn khổ luận án  Các kết nghiên cứu luận án công bố 04 bào báo tạp chí quốc tế thuộc hệ thống SCI (02 tạp chí Sensors and Actuators B, IF2014=4.1; 01 tạp chí RSC Advance IF2014=3.8 01 tạp chí Science of Advanced Materials IF2014=2.59) Ngoài ra, số kết công bố tạp chí nước kỷ yếu hội nghị ─ Kết luận:  Đã chế tạo thành công nhiều cấu trúc nano WO3 có hình thái kích thước khác phương pháp thủy nhiệt Năm hệ cảm biến sở cấu trúc hình thái khác WO3 chế tạo phương pháp nhỏ phủ ký hiệu pH15180; pH20-180; pH25-180; pH30-180 pH20-200 Các cảm biến khảo sát tính chất nhạy khí với NO2 NH3 Kết khảo sát cho thấy cảm biến pH20-180 sở bó nano với có đường kính khoảng 20 nm sau thủy nhiệt cho độ đáp ứng khí tốt với khí NO2 NH3 nhiệt độ làm việc tương ứng 200 oC 400 oC Cảm biến pH20-180 cho độ ổn định tốt khí khí ôxy hóa NO2 khí khử NH3 Đã làm sáng tỏ mối liên hệ hình thái vi cấu trúc tính nhạy khí NO2, NH3 vật liệu  Bằng phương pháp nhiệt dung môi tổng hợp dây nano có đường kính nhỏ (cỡ 10 nm), độ nhớt dung môi lớn (cyclohexanol) dây nano xếp thành dạng bó độ nhớt nhỏ (ethanol) dây nano có xu hướng phát triển tự tự vướng vào tạo hình thái dạng hoa Hai loại cảm biến sở bó dây nano (Sensor-B) hoa nano WO3 (Sensor-H) chế tạo phương pháp nhỏ phủ Đối với khí NO2 Sensor-B cho độ đáp ứng cao Sensor-H, với khí NH3 Sensor-H lại cho độ đáp ứng cao Sensor-B tất nhiệt độ làm việc tất nồng độ khí đo Tính chất nhạy khí khác hai cảm biến (Sensor-B Sensor-H) tác giả giải thích sở ảnh hưởng kich thước tinh thể mối liên hệ với vùng nghèo hạt tải  Đã nghiên cứu biến tính thành công hạt nano Pd bề mặt nano WO3 phương pháp khử trực tiếp Mật độ hạt nano Pd bề mặt nano WO3 điều khiểm cách thay đổi khối lượng muối PdCl2 Cảm biến khí sở nano Pd-WO3 tăng độ đáp ứng khí NH3 lên lần so với cảm biến nano WO3 Ngoài việc cải thiện độ đáp ứng, cảm biến sở nano Pd-WO3 giảm nhiệt độ làm việc ứng với độ đáp ứng cao từ 400 oC xuống 300 oC Đã làm sáng tỏ chế cải thiện tính nhạy khí NH3 cảm biến WO3 biến tính hạt nano Pd Hà nội, ngày 15 tháng 04 năm 2016 TM Tập thể hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Đức Hòa Nghiên cứu sinh Phạm Văn Tòng