TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CHUYÊN NGÀNH HỢP KIM – KIM LOẠI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN TỔNG HỢP ĐẾN CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA NANO COMPOSITE MoS2/GRAPHENE OXIT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THUỶ NHIỆT Người hướng dẫn : TS Trần Văn Khải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hùng Nhân MSSV : V1202523 6/29/18 ` NỘI DUNG I SƠ LƯỢC LÝ THUYẾT II THỰC NGHIỆM III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN IV TỔNG KẾT 6/29/18 I SƠ LƯỢC LÝ THUYẾT 6/29/18 Molybden disulfua (MoS2) - Là hợp chất vô bao gồm nguyên tử molydbden nguyên tử lưu huỳnh Molybden disulfua tự nhiên tồn khoáng chất Hình 2.1: Molybden disulfua thể rắn thạch anh 6/29/18 Một vài thông số đặc trưng Molybden disulfua Tính dẫn điện Bán dẫn Năng lượng vùng cấm 1.8 eV(đơn lớp), 1.29 (đa lớp) Độ nóng chảy o 1185 C cao Hệ số ma sát nạp/xả 0.15 1T 2H 6/29/18 3R Dạng 2H – MoS2 có sở gồm sáu ion âm lưu huỳnh bao quanh ion dương Mo nằm trung tâm liên kết với liên kết cộng hoá trị bền chặt Khoảng cách lớp khoảng 0.65 nm 6/29/18 Graphene Graphene là phẳng dày ~ 0,62 nm lớp nguyên tử các nguyên tử carbon với liên kết sp 6/29/18 Cấu trúc graphene lớp cacbon hợp thành mạng hình lục giác (kiểu tổ ong), với khoảng cách C- C 0,142 nm Tính chất graphene cải tiến, thay đổi cách biến tính đưa thêm số nguyên tử vào không gian mạng thay cho số nguyên tử carbon để tạo thành cấu trúc graphene kết hợp với kim loại, hợp kim, ơxít hợp chất polymer để tạo thành vật liệu composite 6/29/18 a b c Graphene MoS2 Bản thân graphene chất trơ hoá họ, cấu tạo từ nguyên tử cacbon xếp mang lưới tổ ong Còn Molybden disulfua bao gồm ba lớp nguyên tử, lớp molybden kẹp hai lớp lưu huỳnh, với liên kết phân tử mạnh (liên kết phối hợp) liên kết lớp yếu, linh hoạt mặt hố học, kết hợp với nhiều loại vật liệu Giống cấu trúc graphene, MoS2 có cấu trúc 2D dạng đơn lớp gọi 2H – MoS2 6/29/18 Lý chọn phương pháp thuỷ nhiệt - Phương pháp thủy nhiệt hỗ trợ cho việc chế tạo hạt nano đơn phân tử đa phân tử đồng mà phương pháp hấp dẫn để chế tạo vật liệu nano lai nano composite mà ta làm điều kiện thường - Sở hữu ưu điểm như: dễ dàng kiểm soát thành phần chất tham gia phản ứng, sản phẩm thu có độ tinh khiết cao, tinh thể đối xứng, kích cỡ hạt đồng nhỏ μm,… - Điều kiện phòng thí nghiệm trường đại học Bách Khoa HCM có giới hạn nên sử dụng phương pháp thuỷ nhiệt lựa chọn ưu tiên hàng đầu 6/29/18 10 o Mẫu số 6: 240 C, 24h A1g 403,892 Cưởng độ (cnt) 374,950 D 1324,250 G 1602,100 -1 Tần số (cm ) 6/29/18 36 A1g Cưởng độ (cnt) 403,892 374,950 -1 Tần số (cm ) 6/29/18 37 D 1324,250 G Cưởng độ (cnt) 1602,100 -1 Tần số (cm ) 6/29/18 38 Phổ xác định số lớp graphene oxit Phổ Raman dùng để xác định số lớp MoS2 6/29/18 39 Phổ PL Mẫu số 3: 180oC, 24h Cường độ (cnts) 676.887 Bước sóng (nm) 6/29/18 40 Phổ PL o Mẫu số 5: 240 C, 16h Cường độ (cnts) 676.257 Bước sóng (nm) 6/29/18 41 Phổ PL o Mẫu số 6: 240 C, 24h Cường độ (cnts) 676.657 Bước sóng (nm) 6/29/18 42 Phổ UV Độ hấp thụ (a.u) o Mẫu số 3: 180 C, 24h Bước sóng (nm) 6/29/18 43 Phổ UV o Mẫu số 5: 240 C, 16h D 284,612 A Độ hấp thụ (a.u) 613,223 E B 220,346 672,478 Bước sóng (nm) 6/29/18 44 Phổ UV o Mẫu số 6: 240 C, 24h D 285,125 A Độ hấp thụ (a.u) 614,772 E A E 614,772 219,012 219,012 B 671,242 B 671,242 Bước sóng (nm) 6/29/18 45 Tính chất quang vật liệu thu Vùng lượng MoS2/Graphene oxit phổ PL 6/29/18 46 Bằng công thức E = 1240/λ phổ UV- vis ta tính mật độ lượng MoS2/Graphene mẫu thí nghiệm E giao động từ 1.8 eV đến 2.0 eV sát với kết báo tham khảo Có thể thấy mẫu vật liệu tổng hợp có tính chất bán dẫn tốt để ứng dụng vào pin điện cực hay cảm biến tương lai Bằng cách sử dụng phổ Raman để xác định lớp MoS2, tạo tương ứng với độ tương phản quang học chúng Với ánh sáng kích thích 632,81 nm, chênh lệch lượng đỉnh A1g E2g Raman (Δ) 28,942 cm -1 Chúng ta xác định số lớp mẫu vật liệu MoS2/Graphene oxit – lớp Độ tương phản bước sóng Raman với độ tương phản bước sóng quang học gần Do khẳng định kết phổ quang học mẫu vật liệu xác Từ cho thấy tính chất quang mẫu vật liệu tốt 6/29/18 47 IV KẾT LUẬN 6/29/18 48 • Hồn thành quy trình tổng hợp nano composite MoS 2/Graphene oxit phương pháp thuỷ nhiệt • Tổng hợp thành công vật liệu nano composite MoS2/Graphene oxit khoảng thời gian lựa chọn • Vật liệu tổng hợp đánh giá phương pháp như: Ảnh SEM, ảnh TEM, phổ XRD, phổ Raman, phổ UV, phổ PL, phổ EDS • Kết rằng: vật liệu thu có hàm lượng tỷ lệ C : O Mo : S 5.78 : 1: 2.13 phù hợp với kết báo tham khảo • Vật liệu MoS2/Graphene oxit tổng hợp có bề dày khoảng - lớp dạng 2H – MoS (dạng tốt MoS2) • Đánh giá tính chất quang vật liệu thu 6/29/18 49 Cám ơn Thầy bạn quan tâm lắng nghe!! ... phối hợp) liên kết lớp yếu, linh hoạt mặt hoá học, kết hợp với nhiều loại vật liệu Giống cấu trúc graphene, MoS2 có cấu trúc 2D dạng đơn lớp gọi 2H – MoS2 6/29/18 Lý chọn phương pháp thuỷ nhiệt. .. để tạo thành cấu trúc graphene kết hợp với kim loại, hợp kim, ơxít hợp chất polymer để tạo thành vật liệu composite 6/29/18 a b c Graphene MoS2 Bản thân graphene chất trơ hoá họ, cấu tạo từ nguyên... phương pháp thuỷ nhiệt - Phương pháp thủy nhiệt hỗ trợ cho việc chế tạo hạt nano đơn phân tử đa phân tử đồng mà phương pháp hấp dẫn để chế tạo vật liệu nano lai nano composite mà ta làm điều