1. Trang chủ
  2. » Tất cả

Tom tat: Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và ôxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường

27 10 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và oxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường
Tác giả Vũ Văn Cát
Người hướng dẫn TS. Vũ Ngọc Phan, PGS. TS. Nguyễn Văn Quý
Trường học Trường đại học Bách khoa Hà Nội
Chuyên ngành Khoa học Vật liệu
Thể loại Luận án Tiến sỹ khoa học
Năm xuất bản 2021
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 27
Dung lượng 1,66 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và ôxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường.Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và ôxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường.Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và ôxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường.Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và ôxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường.Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và ôxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường.Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và ôxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường.Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và ôxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường.Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và ôxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường.Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và ôxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường.Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và ôxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường.Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và ôxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường.

Trang 1

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VŨ VĂN CÁT

Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát

các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và oxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm

biến môi trường

Ngành: Khoa học Vật liệu

Mã số: 9440122

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU

Hà Nội – 2021

Trang 2

Công trình được hoàn thành tại:

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học:

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:

1 Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội

2 Thư viện Quốc gia Việt Nam

Trang 3

A GIỚI THIỆU

Ngày nay, khoa học và công nghệ nano đang thu hút sự chú ý của các nhà khoa học trên thế giới, do vật liệu nano có nhiều tính chất mới lạ Vật liệu nano có tiềm năng ứng dụng trong cảm biến, môi trường, xúc tác và y sinh

Trong các vật liệu nano thì các hạt nano kim loại quý, đặc biệt là các hạt nano bạc (Ag) thu hút được sự quan tâm lớn, vì chúng có tính chất vật

lý, hóa học, y sinh độc đáo Các hạt nano Ag có độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao, ổn định hóa học, có tính kháng khuẩn và diệt nấm phổ rộng Hơn nữa các hạt nano Ag có hiệu ứng plasmon bề mặt, có khả tăng cường tán xạ Raman bề mặt, tính chất này chính là nguyên tắc làm việc của cảm biến SERS (Surface Enhanced Raman Scattering Sensor)

Vật liệu graphen ôxit (GO) là vật liệu nano mới, có cấu trúc tương tự như tấm graphene Khác với graphen ở chỗ, vật liệu GO được gắn rất nhiều các nhóm chức chứa oxy như nhóm epoxy, hydroxyl, carbonyl và carboxyl trên bề mặt của mặt phẳng và các cạnh của các nguyên tử các bon Các nhóm chức trên GO đóng vai trò quan trọng trong tính chất điện, tính chất quang và khả năng hấp phụ các phân tử khí, do đó vật liệu GO

có tính chọn lọc và nhạy cảm với các chất phân tích Đã có nhiều công bố

sử dụng vật liệu GO trong việc chế tạo các cảm biến khí phát hiện SO2,

NH3, NO2 và khí H2.

Các hạt nano Ag tồn tại nhược điểm là bị kết tụ ở các kích thước nhỏ làm giảm khả năng kháng khuẩn của hạt nano Ag Để khắc phục nhược điểm này, nhiều nhóm nghiên cứu tiến hành tổng hợp vật liệu nano lai giữa các hạt nano Ag và GO(Ag/GO) Theo báo cáo trước đó, tính chất kháng khuẩn và tính chất xúc tác của các hạt nano Ag, đã được tăng cường khi được kết hợp với GO Vật liệu nano lai cho thấy có nhiều tính chất ưu việt hơn các vật liệu riêng lẻ Tính chọn lọc và độ nhạy của cảm biến khí dựa trên GO cũng được cải thiện khi lai với các vật liệu khác Việc bổ sung các hạt nano kim loại đã làm cho GO tăng cường tính chọn lọc và độ nhạy đối với các chất phân tích

Trên thế giới vật liệu nano lai Ag/GO đã được nghiên cứu chủ yếu theo hai hướng là tăng cường tính kháng khuẩn và tăng cường tán xạ Raman bề mặt Năm 2013, Das cùng các cộng sự tổng hợp được vật liệu nano lai Ag/ GO, ứng dụng trong diệt khuẩn Năm 2019, Ebrahim Mahmoudi cùng các cộng sự, đã gắn thành công hạt nano Ag lên các tấm

GO Vật liệu nano lai Ag/GO cho thấy có tính diệt khuẩn mạnh nổi trội so với hạt nano Ag và GO riêng lẻ

Trang 4

Trong cảm biến quang SERS, năm 2011 Gang Lu và các cộng sự đã chứng tỏ vật liệu nano lai Ag/GO có khả năng phát hiện DNA và protein với độ nhạy rất cao, nhờ hiệu ứng tăng cường tán xạ Raman bề mặt (SERS) Năm 2014, Xueying Li và nhóm của mình đã khẳng định tổ hợp hạt nano Ag và graphene có khả năng tăng cường hiệu ứng SERS Năm

2015, Kaihang Chen và các cộng sự đã chế tạo thành công vật liệu nano lai, tổ hợp giữa hạt nano Ag và chistosan, vật liệu này có hiệu ứng tăng cường tán xạ Raman cao hơn hạt nano Ag riêng lẻ Họ đã sử dụng tính chất này để phát hiện thuốc trừ sâu Tricyclazole trong nước với nồng độ thấp 50 ppb Ngoài ra còn có nhiều nghiên cứu của các nhóm, Soumen Dutta đã chế tạo thành công vật liệu nano lai Ag/GO, ứng dụng để phát hiện ion urani bằng SERS S.Lin và các cộng sự cũng tổng hợp vật liệu hạt nano Ag kết hợp với GO bằng phương pháp thủy nhiệt với tiền chất

Ag2CO3, ứng dụng cho cảm biến SERS

Tại Việt Nam, các nghiên cứu về vật liệu lai giữa hạt nano Ag với GO

đã được nhiều nhóm quan tâm nghiên cứu Năm 2014, TS.Trần Quang Trung cùng đồng nghiệp đã tổng hợp thành công vật liệu nano lai Ag/GO, vật liệu sử dụng trong cảm biến nhạy khí NH3 cho độ nhạy và độ chọn lọc cao Năm 2014, GS.TS Lê Anh Tuấn trường đại học Phenikaa cùng các cộng sự đã nghiên cứu về vật liệu nano lai giữa hạt nano Ag với GO Vật liệu nano lai Ag/GO của nhóm được chế tạo bằng phương pháp quang hóa, kết quả cho thấy khả năng kháng khuẩn của Ag/GO cao hơn hạt nano bạc đơn lẻ, các vật liệu này đã được thử nghiệm kháng khuẩn và chế tạo cảm biến quang phát hiện Xanh methylene (MB) trong nước

Theo sự hiểu biết của chúng tôi, thì việc sử dụng vật liệu nano lai Ag/GO nhằm nâng cao tính chọn lọc và độ nhạy của các cảm biến QCM (quartz crystal microbalance), cảm biến quang SERS, để phát hiện chất khí độc hại, hơi hữu cơ, hóa chất độc hại còn ít được báo cáo và các cơ chế hấp phụ chưa được làm sáng tỏ Trên cơ sở tình hình nghiên cứu trong nước

và thế giới, kế thừa kết quả của nhóm nghiên cứu, tập thể hướng dẫn

Nghiên cứu sinh chọn đề tài nghiên cứu luận án tiến sĩ là : “Nghiên cứu

tổng hợp và khảo sát các tính chất của vật liệu nano lai giữa hạt nano bạc và oxit graphene nhằm ứng dụng trong cảm biến môi trường”

Luận án tập trung nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano lai Ag/GO để khảo sát tính nhạy khí, NO2, SO2, COtrong không khí Sử dụng vật liệu nano lai Ag/GO làm vật liệu trong cảm biến QCM và cảm biến SERS để phát hiện thuốc trừ sâu tricyclazole trong nước

2 Mục tiêu nghiên cứu

Các mục tiêu nghiên cứu chính của Luận án bao gồm:

Trang 5

- Chế tạo được vật liệu nano lai Ag/GO bằng phương pháp thủy nhiệt

ở các nhiệt độ khác nhau

- Chế tạo cảm biến QCM trên cơ sở vật liệu nano lai Ag/GO

- Thử nghiệm sử dụng vật liệu nano lai Ag/GO phát hiện thuốc trừ sâu Tricyclazole trong nước

3 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được chúng tôi sử dụng là phương pháp thực nghiệm Luận án sử dụng các phép phân tích như phổ UV-Vis, phổ tán xạ Raman, giản đồ nhiễu xạ tia X, Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) Các phép phân tích vi hình thái sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Các phép đo nhạy khí sử dụng cảm biến vi cân tinh thể thạch anh (QCM) dựa trên hiệu ứng áp điện Các thiết bị và máy móc trong các Viện Tiên Tiến Khoa học và Công nghệ (AIST), Viện Đào Tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu (ITIMS), Viện Vệ Sinh Dịch Tễ Trung Ương, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Vật liệu được chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt tại phòng thí nghiệm hóa học của viện AIST

4 Các đóng góp mới của luận án

Tổng hợp đồng thời điều khiển được kích thước, hình dạng hạt nano

Ag theo nhiệt độ thủy nhiệt Phát hiện được sự tăng cường tán xạ Raman của Tryciclazole trên bề mặt vật liệu nano lai Ag/GO, sự nhạy khí của các vật liệu nano lai Ag/GO và GO thuần khiết, tính chọn lọc của vật liệu nano lai Ag/GO với khí độc SO2 Đã đề xuất mô hình bước đầu giải thích được sự hấp phụ khí của các vật liệu của GO, Ag/GO đồng thời giải thích được tính chọn lọc khí SO2 của Ag/GO

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Làm chủ được công nghệ tổng hợp nano Ag và nano lai Ag/GO và công nghệ phun phủ các vật liệu chế tạo cảm biến QCM và cảm biến SERS Nắm vững các quy trình thực nghiệm khảo sát tính nhạy khí của cảm biến QCM điện cực phủ các vật liệu khác nhau và quy trình thực nghiệm khảo sát tán xạ Raman tăng cường bề mặt của nano lai Ag/GO

6 Bố cục của luận án

Phần mở đầu: Giới thiệu lý do chọn đề tài

Chương 1: Trình bày tổng quan lý thuyết về cấu trúc, tính chất, các ứng

dụng, các phương pháp chế tạo hạt nano Ag, GO và vật liệu nano lai giữa hạt nano Ag với GO

Chương 2: Khảo sát các tính chất, hình thái, cấu trúc của vật liệu nano

lai giữa hạt nano Ag và GO, tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt

Chương 3: Khảo sát tính nhạy khí của vật liệu nano lai giữa hạt nano

Ag với GO được phủ trên điện cực QCM, chế tạo cảm biến QCM

Trang 6

Chương 4: Nghiên cứu chế tạo cảm biến quang SERS trên cơ sở vật

liệu nano lai giữa hạt nano Ag với GO Để phát hiện hợp chất xanh methylen, thuốc trừ sâu Tricyclazole trong nước

Phần kết luận và kiến nghị : Tổng hợp các kết quả đã đạt được trong

quá trình nghiên cứu và đưa ra các kiến nghị về hướng nghiên cứu tiếp theo

B NỘI DUNG LUẬN ÁN Chương 1 TỔNG QUAN VẬT LIỆU NANO LAI, CẢM BIẾN KHÍ QCM VÀ CẢM BIẾN SERS

Trong chương này, luận án trình bày tóm tắt lý thuyết về cấu trúc, tính chất, các ứng dụng, các phương pháp chế tạo hạt nano Ag, GO và vật liệu nano lai giữa hạt nano Ag với GO Tình hình sử dụng, ưu nhược điểm và nguyên tắc làm việc của cảm biến SERS và QCM

Chương 2 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO LAI AG/GO

Phương pháp thủy nhiệt là một trong những phương pháp hiệu quả để chế tạo hạt nano Ag Trong luận án này, hạt nano Ag được chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt từ các tiền chất AgNO3 và PVP Nguyên tắc của phương pháp: là khử các ion Ag+ thành Ag0 Tiếp thu, kế thừa các kết quả

của nhóm nghiên cứu chúng tôi sử dụng quy trình như Hình 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ chế tạo hạt nano Ag bằng phương pháp thủy nhiệt

Để nghiên cứu sự phụ thuộc của cấu trúc, hình thái, tính chất của vật liệu theo nhiệt độ Chúng tôi đã cố định các thông số bao gồm nồng độ AgNO3, pH phản ứng (pH = 9) lượng NH4OH, PVP, GO Cấu trúc tinh thể của vật liệu được khảo sát bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)

Trang 7

trên nhiễu xạ kế (Bruker D5005) dùng bức xạ Cu Kα (λ = 0,154 nm) với góc 2θ được thay đổi từ 10º- 70º và bước đo của 2θ là 0,02º tại nhiệt độ phòng Phân tích đặc trưng hấp thụ của vật liệu sử dụng phép đo UV-vis được ghi bởi máy quang phổ HP8453 với dải đo trong khoảng 300 nm –

900 nm Phân tích hình thái học của vật liệu sử dụng phép đo hiển vi điện

tử truyền qua (TEM) được chụp bởi kính hiển vi điện tử truyền qua (JEOL-JEM 1010) tại Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương Phổ Raman được ghi bởi máy quang phổ Raman (LabRAM HR 800, HORIBA JOBIN YVON) với bước sóng laser kích thích He-Ne, λ = 632,8 nm Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) được thực hiện tại Viện Kĩ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà nội

2.3 Đặc tính của hạt nano bạc chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt

2.3.1 Hình thái của hạt nano bạc tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt

Kết quả khảo sát phổ hấp thụ ảnh TEM cho thấy các hạt nano Ag có phân bố kích thước hạt lớn nhất ở khoảng 9 nm

Hình 2.2 Ảnh TEM (a), phân bố kích thước hạt(b)

2.3.2 Cấu trúc của hạt nano bạc tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt

Trang 8

Hình 2.3 Phổ UV-vis (a), phổ XRD (c) của hạt nano Ag

Phổ hấp thụ UV-vis, như hình 2.4 (a), đỉnh cộng hưởng xuất hiện ở bước sóng 428 nm Phổ XRD quan sát được các đặc trưng của Ag tại các đỉnh nhiễu xạ ứng với các góc nhiễu xạ ở 38,2 o, 44,4 o, 64,5 o tương ứng với các mặt tinh thể (111), (200), (220) của tinh thể Ag kim loại

2.4 Đặc tính của vật liệu nano lai Ag/GO

2.4.1 Hình thái của vật liệu nano lai Ag/GO tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt

Các tấm GO và các hạt Ag hình thành trên tấm GO được chỉ rõ trong hình 2.6 Hình 2.6 b là ảnh TEM của các mẫu chỉ ra rằng các hạt nano Ag

ở nhiệt độ 120 ºC, hạt nano Ag có hình dạng và kích thước rất khác nhau, các kết cấu được cho là nano Ag có hình dạng là các khối đa diện sắc nhọn Khi nhiệt độ tăng thì các khối nano bạc được hình thành và có hình dạng càng giống hình cầu

Hình 2.4 Ảnh TEM các mẫu a) GO, b) Q 1 , c) Q 2 , d) Q 3 , e) Q 4 , f) Q 5

Trang 9

Hình 2.5 (a) Phân bố kích thước hạt nano Ag trên GO và (b) Ảnh TEM của

mẫu vật liệu lai nano Ag/GO (Mẫu Q 3 )

Hình 2.6 (a) Phân bố kích thước hạt nano Ag trên GO và (b) Ảnh TEM của

mẫu vật liệu lai nano Ag/GO (Mẫu Q 4 )

Quan sát ảnh TEM thu được ta thấy các hạt nano bạc và GO đã liên kết với nhau, các hạt bạc cơ bản trải đều trên tấm GO, tuy nhiên phân bố kích thước khá đa dạng, nhiều hạt nano Ag, kích thước to nhỏ khác nhau, phân bố kích thước các hạt và hình dạng các hạt này trong các mẫu phụ thuộc vào nhiệt độ thủy nhiệt Kết quả này phù hợp với các công bố của

Gabriele Aksomaityte và các cộng sự

Hình 2.7 (a) Phân bố kích thước hạt nano Ag trên GO và (b) Ảnh TEM của

mẫu vật liệu lai nano Ag/ GO (Mẫu Q 5 )

2.4.2 Đặc tính cấu trúc của vật liệu nano lai Ag/GO

2.4.2.1 Phổ UV-Vis

Trang 10

Hình 2.8 Phổ UV-vis của các mẫu vật liệu lai nano Ag/GO tổng hợp ở các

nhiệt độ khác nhau

Sự dịch các đỉnh hấp thụ đặc trưng trong nghiên cứu này chứng tỏ có

sự thay đổi kích thước hạt nano bạc trên tấm GO khi thay đổi nhiệt độ thủy nhiệ Với mẫu ở 160 ºC, kết quả hấp thụ vis UV- vis cho các hạt nano bạc đồng đều và nhỏ hơn cả

2.4.2.2 Giản đồ nhiễu xạ tia X

Từ giản đồ nhiễu xạ XRD của các mẫu Ag/GO ở các nhiệt độ thủy nhiệt khác nhau ta thấy xuất hiện các đỉnh nhiễu xạ ở 38,2º, 44,4º, 64,5º, tương ứng với các mặt tinh thể (111), (200), (220) của tinh thể Ag ở tất cả các mẫu từ Q1 đến Q5 Tất cả các đỉnh nhiễu xạ quan sát thấy đều là các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng của vật liệu kim loại Ag với cấu trúc lập phương tâm mặt, đơn pha và đa tinh thể [Mã thẻ chuẩn số 04-0783]

Hình 2.9 Giản đồ nhiễu xạ tia X của Ag/GO thu được ở nhiệt độ thủy nhiệt

120 ºC (a), 140 ºC (b), 160 ºC(c), 180 ºC(d), 200 ºC(e), GO (f), của nano Ag

2.4.2.3 Phổ FT-IR

Trang 11

Hình 2.10 Phổ FTIR các mẫu nano lai Ag/GO Q1(a), Q2(b), Q3(c), Q4(d),

Q5(e) và của GO(f)

Từ kết quả phân tích FTIR của Ag/GO và có đối chứng với FTIR của

GO chúng tôi đi đến kết luận rằng hạt nano bạc được gắn lên bề mặt của tấm GO thông qua tương tác với các nhóm chức chứa oxy trên cạnh và bề mặt của các tấm GO

2.4.2.4 Phổ tán xạ Raman

Kết quả thu được cho thấy đỉnh D đã có sự dịch chuyển vị trí về miền

có số sóng nhỏ hơn (khoảng 20,4 cm-1) so với của GO, đồng thời nhiệt độ càng cao thì cường độ các đỉnh đặc trưng đều giảm, kết quả này chỉ ra rằng khung cacbon của GO đã bị biến đổi khi gắn thành công các hạt nano

Ag trên bề mặt

Hình 2.11 Phổ Raman của a) Q 1 , b) Q 2 , c) Q 3 , d) Q 4 , e) Q 5 , f)GO

2.5 Kết luận

Trong chương này, chúng tôi đã trình bày một phương pháp đơn giản

và hiệu quả để phân tán các hạt nano bạc trên bề mặt các tấm nano GO sử dụng quy trình thủy nhiệt một bước với sự hiện diện của polyvinylpyrrolidone (PVP) vừa là chất hoạt động bề mặt và chất khử Các tác động có hệ thống của nhiệt độ thủy nhiệt lên cấu trúc vi mô và sự hình thành các hạt nano bạc trên bề mặt của các hạt tấm GO đã được nghiên cứu Đáng chú ý là bạc tinh thể tinh khiết cao các hạt nano có kích thước tương đối đều và được phân tán khá đồng đều trên bề mặt của các tấm GO khi tổng hợp điều kiện được tối ưu hóa ở nhiệt độ thủy nhiệt 160

°C Các kết quả này cũng cho thấy phù hợp với các công bố của Zou và các cộng sự

Chương 3 ĐẶC TRƯNG NHẠY KHÍ CỦA CẢM BIẾN QCM

SỬ DỤNG VẬT LIỆU NANO LAI Ag/GO

Trang 12

3.1 Giới thiệu

Trong chương này chúng tôi nghiên cứu, đánh giá đặc trưng nhạy khí của vật liệu này nhờ cảm biến QCM Để đánh giá, đối chứng, chúng tôi khảo sát lần lượt đặc trưng nhạy khí của cảm biến QCM sử dụng vật liệu

GO, vật liệu nano Ag, vật liệu lai nano Ag/GO Chúng tôi phun phủ nano

Ag, GO, vật liệu lai nano Ag và GO lên trên điện cực của 3 QCM, chúng tôi thu được 4 cảm biến QCM Để tiện theo dõi, QCM phủ nano Ag gọi là QCM1, QCM phủ nano GO gọi là QCM2, QCM phủ vật liệu lai nano Ag với GO gọi là QCM3

3.2 Quy trình chế tạo cảm biến QCM sử dụng vật liệu nano lai Ag/GO

Quy trình phun phủ vật liệu

Hình 3.1 Quy trình đưa chất nhạy khí nano lên điện cực QCM

Hình 3.2 Phương pháp đưa chất nhạy khí nano lên điện cực QCM

Quy trình khảo sát tính chất nhạy khí

Quy trình đo nhạy khí của cảm biến QCM

Bước 1: Vệ sinh buồng thử khí, lắp đặt cảm biến QCM, mở các máy tính, các phần mềm xử lý liên quan và mở các van của các bình khí thử và khí sạch, mở máy hút chân không

Trang 13

Bước 2: Khởi động FMC1, điều chỉnh tốc độ khí sạch ở giá trị xác định (200 sccm), thiết lập áp suất xác định trong buồng khí thử, chạy nền cho ổn định

Bước 3: Đo sự nhạy khí Lặp lai bước 2 trong thời gian khoảng 2 phút chạy nền (cảm biến QCM hoạt động ổn định), trong khoảng thời gian này nhập các thông số đo nhạy khí trên các máy tính có kết nối với QCM200 và FMC1, FMC2, sao cho khi mở FMC2 và FMC1 đồng thời tốc độ thổi khí không đổi luôn là 200 sccm Mở đồng thời FMC1 và FMC2 cho khí thử vào buồng thử khí, quan sát sự thay đổi tần số của cảm biến QCM, thời gian này đủ cho cảm biến hoạt động ổn định, tiếp theo ngắt MFC2, mở MFC1 sao cho tốc độ thổi khí lại là 200 sccm Khi thời gian vừa đủ để tần số trở lại giá trị ban đầu ta lặp lại việc cho khí thử vào buồng thử khí Việc thí nghiệm lặp lại sau 3 đến 5 chu kỳ, và thực hiện ở các tốc độ khí thử khác nhau

Hình 3.3 Sơ đồ hệ đo dùng QCM khảo sát tính nhạy khí

3.3 Đặc tính nhạy khí của cảm biến QCM sử dụng vật liệu nano lai Ag/GO

Hình 3.4 Sự phụ thuộc độ dịch tần số của các cảm biến QCM ở các

Ngày đăng: 10/02/2023, 17:27

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w