Trong quá trình phát triển, việc tìm ra vật liệu mới thay thế vật liệu truyền thống làmột bước tiến của khoa học mà công nghệ nano được hứa hẹn như là một điển hình. Vậtliệu Graphene c độ bền phá k lục được d ng để thiết kế nh ng linh kiện c cấu tr c nanovà kết cấu tổ hợp nano.Kể từ khi vật liệu Graphene – đơn lớp nguyên t cacbon p ếp theo cấu tr c lụcgiác được khám phá ra vào n m 2004 n đ t ra là vật liệu tiên tiến c rất nhiều tính chấthoá học và vật lí đ c biệt: là một vật liệu rất bền – bền hơn th p 200 l n và là một chất d nđiện cực kì tốt – c khả n ng truyền tải điện n ng gấp 1 triệu l n hơn đ ng. o đ Graphene c thể được ứng dụng rộng r i trong các lĩnh vực điện t , bán d n và nghiên cứucơ bản về cách thức electron biểu hiện trong không gian hai chiều.Tuy nhiên Graphene là vật liệu bán d n c v ng cấm hẹp, nên kh n ng ứng dụngcủa ch ng trong lĩnh vực điện t và cảm biến còn hạn chế. Để hạn chế nhược điểm này,vật liệu tổ hợp nano trên cơ sở Graphene đ được nghiên cứu, trong đ tổ hợp nano gi aGraphene và các ô ít kim loại bán d n luôn là đề tài n ng thu h t các nghiên cứu và ứngdụng thực tiễn bởi nh ng đ c tính ưu việt của n . C nhiều loại vật liệu ô ít kim loại bánd n khác nhau c thể chế tạo tổ hợp nano với Graphene như WO3, ZnO, SnO2 . . . . Tuynhiên vật liệu WO3 c đ c điểm nổi bật là điện trở của n c thể thay đổi được t ng ho cgiảm khi hấp thụ các ph n t khí t y thuộc vào loại khí ph n tích. o đ vật liệu WO3 c thể ứng dụng làm cảm biến phát hiện một số chất khí như NO2, NH3, H2S . . . .Việc kết hợp gi a Graphene và WO3 trong tổ hợp nano còn c thể tận dụng các đ ctính tiếp c d thể gi a Graphene và WO3 nhằm t ng cường tính nhạy khí của vật liệu.Cho đến nay, c khá nhiều phương pháp đ được ứng dụng để chế tạo vật liệu tổ hợp nanoGrapheneWO3, bao g m cả phương pháp phối trộn từ hợp ph n ban đ u là bột Graphenevà bột WO3. Tuy nhiên cho đến nay v n còn các thách thức trong công nghệ chế tạo vậtliệu tổ hợp nano GrapheneWO3 với các thành ph n khác nhau để ứng dụng trong lĩnh vựccảm biến khí.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA VẬT LÝ -
Trang 2MỤC LỤC
Mở đầu trang 3
1 Chương I: Tổng quang về cấu trúc lai nano giữa graphene và wo 3 trang 4 1.1 Tổng quan vật liêu Graphene trang 4
1.1.1 Giới thiệu vật liệu Graphene trang 4
1.1.2 Các tính chất vật liệu Graphene trang 5
1.1.3 Cảm biến dựa trên tiếp xúc Graphene bán dẫn trang 6
1.2 Vật liệu Vonfram oxit(WO3) trang 8
1.2.1 Giới thiệu về vật liệu WO 3 trang 8
1.2.2 Các tính chất của oxit WO 3 .trang 9
1.3 Vật liệu tổ hợp nano Graphene/ WO 3 .trang 11
2 Chương II Chế tạo vật liệu nano Grapene/ WO 3 trang 12
2.1 Các phương pháp tổng hợp vật liệu tổ hợp nano Graphene/WO3 trang 12
2.2 Chế tạo vật liệu tổ hợp nano Graphene/ WO3 bằng phương pháp thủy nhiệt trang 13
2.2.1 Thiết bị và hóa chất trang 13 2.2.2 Tổng hợp vật liệu trang 13
2.3 Kết quả chế tạo vật liệu tổ hợp Graphene/ WO3 trang 16
3 Chương III Ứng dụng vật liệu Graphene/WO 3 trang 21
3.1 Ứng dụng chế tạo cảm biến từ vật liệu tổ hợp nano Graphene/WO3 trang 21
3.2 Phương pháp khảo sát tính chất nhạy khí của vật liệu tổ hợp nano Graphene/ WO3 trang 22
3.2.1 Cấu tạo hệ đo nhạy khí trang 22
3.2.2 Các bước khảo sát tính chất nhạy khí trang 23
4 Kết luận trang 24
5 Tài liệu tham khảo trang 25
Trang 3MỞ ĐẦU
Trong quá trình phát triển, việc tìm ra vật liệu mới thay thế vật liệu truyền thống là một bước tiến của khoa học mà công nghệ nano được hứa hẹn như là một điển hình Vật liệu Graphene c độ bền phá k lục được d ng để thiết kế nh ng linh kiện c cấu tr c nano
và kết cấu tổ hợp nano
Kể từ khi vật liệu Graphene – đơn lớp nguyên t cacbon p ếp theo cấu tr c lục giác được khám phá ra vào n m 2004 n đ t ra là vật liệu tiên tiến c rất nhiều tính chất hoá học và vật lí đ c biệt: là một vật liệu rất bền – bền hơn th p 200 l n và là một chất d n điện cực kì tốt – c khả n ng truyền tải điện n ng gấp 1 triệu l n hơn đ ng o đ Graphene c thể được ứng dụng rộng r i trong các lĩnh vực điện t , bán d n và nghiên cứu
cơ bản về cách thức electron biểu hiện trong không gian hai chiều
Tuy nhiên Graphene là vật liệu bán d n c v ng cấm hẹp, nên kh n ng ứng dụng của ch ng trong lĩnh vực điện t và cảm biến còn hạn chế Để hạn chế nhược điểm này, vật liệu tổ hợp nano trên cơ sở Graphene đ được nghiên cứu, trong đ tổ hợp nano gi a Graphene và các ô ít kim loại bán d n luôn là đề tài n ng thu h t các nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn bởi nh ng đ c tính ưu việt của n C nhiều loại vật liệu ô ít kim loại bán
d n khác nhau c thể chế tạo tổ hợp nano với Graphene như WO3, ZnO, SnO2 Tuy nhiên vật liệu WO3 c đ c điểm nổi bật là điện trở của n c thể thay đổi được t ng ho c giảm khi hấp thụ các ph n t khí t y thuộc vào loại khí ph n tích o đ vật liệu WO3 c thể ứng dụng làm cảm biến phát hiện một số chất khí như NO2, NH3, H2S
Việc kết hợp gi a Graphene và WO3 trong tổ hợp nano còn c thể tận dụng các đ c tính tiếp c d thể gi a Graphene và WO3 nhằm t ng cường tính nhạy khí của vật liệu Cho đến nay, c khá nhiều phương pháp đ được ứng dụng để chế tạo vật liệu tổ hợp nano Graphene/WO3, bao g m cả phương pháp phối trộn từ hợp ph n ban đ u là bột Graphene
và bột WO3 Tuy nhiên cho đến nay v n còn các thách thức trong công nghệ chế tạo vật liệu tổ hợp nano Graphene/WO3 với các thành ph n khác nhau để ứng dụng trong lĩnh vực cảm biến khí
Trang 4CHƯƠNG I: TỔNG QUANG VỀ CẤU TRÚC LAI NANO
1.1 Tổng quan vật liệu Graphene
1.1.1 Giới thiệu vật liệu Graphene
Graphene một dạng th hình mới của các bon c thể thu được bằng cách b c tách ra
từ Graphite thành từng đơn lớp nguyên t Graphene là một vật liệu đơn lớp nguyên t cacbon được s p ếp ch t chẽ trong tinh thể hình lục giác kiểu tổ ong , với chiều dài liên kết cacbon-cacbon cỡ 0,14 nm
Hình 1.1 Ba dạng thù hình của cacbon: Fulơren, ống Nano Cacbon, Graphene
Các nhà khoa học đ b t đ u phát triển lớp graphene trong phòng thí nghiệm từ
nh ng n m của thập niên 1970 Tuy nhiên lớp graphene được tạo ra trong phòng thí nghiệm quá nh nên không thể em t được Cho đến n m 2004, hoàn toàn bất ngờ khi Ander Geim, Konstantin Novoselov và các cộng sự của họ tại trường Đại học anchester Anh Quốc và Viện Công Nghệ Vi điện t Chernogolovka Nga đ thành công trong việc tạo được một tấm cacbon đơn lớp c cấu tạo vô c ng đ c biệt, đơn lớp cacbon đ
được gọi là Graphene
Từ đ tới nay, họ đ cố g ng nghiên cứu dạng màng m ng này, bao g m cả các nghiển cứu tìm hiểu về các tính chất của vật liệu cũng như khả n ng ứng dụng của n Họ
đ c bước tiến mới, với hàng loạt khám phá, nh ng cách thức và nh ng hiểu biết nền tảng
Trang 5mới để c thể tạo ra được nh ng màng graphene rộng và biến ch ng thành nh ng thiết b Các nhà khoa học cho rằng trong tương lai graphene sẽ được ứng dụng rộng r i vào cuộc sống Đ cũng là lí do vì sao n thu h t sự quan t m nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên thế giới như vậy
Hiện nay, Graphene là chủ đề nghiên cứu n ng b ng của nghành điện t và bán d n bởi n c tính d n điện cao, và hơn hết theo như ph ng đoán thì với kích thước càng nh , hiệu quả hoạt động của n càng cao Ứng dụng graphene trong lĩnh vực cảm biến cảm biến khí và cảm biến sinh học đ và đang được các nhà khoa học quan t m nghiên cứu Tuy nhiên một trong nh ng nhược điểm của graphene trong ứng dụng cảm biến khí đ là
độ đáp ứng khí chưa cao và thời gian h i phục còn chậm Chính vì vậy các nghiên cứu g n
đ y đều tập trung cải thiện tính nhạy khí của loại vật liệu này bằng các phương pháp như pha tạp, biến tính ho c s dụng vật liệu tổ hợp
1.1.2 Các tính chất vật liệu Graphene
- Graphene là vật liệu mỏng nhất trong tất cả các loại vật liệu
Graphene c bề dày ch bằng một ph n triệu của loại giấy in báo thông thường và bằng 1/200000 sợi t c t thường không nhìn thấy màng graphene và ch c kính hiển vi điện t tối t n nhất mới nhận ra độ dày này ưới kính hiển vi, màng graphite dày gấp 100
l n nguyên t cacbon c màu vàng, 30-40 lớp màu anh lơ, 10 lớp c màu h ng và graphene thì mang màu h ng rất nhạt, một màng graphene trong suốt ch dày một nguyên
t
- Graphene có tính chất dẫn điện và nhiệt tốt
Ở dạng tinh khiết, graphene d n điện nhanh hơn bất cứ chất nào khác ở nhiệt độ bình thường Graphene c thể truyền tải điện n ng tốt hơn đ ng gấp1 triệu l n Hơn n a, các electron đi qua graphene h u như không g p điện trở lên ít sinh nhiệt ản th n graphene cũng là chất d n nhiệt, cho ph p nhiệt đi qua và phát tán rất nhanh Graphene được dự đoán c thể truyền nhiệt lên tới 6000 W/mK
- Đặc tính cơ học của Graphene
Graphene là vật liệu cực k cứng, cứng hơn cả kim cương, độ bền cao hơn th p 200
l n ột sợi d y th p dài 28 km sẽ tự đứt nếu n được treo theo phương thẳng đứng, trong khi một sợi d y graphene ch đứt trong điều kiện tương tự ở độ dài trên 1000 km Trong giới khoa học, hiện c người đang tính chuyện làm một chiếc “thang máy” bằng vật liệu graphene nối liền trái đất với vệ tinh
Trang 6- Graphene dễ chế tạo và dễ thay đổi hình dạng
Graphene c cấu tr c mềm dẻo như màng chất dẻo và c thể bẻ cong, gập hay cuộn lại N c nhiều đ c tính của ống nano, nhưng graphene dễ chế tạo và thay đổi hơn ống nano; vì thế c thể được s dụng nhiều hơn trong việc chế tạo các vật dụng c n các chất liệu tinh vi, dẻo, dễ uốn n n Các nhà Vật đ b t đ u s dụng graphene trong phòng thí nghiệm để chế tạo chất d n và để th nghiệm các hiện tượng lượng t ở nhiệt độ bình thường
1.1.3 Cảm biến dựa trên tiếp xúc Graphene bán dẫn
Graphene với đ c điểm vốn c của n , c thể em như bán d n c độ rộng v ng cấm bằng không Tuy nhiên bằng cách pha tạp ho c biến tính người ta c thể chế thu được
graphene ở dạng bán d n loại n ho c loại p Trong một số trường hợp, graphene cũng c
thể em như kim loại o độ rộng v ng cấm của graphene rất nh so với v ng cấm của bán d n ô ít kim loại, ta quan t m đến tiếp c gi a kim loại bán d n
Khi kim loại tiếp c với bán d n, ở v ng giáp ranh gi a kim loại và bán d n sẽ ảy
ra các hiệu ứng tiếp c T y thuộc vào loại bán d n và công thoát của kim loại, bán d n
mà tiếp c này là tiếp c mở tiếp c Ohmic hay tiếp c đ ng tiếp c Schottky)
Tiếp xúc giữa kim loại và bán dẫn loại n
Trường hợp công thoát của bán d n Фs lớp hơn công thoát của kim loại Фm Hình 1.2 a)
Hình 1.2 Sơ đồ tiếp xúc kim loại – bán dẫn loại n
a) Trường hợp Фs > Фm b) trường hợp Фs < Фm
Trang 7Khi tiếp c dòng điện t từ kim loại sang bán d n lớn hơn dòng ngược lại, kim loại tích điện dương và bán d n tích điện m Gi a kim loại và bán d n hình thành một hiệu điện thế tiếp c ngoài:
m s k
21
Thế n ng của điện t trong bán d n n ng cao lên cho đến khi mức Fermi bằng nhau
o n ng độ hạt tải trong kim loại lớn hơn nhiều so với n ng độ hạt tải trong bán d n nên điện trường tiếp c ch m nhập vào lớp giáp ranh về phía bán d n o điện tích đ a phương trong lớp giáp ranh này mang dấu m nên v ng n ng lượng b cong uống, lớp bề
m t trở nên giàu điện t , hạt tải cơ bản, độ d n của bán b n ở lớp giáp ranh t ng lên Khi
đ tiếp c được coi là tiếp c là Ohmic
Trường hợp công thoát của bán d n Фs nh hơn công thoát của kim loại Фm Hình 1.2b Khi tiếp c dòng điện t từ bán d n sang kim loại lớn hơn dòng ngược lại,
d n đến kim loại tích điện m, bán d n tích điện dương Hiệu điện thế tiếp c ác đ nh bởi công thức mang dấu m so với trường hợp trên Điện tích đ a phương trong v ng giáp ranh phía bán d n c dấu dương nên v ng n ng lượng cong lên, lớp này nghèo hạt tải điện, hạt tải cơ bản, hay n i cách khác ở đ y hình thành một rào thế làm giảm độ d n điện v ng giáp ranh Tiếp c này gọi là tiếp c đ ng tiếp c Schottky)
Tiếp xúc kim loại bán dẫn loại p
Khi công thoát của bán d n Фs b hơn công thoát của kim loại Фm tiếp c là tiếp c Ohmic Khi Фs lớn hơn Фm tiếp c là tiếp c Schottky Hình 1.3)
Hình 1.3 Sơ đồ tiếp xúc kim loại bán dẫn loại p
a )trường hợp Фs > Фm b) trường hợp Фs < Фm
Trang 81.2 Vật liệu volfram ôxit
1.2.1 Giới thiệu về vật liệu WO 3
Oxit volfram là chất bán d n loại n c độ rộng v ng cấm thay đổi từ 2,8eV tới 3,2eV
WO3 lí tưởng c cấu tr c perovskit, volfram kết hợp với o y dưới dạng hợp thức cao nhất với h a tr VI, một ion W6+ ở t m kết hợp với sáu ion O2- tại sáu đ nh tạo thành các khối bát diện t m là một nguyên t W và 6 nguyên t O chung đ nh Hình 1.4 , trong cấu tr c mạng tinh thể l tưởng này, độ dài liên kết W=O là không đổi, g c liên kết W-O-W là
180 C Khoảng cách g n nhất gi a W-O ấp 0,2 nm và gi a W-W ấp 0,37- 0,44
nm
Hình 1.4 Cấu trúc tinh thể WO 3 trong pha lập phương không biến dạng
Vật liệu WO3 rất đa dạng về cấu tr c và một điểm đ c biệt là cấu tr c của vật liệu này thay đổi theo nhiệt độ ảng 1.1 thể hiện các dạng cấu tr c tinh thể của vật liệu WO3 tương ứng với các v ng nhiệt độ khác nhau
Trong thực tế sự hình thành WO3 không đạt được hợp thức cao nhất mà t n tại các v trí khuyết o y, được biểu diễn dưới dạng: WO3-y trong đ y là hệ số khuyết o y o đ hợp thức này mang cấu tr c bát diện chung cạnh như WO2 Hình 1.5)
Hình 1.5 Cấu trúc tinh thể của WO2 (A) và WO3 (B)
Trang 9Sự s p ếp này d n đến sự thay đổi của các g c liên kết W-O-W và độ dài liên kết W=O Vì vậy trong cấu tr c tinh thể uất hiện nh ng sai h ng và hình thành các kênh
ng m d n rộng với thiết diện lục giác hay ngũ giác Chính các sai h ng mạng và các kênh
ng m d n rộng tạo ra các khoảng trống d n đến sự m nhập các ion c kích thước nh và
sự b t gi các ion này ở bên trong cấu tr c tinh thể d n đến vonfram o it c tính chất h a
l khác nhau, phụ thuộc vào n ng độ các tạp chất này
1.2.2 Các tính chất của oxit WO 3
- Tính chất lý hóa của oxit WO 3
WO3 c màu vàng chanh, nhiệt độ n ng chảy: 1470 C, nhiệt độ sôi: 1837 C và khối lượng riêng: 7200 kg/m3 Đ y là bán d n loại n do sự khuyết thiếu ô y trong mạng tinh thể Sơ đ cấu tr c v ng n ng lượng của vonfram oxit (WO3 và WO2 được thể hiện ở Hình 1.6
Hình 1.6 Sơ đồ cấu trúc vùng năng lượng của tinh thể WO 3 , WO 2
ên trái biểu diễn WO3, o y nằm ở v ng h a tr với opitan 2s, 2p và vonfram nằm ở
v ng d n với các opitan 5d, 6s và 6p Đối với WO3 c 24 điện t điền đ y trong v ng h a
tr Khe n ng lượng được hình thành từ đáy v ng t2g và đ nh v ng pπ là 3,2eV Khi đ mức fecmi nằm gi a khe n ng lượng ức fecmi sẽ d ch chuyển lên opitan 5d ở v ng d n khi được áp thế thích hợp Hình bên cạnh biểu diễn cấu tr c n ng lượng của WO2 Trong
WO2 c 16 điện t điền đ y v ng h a tr và mức fecmi nằm ở đáy v ng d n
Cấu tr c tinh thể của vonfram o it c nhiều dạng khác nhau: tetragonal, orthorhombic, monoclinic, triclinic phụ thuộc vào nhiệt độ chuyển pha và t ph n gi a vonfam và o y Sự thay đổi cấu tr c tinh thể, thay đổi t ph n vonfram và o y ảnh hưởng đến đ c tính h a l của o it vonfram Hàm lượng o y thay đổi làm cho cấu tr c v ng n ng
Trang 10lượng của tinh thể o it vonfram biển đổi Đ y là nguyên nh n chính d n đến sự thay đổi tính chất h a l của vật liệu này
- Tính chất nhạy khí của vật liệu WO 3
Cơ chế nhạy của các o it kim loại n i chung chủ yếu được cho là do các lỗ khuyết
o y ở trên bề m t o it và các tiếp c gi a các hạt nano với nhau tạo ra hàng rào thế như thể hiện trên Hình 1.7
Hình 1.7 Mô hình về sự thay đổi độ dẫn điện khi vật liệu hấp phụ oxy trên bề mặt
Khi đ t trong môi trường khí quyển, lớp vật liệu b bao phủ bởi một lượng lớn ph n
t o y, quá trình hấp phụ trên bề m t ảy ra và các ph n t khí o y chuyển đổi theo sơ đ sau t y thuộc vào nhiệt độ môi trường:
O2 khí ↔ O2 hấp phụ ↔ O2 hấp phụ)־ ↔ 2 Ohấp phụ)־ ↔ Ohấp phụ)2־ ↔ (Omạng)2־
Ở nhiệt độ phòng, trạng thái O2 hấp phụ)־ đạt được từ trạng thái khí O2 ảy ra rất chậm Khi nhiệt độ t ng, O2 hấp phụ)־ chuyển thành 2 Ohấp phụ)־ ho c Ohấp phụ)2־ tương ứng với việc lấy đi một ho c hai electron từ o it, từ đ d n đến ra sự gia t ng mật
độ điện tích bề m t tương ứng với sự bẻ cong dải n ng lượng và thay đổi độ d n bề m t
Trang 11Đối với bán d n loại n như WO3, khi c khí kh tiếp c với vật liệu ví dụ CO sẽ
ảy ra quá trình nhường điện t lại cho vật liệu:
CO hấp phụ + O־ hấp phụ CO2 + e־
Quá trình này làm t ng n ng độ hạt tải, giảm độ rộng v ng nghèo nên điện trở của
d y nano giảm đi, đ y là trường hợp nhạy bề m t Ngoài ra khi hai d y nano tiếp c nhau hình thành một hàng rào thế, khi tiếp c với khí kh ch ng nhận điện t từ khí kh và làm giảm độ rộng v ng nghèo cũng như chiều cao hàng rào thế o đ các hạt tải dễ dàng vượt qua hàng rào thế tiếp c gi a hai d y nano
Ngược lại, khi các khí c tính o i h a tiếp c với d y nano ch ng sẽ r t đi các e־ của o i hấp phụ h a học, các o i này mất e־ c khuynh hướng r t tiếp e־ từ màng y nano mất thêm điện t và giảm độ d n điện, điện trở d y t ng
NO hấp phụ + O־2 hấp phụ + e־ → NO־2 hấp phụ + O־ hấp phụ
NO2 hấp phụ + O־2 hấp phụ + 2e־ → NO־2 hấp phụ + 2O־ hấp thụ
1.3 Vật liệu tổ hợp nano Graphene/WO3
Hiện nay việc tổng hợp các vật liệu tổ hợp nano graphen/WO3 đang c nhu c u rất lớn do c nhiều khả n ng ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như quang c tác và cảm biến khí Sự phát triển vật liệu tổ hợp nano graphen/WO3 đ ng vai trò quan trọng cải thiện ứng dụng nano o it trong các lĩnh vực khác nhau như n ng lượng, thiết b chuyển đổi và ghi nhớ, nano điện t , thiết b nano quang và d y d n v.v Ngoài ra các ứng dụng của vật liệu trong lĩnh vực c tác đ phát triển vượt bậc trong nh ng n m vừa qua với việc s dụng vật liệu tổ hợp nano dựa trên graphen trong ứng dụng làm c tác quang học
ột kh kh n quan trọng trong việc tổng hợp vật liệu nano o it kim loại dựa trên graphene là việc làm sao để các hạt o it kim loại ph n tán đ ng đều trên graphene Để
kh c phục hạn chế này một số kĩ thuật đ được đưa ra và g t hái được thành công cao, trong đ bao g m cả phương pháp nghiền trộn và phương pháp chế tạo trực tiếp Các nghiên cứu về vật liệu tổ hợp nano Graphene/WO3 đ và đang được các nhà nghiên cứu quan t m
Trang 12CHƯƠNG 2: CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO GRAPHENE/WO 3
2.1 Các phương pháp tổng hợp vật liệu tổ hợp nano Graphene/WO3
Vật liệu tổ hợp nano graphen/WO3 c thể chế tạo bằng nhiều phương pháp l h a khác nhau, mỗi phương pháp đều c nh ng ưu nhược điểm riêng nhưng n i chung đều s dụng cơ chế mọc d hướng từ các m m tinh thể ho c hạt c tác ban đ u để hình thành nên dạng d y ho c thanh C hai hướng để chế tạo vật liệu nano WO3 đ là phương pháp vật
l bốc bay nhiệt và phương pháp h a học sol-gel, phản ứng thủy nhiệt, o i h a nhiệt
- Phương pháp vật lý: là phương pháp tạo vật liệu nano từ các nguyên t ho c
chuyển pha phương pháp bốc bay nhiệt,công nghệ nguội nhanh Trong đ bốc bay nhiệt
là phương pháp được ứng dụng khá nhiều để mọc trực tiếp d y nano WO3 lên điện cực Tuy nhiên phương pháp này đòi h i hệ ch n không, vật liệu đế ho c kim loại qu hiếm làm c tác, do đ không ph hợp để chế tạo số lượng lớn vật liệu
- Phương pháp hoá học: là phương pháp tạo vật liệu nano từ các biến đổi h a học, c
thể hình thành vật liệu từ pha l ng phương pháp kết tủa, sol- gel… và từ pha khí như phương pháp nhiệt ph n flame pyrolysis Đối với chế tạo vật liệu tổ hợp nano graphen/WO3 thì phương pháp thủy nhiệt được s dụng nhiều nhất Phương pháp thủy nhiệt là phương pháp s dụng nh ng phản ứng h a học ảy ra với sự c m t của dung môi thích hợp thường là nước ở nhiệt độ trên nhiệt độ phòng, dưới áp suất cao trên 1 atm trong một hệ thống kín Phương pháp thủy nhiệt c một số ưu điểm so với các phương pháp khác như: dễ dàng kiểm soát được thành ph n các chất tham gia phản ứng, sản ph m thu được c độ tinh khiết cao do không d ng c tác , kích thước đ ng đều, quy trình đơn giản, rẻ tiền, tiết kiệm thời gian và c thể chế tạo được một khối lượng lớn vật liệu
Trong nghiên cứu này tôi lựa chọn phương pháp thủy nhiệt để chế tạo khối lượng lớn các hình thái tổ hợp nano graphen/WO3 nhằm ứng dụng trong chế tạo cảm biến khí Vật liệu Graphene o ide được chế tạo bằng phương pháp Hummer c điều ch nh để ph hợp với điều kiện tại Việt Nam Vật liệu graphene o ide sau đ được s dụng để chế tạo graphene/WO3 Vật liệu graphene/WO3 được chế tạo từ Graphene o ide và muối sodium tungstate hydrate (Na2WO4.2H2O , bằng phương pháp thủy nhiệt Ch ng tôi thay đổi t
ph n gi a graphene o ide và sodium tungstate hydrate để đạt được vật liệu tổ hợp nano graphene/WO3 với các thành ph n khác nhau Tính chất nhạy khí của vật liệu graphene/WO3 cũng sẽ được nghiên cứu một cách c hệ thống theo các nhiệt độ khác nhau