(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu tổng hợp các hệ vật liệu viologen trên nền graphite và graphene bằng phương pháp điện hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN HỒ ANH TÁM NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CÁC HỆ VẬT LIỆU VIOLOGEN TRÊN NỀN GRAPHITE VÀ GRAPHENE BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HĨA LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC Bình Định, Năm 2020 download by : skknchat@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN HỒ ANH TÁM NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CÁC HỆ VẬT LIỆU VIOLOGEN TRÊN NỀN GRAPHITE VÀ GRAPHENE BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA Chun ngành: HĨA VƠ CỞ Mã số: 844013 Người hướng dẫn: TS HUỲNH THỊ MIỀN TRUNG download by : skknchat@gmail.com LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận án trung thực, chưa công bố cơng trình khác Học viên Hồ Anh Tám download by : skknchat@gmail.com LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Huỳnh Thị Miền Trung tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, bảo động viên tơi hồn thành tốt luận văn Trong q trình thực luận văn tơi nhận nhiều quan tâm tạo điều kiện Thầy, Cô khoa Khoa học Tự nhiên - Trường Đại học Quy Nhơn Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành tới quý Thầy, Cô Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè tập thể lớp Cao học Vô K21 động viên, khích lệ tinh thần suốt q trình học tập nghiên cứu khoa học Mặc dù cố gắng thời gian thực luận văn cịn hạn chế kiến thức thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu nên không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận thơng cảm ý kiến đóng góp quý báu từ quý Thầy, Cơ để luận văn hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Bình Định, tháng năm 2020 Học Viên Hồ Anh Tám download by : skknchat@gmail.com MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Phương pháp chế tạo vật liệu 4.2 Phương pháp đặc trưng vật liệu BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU GRAPHITE 1.2 GIỚI THIỆU GRAPHENE 1.3 VIOLOGEN 11 1.3.1 Thuộc tính oxi hóa khử: 11 1.3.2 Phân loại viologen 13 1.3.3 Ứng dụng viologen 14 1.4 QUÁ TRÌNH TỰ SẮP XẾP CÁC PHÂN TỬ HỮU CƠ TRÊN BỀN MẶT GRAPHITE/GRAPHENE 15 Chương THỰC NGHIỆM 17 2.1 HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ CHẾ TẠO MẪU 17 2.1.1 Hóa chất 17 2.1.2 Dụng cụ thiết bị 17 2.1.3 Chuẩn bị hóa chất 18 1.3.1 Dung dịch H2SO4 mM 18 2.1.3.2 Dung dịch đệm KCl 10 mM H2SO4 mM 18 download by : skknchat@gmail.com 2.1.3.3 Dung dịch đệm KI 10 mM H2SO4 mM 18 2.1.3.4 Dung dịch đệm chlorine chứa phân tử DBV 1mM 18 2.2 QUY TRÌNH CHẾ TẠO MẪU BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA 19 2.2.1 Chuẩn bị dung dịch làm việc 19 2.2.2 Chuẩn bị tế bào điện hóa điện cực làm việc 19 2.2.3 Quy trình tạo mẫu phương pháp lắng đọng điện hóa 20 2.2.4 Tạo mẫu DBV bề mặt graphene: 21 2.2.5 Khảo sát bay H2: 22 2.2.6 khử O2: 22 2.2.7 Đo blocking eff: 25 2.3 QUY TRÌNH CHẾ TẠO MẪU BẰNG PHƯƠNG PHÁP CẤY GHÉP ĐIỆN HÓA 27 2.3.1 Chuẩn bị dung dịch làm việc 27 2.3.2 Chuẩn bị tế bào điện hóa điện cực làm việc 27 2.3.3 Quy trình tạo mẫu phương pháp cấy ghép điện hóa 27 2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU 28 2.4.1 Phương pháp qt vịng tuần hồn (CV) 28 2.4.2 Phương pháp quét tuyến tính (LSV) 30 2.4.3 Phương pháp hiển vi quét xuyên hầm (STM) 30 2.4.3.1 Giới thiệu phương pháp 30 2.4.3.2 Hiệu ứng xuyên hầm 30 2.4.4 Nguyên lý hoạt động STM 32 2.4.5 Phương pháp đo Raman 35 2.4.6 Kính hiển vi điện tử quét ( SEM) 37 2.4.7 Phương pháp đo AFM 38 2.4.8 Phương pháp đo KPFM 39 download by : skknchat@gmail.com Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 TỔNG HỢP MÀNG DBV TRÊN NỀN HOPG BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG ĐỌNG ĐIỆN HÓA 41 3.1.1 Khảo sát tính chất điện hóa HOPG dung dịch DBV2+ 41 3.1.2 Tổng hợp màng DBV0 phương pháp CA 42 3.1.3 Khảo sát tính chất hệ vật liệu 43 3.1.4 Ảnh hưởng hệ vật liệu trình hydro oxy bay 47 3.2 CHẾ TẠO HỆ VẬT LIỆU DBV0 TRÊN NỀN GRAPHENE (G-SIO2) 48 3.2.1 Hình thái hoc bề mặt hệ vật liệu DBV0/G-SiO2 48 3.2.2 Tính chất điện tử hệ vật liệu 49 3.3 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG HỆ VẬT LIỆU MÀNG EV0 LẮNG ĐỌNG ĐIỆN HÓA TRÊN NỀN HOPG 52 3.3.1 Chế tạo màng EV phương pháp CA (EV0/HOPG) 52 3.2.2 Hình thái học bề mặt hệ vật liệu EV0/HOPG 54 3.3 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA MÀNG G-DBV CẤY GHÉP ĐIỆN HĨA TRÊN BỀ MẶT ĐIỆN CỰC HOPG 55 3.3.1 Chế tạo màng g-DBV bề mặt HOPG phương pháp cấy ghép điện hóa (g-DBV/HOPG) 55 3.3.2 Khảo sát tính chất hệ vật liệu 56 KẾT LUẬN 60 download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT TÊN TIẾNG ANH TÊN TIẾNG VIỆT AFM Atomic force microscopy Kính hiển vi điện tử lực CA Chronoamperometry Phương pháp dòng theo thời gian CE Counter Electrode Điện cực đối CV Cyclic voltammetry Thế qt vịng tuần hồn DBV Di benzyl viologen EV Ethyl viologen gDBV Graftable di benzyl viologen HER Hydrogen evolution reaction HOPG Highly oriented graphite KPFM Kelvin Probe microscopy Kính hiển vi đầu dò Kelvin LSV Linear sweep voltammetry Phương pháp quét tuyến tính OER Oxygen evolution reaction Phản ứng oxy bay ORFB Organic redox flow battery QPS Quaternary pyridinium salts RE Reference electrode Điện cực so sánh Scanning Electron Microscopy Scanning tunneling microscopy Kính hiển vi điện tử quét Working electrode Điện cực làm việc SEM STM WE Phản ứng hydro bay pyrolytic Gaphite nhiệt phân định hướng cao Pin dịng oxy hóa khử hữu Các muối pyridinium bậc bốn Hiển vi quét xuyên hầm lượng tử download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Hình 1.1: cấu trúc tinh thể graphite Hình 1.2: Cấu trúc graphene Hình 1.3: Trạng thái lai hóa cacbon mạng graphene Hình 1.4: Cấu trúc mạng graphene Hình 1.5: Tính chất điện hóa biểu thị thay đổi trạng thái oxi hóa metyl viologen 11 Hình 1.6: Cấu tạo hóa học phân tử DBV, EV g-DBV 15 Hình 2.1: Điện cực HOPG 19 Hình 2.2: Hệ tế bào điện hóa phép đo CV 20 Hình 2.3: Thiết bị đo điện hóa trường đại học Quy Nhơn 20 Hình 2.4 Thông số kỹ thuật phép đo CV 21 Hình 2.5 thơng số kỹ thuật phép đo CA 21 Hình 2.6 Thơng số kỹ thuật phép đo CV 22 Hình 2.7 thơng số kỹ thuật phép đo CV 22 Hình 2.8 Hình ảnh sục khí O2 23 Hình 2.9 thơng số kỹ thuật phép đo CV 24 Hình 2.10 thơng số kỹ thuật phép đo CV 24 Hình 2.11 hình ảnh sục khí O2 25 Hình 2.12 thông số kỹ thuật phép đo CA 25 Hình 2.13 thơng số kỹ thuật phép đo CA 26 Hình 2.14 thơng số kỹ thuật phép đo CA 26 Hình 2.15 thơng số kỹ thuật phép đo CV 27 Hình 2.16: Nguyên tắc hoạt động hệ điện cực, CE: điện cực phụ trợ, WE: điện cực làm việc, RE: điện cực so sánh 29 download by : skknchat@gmail.com Hình 2.17: Đường cong biểu diễn mối quan hệ i-E có pic đặc trưng, ip,a ứng với Ep,a ip,c ứng với Ep,c 29 Hình 2.18: Sự tương tác đầu dò bề mặt mẫu 31 Hình 2.19: Sơ đồ mức lượng hiệu ứng xuyên hầm 31 Hình 2.20: Ngun tắc hoạt động kính hiển vi quét xuyên hầm (STM): Ubias: điện bias; It: dòng điện xuyên hầm; Ux Uy: điện theo trục ngang - song song với bề mặt mẫu; Uz: điện theo trục dọc - vng góc với bề mặt mẫu 33 Hình 2.21: Nguyên tắc hoạt động chế độ dịng điện khơng đổi 34 Hình 2.22: Nguyên tắc hoạt động chế độ chiều cao khơng đổi 34 Hình 2.23: Sơ đồ nguyên lý hệ đo Raman 36 Hình 2.24: Sơ đồ nguyên lý kính hiển vi điện tử quét 37 Hình 2.25: Sơ đồ cấu tạo AFM 39 Hình 3.1: CV HOPG dung dịch DBV 1mM với tốc độ quét khác 41 Hình 3.2:kết phép đo CA trình tổng hợp màng DBV0/HOPG 43 Hình 3.3: So sánh khả trao đổi electron hệ vật liệu HOPG DBV0/HOPG sử dụng dung dịch thử 1mM K4Fe(CN)6 + 0.2 M Na2SO4; tốc độ quét dE/dt = 50mV/s 44 Hình 3.4:(a,b,c) Hình thái học bề mặt hệ vật liệu DBV0/HOPG 0.1mM đo phương pháp AFM; d) phép đo Lineprofie 45 Hình 3.5: (a,b) Hình thái học bề mặt hệ vật liệu DBV0/HOPG 1mM đo phương pháp AFM; c) phép đo Lineprofie 46 Hình 3.6: Hình ảnh SEM so sánh hình thái học bề mặt hệ vật liệu DBV0/HOPG HOPG tinh khiết 46 download by : skknchat@gmail.com 53 Để kiểm chứng tồn màng EV0 bề mặt HOPG, ta sử dụng phương pháp điện hóa CV dung dịch K4 Fe  CN 6 hai hệ vật liệu HOPG EV0/HOPG Hình 3.13: So sánh khả trao đổi electron hệ vật liệu HOPG EV0/HOPGsử dụng dung dịch thử 1mM K4Fe(CN)6 + 0.2 M Na2SO4; tốc độ quét dE/dt = 50mV/s Đường màu đỏ Hình 3.13 thể CV bề mặt HOPG chưa tạo màng với đầy đủ hai peak khử oxi hóa có cường độ peak rõ rệt, chứng tỏ bề mặt HOPG xảy trao đổi điện tích dung dịch với bề mặt HOPG Đường màu đen CV hệ vật liệu màng EV0/HOPG Kết cho thấy khơng có thay đổi đáng kể mặt cường độ vị trí peak oxi hóa khử Điều cho phép chúng tơi kết luận sơ hệ vật liệu EV0/HOPG có khả trao đổi electron Kết cho thấy tính chất điện hóa hệ vật liệu EV0/HOPG hồn tồn trái ngược với hệ vật liệu DBV0/HOPG Nguyên nhân tượng giải thích khác nhóm chức Tuy nhiên để có kết luận xác chúng tơi cần khảo sát cách hệ thông phương pháp khác phương pháp Phổ tổng trở Raman download by : skknchat@gmail.com 54 3.2.2 Hình thái học bề mặt hệ vật liệu EV0/HOPG Sau chế tạo khảo sát tính chất điện hóa hệ vật liệu, chúng tơi tiến hành khảo sát tính chất cấu trúc hệ màng EV0 hình thành đế HOPG Hình 3.14 mơ tả hình thái học bề mặt hệ vật liệu EV0/HOPG chế tạo từ phương pháp CA 1,1V 600s Hình 3.14: (a,b) Hình thái học bề mặt hệ vật liệu EV0/HOPG 1mM đo phương pháp AFM; c) phép đo Lineprofie Dựa vào kết thu được, ta thấy bề mặt HOPG bao phủ hoàn toàn lớp màng EV0 (Hình 3.14) Bên cạnh đó, chúng tơi quan sát đám vật liệu kết tụ riêng lẻ bề mặt màng EV0 (đốm màu trắng Hình 3.14a,b) Các đám vật liệu sản phẩm phụ (side products) hình thành trình khử đồng lắng đọng với phân tử EV0 Ngồi ra, phân tử EV0 (EV0 domains) kết download by : skknchat@gmail.com 55 đám bề mặt hệ vật liệu EV0/HOPG Sử dụng phép đo Lineprofile với kết Hình 3.14c, chúng tơi thấy độ mấp mô bề mặt vào khoảng 0.7 nm 3.3 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA MÀNG G-DBV CẤY GHÉP ĐIỆN HÓA TRÊN BỀ MẶT ĐIỆN CỰC HOPG 3.3.1 Chế tạo màng g-DBV bề mặt HOPG phương pháp cấy ghép điện hóa (g-DBV/HOPG) Hình 3.15: Đường cong CV mơ tả q trình cấy ghép điện hóa phân tử g-DBV bề mặt HOPG Hình 3.1 biểu diễn hình ảnh đường cong điện hóa CV HOPG dung dịch chứa phân tử g-DBV2+ (g-DBV2+ mM + (EtOH + HCl mM tỷ lệ 1:1) sau vòng quét Ta thấy vòng quét từ 0,4V  0,6V , CV xuất peak khử E  0,1V mà khơng có peak oxy hóa, chứng tỏ q trình oxy hóa khử phân tử g-DBV q trình khơng thuận nghịch E  0,1V , gốc g-DBV hình thành theo chế Hình 3.26 download by : skknchat@gmail.com 56 Hình 3.16: Cơ chế hình thành gốc g-DBV tự cấy ghép điện hóa HOPG Ở vịng qt tiếp theo, đường điện hóa khơng cịn xuất peak khử vòng thứ nhất, chứng tỏ gốc g-DBV sau hình thành lần áp đầu tiên, cấy ghép điện hóa bề mặt HOPG, màng gDBV hình thành [64] 3.3.2 Khảo sát tính chất hệ vật liệu 3.3.2.1 Khả ngăn cản tra 15 HOPG g-DBV/HOPG J(mA/cm2) 10 -5 -10 -15 -0.2 0.0 0.2 0.4 E(V) vs Ag/AgCl 0.6 Hình 3.17: So sánh khả trao đổi electron hệ vật liệu HOPG g-DBV/HOPG sử dụng dung dịch thử 1mM K4Fe(CN)6 + 0.2 M Na2SO4; tốc độ quét dE/dt = 50mV/s Sau thực q trình cấy ghép điện hóa phân tử g-DBV lên bề mặt HOPG, để kiểm tra phủ bề mặt lớp màng bề mặt vật liệu, download by : skknchat@gmail.com 57 ta thực phép kiểm chứng tương tự màng DBV/HOPG Từ kết hình 3.17 cho thấy, đường cong điện hóa hệ vật liệu gDBV/HOPG không xuất peak khử oxy hóa, nghĩa bề mặt đế HOPG phủ kín lớp màng phân tử g-DBV 3.3.2.2 Độ bền vững hệ vật liệu điều kiện điện hóa Phép đo kiểm tra độ bền vững lớp màng g-DBV/HOPG điều kiện điện hóa cho kết tương tự lớp màng DBV/HOPG Hình 3.18 so sánh tính chất điện hóa hệ vật liệu g-DBV/HOPG dung dịch thử trước sau xử lý điện hóa (nghĩa áp phân cực có giá trị 0.8V thời gian 300s) Kết cho thấy tính chất điện hóa hệ vật liệu g-DBV/HOPG gần khơng thay đổi Kết cho phép kết luận sơ hệ vật liệu g-DBV/HOPG chế tạo có độ bền cao mơi trường điện hóa 15 J(mA/cm2) 10 -5 HOPG gDBV/HOPG Treated gDBV/HOPG -10 -15 -0.2 0.0 0.2 0.4 E(V) vs Ag/AgCl 0.6 Hình 3.18: So sánh khả trao đổi electron hệ vật liệu HOPG g-DBV/HOPG trước sau xử lý phân cực điện hóa dung dịch thử 1mM K4Fe(CN)6 + 0.2 M Na2SO4; tốc độ quét dE/dt = 50mV/s 3.3.2.3 Hình thái học bề mặt hệ vật liệu màng g-DBV/HOPG Hình thái học bề mặt hệ vật liệu g-DBV/HOPG khảo sát hai phương pháp đại AFM SEM download by : skknchat@gmail.com 58 Hình 3.20 mơ tả kết đo hình thái học bề mặt hệ vật liệu gDBV/HOPG sau cấy ghép phương pháp SEM Hình ảnh SEM cho thấy bề mặt HOPG chưa cấy ghép phân tử g-DBV phẳng mịn (Hình 3.20 a,b) Ngược lại, sau cấy ghép bề mặt HOPG xuất nhiều đám vật liệu (Hình 3.20c) Quan sát gần hơn, thấy bề mặt HOPG phủ kín lớp màng phân tử g-DBV (Hình 3.20d) Hình 3.20: Hình ảnh SEM mơ tả hình thái học bề mặt hệ vật liệu gDBV/HOPG Chúng sử dụng phương pháp AFM để khảo sát hình thái học bề mặt hệ vật liệu Kết cho thây bề mặt HOPG phủ kín lớp màng phân tử g-DBV (Hình 3.21a,b) Quan sát gần để khảo sát xếp phân tử g-DBV bề mặt HOPG nhận thấy phân tử g-DBV xếp thành hàng (molecular rows) đánh dấu đường màu xanh Hình 3.21c Kết thu có nhiều ý nghĩa phân tử g-DBV không cấy ghép cách ngẫu nhiên mà có xếp trật tự bề mặt HOPG Độ mấp mô bề mặt hệ vật liệu xác định vào khoảng 0.7nm (Hình 3.21d) download by : skknchat@gmail.com 59 Hình 3.21: Hình thái học bề mặt hệ vật liệu g-DBV/HOPG khảo sát phương pháp AFM download by : skknchat@gmail.com 60 KẾT LUẬN Đã chế tạo thành công hệ vật liệu màng DBV0/HOPG; EV0/HOPG g-DBV/HOPG phương pháp lắng đọng điện hóa cấy ghép điện hóa từ dung dịch chứa phân tử này; Đã khảo sát tính chất điện hóa phân tử DBV, EV hệ vật liệu chế tạo phương pháp CV:  Trong vùng điện giới hạn điện cực HOPG, DBV2+ tham gia hai (2) q trình oxi hóa khử để tạo thành trạng thái oxi hóa DBV DBV0  Hệ vật liệu DBV0/HOPG g-DBV/HOPG làm giảm trình trao đổi electron giao diện điện cực/chất điện phân Ngược lại, có mặt hệ màng EV0 khơng làm ảnh hưởng đến q trình trao đổi electron gian diện HOPG/chất điện phân Đã khảo sát hình thái học cấu trúc bề mặt cấp độ nguyên tử/phân tử hệ màng DBV0, EV0 g-DBV bề mặt HOPG phương pháp SEM AFM:  Các phân tử DBV0 EV lắng đọng hình thành màng đa lớp (multilayer) bề mặt HOPG; Đã chế tạo hệ vật liệu DBV0/g-SiO2 kết phép đo KPFM raman cho thấy hệ màng thu thể đặc tính n-doping graphene download by : skknchat@gmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cai, W.; Moore, A L.; Zhu, Y.; Li, X.; Chen, S.; Shi, L.; Ruoff, R S., Thermal Transport in Suspended and Supported Monolayer Graphene Grown by Chemical Vapor Deposition Nano Letters 2010,10 (5), 16451651; [2] Novoselov, K S.; Geim, A K.; Morozov, S V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S V.; Grigorieva, I V.; Firsov, A A., Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films Science 2004,306 (5696), 666-669; [3] Avouris, P., Graphene: Electronic and Photonic Properties and Devices Nano Letters 2010,10 (11), 4285-4294; [4] Georgakilas, V.; Otyepka, M.; Bourlinos, A B.; Chandra, V.; Kim, N.; Kemp, K C.; Hobza, P.; Zboril, R.; Kim, K S., Functionalization of Graphene: Covalent and Non-Covalent Approaches, Derivatives and Applications Chemical Reviews 2012,112 (11), 6156-6214; [6] Kim, S M.; Jang, J H.; Kim, K K.; Park, H K.; Bae, J J.; Yu, W J.; Lee, I H.; Kim, G.; Loc, D D.; Kim, U J.; Lee, E.-H.; Shin, H.-J.; Choi, J.-Y.; Lee, Y H., Reduction-Controlled Viologen in Bisolvent as an Environmentally Stable n-Type Dopant for Carbon Nanotubes Journal of the American Chemical Society 2009,131 (1), 327-331; [7] Yu, W J.; Liao, L.; Chae, S H.; Lee, Y H.; Duan, X., Toward Tunable Band Gap and Tunable Dirac Point in Bilayer Graphene with Molecular Doping Nano Letters 2011,11 (11), 4759-4763; [8] Lauffer, P.; Emtsev, K V.; Graupner, R.; Seyller, T.; Ley, L., Molecular and electronic structure of PTCDA on bilayer graphene on SiC(0001) studied with scanning tunneling microscopy Physical status solid (b) 2008,245 (10), 2064-2067; download by : skknchat@gmail.com [9] Coletti, C.; Riedl, C.; Lee, D S.; Krauss, B.; Patthey, L.; von Klitzing, K.; Smet, J H.; Starke, U., Charge neutrality and band-gap tuning of epitaxial graphene on SiC by molecular doping Physical Review B 2010,81 (23), 235-401; [10] Deshpande, A.; Sham, C.-H.; Alaboson, J M P.; Mullin, J M.; Schatz, G C.; Hersam, M C., Self-Assembly and Photopolymerization of Sub-2 nm One-Dimensional Organic Nanostructures on Graphene Journal of the American Chemical Society 2012,134 (40), 16759-16764; [11] Lu, J.; Yeo, P S E.; Zheng, Y.; Yang, Z.; Bao, Q.; Gan, C K.; Loh, K P., Using the Graphene Moiré Pattern for the Trapping of C60 and Homoepitaxy of Graphene ACS Nano 2012,6 (1), 944-950; [12] Mao, J.; Zhang, H.; Jiang, Y.; Pan, Y.; Gao, M.; Xiao, W.; Gao, H J., Tunability of Supramolecular Kagome Lattices of Magnetic Phthalocyanines Using Graphene-Based Moiré Patterns as Templates Journal of the American Chemical Society 2009,131 (40), 14136-14137; [13] Phillipson, R.; Lockhart de la Rosa, C J.; Teyssandier, J.; Walke, P.; Waghray, D.; Fujita, Y.; Adisoejoso, J.; Mali, K S.; Asselberghs, I.; Huyghebaert, C.; Uji-i, H.; De Gendt, S.; De Feyter, S., Tunable doping of graphene by using physisorbed self-assembled networks Nanoscale 2016,8 (48), 20017-20026; [14] Pollard, A J.; Perkins, E W.; Smith, N A.; Saywell, A.; Goretzki, G.; Phillips, A G.; Argent, S P.; Sachdev, H.; Müller, F.; Hüfner, S.; Gsell, S.; Fischer, M.; Schreck, M.; Osterwalder, J.; Greber, T.; Berner, S.; Champness, N R.; Beton, P H., Supramolecular Assemblies Formed on an Epitaxial Graphene Superstructure Angewandte International Edition 2010,49 (10), 1794-1799; download by : skknchat@gmail.com Chemie [15] Roos, M.; Künzel, D.; Uhl, B.; Huang, H.-H.; Brandao Alves, O.; Hoster, H E.; Gross, A.; Behm, R J., Hierarchical Interactions and Their Influence upon the Adsorption of Organic Molecules on a Graphene Film Journal of the American Chemical Society 2011,133 (24), 9208-9211; [16] Shayeganfar, F.; Rochefort, A., Electronic Properties of Self-Assembled Trimesic Acid Monolayer on Graphene Langmuir 2014,30 (32), 97079716; [17] Johns, J E.; Hersam, M C., Atomic Covalent Functionalization of Graphene Accounts of Chemical Research 2013,46 (1), 77-86; [18] Park, J.; Yan, M., Covalent Functionalization of Graphene with Reactive Intermediates Accounts of Chemical Research 2013,46 (1), 181-189; [19] Kosynkin, D V.; Higginbotham, A L.; Sinitskii, A.; Lomeda, J R.; Dimiev, A.; Price, B K.; Tour, J M., Longitudinal unzipping of carbon nanotubes to form graphene nanoribbons Nature 2009,458, 872; [20] Ossonon, B D.; Bélanger, D., Functionalization of graphene sheets by the diazonium chemistry during electrochemical exfoliation of graphite Carbon 2017,111, 83-93; [21] Paulus, G L C.; Wang, Q H.; Strano, M S., Covalent Electron Transfer Chemistry of Graphene with Diazonium Salts Accounts of Chemical Research 2013,46 (1), 160-170; [22] Wang, A.; Yu, W.; Huang, Z.; Zhou, F.; Song, J.; Song, Y.; Long, L.; Cifuentes, M P.; Humphrey, M G.; Zhang, L.; Shao, J.; Zhang, C., Covalent functionalization of reduced graphene oxide with porphyrin by means of diazonium chemistry for nonlinear optical performance Scientific Reports 2016, 6, 23325; download by : skknchat@gmail.com [23] Zhu, H.; Huang, P.; Jing, L.; Zuo, T.; Zhao, Y.; Gao, X., Microstructure evolution of diazonium functionalized graphene: A potential approach to change graphene electronic structure Journal of Materials Chemistry 2012,22 (5), 2063-2068; [24] Greenwood, J.; Phan, T H.; Fujita, Y.; Li, Z.; Ivasenko, O.; Vanderlinden, W.; Van Gorp, H.; Frederickx, W.; Lu, G.; Tahara, K.; Tobe, Y.; Uji-i, H.; Mertens, S F L.; De Feyter, S., Covalent Modification of Graphene and Graphite Using Diazonium Chemistry: Tunable Grafting and Nanomanipulation ACS Nano 2015,9 (5), 55205535; [25] Higashi, T.; Shigemitsu, Y.; Sagara, T., Faradaic Phase Transition of Dibenzyl Viologen on an HOPG Electrode Surface Studied by In Situ Electrochemical STM and Electroreflectance Spectroscopy Langmuir 2011, 27 (22), 13910-13917; [26] Pham, D.-T.; Tsay, S.-L.; Gentz, K.; Zoerlein, C.; Kossmann, S.; Tsay, J.-S.; Kirchner, B.; Wandelt, K.; Broekmann, P., Quasi-Reversible Chloride Adsorption/Desorption through a Polycationic Organic Film on Cu(100) The Journal of Physical Chemistry C 2007,111 (44), 1642816436; [27] Phan, T H.; Wandelt, K., Molecular ordering at electrified interfaces: Template and potential effects Beilstein Journal of Organic Chemistry 2014,10, 2243-2254; [28] Trần I.T Vật liệu compozit-Cơ học tính tốn kết cấu [29] Durst R., Baumner A., Murray R., Buck R., & Andrieux C., Chemically modified electrodes: Recommended terminology and definitions, IUPAC, 1997, 1317–1323; download by : skknchat@gmail.com [30] Autumn, K., et al Evidence for van der Waals adhesion in gecko setae Proceedings of the National Academy, 2002, 99, 12252-12256; [31] Zhao, Z.; Gou, J Improved fire retardancy of thermoset composites modified with carbon nanofibers Sci Technol Adv Mater 2009, 10 (1): 015005 [32] Nobel Foundation announcement [37] Paul M S Monk, The Viologens: Physicochemical Properties, Synthesis and Applications of the Salts of 4,4'-Bipyridine, Viley, 1999, ISBN: 9780471-98603-4 [38] S Durben and T Baumgartner, Angew Chem., Int Ed., 2011, 50, 7948-7952; [39] E Hwang, S Seo, S Bak, H Lee, M Min and H Lee, Adv Mater., 2014, 26, 5129-5136; [40] H M Osorio, S Catarelli, P Cea, J B G Gluyas, F Hartl, S J Higgins, E Leary, P J Low, S Martin, R J Nichols, J Tory, J Ulstrup, A Vezzoli, D C Milan and Q Zeng, J Am Chem Soc., 2015, 137, 14319-14328; [41] Q V Nguyen, P Martin, D Frath, M L Della Rocca, F Lafolet, S Bellinck, P Lafarge and J C Lacroix, J Am Chem Soc., 2018, 140, 10131-10134; 42] A A Sagade, K V Rao, U Mogera, S J George, A Datta and G U Kulkarni, Adv Mater., 2013, 25, 559-564; [43] Z Shi, K G Neoh and E T Kang, Biomaterials, 2005, 26, 501-508; [44] T Janoschka, N Martin, U Martin, C Friebe, S Morgenstern, H Hiller, M D Hager and U S Schubert, Nature, 2015, 527, 78-81; [3] T Janoschka, N Martin, M D Hager and U S Schubert, Angew Chem., Int Ed., 2016, 55, 14425-14428; download by : skknchat@gmail.com [4] O Buyukcakir, S.-H Je, D S Choi, S N Talapaneni, Y Seo, Y Jung, K Polychronopoulou and A Coskun, Chem Commun 2016, 52, 934937; [47] Levin S A (1992), The Problem of Pattern and Scale in Ecology Ecology, 73, pp 1943−1967; [48] Schimel S (1995), Terrestrial Ecosystems and the arbon ycle Global Change Biol1, pp 77−91; [49] Shao M., Chang Q., Dodelet.J and Chenitz R (2016), Recent advances in electrocatalysts for oxygen reduction reaction.Chem Rev, 116, pp 3594–3657; [0] Jaouen F., Proietti E., Lefevre M., Chenitz R., Dodelet J.P., Wu G., H T., Johnston M., Zelenay P (2011), Recent Advances in NonPrecious Metal Catalysis for Oxygen-Reduction Reaction in Polymer Electrolyte Fuel ells.Energy Environ Sci, 4(1), pp 114− 130; [51] Melillo J M., McGuire A D., Kicklighter D W., Moore B., Vorosmarty J., Schloss A L (1993), Global limate-Change and Terrestrial Net Primary Production.Nature, 363, pp 234−240; [2] Nie Y Li L., Wei Z (2015), Recent Advancements in Pt and Pt-Free Catalysts for Oxygen Reduction Reaction.Chem Soc Rev, 44(8), pp 2168−2201; [53] Binnig G and Rohrer H (1985), “The Scanning Tunneling Microscopy”, Scientific American, 253(2), pp 50–56; [54] Binnig G., Rohrer H., Gerberand C and Weibel E (1982), Tunneling through a controllable vacuum gap Appl Phys Lett, 40(2), pp 178– 180; [55] Gardiner, D.J (1989) Practical Raman spectroscopy Springer- Verlag ISBN 978-0-387-50254-0; download by : skknchat@gmail.com [5] Binnig, G.; Quate, C F.; Gerber, Ch (1986) Atomic Force Microscope Physical Review Letters 56 (9): 930–933; [57] Wilhelm Melitz et al Kelvin probe force microscopy and its application Surface Science Reports 66 (2011) 1–27; [58] Jaeho Jeon et al Functionalized Organic Material Platform for Realization of Ternary Logic Circuit ACS Appl Mater Interfaces 2020, 12, 5, 6119–6126; [59] Ling-Zhi Cheong et al Lab on a tip: Applications of functional atomic force microscopy for the study of electrical properties in biology.Acta Biomaterialia99, (2019) 33-52; [60] Junjie Ding, Caini Zheng, Luxin Wang, Chenbao Lu, Bin Zhang, Yu Chen, Mingqiang Li, Guangqun Zhai and Xiaodong Zhuang, Viologeninspired functional materials: synthetic strategies and applications Journal of Materials Chemistry A, 2019, 41 (7), 23337-23360; [61] Noémie Elgrishi, Kelley J Rountree, Brian D McCarthy, Eric S Rountree, Thomas T Eisenhart, and Jillian L Dempsey, A Practical Beginner’s Guide to Cyclic Voltammetry Journal of chemical education, 2018, 95, 197-206; [63] Thi Mien Trung Huynh, Thanh Hai Phan, Oleksandr Ivasenko,a Stijn F L Mertens and Steven De Feyter, Nanoconfined self-assembly on a grafted graphitic surface under electrochemical control, Nanoscale, 2017, 9, 362–368; [63] LI, Q., Electrochemical Reduction of Oxygen, PhD thisis 2014; [64] Alaa A Ough et al Viologen-modified electrodes for protection of hydrogenases from high potential inactivation while performing H2 oxidation at low overpotential Dalton Trans., 2018,47, 10685-1069 download by : skknchat@gmail.com ... PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Phương pháp chế tạo vật liệu Các hệ vật liệu chế tạo phương pháp lắng đọng điện hóa cấy ghép điện hóa Điểm mấu chốt phương pháp điện cực làm việc (graphite graphene) áp điện. .. viologen graphite graphene ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu Hệ phân tử viologen graphite graphene 3.2 Phạm vi nghiên cứu Các nghiên cứu thực quy mơ phịng thí nghiệm PHƯƠNG... NGHIÊN CỨU 3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Phương pháp chế tạo vật liệu