Ứng dụng vật liệu tổ hợp rGO-AuNps trong khảo sát nhạy khí NH3 ở điều kiện nhiệt độ phòng

NTTU-NCKH-04 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TƠNG KẾT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2020 Tên đề tài: “ứng dụng vật liệu tổ hợp rGO-AuNPs khảo sát nhạy khí NH3 điều kiện nhiệt độ phòng” Sổ hợp đồng: 2020.01.017 /HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: Huỳnh Trần Mỹ Hịa Đơn vị cơng tác: Viện Kỳ thuật Công nghệ cao - Đại học Nguyễn Tất Thành Thời gian thực hiện: 03/2020 - 11/2020 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TÓNG QUAN TÀI LIỆU CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 11 CHƯƠNG KỂT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 15 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT rGO reduced Graphene Oxide AuNPs Gold Nanoparticles DANH MỤC CÁC BẢNG BIẾU, sơ ĐỒ, HÌNH ẢNH Bảng 1: Một số cơng bố cảm biến khí H? chế tạo từ vật liệu Graphene Pt/Pd Hình ỉ: a) Sơ đồ minh họa quy trình tạo thành mầu A (rGO/AuNPs cấu trúc xếp lớp) mẫu B (rGO-AuNPs cấu trúc tổ hợp) b) sơ đồ hệ thống đo cảm biến khí Hình 2\ (a) Ảnh TEM AuNPs; (b) Phổ nhiều xạ tia X (XRD) AuNPs; (c) Phổ Raman graphite, GO rGO; (d) Pho XPS vùng Cls rGO GO (chèn thêm) Hỉnh 3: Ảnh SEM AFM mầu A (a, b) mẫu B (c, d) Phổ XPS Au 4f mẫu A (e) mẫu B (f) Hình 4‘ a) Phổ UV-Vis mầu A B; b) Đặc trưng I-V mẫu A B Hình 5: a) Sự hồi đáp mười chu kỳ với khí NH3 (23,5 ppm) mầu rGO, rGO/AuNPs rGO-AuNPs nhiệt độ phòng 40% RH, cho thấy ổn định tốt cảm biến; b) Sự hồi đáp bốn chu kỳ cùa mầu tổ hợp rGO-AuNPs nồng độ khác NH3 nam khoảng từ 18 đến 40 ppm nhiệt độ phịng 40% RH; c) Tính chọn lọc cảm biến rGO/AuNPs rGO-AuNPs khí NH3 (nồng độ cố định 23,5 ppm) khí mục tiêu khác; d) Phản ứng rGO thuần, rGO/AuNPs rGO-AuNPs 23 ppm khí NH3 với RH từ 20 đến 80% Hình 6: Phân tích thời gian đáp ứng thời gian phục hồi cảm biến mầu A (a) mầu B (b) tiếp xúc với 18 ppm khí NH3 nhiệt độ phịng với độ ấm 40% TÓM TẲT KẾT QUẢ NGHIÊN cứu Kết đạt Công việc thực STT Tông hợp vật liệu rGO AuNPs Đã tông hợp loại vật liệu: phuong pháp hóa học rGO AuNPs Tông hợp tô hợp vật liệu từ Đã tông hợp vật liệu tô hợp rGO AuNPs rGO AuNPs - Độ nhạy khí NH3 mẩu Khảo sát tính nhạy khí NH3 rGO/AuNP 39% mẫu rGO- dạng cấu trúc tô hợp từ vật AuNP 53% liệu rGO AuNPs - Khảo sát nhạy khí hoạt động điều kiện nhiệt độ phịng Cơng bố kềt Sản phấm đăng ký STT Qui trình tơng hợp vật liệu rGO1 AuNPs khả nhạy khí NH3 tố hợp vật liệu tạo thành 01 báo Tạp chí khoa học chuyên Bài báo quốc tể Sản phấm đạt Qui trình tong hợp mầu rGO/AuNP mầu rGO-AuNP 01 báo quốc tế ngành Thời gian thực hiện: 03/2020 - 11/2020 Thời gian nộp báo cáo: 12/11/2020 MỞ ĐẦU Cấu trúc xếp lớp (rGO/AuNPs) cấu trúc tổ hợp (rGO-AuNPs) hai cách thức để kết hợp vật liệu hạt nano vàng (AuNPs) graphene oxit khử (rGO), công việc thực đề tài dạng cấu trúc khảo sát khả nhận biết khí NH3 nhiệt độ phịng Kết cho thấy cảm biến dựa cấu trúc tổ hợp rGO-AuNPs the độ hồi đáp với khí NH3 cao nhất, thời gian hoi đáp phục hoi nhanh so với cảm biến dựa cấu trúc xếp lớp rGO/AuNPs vật liệu rGO Các khảo sát rõ, chuyển dịch phía bước sóng dài đỉnh cộng hưởng quang phổ hấp thụ giảm lượng liên kết đỉnh 4Í5/2 cho thấy rằng, đặc tính nhận biết khí NH3 đáng ý cùa tổ hợp rGO-AuNPs chủ yếu liên kết hóa học hình thành giừa AuNPs vị trí sai hỏng màng rGO Loại tương tác tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyến điện tử từ vị trí khuyết tật đến bề mặt AuNPs, electron dề dàng phản ứng với phân tử oxy khí để tạo chất hấp thụ oxy Do đó, NH3 khơng chì phản ứng với ngun tử lai hóa sp’ mà cịn phản ứng chủ yếu với chất hấp thụ oxy bề mặt hạt nano vàng AuNPs, dần đến độ nhạy khí mẫu tổ hợp rGO-AuNPs với phân tử khí NH3 53%, cao độ nhạy khí rGO/AuNPs (39%) vật liệu rGO (9%) CHƯƠNG TÓNG QUAN TÀI LIỆU Thời đại cơng nghiệp hóa - đại hóa làm cho nồng độ thành phần khí độc hại môi trường sống cùa tăng lên cách bất thường, là: NOx, NHí, co, CH4, H2, SO2, Đây loại khí dề dàng bắt gặp khí thải ngành cơng nghiệp, khí thải phương tiện giao thơng khí thải từ vật dụng gia đình Sự nhiễm mơi trường sống tượng nóng dần lên Trái Đất đặt tình trạng báo động Do đó, định hướng nghiên cứu chế tạo cảm biến khí ln mang tính cấp thiết thời đại cùa khoa học - kỳ thuật nhận quan tâm cùa nhà nghiên cứu phòng thí nghiệm Đặc biệt cảm biến khí hoạt động tốt điều kiện nhiệt độ phòng Vật liệu oxide bán dẫn đáp ứng nhu cầu cần thiết cho việc chế tạo cảm biến đà có đóng góp đáng kế cho phát triển thiết bị cho đen ngày Tuy nhiên, hạn chế lớn sử dụng oxide bán dẫn làm cảm biến khí nhiệt độ hoạt động loại vật liệu cao (150°C - 400°C), gây hạn chế cho trình sử dụng Song song với vấn đề này, cảm biến kill cần phải cải tiến dần cho kích thước ngày giảm xuống, giá thành rẻ hơn, quan trọng đặc tính nhạy khí chúng phải hiệu Những điều thúc đẩy đưa đến định hướng nghiên cứu chung cho lĩnh vực chế tạo cảm biến khí phải tìm kiếm đề xuất thêm dạng vật liệu mới, cấu trúc hoạt động để giảm nhiệt độ hoạt động chúng xuống dần đến nhiệt độ mơi trường ngày hồn thiện thiết bị với chi phí chế tạo thấp Từ đó, hệ cảm biến khí dựa vật liệu cấu trúc nano thấp chiều, dạng chiều (2-dimensional, 2D), chiều (1D) chiều (OD), đă tiến hành nghiên cứu cho kết tích cực thời gian qua Trong số vật liệu sằn sàng cho việc nghiên cứu phát triển chế tạo cảm biến khí reduced Graphene Oxide (rGO) đánh giá ứng viên noi bật nhất, rGO có cấu trúc chiều với nguyên tử chúng nguyên tử bề mặt, nên mức độ tương tác vật liệu rGO với tác nhân môi trường đạt hiệu suất cao Ngoài ra, khả dẫn điện tốt rGO yếu tố hỗ trợ cho việc thu nhận dần truyền tốt tín hiệu nhạy khí trình vận hành cảm biến Mặt khác, ammonia (NH3) hay amoniac, hợp chất dễ gây cháy no có tính độc hại xuất phát từ nguồn khí nước thải cơng nghiệp, thải nhiều từ hoạt động nông nghiệp chăn nuôi gia súc (nhất nong độ đặc biệt cao phân gà) Đối với người động vật, NH3 tạo cảm giác cay buốt cho mắt, gây dị ứng tiếp xúc với da xem nguyên nhân lâu dài gây bệnh viêm cuống phổi, Trong cơng nghiệp, việc rị rỉ khí NH3 gây ăn mịn thiết bị, từ làm gián đoạn q trình sản xuất [1], [2] Do đó, việc giám sát kiếm sốt nong độ khí NH3 đời sống sản xuất công nghiệp điều cần thiết quan tâm lình vực chế tạo cảm biến nhạy khí Từ thực tế đó, chúng tơi đặt mục tiêu cho đề tài chế tạo tổ hợp cấu trúc nano từ vật liệu rGO nano kim loại, với định hướng ứng dụng vào linh kiện cảm biến khí NH3 điều kiện nhiệt độ phịng Cho đến tại, việc chế tạo cảm biến khí từ tố hợp vật liệu rGO nano kim loại nhiều nhóm tác giả giới thực Ưu điểm bật hướng nghiên cứu là, tùy thuộc vào đặc tính xúc tác vật liệu nano kim loại tùy thuộc vào hình thức liên kết nano kim loại vào vật liệu chủ rGO mà to họp tạo thành có tính chất nhạy khí khác [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7] Điển đa số cơng bố, mảng rGO kết hợp với vật liệu nano Pt Pd tổ họp tạo thành có xu hướng nhận biết tốt khí H2 Bởi vì, vật liệu nano Pt Pd có tính chất xúc tác mạnh với phân tử khí dễ gây cháy nố (Bảng 1) [4], Trong công bố này, vật liệu nano Pt Pd phủ thành lóp mỏng lên bề mặt mảng rGO tạo thành cấu trúc lớp Tuy nhiên, cơng bố nhóm tác giả Myung Sik Choi, họ sử dụng tổ hợp rGO/Pd bề mặt vật liệu kết hợp xử lý chùm xạ electron, tố hợp lại thích họp cho chế tạo cảm biến nhạy khí NO2 [7] Mặt khác, số nhóm tác giả khác kết họp vật liệu chù rGO với số vật liệu nano là: polyaniline [2], nano Ag [3] nano Au [5], phương pháp chế tạo khác cho phù hợp với đối tượng vật liệu sử dụng Các tổ hợp rGO có cấu trúc vật liệu khác chúng có chung đặc tính nhạy tốt với khí NH3 Bans 1- Một số cơng bố cảm biến khí H2 chế tạo từ vật liệu Graphene Pt/Pd Composite Material Sensor Gas Temperature Gas Concentration Range Pd NP-SLG Pd-GNR G-Pt/Pd Pt-NG/Pt3Fe-NG Pt/Graphene Pd/Graphene Pt/Graphene Pd/Graphene Pd/Graphene Chemiresistor Chemiresistor Chemiresistor Chemiresistor Chemừesistor Chemi resistor Chermresistor Chemiresistor Schottky h2 h2 h2 h2 h2 h2 h2 h2 h2 RT RT RT RT 100 °C RT RT RT RT-150 °C 0.025-2% 30-1000 ppm 6-40,000 ppm 1-4% 0.06-1% 30-1000 ppm 20-50 ppm 20-1000 ppm 0.5-2% NP = nanoparticles; SLG = single layer graphene; GNR = graphene nanoribbons; NG = nanographene RT = room temperature Trong phân tích khác, nhóm tác giả Madhav Gautam [5] đính hạt nano Au lên bề mặt graphene (graphene chế tạo theo phương pháp CVD) sau xử lý nhiệt mơi trường khí hydro, tố hợp tạo thành ứng dụng chế tạo cảm biến khí NH3 Trong đó, với tổ hợp graphene hạt nano Au, nhóm tác giả Hao Zhang [6] đính hạt nano Au lên bề mặt mảng rGO (graphene che tạo theo phương pháp hóa học) phương pháp nung thủy nhiệt 180°C 12h, sản phấm tạo thành lại có đặc tính nhạy với khí NO2 Có thể thấy rằng, hướng nghiên cứu chế tạo cảm biến khí sử dụng vật liệu rGO kết hợp với nano kim loại đa dạng Tùy thuộc vào việc lựa chọn tiền chất ban đầu phương pháp chế tạo mà tạo nên cấu trúc nano khác cho tổ hợp vật liệu, mồi sản phẩm tạo thành thích hợp nhận biết loại khí đặc trưng Trong nghiên cứu này, chúng tơi sè kết hợp vật liệu rGO hạt nano Au để tạo thành cấu trúc lớp tạo cấu trúc phức họp Khảo sát ảnh hưởng hình thái cấu trúc tổ họp đến đặc tính nhạy khí NH?, cùa chúng Từ đưa cấu trúc vật liệu phù hợp cho việc chế tạo cảm biến khí NH3 với đặc tính cảm biến khí cải tiến, là: tăng cường độ nhạy khí, tăng cường mức độ giải hấp độ ổn định cùa vật liệu Tất khảo sát thực điều kiện áp suất khí nhiệt độ phòng 10 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu Trong năm qua, graphene oxit khử (rGO) nôi lên vật liệu thay the cho graphene có the điều chỉnh tạo “chức mới” cùa graphene thông qua khuyết tật nhóm chức chứa oxy [4] Đặc biệt ứng dụng cảm biến khí, có mặt nhóm chức chứa oxy bề mặt rGO sè tạo thuận lợi cho hấp phụ chất cần phân tích, cho phép phát khí nồng độ thấp Trong đó, liên kết dư thừa vị trí khuyết tật cùa màng rGO đóng vai trị tích cực việc hình thành nên liên kết với kim loại quý trình lai hóa tạo nên hợp chat nano Có thê tin hiệu suất cảm biến kỳ vọng sè tăng cường đáng ke thơng qua việc chức hóa bề mặt rGO với kim loại có tính xúc tác (Pt, Pd, Ag, Cu Au), hiệu ứng hiệp đồng cấu hình lai [8], [9] Ví dụ, sử dụng tiền chất rGO HAuCh, H Zhang đồng nghiệp điều chế hồn hợp rGO/Au thông qua trình thủy nhiệt (ở 180°C 12 giờ) cảm biến khí tạo thành phát khí NƠ2 50°C Trong đó, nhóm tác giả M M Sivalingam sử dụng phương pháp đong khử tiền chất (ở 80°C phút) để tồng hợp màng rGO/Au ứng dụng để nhận biết NH3 nhiệt độ phòng [6], [10] M s Choi cộng đà tổng hợp rGO sau phủ lớp Pd lên bề mặt rGO trình phún xạ ủ nhiệt, cảm biến khí NO2 nhiệt độ phòng tạo từ hồn hợp Pd-rGO [7] Từ báo cáo này, thấy chế hiệu suất cảm biến phụ thuộc nhiều vào kim loại sử dụng phương pháp tong hợp Thật vậy, xuất phát từ thực tế loại tương tác rGO kim loại quý thay đoi từ van der Waals yếu đến liên kết cộng hóa trị mạnh, tạo khác biệt rõ ràng hoạt động cảm nhận thiết bị lai kim loại rGO Một số nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm tương tác graphene kim loại quý thực hiện, nghiên cứu tương tự lai kim loại rGO hạn chế tài liệu [11], [12], [13] Trong nghiên cứu này, tập trung vào việc chế tạo hai kiếu kết hợp rGO AuNPs layer-by-layer (xếp lớp) composite đe làm rõ mối tương quan AuNPs rGO Hy vọng nghiên cứu sè giúp làm sáng tỏ moi quan hệ hoạt động cảm biến tổ hợp rGO-AuNPs khí NH3, tương tác rGO AuNPs tổ hợp 11 [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] spectrophotometry,” Nanosci Nanotechnol., vol 2, no 6, pp 184-189, 2013 Ronson, “Uv/Vis/Ir Spectroscopy Analysis of Nanoparticles,” nanoComposix, vol 1, no 1, pp 1-6, 2012 L D'Arsie et al., “Improved recovery time and sensitivity to H2 and NH3 at room temperature with SnOx vertical nanopillars on ITO,” Sci Rep., vol 8, no 1, pp 1-9, 2018 M Cittadini, M Bersani, F Perrozzi, L Ottaviano, w Wlodarski, and A Martucci, “Graphene oxide coupled with gold nanoparticles for localized surface plasmon resonance based gas sensor,” Carbon N Y., vol 69, pp 452-459, 2014 D L Osorio-Arrieta et al., “Reduction of the measurement time by the prediction of the steady-state response for quartz crystal microbalance gas sensors,” Sensors (Switzerland), vol 18, no 8, 2018 L Zhang, Q Tan, H Kou, D Wu, w Zhang, and J Xiong, “Highly Sensitive NH3 Wireless Sensor Based on Ag-rGO Composite operated at Room-temperature,” Sei Rep., vol 9, no 1, pp 1-10, 2019 M Yang et al., “Gas Sensors Based on Chemically Reduced Holey Graphene Oxide Thin Films,” Nanoscale Res Lett., vol 14, no 1, pp 1-8, 2019 V Postica and L Oleg, “Synthesis of Ag-Doped ZnO Nano structured Films for uv Photodetectors,” in Telecommunications, Electronics and Informatics, 2018, no May, pp 2-6 D Gedamu et al., “Rapid fabrication technique for interpenetrated ZnO nanotetrapod networks for fast uv sensors,” Adv Mater., vol 26, no 10, pp 1541-1550, 2014 27 PHỤ LỤC 3: MINH CHỨNG ĐI KÈM SẢN PHẦM DẠNG 2: Qui trình tổng hợp vật liệu rGO-AuNPs khả nhạy khí NH? tổ hợp vật liệu tạo thành SẢN PHÀM DẠNG 3: toàn văn báo Huynh Tran My Hoa, Kang Jea Lee, Hoai Phuong Pham, Tuan Anh Doan, Hoang Hung Nguyen, Tran Quang Nguyen, Quang Trung Tran, and Tran Viet Cuong, “Ammonia Gas Sensing Behavior of Hybridization between Reduced Graphene Oxide and Gold Nanoparticles, ” Journal ofNanomaterials, vol 2020, 11 pages, 2020 PHỤ LỤC - Thuyết minh đề cương (Photo ký với trường) - Họp đồng nghiên cứu (Photo kỷ với trường) 28 QUI TRÌNH TĨNG HỢP VẬT LIỆU rGO-AuNPs VÀ KHẢ NÀNG NHẠY KHÍ NH3 CỦA TĨ HỢP VẬT LIỆU TẠO THÀNH Spray-coated rGO Spray-coated AuNPs Sample A Sơ đ'ơ minh họa quy trình tạo thành mẫu A (rGO/AuNPs cấu trúc xếp lớp) mẫu B (rGO-AuNPs cấu trúc tổ hợp) Tổng hợp vật liệu Graphene oxide (GO) Graphene oxit (GO) tổng họp từ bột than chì phương pháp Hummers cải tiến, sau GO phân tán vào nước Đầu tiên, 0,2 g bột than chì, 0,1 g NaNOỉ, 0,8 g KMnO4 thêm vào 16 ml H2SO4, hồn hợp khuấy giừ lạnh o°c Hồn hợp tiếp tục khuấy nhiệt độ phịng giờ, sau 32 ml nước khử ion (DI) nhỏ vào từ từ tạo nên dung dịch huyền phù Cuối cùng, ml H2O2 30% thêm vào huyền phù chúng chuyển sang màu vàng nâu, chứng tỏ hình thành GO Dung dịch HC1 5% sử dụng để hòa tan kim loại dư sản pham GO (pH ~ 1) thu sè tách chiết cách ly tâm tốc độ 5.000 vòng /phút thời gian phút GO tiếp tục rửa nước DI điều kiện ly tâm pH Sau cùng, GO vừa tong hợp phân tán vào nước DI để tạo thành dung dịch GO có nồng độ 2,5 mg/ml 29 Tổng hợp vật liệu rGO/AuNPs cấu trúc xếp lớp Đe tong hợp hạt nano Au (AuNPs), 1,25 ml HAuCh (1 mg/ml) 0,25 ml CóH.sNaaO? (10 mg/ml) thêm vào ml nước DI khuấy mạnh 15 phút Thêm từ từ giọt 0,5 ml NaBH4 (0,4 mg/ml) vào để khử ion Au dung dịch tiền chất tiếp tục khuấy 30 phút đế phản ứng xảy hoàn toàn Các hạt nano Au phân tách lực ly tâm tốc độ 12.000 vòng/phút phút phân tán lại nước DI Sau đó, đe có vật liệu rGO/AuNPs cấu trúc xếp lớp (mầu A) 1,0 ml dung dịch GO (2,5 mg/ml) dung dịch AuNPs (0,5 mg/ml) phun nhiệt phân lên đế làm nóng trước đó, minh họa Hình a Cuối cùng, N2H4 dạng hoi nhiệt độ 80°C giai đoạn ủ nhiệt 350°C kết hợp đe khử GO/AuNPs thành vật liệu rGO/AuNPs Tống hợp vật liệu rGO-AuNPs cấu trúc tổ họp Đe tạo thành tổ hợp rGO-AuNPs (mầu B), 1,0 ml dung dịch GO (2,5 mg/ml) 1,25 ml dung dịch HAuCỈ4 (1,0 mg/ml) cho vào cốc đựng chứa sằn ml nước DI Dung dịch huyền phù khuấy 30 phút đe tăng cường tương tác ion Au với be mặt mảng GO Sau đó, 0,25 ml CóH.sNaỉO? (10 mg/ml) thêm vào dung dịch nâng nhiệt đến 80°C Phản ứng giữ điều kiện thời gian Đe loại bỏ hạt nano Au tự dung dịch, trình ly tâm thực tốc độ 7.000 vịng/phút phút Sau đó, dung dịch GO-AuNPs thu 0,1 ml N2H4 (80%) trộn ml nước DI khuấy 10 phút đe chuyến GO-AuNPs thành rGO-AuNPs Cuối cùng, dung dịch rGO-AuNPs vừa tạo thành phun nhiệt phân lên bề mặt đế nung nóng 350°C đế tạo thành tổ họp rGO-AuNPs (Hình la) 30 Hindawi Journal of Nanomaterials Volume 2020, Article ID 7680508,11 pages https://doi.org/10.1155/2020/7680508 Hindawi Research Article Ammonia Gas Sensing Behavior of Hybridization between Reduced Graphene Oxide and Gold Nanoparticles Huynh Tran My Hoa,1 Kang Jea Lee,1 Hoai Phuong Pham,1 Tuan Anh Doan,1 Hoang Hung Nguyen,2 Tran Quang Nguyen,2 Quang Trung Tran,2 and Tran Viet Cuong ‘VKTECH Research Center, Nguyen Tat Thanh University, 298-300A Nguyen Tat Thanh Street, Ward 13, District 4, Ho Chi Minh City, Vietnam 2Department of Solid State Physics, Faculty of Physics, University of Sciences, Vietnam National University Ho Chi Minh City (VNU-HCM), 227 Nguyen Van Cu, District 5, Ho Chi Minh City, Vietnam Correspondence should be addressed to Tran Viet Cuong; tvcuong@ntt.edu.vn Received 19 February 2020; Revised 28 July 2020; Accepted 13 August 2020; Published 28 August 2020 Academic Editor: Kishore Sridharan Copyright © 2020 Huynh Tran My Hoa et al This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited Stack and composite are the two ways of hybridization between gold nanoparticles (AuNPs) and reduced graphene oxide (rGO) which have been fabricated and tested the ability to detect NH, gas at room temperature The device based on the rGO-AuNP composite structure exhibited the highest response and the fastest response and recovery time compared to stack and bare rGO The red shift of a resonant peak in the absorption spectra and the negative shift in the binding energy of 4f5/2 peak indicated that the remarkable NH , gas-sensing properties of this composite are mainly attributed to a chemical bonding formed between AuNPs and rGO at the defective sites This type of interaction facilitates the electron transfer from the defect states to the AuNP surface wherein it easily reacts with the oxygen molecules in the atmosphere to create oxygen absorbents Consequently, NH3 not only reacts with sp-hybridized atoms but also reacts primarily with oxygen absorbents on the surface of AuNPs, resulting in a better sensing behavior of composite samples Introduction In the past few years, reduced graphene oxide (rGO) has emerged as an alternative to graphene because it is possible to tailor and create “new functionalities” of graphene through defects and oxygen-containing functional groups [1] Partic­ ularly for gas sensor applications, oxygen-related groups on the graphene surface are favorable for the adsorption of analytes, thus enabling detecting at lower concentrations of gases Meanwhile, defects act as active sites in forming nano­ composites with noble metals by the process of hybridization It is believed that the sensing performances are expected to dramatically enhance via functionalizing the surface of rGO with catalytic metals (Pt, Pd, Ag, Cu, and Au), owing to the synergistic effect of the hybrid configuration [2, 3], For example, using rGO and HAuCl4 precursors, Zhang and coworkers prepared rGO/Au composite via hydrothermal treatment (at 180“C for 12 hours) and fabricated gas sensors for NO2 detection at 50°C Meanwhile, Sivalingam and Balasubramanian use the coreduction method of these precursors (at 80“C for minutes) to synthesize rGO/Au film which was applied to NH3 sensing at RT [4, 5] Choi et al synthesize rGO and then deposit the Pd layer on the rGO surface by a sputtering process and thermal annealing; a NO2 gas sensor at RT was made from this Pd-rGO hybrid [6] From these reports, it can be seen that the mechanism and performance of the sensor depend strongly on the metal used and the synthesis method Indeed, it comes from the fact that the type of interactions between rGO and noble metals vary from weak van der Waals to strong covalent bonding which makes a clear difference in the sensing activities of rGO-metal hybrid devices Several theoretical and experimental studies on the interaction between graphene and noble metals have been performed, but similar studies for the rGO-metal hybrid Journal of Nanomaterials are still limited in the literature [7-9], In this study, we focus on fabricating two types of combinations of rGO and AuNPs such as layer-by-layer (stack) and composite to clarify the correlation between AuNPs and rGO Hopefully, this study will help elucidate the relationship between the sensor activities of rGO-AuNP hybrid toward NH3 gas and the interaction of rGO and AuNPs Experimental Method 2.1 Synthesis of Aqueous GO Dispersion We synthesized aqueous graphene oxide (GO) dispersion from graphite pow­ der using a modified Hummers method For a detailed description, 0.2 g of graphite flake, 0.1g of NaNO3, and 0.8 g of KMnO4 were added to 16 ml of H2SO4 under stirring and cooling at o°c in a flask for hours Consequently, 32 ml of deionized (DI) water was slowly drop-casted after stirring this suspension at room temperature for more than hour Finally, ml of 30% H,O7 was added to the diluted suspen­ sion and it turned yellow-brownish, indicating the formation of GO The 5% HC1 solution used to dissolve the residual metals and the resulting GO suspension (pH ~1) was sepa­ rated using centrifugation at 5,000 rpm for The GO was further washed with DI water under the same centrifugal conditions until pH equals to The synthesized GO was then dispersed in DI water to form a 2.5 mg/ml GO aqueous solution 2.2 Preparation of rGO/AuNP Stack To synthesize AuNPs, 1.25 ml of HAuC14 (lmg/ml) and 0.25 ml of C6H5Na3O7 (10mg/ml) were sequentially added to ml of DI water and vigorously stirred for 15 Next, 0.5 ml of NaBH4 (0.4 mg/ml) was slowly added dropwise to reduce gold ions in the precursor solution and keep stirring for 30 The gold nanoparticles were isolated using centrifugation at 12,000 rpm for and were redispersed in DI water To obtain rGO/AuNP stack (sample A), 1.0 ml of GO aqueous solution (2.5mg/ml) and the AuNP solution (0.5mg/ml) were sequentially sprayed on a preheated substrate as illustrated in Figure Finally, N,H4 vapor at an elevated temperature of 80°C and thermal annealing 350°C were combined to reduce GO to rGO 2.3 Preparation of rGO-AuNP Composite To produce rGOAuNP composite (sample B), 1.0 ml of GO aqueous suspen­ sion (2.5mg/ml) and 1.25 ml of HAuC14 (1.0mg/ml) were added in ml of water The resultant suspension was stabi­ lized for 30 to promote the interaction of gold ions with GO surface Then, 0.25 ml of C6H5Na3O7 (10mg/ml) was added at an elevated temperature of 80°C The reaction was kept at this condition for hour To remove the free AuNPs in solution, the centrifugation was performed at 7,000 rpm for The resultant GO-AuNP solution and 0.5 ml of NaBH4 (0.4mg/ml) were mixed in ml of DI water and stirred for 10 to convert GO-AuNPs into rGO-AuNPs Finally, the as-prepared rGO-AuNP solution was sprayed on a heated substrate at 350“C to form rGO-AuNP composite (Figure 1) 2.4 Material Characterizations and Gas Testing Two ways of combining between rGO sheets and AuNPs such as stack and composite have been carried out First, individual compo­ nents such as AuNPs and rGO constituting the hybrids were analyzed individually using the following measurements: transmission electron microscopy (TEM) and the X-ray dif­ fraction (XRD) measurements were applied to define the size and crystalline nature of the AuNPs; Raman and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) are employed to investi­ gate rGO Second, the surface morphology of prepared rGO-AuNP hybrids was characterized using atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), and XPS The typical current-voltage measurement and UV-Vis spectroscopy were performed for electrical and optical characterization The process for fabricating two sensor devices based on rGO/AuNP stack and rGO-AuNP composite is illustrated in Figure 1(a) Their response toward NH3 gas at room tem­ perature was compared under identical testing conditions A diagram of a gas sensor measurement system is shown in Figure 1(b) The measuring chamber is made up of volume 500 cm3 in the presence of air atmosphere and NH3 gas at room temperature (300 K) The gas flow rate was controlled with a mass flow controller The change of the sensor resis­ tance due to NH3 adsorption was monitored, analyzed, and stored by a computer with a data acquisition board and LabView software Based on this design, the NH3 gas is diluted into an inert carrier gas to produce different concentrations of test gas Therefore, the diluted concentration is defined from the volumetric flow rate of the test gas and the carrier gas as well as the concentration of the cylinder of test gas The response of the sensor to NH3 is defined as the ratio of change in the resistance of the sample on exposure to ammo­ nia to the resistance in the air AR (%) = 100% X R —R a, (1) where Rg and Ra are sensing material resistance, mea­ sured in NH3 and air atmosphere, respectively Results and Discussion The properties of the individual materials that make up the composition are investigated in detail in Figure Firstly, as-synthesized AuNP size is determined using a transmission electron microscopy as shown in Figure 2(a) A TEM image of AuNPs displays an average size of 10-20 nm with an indefinite shape X-ray diffraction measurement is applied to define the crystalline nature of the AuNPs Figure 2(b) shows the diffraction pattern of AuNPs with three main peaks appearing at 20 values of 38.2”, 44.5°, and 65.1° which are assigned to (111), (200), and (220) crystallographic planes AuNPs Secondly, Raman (Figure 2(c)) and XPS (Figure 2(d)) measurements are employed to qualitatively characterize graphene-related materials Two fundamental peaks at 1320cm1 and 1590 cm1, which correspond to the disorder induced by the D and G bands of carbon atoms, Journal of Nanomaterials Figure 1: Schematic illustration of the process to produce sample A (rGO/AuNP stack) and sample B (rGO-AuNP composite) and the diagram of the gas-sensing measurement system were observed in the Raman spectra of GO and rGO The G band arises from the E2g emission of the zone-center optical phonons of c sp2 atoms (usually observed at 1575 cm), and the D band arises from the breathing mode of k-point pho­ tons of Alg symmetry mode activated by the presence of dis­ order on graphene sheets (at 1350 cm ') Indeed, it is clear to see that D peak intensity in the GO sample was higher than that of rGO and graphite samples This implies that the number of disorders caused by oxygen-containing groups decreases during the transformation process from amor­ phous (GO) to nanocrystalline graphite (rGO) To validate this explanation, the cis XPS core-level spectrum of rGO is displayed in Figure 2(d) As compared to the cis spectra of GO as shown in the inset, the peak intensities of oxygen-containing groups (C=o, C-O, and O=C-OH) decrease dramatically and aromatic lattice peak intensity (C=C, C-C) increases in rGO It demonstrates the effective removal of oxygen-containing functional groups from GO during the reduction process Figure represents SEM and AFM images of rGO/AuNP stack and rGO-AuNP composite samples Samples A and B have distinct surface morphology where Au nanoparticles show the difference in size and arrangement manner on the rGO surface (Figures 3(a) and 3(c)) The AFM image of sam­ ple A, Figure 3(b), indicates that AuNPs randomly distribute on the whole rGO surface, while AuNPs in sample B arrange as cluster forms at some specific sites as shown in Figure 3(d) The aggregation of AuNPs in sample B is observed in the inset SEM image of Figure 3(c) It results from the fact that Au ions in precursor solution often tend to bind with oxygen functional groups, which agglomerate at defect sites on the surface and the edges of GO sheets, via dangling bonds to form AuNP clusters during the reduction step It is reported that there are differences of metal nanoparticles that interact with rGO sheets at different sites, i.e., the defective sites are more favorable compared to defect-free areas in the attach­ ment of metal nanoparticles [1, 10] Considering the size of AuNPs, the AFM images reveal that sample A contains Journal of Nanomaterials (b) (a) - Graphite - Graphene oxide - Reduced graphene oxide (c) Figure 2: Continued Journal of Nanomaterials Figure 2: (a) TEM image of AuNPs (b) XRD pattern of the AuNPs (c) Raman spectra of graphite, GO, and rGO (d) cis region XPS spectra of rGO and GO (inset) AuNPs with a more uniform and larger size than AuNPs in sample B The accumulation of AuNPs at defective sites on rGO sheets in sample B causes the fluctuation in the size Relying on the analysis from Figure 3, two mechanisms for the combination of AuNPs and rGO sheets are selected to study the effect of AuNPs on gas detecting characteristics of rGO-based sensors in this paper To investigate the chemical composition and electronic state, the XPS spectra of Au 4f core for the stack (sample A) and composite (sample B) are depicted in Figures 3(e) and 3(f), respectively Two dominant peaks that ascribed to the binding energies of Au 4f7/2 and Au 4fs/2 were clearly shown Compared with the characteristic peaks of metallic Au° (Au 4f7/2 ~ 84.0 and Au 4f5/2 ~ 87.7 eV), both stack and composite samples show a red-shifted move­ ment in the position of Au 4f5/2 peaks, e.g., from 84.0 eV to 83.8 eV for the stack and 83.3 eV for composite, respectively The peak movement results from the electron transfer from the rGO sheet to the AuNPs, indicating that an interaction exists between AuNPs and the rGO framework Also, the negative shift of the composite is significantly lower (0.7 eV) than that of the stack (0.2 eV) From the above analysis, one can see that the chemical bonding between rGO and AuNPs may predominate in the composite sample while physical bonding prevails in the stack sample Figure 4(a) shows the UV-Vis absorption spectra of A, B, and bare rGO samples A peak at 270 nm, ascribed to the conjugated C-C bonds of the rGO material, is observed in all samples It indicates that the GO sheets are converted to rGO sheets [11] Also, the absorption spectrum is a reliable tool for investigating AuNPs in A and B samples The surface plasmon resonance peak occurs when light passes through nanoparticles, and its position depends on the size and shape of particles [12, 13] Based on Mie’s theory, Huang and El-Sayed and Tri et al reported that the absorption peak at 520 nm is typical for 20 nm AuNPs, and an increase in parti­ cle size causes the red shift of the absorption peak [13-15], The surface plasmon resonance peak in the stack sample appears at 520 nm, indicating that the as-synthesized AuNP size is around 20 nm The features of UV-Vis absorption spectra are consistent with the characteristics of AuNPs reported on Cytodiagnostics and NanoComposix websites [16, 17], and in agreement with what we observed from the TEM image Specifically, the surface plasmon resonance peak of the composite sample is shifted to 610 nm with a stronger intensity in comparison to the stack sample Cittadini et al indicate that the red shift of the plasmon absorption is attributed to not only an electron transfer to AuNPs and sp2-hybridized carbon atoms of rGO but also the stronger coupling of the localized plasmon on neighboring AuNPs [18] In other words, the interparticle distance decreases and induces the delocalizing of conduction electrons near each particle surface and shares amongst neighboring parti­ cles As inferred from the AFM and SEM images, the red shift of the absorption peak in the composite sample was attributed to the agglomeration of the AuNPs Figure 4(b) shows the current-voltage characteristics (I-V) of the fabri­ cated devices The linear and symmetric features in both negative and positive biased indicated the Ohmic contact behavior The contact feature did not change after hybrid­ ized rGO with AuNPs in layer-by-layer (stack) or composite samples It confirms that the fabrication device is a type of chemiresistor, which operates based on the change of Journal of Nanomaterials (a) (b) Figure 3: SEM and AFM images of sample A (a, b) and sample B (c, d) XPS spectra of the Au 4f core level region for sample A (e) and sample B (f) resistance in the presence of an analyte Thus, the hybridiza­ tion of AuNPs with rGO is expected to contribute to improving conductivity, leading to a better sensing perfor­ mance Indeed, the electrical conductivity of stack and com­ posite samples significantly increase in comparison to rGO after being integrated with AuNPs as shown in Figure 4(b) This result somewhat elucidates the crucial role of AuNPs in enhancing sensing performance Figure 5(a) shows the response of the rGO/AuNP stack, rGO-AuNP composite, and bare rGO samples with NH3 Journal of Nanomaterials Bare rGO layer - rGO-AuNP composite - rGO/AuNP stack - rGO/AuNP stack - rGO-AuNP composite - Bare rGO layer (b) Figure 4: (a) UV-Vis spectra of samples A and B, (b) I-V characteristics of samples A and B, respectively gas at room temperature In general, we observe an increase in their resistances upon the exposure to NH3 for all fabri­ cated samples The mechanism of increasing resistance in the presence of NH3 gas is explained as follows: rGO and hybridized AuNPs with rGO sensing layers have p-type char­ acteristics wherein holes act as the majority carriers The electron donor effect of NH3 gas molecules (reducing agent) will deplete the hole concentration in sensing layers upon adsorption which leads to an increase in resistance of sensor devices [1, 4, 6, 10], [19, 20] Our results are comparable to the report of Sivalingam and Balasubramanian who used rGO/Au hybrid nanostructure for detecting 10,000 ppm of NH3 gas at RT with the highest sensitivity of 10% [5], Zhang et al indicated that adding Ag nanoparticles helps to increase sensitivity from 12% (for rGO) to 40% (for Ag-rGO) [21], The main purpose of this study is to experimentally elucidate the role and effect of the combination way between AuNPs and rGO in improving sensor efficiency through two hybrid­ ized structures: composite versus layer-by-layer (stack) Figure 5(a) shows that the response of the bare rGO layer is 9%, but it is considerably enhanced when the AuNPs are incorporated into rGO sheets, e.g., 39% and 53% for the stack and composite samples, respectively The improvement of NH3 gas-sensing properties of bare rGO by incorporating Journal of Nanomaterials (b) 60 rGO-AuNP composite 50 rGO-AuNP stack 40 Bare rGO layer 10 20 40 60 Relative humidity (% RH) 80 (d) Figure 5: (a) Ten-cycle responses of the bare rGO, stack, and composite samples to 23.5 ppm NH3 at room temperature with 40% RH, indicating good stability of the sensors, (b) Four-cycle responses of the composite sample to different concentrations of NH3 ranges from 18 to 40 ppm under room temperature with 40% RH (c) The selectivity of the stack and composite sensors to NHj gas (fixed concentration of 23.5 ppm) and other target gases, (d) The response of the bare rGO, stack, and composite to 23 ppm NH3 under RF1 from 20 to 80% AuNPs is mainly due to the combined effect of the catalytic activities and the highly conductive nature of AuNPs Herein, catalytic effect means that adding of AuNPs on the surface of rGO makes it easier for the chemisorption and dissociation of NH3 gas to occur at the surface Notably, the response of the composite sample is significantly higher than that of the stack sample It is due to differences in the way of binding between AuNPs and rGO in these two samples As indicated in the XPS spectra, the dominant chemical bond in the composite sample promotes the electron transfer from the defect states to the AuNPs It not only causes an increase in resonant electron density but also creates energetic elec­ trons in a high-energy state These resonant electrons are so active that they can liberate from the surface of AuNPs and easily react with the oxygen molecules in the atmosphere to create oxygen absorbents (O2) according to the following reaction [6, 10, 11, 19, 21]: O2(gas) + e~ —> c>2 (ads) (2) Journal of Nanomaterials - Measured - Fitted (a) - Measured - Fitted (b) Figure 6: Response- and recovery-time analysis of sample A (a), and sample B (b) sensors exposed to 18 ppm of NH3 gas at room temperature with 40% RH When NH3 gas goes through the test chamber, the NH3 molecules simultaneously interact with not only sp3-hybridized carbon atoms of the rGO sheets but also oxygen species adsorbed on the AuNPs [10, 11, 21] 4NH3 + 5O2 —»4NO + 6H2O + 5e' (3) These processes give out electrons back to the rGO sheets, they become less p-type, and their resistance increases [10, 11, 22], By adding this mechanism, composite samples showed a better response than stack samples Figure 5(b) shows the response with different NH3 concentrations at room temperature The response is found around 45%, 56%, 71%, and 92% for 18 ppm, 23 ppm, 28 ppm, and 40 ppm NH3 gas, respectively It confirms the fast speed of sensing activity of sample B and gradually increases as increasing in target gas concentration Selectivity or the ability to detect different gases is one of the important parameters used to evaluate the performance of a gas sensor As shown in Figure 5(c), the fabricated sensors exhibit good selectivity for NH3 The response of the rGO-AuNP compos­ ite gas sensor to 23.5 ppm of NH3 is times more than the response to other target gases, including C2H2, co, and H, Journal of Nanomaterials 10 From Figure 5(d), we observe that the responses of fabricated sensors to NH3 are independent of RH value, in the range 2080%; the response depends solely on the NH3 concentration These results verify that the rGO-AuNP composite-based gas sensor is highly selective and can be considered as a potential sensing material for the detection of NH3 The next param­ eter of interest is the response time Figure reveals the experimental and fitted response curves of the stack (a) and composite (b) samples in one cycle of NH3 gas flow The response and recover}' times are fitted via biexponential function equations [20, 23, 24]: R = Ra + A1 f v R„5 =R,a + A,.e J + A2 (1 v Y (4) + A1 4.e'/'"‘, where Aị, A2, Ay, and Ay are positive constants; tỊeí and i2cs illustrate fast and slow response times while and t2cc indi­ cate fast and slow recovery times There is a significant match between the experiment and theory analyses Inferred from the fitted data in Figure 6(b), the composite structure shows the excellent time constants as follows: the response times are tjes = o.ls and £^ = 18$; the recovery times are frec = 0-8s and frec = 45.2 s For comparison, the time con­ stants of the stack are much longer = 1.0 s, t2es = 79 s, 1^=13.75, and 1^ = 287.9 s as shown in Figure 6(a) According to reports of Osorio-Arrieta et al and D’Arsie et al., the t1 and t2 values in sensors may be related to differ­ ent interactions of the NH3 molecules with the sensing layer The fast phenomena (the short time t1) can arise in adsorp­ tion of gas molecules onto the sensing film surface; mean­ time, the quite slow phenomena (the long time t2) can be originated from a diffusion of NH3 molecules into the sens­ ing film [17, 20] Also, the interaction of the NH3 molecules with adsorbed oxygen species is weaker than the interaction of the NH3 molecules with sp3-hybridized carbon atoms Thus, the interaction between NH3 molecules and the adsorbed oxygen species may be responsible for faster response/recovery process; meanwhile, the NH3 molecules directly interact with sp3-hybridized carbon atoms causing slower response/recovery performance [4, 11] These afore­ mentioned results indicate that the reaction between NH3 and oxygen absorbents plays a dominant role in the sensor mechanism of composite samples, while the reaction between NH3 and sp3-hybridized atoms is in the majority in sensor mechanism of stack samples Conclusions By changing the combination of rGO and AuNPs in this study, we have clarified the role and effect of AuNPs in improving NH3-sensing performance as follows: first, the fundamental mechanism of a chemiresistor sensor solely depends on the resistance change; thus, adding AuNPs dra­ matically improves the electrical conductivity of rGO, lead­ ing to a better electron transfer to the electrodes via rGO; second, it is involved in the catalytic effect of AuNPs, which makes it favorable for the chemisorption and dissociation of NH3 gas at the surface; the last and also the significant finding in this study is that the difference of the NH3 gas sen­ sor mechanism depends on how the AuNPs and the rGO link, whether it is chemical or physical bonding If the phys­ ical bond as seen in the stack sample was formed, the main mechanism of the gas sensor is the reaction between NH3 and sp3-hybridized carbon atoms In the case of chemical bonds, as found in composite samples, NH3 not only reacts with sp3-hybridized atoms but also reacts primarily with oxy­ gen absorbents on the surface of AuNPs caused by resonant electrons For these reasons, when hybridization of AuNPs with rGO by chemical bonding is formed, this combination possesses a better NH3-sensing performance compared to other counterparts Data Availability The data used to support the findings of this study are available from the corresponding author upon request Conflicts of Interest The authors declare that there is no conflict of interest regarding the publication of this article Acknowledgments This research was funded by the Vietnam National Founda­ tion for Science and Technology Development (NAFOSTED) under grant number 103.02-2018.352 References [1] s Basu and s Hazra, “Graphene-noble metal nano­ composites and applications for hydrogen sensors,” c, vol 3, no 4, 2017 [2] u Latif and F L Dickert, “Graphene hybrid materials in gas sensing applications,” Sensors, vol 15, no 12, pp 3050430524, 2015 [3] D T Phan and G s Chung, “A novel Pd nanocube-graphene hybrid for hydrogen detection,” Sensors and Actuators B: Chemical, vol 199, pp 354-360, 2014 [4] H Zhang, Q Li, J Huang, Y du, and s c Ruan, “Reduced graphene oxide/Au nanocomposite for NO, sensing at low operating temperature,” Sensors, vol 16, no 7, 2016 [5] M M Sivalingam and K Balasubramanian, “Influence of the concentration of reducing agent on gold nanoparticles deco­ rated reduced graphene oxide and its ammonia sensing perfor­ mance,” Applied Physics A: Materials Science & Processing, vol 123, no 4, 2017 [6] M s Choi, A Mirzaei, J H Bang, w Oum, s s Kim, and H w Kim, “Improvement of NO2 sensing properties in Pd functionalized reduced graphene oxides by electron-beam irradiation,” Frontiers in Materials, vol 6, 2019 [7] H Wang, Q Feng, Y Cheng et al., “Atomic bonding between metal and graphene,” Journal of Physical Chemistry c, vol 117, no 9, pp 4632-4638, 2013 [8] R Zan, u Bangert, Q Ramasse, and K s Novoselov, “Interac­ tion of metals with suspended graphene observed by transmis­ sion electron microscopy,” Journal of Physical Chemistry Letters, vol 3, no 7, pp 953-958, 2012 Journal of Nanomaterials 11 [9] p A Khomyakov, G Giovannetti, p c Rusu, G Brocks, J Van Den Brink, and p J Kelly, “First-principles study of the interaction and charge transfer between graphene and metals,” Physical Review B, vol 79, no 19, pp 1-12, 2009 [23] V Postica and L Oleg, “Synthesis ofag-doped ZnO nanostruc­ tured films for uv photodetectors,” in Proceeding of the 6th International Conference Telecommunications, Electronics and Informatics, pp 488-491, 2018 [10] M Gautam and A H Jayatissa, “Ammonia gas sensing behav­ ior of graphene surface decorated with gold nanoparticles,” Solid-State Electronics, vol 78, pp 159-165, 2012 [24] D Gedamu, I Paulowicz, s Kaps et al., “Rapid fabrication technique for interpenetrated ZnO nanotetrapod networks for fast ƯV sensors,” Advanced Materials, vol 26, no 10, pp 1541-1550, 2014 [11] Q T Tran, H T M Hoa, D.-H Yoo et al., “Reduced graphene oxide as an over-coating layer on silver nanostructures for detecting NHj gas at room temperature,” Sensors and Actuators B: Chemical, vol 194, pp 45-50, 2014 [12] G Goncalves, p A A p Marques, c M Granadeiro, H s Nogueira, M K Singh, and J Grácio, “Surface modification of graphene nanosheets with gold nanoparticles : the role of oxygen moieties at graphene surface on gold nucleation and growth,” Chemistry of Materials, vol 21, no 20, pp 47964802, 2009 [13] N T Khoa, s w Kim, D Yoo, E J Kim, and s H Hahn, “Size-dependent work function and catalytic performance of gold nanoparticles decorated graphene oxide sheets,” Applied Catalysis A: General, vol 469, pp 159-164, 2014 [14] X Huang and M A El-Sayed, “Gold nanoparticles: optical properties and implementations in cancer diagnosis and photothermal therapy,” Journal of Advanced Research, vol 1, no 1, pp 13-28, 2010 [15] J c Martinez, N A Chequer, J L Gonzalez, and T Cordova, “Alternative metodology for gold nanoparticles diameter char­ acterization using PCA technique and UV-V1S spectropho­ tometry,” Nanoscience and Nanotechnology, vol 2, no 6, pp 184-189, 2012 [16] Ronson, LM Vis/ Ir spectroscopy analysis of nanoparticles, vol 1, Nano Composix, 2012 [17] L D’Arsié, V Alijani, S T s Brunelli et al., “Improved recov­ ery time and sensitivity to H, and NH3 at room temperature with SnOx vertical nanopillars on ITO,” Scientific Reports, vol 8, no 1, pp 10028-10029, 2018 [18] M Cittadini, M Bersani, F Perrozzi, L Ottaviano, w Wlodarski, and A Martucci, “Graphene oxide coupled with gold nanoparticles for localized surface plasmon reso­ nance based gas sensor,” Carbon, vol 69, pp 452-459, 2014 [19] S Gupta Chatterjee, s Chatterjee, A K Ray, and A K Chak­ raborty, “Graphene-metal oxide nanohybrids for toxic gas sensor: A review,” Sensors and Actuators B: Chemical, vol 221, pp 1170-1181,2015 [20] D L Osorio-Arrieta, J L Munoz-Mata, G Beltran-Perez et al., “Reduction of the measurement time by the prediction of the steady-state response for quartz crystal microbalance gas sen­ sors,” Sensors, vol 18, no 8, 2018 [21] L Zhang, Q Tan, H Kou, D Wu, w Zhang, and J Xiong, “Highly sensitive NH3 wireless sensor based on Ag-RGO com­ posite operated at room-temperature,” Scientific Reports, vol 9, no 1, article 9942, 2019 [22] M Yang, Y Wang, L Dong et al., “Gas sensors based on chem­ ically reduced holey graphene oxide thin films,” Nanoscale Research Letters, vol 14, no 1, pp 218-228, 2019 ... hợp từ vật AuNP 53% liệu rGO AuNPs - Khảo sát nhạy khí hoạt động điều kiện nhiệt độ phịng Cơng bố kềt Sản phấm đăng ký STT Qui trình tơng hợp vật liệu rGO1 AuNPs khả nhạy khí NH3 tố hợp vật liệu. .. AuNPs Đã tông hợp loại vật liệu: phuong pháp hóa học rGO AuNPs Tông hợp tô hợp vật liệu từ Đã tông hợp vật liệu tô hợp rGO AuNPs rGO AuNPs - Độ nhạy khí NH3 mẩu Khảo sát tính nhạy khí NH3 rGO/AuNP... mầu rGO-AuNPs với nồng độ khí NH3 khác nhiệt độ phịng Độ nhạy khí 45%, 56%, 71% 92% với nồng độ khí NH3 tương ứng 18 ppm, 23 ppm, 28 ppm 40 ppm Chứng tỏ rằng, mầu B hoạt động nhạy khí với tốc độ