BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN LÊ THỊ MINH THƯ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO LAI HÓA TRÊN NỀN ZnO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU ĐIỆN SẮC LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ CHẤT RẮN Bình Địn[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN LÊ THỊ MINH THƯ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO LAI HÓA TRÊN NỀN ZnO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU ĐIỆN SẮC LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ CHẤT RẮN Bình Định - Năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN LÊ THỊ MINH THƯ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO LAI HÓA TRÊN NỀN ZnO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU ĐIỆN SẮC Chuyên ngành: VẬT LÝ CHẤT RẮN Mã số: 8440104 Người hướng dẫn: TS PHAN THANH HẢI LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano lai hóa ZnO định hướng ứng dụng làm vật liệu điện sắc” kết nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu Học viên Lê Thị Minh Thư LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Phan Thanh Hải, cảm ơn thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ động viên tơi hồn thành tốt luận văn Ngồi ra, suốt q trình học tập làm luận văn, thầy cô khoa Khoa học tự nhiên, Trường Đại học Quy Nhơn quan tâm tạo điều kiện cho nhiều Xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới quý thầy cô Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè tập thể lớp Cao học Vật lý chất rắn K23 ln động viên, khích lệ tinh thần suốt trình học tập nghiên cứu hồn thành đề tài Bản thân tơi cố gắng thời gian thực luận văn cịn hạn chế kiến thức thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu nên không tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận thơng cảm ý kiến đóng góp quý báu từ quý thầy để luận văn hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 4.1 Phương pháp tổng hợp vật liệu 4.2 Phương pháp đặc trưng vật liệu CHƯƠNG I TỔNG QUAN I.1 Giới thiệu vật liệu điện sắc I.1.1 Giới thiệu I.1.2 Phân loại I.1.3 Thiết bị điện sắc I.2 Giới thiệu hệ vật liệu điện sắc sở viologen I.3 Giới thiệu ZnO I.3.1 Cấu trúc tinh thể ZnO I.3.2 Tính chất vật liệu ZnO 12 I.3.2.1 Tính chất điện vật liệu ZnO 12 I.3.2.2 Tính chất quang vật liệu ZnO 13 I.3.3 Ứng dụng vật liệu ZnO 14 I.4 Điện hóa học bề mặt phân cách rắn/lỏng 15 I.4.1 Mặt phân cách rắn/lỏng 15 I.4.2 Sự hấp phụ đặc trưng anion bề mặt điện cực trình tự xếp phân tử hữu 16 I.5 Tình hình nghiên cứu ứng dụng hệ vật liệu sở viologen lĩnh vực quang điện tử 18 I.6 Cơ sở lý thuyết phương pháp chế tạo đặc trưng vật liệu 19 I.6.1 Phương pháp qt vịng tuần hồn (CV) 19 I.6.2 Phương pháp đo dòng – thời gian (CA) 23 I.6.3 Phương pháp phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis) 23 CHƯƠNG II THỰC NGHIỆM 25 II.1 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 25 II.1.1 Hóa chất 25 II.1.2 Dụng cụ thiết bị 25 II.2 Tổng hợp vật liệu phương pháp điện hóa 25 II.2.1 Chuẩn bị tế bào điện hóa 25 II.2.2 Khảo sát tính chất điện hóa ITO 26 II.2.3 Tổng hợp vật liệu màng viologen phương pháp CA 27 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 III.1 Đặc trưng vật liệu tổng hợp sở viologen 28 III.1.1 Tổng hợp vật liệu điện sắc DBV/ITO phương pháp điện hóa 28 III.1.2 Tổng hợp vật liệu điện sắc DEV/ITO phương pháp điện hóa 30 III.1.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ phân tử viologen đến trình hình thành màu hệ vật liệu 31 III.1.4 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Ferocene đến trình hình thành màu hệ vật liệu 33 III.1.5 Khảo sát ảnh hưởng điện cực đến trình hình hệ 35 III.1.6 Khảo sát hồi đáp hệ vật liệu 38 III.1.7 Khảo sát tính chất quang hệ vật liệu tổng hợp 43 III.2 Tổng hợp vật liệu điện sắc viologen ITO/ZnO phương pháp điện hóa CV CA 44 III.2.1 Tổng hợp vật liệu ZnO/ITO phương pháp phun tĩnh điện 44 III.2.2 Tổng hợp vật liệu điện sắc DBV/ITO/ZnO phương pháp CV 46 III.2.3 Tổng hợp vật liệu điện sắc DBV/ITO/ZnO phương pháp CA 46 III.2.4 Khảo sát tính chất quang hệ vật liệu tổng hợp DBV/ITO/ZnO 47 III.3 Chế tạo thiết bị điện sắc 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 Kết luận 53 Kiến nghị 53 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT TÊN TIẾNG ANH TÊN TIẾNG VIỆT Electrochromic materials Vật liệu điện sắc Electrochromic devices Thiết bị điện sắc CA Chronoamperometry Phương pháp dòng theo CV Cyclic voltammetry Quét vòng tuần hoàn CE Counter electrode Điện cực đối RE Reference electrode Điện cực so sánh WE Working electrode Điện cực làm việc DBV Di-benzyl viologen DEV Di-ethyl viologen ITO Indium Doped Tin Oxide Peak Peak EC ECD Fc Ferocene PC Propylene carbonate Đỉnh XRD X-ray diffraction Phương pháp nhiễu xạ tia X SEM Scanning electron microscopy Kính hiển vi điện tử quét DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Số hiệu hình vẽ, Tên hình vẽ, đồ thị đồ thị 1.1 Mơ hình thiết bị điện sắc ECD (bên trái) màu ECD với điện áp -0,6 V 1,4V (bên phải) 1.2 1,1ʹ-disubstituted-4,4ʹ-bipyridilium 1.3 Các trạng thái oxy hóa khử viologen 1.4 Cấu tạo hóa học phân tử DBV 1.5 Cấu tạo hóa học phân tử DEV 1.6 Cấu trúc Rocksalt 1.7 Cấu trúc Blend 1.8 Cấu trúc Wurtzite 1.9 Mơ hình Gouy – Chapman – Stern – Grahame 1.10 Sự hấp phụ đặc trưng anion bề mặt điện cực 1.11 Mơ hình tự lắp ráp phân tử hữu lớp anion hấp phụ 1.12 Sự thay đổi màu sắc kính máy bay 1.13 Tế bào điện hóa điện cực 1.14 Sơ đồ ngun lí hoạt động hệ điện hóa ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN LÊ THỊ MINH THƯ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO LAI HÓA TRÊN NỀN ZnO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU ĐIỆN SẮC Chuyên ngành: VẬT LÝ CHẤT RẮN Mã... Người hướng dẫn: TS PHAN THANH HẢI LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ với đề tài ? ?Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano lai hóa ZnO định hướng ứng dụng làm vật liệu điện sắc? ?? kết nghiên cứu. .. vật liệu điện sắc vật liệu điện sắc vô vật liệu điện sắc hữu Cả hai loại vật liệu có hiệu suất tạo màu cao, đặc tính quang học hấp thụ, phản xạ truyền qua thực cách liên tục So với vật liệu điện