Luận văn thạc sĩ HUS tổng hợp và nghiên cứu tính chất điện hóa của vật liệu lai ghép oxit vô cơ với polime dẫn TiO2PANi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN QUANG THIỆN TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN HĨA CỦA VẬT LIỆU LAI GHÉP OXIT VƠ CƠ VỚI POLIME DẪN TiO2PANi Chun ngành: Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số: 60 44 31 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học PGS TS Phan Thị Bình Hà Nội - 2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐạI HọC QUốC GIA Hà NộI TRƯờNG ĐạI HọC KHOA HọC Tự NHIÊN TRầN QUANG THIệN TổNG HợP Và NGHIÊN CứU TíNH CHấT ĐIệN HóA CủA VậT LIệU LAI GHéP OXIT VÔ CƠ VớI POLIME DẫN TiO2PANi LUậN VĂN THạC Sĩ KHOA HäC Hµ NéI - 2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU ……………………………………………………………… CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ………………………………………… 1.1 Titanđioxit (TiO2) ………………………………………………… 1.1.1 Cấu trúc titanđioxit ………………………………………… 1.1.2 Tính chất titan đioxit …………………………………… 1.1.3 Ứng dụng TiO2 ……………………………………………… 10 1.1.4 Các phương pháp điều chế TiO2 ………………………………… 14 1.2 Polianilin (PANi) 17 1.2.1 Cấu trúc PANi 17 1.2.2 Tính chất PANi ……………………………………… 18 1.2.3 Ứng dụng PANi ……………………………………………… 19 1.2.4 Các phương pháp tổng hợp PANi ……………………………… 19 1.3 Vật liệu compozit TiO2-PANi ……………………………………… 21 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU …………………… 23 2.1 Các phương pháp điện hóa …………………………………… 23 2.1.1 Phương pháp quét tuần hoàn ………………………………… 23 2.1.2 Phương pháp đo tổng trở …………………………………… 24 2.1.3 Phương pháp tĩnh …………………………………………… 28 2.2 Phương pháp nghiên cứu phi điện hóa……………………………… 28 2.2.1 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) …………………………… 28 2.2.2 Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ………………………… 29 2.2.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X ……………………………………… 30 2.2.4 Phổ hồng ngoại IR ……………………………………………… 31 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM ……………………………………… 32 3.1 Hóa chất dụng cụ ……………………………………………… 32 3.1.1 Hóa chất ………………………………………………………… 32 3.1.2 Dụng cụ thiết bị thí nghiệm ……………………………… 32 3.2 Chuẩn bị pha chế dung dịch 33 3.3 Tổng hợp vật liệu ………………………………………………… 33 3.4 Tiến hành khảo sát tính chất vật liệu ……………………………… 34 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN …………………… 36 4.1 Nghiên cứu phổ CV trình tổng hợp ……………………… 36 4.1.1 Ảnh hưởng tỷ lệ TiO : ANi đến phổ CV …………………… 36 4.1.2 Tìm khoảng cho giai đoạn tổng hợp vật liệu CV ……… 37 4.1.3 Nghiên cứu tổng hợp tĩnh trước tổng hợp CV… 37 4.2 Nghiên cứu cấ u trúc vật liệu …………………………………… 42 4.2.1 Nhiễu xạ tia X …………………………………………………… 42 4.2.2 Phổ hồng ngoại 43 4.2.3 Phân tích SEM …………………………………………………… 45 4.2.4 Phân tích TEM 47 4.3 Nghiên cứu tính chất điện hóa vật liệu 47 4.3.1 Quét tuần hoàn 47 4.3.2 Phổ tổng trở ……………………………………………………… 50 KẾT LUẬN …………………………………………………………… 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………… 59 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU Các vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác tạo nên vật liệu có tính hẳn so với vật liệu ban đầu chúng làm việc riêng rẽ, vật liệu gọi vật liệu compozit Những vật liệu compozit đơn giản có từ xa xưa trộn viên đá nhỏ vào đất trước làm gạch để tránh bị cong vênh… Mặc dù vật liệu compozit có từ lâu ngành khoa học compozit hình thành gắn với xuất công nghệ chế tạo tên lửa từ năm 1950 [15] Từ đến nay, khoa học công nghệ vật liệu compozit phát triển tồn giới có thuật ngữ “vật liệu mới” đồng nghĩa với vật liệu compozit Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ ngành khoa học vâ ̣t liê ̣u , nhà khoa học giới đã và tâ ̣p trung nghiên cứu phương pháp chế ta ̣o vật liệu có tính chất đột phá nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng ngành công nghiê ̣p công nghê ̣ cao Đặc biệt, phương pháp lai ghép giữa các vâ ̣t liê ụ oxit vô với polime dẫn đươ ̣c phát triể n và quan tâm rô ̣ng raĩ nhằ m ta ̣o compozit có tin ́ h đươ ̣c cải thiê ̣n tố t Trong đó có TiO2, mô ̣t số các vâ ̣t liê ̣u bán dẫn điể n hiǹ h có tiềm ứng dụng cao thân thiê ̣n môi trường , khả diê ̣t khuẩ n, xúc tác quang hóa quang điện hóa , đươ ̣c nghiên cứu lai ghép với polanilin (PANi), mô ̣t sớ polyme dẫn điê ̣n điể n hin ̀ h vừa bề n nhiê ̣t , bề n môi trường, thuâ ̣n nghich ̣ về mă ̣t điê ṇ hóa, có tính chất dẫn điện điện sắc , vừa có khả xúc tác điê ̣n hóa cho mô ̣t số phản ứng điê ̣n hóa Compozit TiO2-PANi chế tạo theo đường hóa học hay điện hóa tùy thuộc vào mục đích sử dụng m vâ ̣t liê ̣u cho nguồ n điê ̣n , chế ta ̣o sen sơ điê ̣n hóa hay làm vâ ̣t liê ̣u xúc tác điê ̣n hóa cho các quá trin ̀ h điê ̣n cực [22,24,31,32,46] Trong khuôn khổ đề tài : “Tổng hợp nghiên cứu tính chất điện hóa vật liệulai ghép oxit vô v ới polime dẫn TiO2 PANi” sử dụng kỹ thuật tổng hợp điện hóa kết hợp điện phân tĩnh quét tuần hồn để tở ng hơ ̣p vâ ̣t liê ̣u LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Titanđioxit (TiO2) 1.1.1 Cấu trúc titanđioxit TiO2 vật liệu sống hàng ngày Nó sử dụng rộng rãi làm chấ t màu trắng sơn, mỹ phẩm thực phẩm TiO2 tồn ba dạng tinh thể là: rutil, anatase brookite (hình 1) Thơng thường TiO2 vật liệu bán dẫn kích hoạt hóa học ánh sáng [8,49] (a) (b) (c) Hình 1: Cấu trúc tinh thể TiO2 (a) – rutil, (b) – anatase, (c) – bookite [8,49] LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TiO2 vật liệu tỷ trọng cao chấ t mầ u trắng đặc trưng bán thị trường Hợp chất có chiết suất cao vượt trội, tính trơ tốt gần khơng màu, tất tính chất khiến gần giống với chấ t mầ u lý tưởng TiO2 có bán thị trường hai dạng tinh thể: Anatase rutil Rutil có mật độ 4,2g/cm3, anatase 3,9g/cm3 [2] Sự khác biệt giải thích chúng có cấu trúc khác nhau, cấu trúc rutil xếp chặt khít tinh thể anatase TiO2 dạng rutil tán xạ ánh sáng hiệu hơn, ổn định bền so với dạng anatase TiO2 Đặc biệt hơn, có chiết suất cao mức độ suốt cao vùng khả kiến quang phổ [8] Sự ổn định cho phép lớp phủ tạo có độ mờ đục cao màu trắng sáng màu nhẹ với bề mặt sơn tối thiểu Sự khác biệt chiết suất mơi trường mà bị phân tán lớn tán xạ ánh sáng khúc xạ lớn [8], dạng rutil có chiết suất lớn so với anatase (Bảng 1) Bảng 1: So sánh chiết suất rutil Anatase Vật liệu Chiết suất TiO2 dạng rutil 2,76 TiO2 dạng anatase 2,52 1.1.2 Tính chất titan đioxit a) Tính chất vật lý TiO2  TiO2 chất bột màu trắng, không tan nước, có nhiệt độ nóng chảy 1560oC [2]  Ái lực cao bề mặt TiO2 với nhiều phân tử giúp dễ dàng biến đổi bề mặt  TiO2 lên vật liệu xúc tác quang hóa tuyệt vời Một số phương tiện đáng ý TiO2 dạng quang hóa học gây xúc tác quang hóa tính ưa nước hoàn toàn khác nhau, hai tượng xảy đồng thời bề mặt Do vậy, kính phủ lớp TiO2 mỏng có hai tính chất đáng ý chiếu UV [8]: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com  Các hợp chất hữu bị phá hủy xúc tác quang hóa tiếp xúc với kính, khiến kính trở thành tự tẩy nhờn  Có lực cao với nước, nước không tạo bột mà tạo dải liên tục b) Tính chất xúc tác quang hóa vật liệu TiO2 Năm 1930, khái niệm xúc tác quang đời Trong hố học dùng để nói đến phản ứng xảy tác dụng đồng thời chất xúc tác ánh sáng, hay nói cách khác, ánh sáng nhân tố kích hoạt chất xúc tác, giúp cho phản ứng xảy Khi có kích thích ánh sáng, chất bán dẫn tạo cặp điện tử - lỗ trống có trao đổi điê ̣n tử chất bị hấp phụ, thông qua cầu nối chất bán dẫn [14] Cơ chế phản ứng xúc tác quang dị thể [49]: Quá trình xúc tác quang dị thể tiến hành pha khí pha lỏng Cũng giống trình xúc tác dị thể khác, trình xúc tác quang dị thể chia thành giai đoạn sau:  Khuếch tán chất tham gia phản ứng từ pha lỏng khí đến bề mặt xúc tác  Hấp phụ chất tham gia phản ứng lên bề mặt chất xúc tác Hấp thụ photon ánh sáng, phân tử chuyển từ trạng thái sang trạng thái kích thích điê ̣n tử  Phản ứng quang hóa, chia làm giai đoạn nhỏ [10]:  Phản ứng quang hóa sơ cấp, phân tử bị kích thích (các phân tử chất bán dẫn) tham gia trực tiếp vào phản ứng với chất bị hấp phụ  Phản ứng quang hóa thứ cấp, cịn gọi giai đoạn phản ứng “tối” hay phản ứng nhiệt, giai đoạn phản ứng sản phẩm thuộc giai đoạn sơ cấp  Giải hấp phụ sản phẩm  Khuếch tán sản phẩm vào pha khí lỏng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tại giai đoạn phản ứng xúc tác quang hoá khác phản ứng xúc tác truyền thống cách hoạt hoá xúc tác Trong phản ứng xúc tác truyền thống, xúc tác hoạt hố nhiệt cịn phản ứng xúc tác quang hoá, xúc tác hoạt hoá hấp thụ ánh sáng Điều kiện để chất có khả xúc tác quang hóa [49]:  Có hoạt tính quang hố  Có lượng vùng cấm thích hợp để hấp thụ ánh sáng cực tím ánh sáng nhìn thấy Q trình ban đầu xúc tác quang dị thể với chất hữu vô chất bán dẫn sinh cặp điện tử - lỗ trống chất bán dẫn Có nhiều chất bán dẫn khác sử dụng làm chất xúc tác quang như: TiO2, ZnO, ZnS, CdS… Khi chiếu sáng có lượng photon (hν) thích hợp, lớn lượng vùng cấm EG (hν ≥ EG), tạo cặp điê ̣n tử (e-) lỗ trống (h+) Các e- chuyển lên vùng dẫn, lỗ trống lại vùng hố trị [14] Q trình chuyển điện tử có hiệu phân tử chất hữu vô bị hấp phụ trước bề mặt chất xúc tác bán dẫn (SC) Khi đó, quang điê ̣n tử vùng dẫn chuyển đến nơi có phân tử có khả nhận điê ̣n tử (A), trình khử xảy ra, lỗ trống chuyển đến nơi có phân tử có khả cho điê ̣n tử (D) để thực phản ứng oxy hoá: hν + (SC) → e- + h+ (1) A(ads) + e- → A- (ads) (2) D(ads) + h+ → D+ (ads) (3) Các ion A-(ads) D+(ads) sau hình thành phản ứng với qua chuỗi phản ứng trung gian sau cho sản phẩm cuối Như trình hấp thụ photon chất xúc tác giai đoạn khởi đầu cho tồn chuỗi phản ứng Trong q trình xúc tác quang, hiệu suất lượng tử bị giảm tái kết hợp điê ̣n tử lỗ trống: e- + h+ → (SC) + E (4) (SC) tâm bán dẫn trung hồ E lượng giải phóng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com dạng xạ điện từ (hν’ ≤ hν) nhiệt Hình 2: Cơ chế xúc tác quang hóa chất bán dẫn [49] Hiệu trình quang xúc tác xác định hiệu suất lượng tử, tỉ lệ số kiện xảy số photon hấp thụ Việc đo ánh sáng bị hấp thụ thực tế khó khăn hệ dị thể tán xạ ánh sáng bề mặt chất bán dẫn Để xác định hiệu suất lượng tử phải tuân theo định luật quang hóa sau [10]:  Định luật Grotthuss Draper: Chỉ có ánh sáng bị hệ hấp thụ có khả gây phản ứng, hay nói cách khác phản ứng quang hóa xảy ánh sáng hấp thụ phân tử bán dẫn  Định luật Einstein: Một photon hay lượng tử ánh sáng bị hấp thụ có khả kích thích phân tử giai đoạn sơ cấp Hiệu suất lượng tử hệ lý tưởng φ xác định hệ thức đơn giản:  = N N0 = Số phân tử phản ứng Số photon bị hấp phụ (5) Khi phân tử chất bán dẫn bị kích thích phân ly điê ̣n tử kèm theo lỗ trống, số điê ̣n tử chuyển tới chất phản ứng, ta gọi N(c), số lại kết hợp với lỗ trống để tạo lại phân tử trung hòa N(k) Theo định luật Einstein ta có phương triǹ h: ΔNo = Nc + Nk (6) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com -Z”(Ω) -Z”(Ω) 30s 60s 30s 0s 300 0.4 200 13,34 kHz 0.2 8,977 Hz 100 126,3 Hz 98,22 kHz 0.0 17.3 17.5 17.7 Z’(Ω) 100 200 300 Z’(Ω) -Z”(Ω) -Z”(Ω) 60s 60s 90s 1000 0.2 800 600 18,78 kHz 3,278kHz 0.1 400 9,14 kHz 181,1 mHz 200 0.0 18.8 0 200 400 600 800 1000 Z’(Ω) -Z”(Ω) 19.0 Z’(Ω) -Z”(Ω) 150s 18.9 150s 180s 0.4 56,03 Hz 3,78 kHz 0.2 13,34 kHz 126,3 Hz 17 18 19 0.0 17.3 20 Z’(Ω) 17.5 17.7 Z’(Ω) Hình 37: Sƣ ̣ ảnh hƣởng thời gian giai đoạn tĩnh tổng hợp vật liêụ đế n phổ Nyquist của vâ ̣t liêụ điêṇ cƣc̣ compozit đo dung dich ̣ H2SO4 0,5M ta ̣i thế cân bằ ng Biên đô ̣: 5mV, tầ n sớ 100kHz÷10mHz 53 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Cd Rdd Rct W Hình 38: Sơ đồ tƣơng đƣơng sở các đƣờng Nyquist tƣ̀ hin ̀ h 37 Bảng 7: Sự ảnh hƣởng thời gian giai đoạn tĩnh (650 mV) đến thơng số điện hóa mơ theo sơ đồ tƣơng đƣơng hình 38 Thời gian ωmax Rdd Cd Rct σ tĩnh (s) (kHz) (Ω) (μF) (Ω) (Ω.s-1/2) 21,07 19,35 73,4 0,65 41,3 30 616,70 22,30 32,3.10-3 50,20 18,6.103 60 20,65 25,50 91,4.10-3 530,00 15,8.103 90 117,65 18,85 85,0 0,10 18,8 120 23,81 17,50 30,0 1,40 111,8 150 83,89 17,45 59,6 0,20 25,9 Kế t quả cho thấ y rằ ng thời gian ở giai đoa ̣n thế tiñ h có ảnh hưởng lớn tới thơng điện hóa, đă ̣c biê ̣t ở trường hơ ̣p 90s điê ̣n dung lớp kép đa ̣t giá tri ̣cao nhấ t (85 F), điê ̣n trở chuyể n điê ̣n tích (0,1 Ω) số Warburg (18,8 Ω.s-1/2) nhỏ nhấ t Như vâ ̣y quá trình chuyể n điê ̣n tích cũng khả khế ch tán của dung dịch thuận lợi so với trường hợp lại Điề u này phù hơ ̣p với kế t đánh giá CV giữ thời gian thế tiñ h (650 mV) 90s, vâ ̣t liê ̣u có hoa ̣t tính điê ̣n hóa tốt 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com b) Ảnh hƣởng thế tinh đế n phổ tổ ng trở ̃ Ở phần thay đổi giá trị điện giai đoạn tĩnh tương ứng với trạng thái PANi (bảng 5) giữ thời gian không đổi (120s) Các đường Nyquist thu đươ ̣c hiǹ h 39 thể hiê ̣n mô ̣t bán cung với nhánh khuếch tán tương tự hình 37 Vì sơ đồ tương đương hình 38 đươ ̣c áp du ̣ng để tìm thơng số điện hóa phản ánh bảng -Z”(Ω) -Z”(Ω) 0.6 200 mV Compozit 0.9 400 mV Compozit 0.6 0.3 2,934 kHz 5,523 kHz 0.3 98,22 Hz 98,22 Hz 0.0 16.5 0.0 16.0 Z’(Ω) 16.8 Z’(Ω) 16.6 -Z”(Ω) -Z”(Ω) 850 mV Compozit 650 mV Compozit 16.3 1.5 1.0 6,264 kHz 3,78 kHz 76,35 Hz 0.5 3,78 kHz 17 18 19 0.0 16.5 Z’(Ω) 17.0 17.5 Z’(Ω) 18.0 -Z”(Ω) 850 mV PANi 0.4 Bảng 8: Sự ảnh hƣởng điện giai đoạn tĩnh đến thơng số điện 0.3 Hình 39 : Sự ảnh hưởng hóa đƣợc mơ theo sơ đồ tƣơng đƣơng hình 38 điện giai đoạn 0.2 11,76 Thời gian giai đoạn tĩnh giữ không đổikHz(120s) tĩnh đến phổ Nyquist 162,5 Hz 0.1 Vật liệu điện cực củaĐiện vật liệu điện ω cực max Rdd tĩnh (mV) (kHz) compozit và PANi (Ω) Cd 0.0 16.3 16.4 (μF) σ Rct 16.5 16.6 (Ω) -1/2 Z (Ω) (Ω.s ) 16.7 ’ 55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Compozit TiO2-PANi PANi 200 34,70 16,60 72 0,40 32,27 400 18,52 16,25 108 0,50 40,02 650 23,81 17,50 30 1,40 111,80 850 40,00 16,85 25 1,00 83,67 850 74,07 16,35 45 0,30 33,33 Cd (μF) Compozit PANi 100 80 60 40 20 200 400 650 850 850 E(mV) Hình 40: Sự phụ thuộc điện dung lớp kép vào giá trị điện giai đoạn tĩnh với thời gian không đổi (120s) Từ bảng xây dựng biểu đồ đánh giá phụ thuộc điện dung lớp kép , điê ̣n trở chuyể n điê ̣n tích và hằ ng số Warrburg vào điê ̣n thế ở giai đoa ̣n thế tiñ h , thấ y rằ ng giá tri ̣điê ̣n dung lớp kép (Hình 40) vật liệu tương ứng với lớp lót emeraldin (400 mV) cao , lớp lót pernigranilin (850 mV) thấp nhấ t và chỉ bằ ng 55% so với mẫu PANi ở cùng điề u kiê ̣n chế ta ̣o (850 mV) 56 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 41 cho thấ y điê ̣n trở chuyể n điê ̣n tích lớn nhấ t ở trường hơ ̣p lớp lót là dạng muối emeraldin (650 mV), đă ̣c biê ̣t so với PANi chế ta ̣o ở cùng điề u kiê ̣n (850 mV) giá trị R ct lớn gấ p lầ n Nguyên nhân dẫn đế n quá trình chuyể n điê ̣n tích bị giảm có mặt TiO thành phầ n của compozit Tương tự R ct hằ ng số Warburg cũng có xu thế vâ ̣y (Hình 42), đa ̣t giá trị cao trường hợp lớp lót emeraldin (650 mV) lớn gần gấp lầ n so với PANi chế ta ̣o ở cùng điề u kiê ̣n (850 mV) Nguyên nhân dẫn đế n sự khế ch tán gă ̣p khó khăn PANi cũng là sự có mă ̣t của TiO thành phầ n compozit Rct(Ω) Compozit PANi 1.4 0.6 Hình 0.2 41: Sự phụ thuộc điện trở chuyển điện tích vào giá trị điện giai đoạn tĩnh với thời gian không đổi (120s) 200 400 650 850 850 E(mV) 57 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com σ(Ω.s-1/2) Compozit PANi 100 80 60 40 20 200 400 650 850 850 E(mV) Hình 42: Sự phụ thuộc hệ số Warburg vào giá trị điện giai đoạn tĩnh với thời gian không đổi (120s) KẾT LUẬN Qua quá triǹ h thực nghiê ̣m rút số kết luận sau: Đã tổ ng hơ ̣p thành công vâ ̣t liê ̣u compozit bằ ng phương pháp điê ̣n hó hơ ̣p đan xen giữa giai đoa ̣n thế tiñ h và quét thế tuầ n hoàn (CV) a kế t Compozit chế ta ̣o điều kiện điện phân tĩnh 90 s ta ̣i 650 mV trước giai đoa ̣n tổ ng hơ ̣p bằ ng CV đã đa ̣t đươ ̣c cấ u trúc nano có kić h thước tương đố i 58 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đồ ng đề u cả về chiề u dài lẫn đường kính , sắ p xế p có đinh ̣ hướng bó đũa đan xen bề mă ̣t đế thủy tinh dẫn điê ̣n Với lớp lót ở da ̣ng muố i emeraldin (650 mV) đã tìm thấ y thời gian 90s giai đoa ̣n thế tiñ h trước tổ ng hơ ̣p bằ ng CV thu đươ ̣c vâ ̣t liê ̣u có hoa ̣t tính điện hóa cao Sự có mă ̣t của TiO thành phầ n compozit đã cải thiện hoạt tính điện hóa tớ t so với vâ ̣t liê ̣u PANi chế ta ̣o ở cùng điề u kiê ̣n Đã tìm thấ y chế điê ̣n hóa xảy gờ m q trình chuyển điện tích xuấ t hiê ̣n khuế ch tán Warburg đố i với cả hai loa ̣ i vâ ̣t liê ̣u compozit PANi chế ta ̣o đế thủy tinh dẫn điê ̣n Điê ̣n dung lớp kép , q trình chuyển điện tích khuế ch tán không chỉ phu ̣ thuô ̣c vào thời gian mà phụ thuộc vào điê ̣n thế áp đă ̣t ở giai đoa ̣n thế tiñ h nhờ sự có mă ̣t của TiO thành phầ n compozit 59 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHUYẾN NGHỊ Do thời gian nghiên cứu có ̣n , nên còn nhiề u vấ n đề chưa thể thực hiê ̣n đươ ̣c, ví dụ nghiên cứu tính chất quang điện hóa , khả xúc tác điện hóa vật liệu hay khả ứng dụng làm vật liệu chế tạo sen sơ điện hóa Nế u có thời gian và điề u kiê ̣n mon g muố n đươ ̣c tiế p tu ̣c phát triể n theo hướng nghiên cứu 60 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Công trin ̀ h công bố liên quan: Trầ n Quang Thiê ̣n, Phan Thi ̣Bin ̀ h, Tổ ng hợp vật liê ̣u TiO 2-PANi đế thủy tinh dẫn điê ̣n bằ ng kỹ thuật điê ̣n hóa đan xen , Tuyể n tâ ̣p Hô ̣i nghị khoa học Viện Hóa hoc 4-6 tháng (2012) (sẽ chuyển đăng TCHH số đặc biệt ) 61 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiế ng Viêṭ Phan Thị Bình (2006), Điện hóa ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội Nguyễn Thạc Cát (2003), Từ điển hóa học phổ thông, NXB Giáo dục Vũ Đăng Độ (2006), Các phương pháp vật lý hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXBGD Đỗ Thị Hải (2001), Nghiên cứu nâng cao khả bao vệ kim loại PANi tạo màng hỗn hợp với PANa điện hoá, Luâ ̣n văn tha ̣c si ̃ khoa học Hóa học, Đại học sư phạm Hà Nội Trương Ngọc Liên (2000), Điện hóa lí thuyết, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Hữu Huy Luận (2004), Tổng hợp nghiên cứu polime dẫn, copolime dẫn từ pirol, thiophen, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học, Đại học sư phạm Hà Nội Nguyễn Đức Nghĩa (2009), Polyme chức vật liệu lai cấu trúc nano, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ Hà Nội Trần Minh Ngọc (2008), Nghiên cứu điều chế TiO2 dạng anatase kích thước nano từ tinh quặng ilmenite Thừa Thiên Huế, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học, Đại học Huế 10 Trần Văn Nhân (2004), Hóa lí tập 2, NXB Giáo dục 62 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 11 Bùi Hải Ninh (2008), Nghiên cứu ảnh hưởng polyanilin đến cấu trúc PbO2, luận văn thạc sĩ khoa học hóa học, Đại học Quốc gia Hà Nội 12 Bùi Hải Ninh, Mai Thị Thanh Thùy, Phan Thị Bình (2007), Tổng hợp nghiên cứu tính chất composit PANi/TiO2, Tạp chí Hóa học, Tập 45 (6A), tr 31-34 13 Phạm Như Phương, Phan Thanh Sơn, Lê Văn Long, Nguyễn Ngọc Tuân, Nguyễn Đình Lâm (2011), Tổng hợp nano TiO2 dạng ống phương pháp thủy nhiệt, Tạp trí khoa học công nghệ, Đại học Đà nẵng, số 1(42), tr 77 – 82 14 Ngơ Quốc Quyền (2006), Tích trữ chuyển hóa lượng hóa học, vật liệu công nghệ, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam 15 Đỗ Đình Rãng (2003), Hóa hữu cơ, tập 3, NXB Giáo dục 16 Trịnh Xuân Sén (2009), Điện hóa học (in lần 3), Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, Hà Nội 17 Mai Thi Thanh Thùy (2005), Tổng hợp polyanilin dạng bột phương pháp xung dòng ứng dụng nguồn điện hóa học, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học, Đại học Quốc gia Hà Nội 18 Phạm Thị Thanh Thủy (2007), Ứng dụng polyanilin để bảo vệ sườn cực chì ắc quy axit, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học, Đại học Quốc gia Hà Nội 19 Nguyễn Đình Triệu (1999), Các phương pháp vật lý nghiên cứu hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 20 Ngô Thị Ánh Tuyết (2006), Nghiên cứu mạ composite niken chứa hạt trơ cacbua silic (SiC), tro trấu tro bay Khảo sát số tính chất chúng, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học, Đại học Quốc gia Hà Nội 63 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiế ng Anh 21 Aldissi M (1992), “Intrinsically conducting polimer: an emerging technology”, Kluwer Academic Publishers, Series E:Applied Sciences 246, pp 61-71 22 Assefa Sergawie, Teketel Yohannes, Serap Günes (2007), Helmut Neugebauer and Niyazi S Sariciftci, Photoelectrochemical Cells based on Emeraldine Base Form of Polyaniline, J Braz Chem Soc Vol 18 No 6, pp 1189-1193 23 Borole D D., Kapadi U R., Kumbhar P P , Hundiwale D G (2002), "Influence of inorganic and organic supporting electrolytes on the electrochemical synthesis of polyaniline, poly (o-toluidine) and their copolymer thin films", Materials Letters 56, pp 685-691 24 Cristescu C., Andronie A., S Iordache., Stamatin S N (2008), PANi – TiO2 nanostructures for fuel cell and sensor applications, Journal of optoelectronics and advanced materials Vol 10 No 11, pp 2985 – 2987 25 De Graef M (2003) Introduction to Conventional Transmission Electron Microscopy Cambridge University Press ISBN 0-521-62995 26 Di Wei and Gehan Amaratung (2007), Photoelectrochemical Cell and Its Applications in Optoelectronics, Int J Electrochem Sci 2, pp 897 - 912 27 Gao Jinzhang, Shengying Li, Wu Yang, Gang Ni, Lili Bo (2007), Synthesis of PANI/TiO2–Fe3+ nanocomposite and its photocatalytic property, J Mater Sci 42, pp 3190–3196 28 Gospodinova N., Terlemezyan L (1998), Conducting polymers prepared by oxidative polimerzation: Polyanilin, S0079–6700(98)00008–2, Prog Polym Sci., Vol 23, pp 1443–1484 64 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 29 Grätzel M (2001), Photoelectrochemical cells, Nature vol 414 No 6861, pp 338-344 30 Gurunathan K., Amalnerkar D.P., Trivedi D C (2003), "Synthesis and characterization of conducting polymer composite (PANi/TiO2) for cathode material in rechargeable battery", Materials Letters 57, pp 1642-1648 31 Hadi Nur, Izan IzwanMisnon, and LimKhengWei (2007), Stannic OxideTitanium Dioxide Coupled Semiconductor Photocatalyst Loaded with Polyaniline for Enhanced Photocatalytic Oxidation of 1-Octene, Hindawi Publishing Corporation International Journal of Photoenergy, Volume 2007, Article ID 98548, pages doi:10.1155//98548 32 Duong Ngoc Huyen, Nguyen Trong Tung, Nguyen Duc Thien and Le Hai Thanh (2011), Effect of TiO2 on the Gas Sensing Features of TiO2/PANi Nanocomposites, Sensors 11, pp 1924-1931 33 Ilieva M., S Ivanov., Tsakova V (2008), Electrochemical synthesis and characterization of TiO2-polyaniline composite layers, J Appl Electrochem 38, pp 63–69 34 Irena Mickova, Abdurauf Prusi, Toma Grcev, Ljubomir Arsov (2006), Elechtrochemical polymerization of aniline in presence of TiO2 nanoparticles, Bulletin of the Chemists and Technologists of Macedonia, Vol.25 (1), pp 45 – 50 35 Karami H., Mousavi M F., Shamsipur M (2003), "A new design for dry polyaniline rechargeable batteries" J of Power Sources 117, pp.255 - 259 36 Kim Hooi-Sung and Carl Wamser C (2006), Photoelectropolymerization of aniline in a dye-sensitized solar cell, Photochem Photobiol Sci 5, pp 955–960 65 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 37 Liang B., Li C., Zhang C G., Zhang Y K (2005), Leaching kinetics of Panzhihua ilmenite in sulfuric acid, Hydrometallurgy 76, pp 173–179 38 Liu Y., T Qi, Chu J., Tong Q., Zhang Y (2006), Decomposition of ilmenite by concentrated KOH solution under atmospheric pressure, International Journal of Mineral Processing, 81, pp 79–84 39 Lu Chih-Cheng, Huang Yong-Sheng, Huang Jun-Wei, Chien-Kuo Chang and Wu Sheng-Po (2010), A Macroporous TiO2 Oxygen Sensor Fabricated Using Anodic Aluminium Oxide as an Etc hing Mask, Sensors Vol 10, Issue 1, pp 670-683 40 Pawar S G., Patil S L., Chougule M A., Raut B T., Jundale D M and Patil V B (2010), Polyaniline: TiO2 Nanocomposites: Synthesis and Characterization, Scholars Research Library, Archives of Applied Science Research, Vol No.2, pp 194-201 41 Pharhad Hussain A M and AKumar (2003), “Electrochemical synthesis and characterization of chloride doped polianilin”, Bull Mater.Sci, Vol 26 No 3, pp 329 – 334 42 Rahman Md Mahbubur, A J Saleh Ahammad, Joon-Hyung Jin, Ahn Sang Jung and Jae-Joon Lee (2010), A Comprehensive Review of Glucose Biosensors Based on Nanostructured Metal-Oxides, Sensors Vol 10, No 5, pp 4855-4886 43 Spinks G.M., Dominis A J., Wallance G G., Tallman D.E (2002), Electroactive conducting polymers for corrosion control-part2 Ferrous metals, Vol No 2, pp 85 – 100 44 Vũ Quốc Trung (2006), Electrophoretic deposition of semiconducting polymer metal/xide nanocomposites and characterization of the resulting films, luận án tiến sỹ hóa học, Technischen Universität Dresden 66 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 45 Williams D.B., Carter C.B (1996) Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science Kluwer Academic / Plenum Publishers ISBN 0-306-45324-X 46 Xochit D Benetton, S.G Navarro-Ávila, C Carrera-Figueiras (2009), Electrochemical evaluation of Ti/TiO2-polyaniline Anodes for Microbial Fuel Cells using Hypersaline Microbial Consortia for Syntheticwastewater Treatment, Journal of New Material for Electrochemical Systems, Vol.13 No, pp 1-6 47 Zhang Wensheng, Zhu Zhaowu, Cheng Chu Yong (2011), A literature review of titanium metallurgical processes, Hydrometallurgy, 108, pp 177–188 Internet 48 Viện khoa học vật liệu, http:// www.ims.vast.ac.vn 49 http://community.h2vn.com/index.php/topic,5784.0.html?PHPSESSID=b 2db69b3a73bc53b46e9306632432101#ixzz1ctTdbjFd 67 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... Trong khuôn khổ đề tài : ? ?Tổng hợp nghiên cứu tính chất điện hóa vật liệulai ghép oxit vô v ới polime dẫn TiO2 PANi” sử dụng kỹ thuật tổng hợp điện hóa kết hợp điện phân tĩnh qt tuần hồn... chất ban đầu nên thu hút nhà khoa học nước giới nghiên cứu chế tạo vật liệu Theo cơng trình cơng bố, vật liệu lai ghép TiO2 PANi tổng hợp phương pháp hóa học điện hóa  Tổng hợp phƣơng pháp hóa. .. ứng với trạng thái oxi hóa khác Sơ đồ tổng hợp PANi phương pháp điện hóa thể hình 1.3 Vật liệu compozit TiO2-PANi Vật liệu compozit lai ghép TiO2 PANi có tính chất vượt trội so với tính chất