Luận văn nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất của vật liệu graphen oxit bằng phương pháp điện hóa

1 MỤC LỤC CH NG 1: TỔNG QUAN 1.1 VẬT LIỆU GRAPHEN 1.1.1 Cấu trúc vật liệu graphen 1.1.2 Một số tính chất graphen 1.1.2.1 Tính chất điện 1.1.2.2 Tính chất nhiệt 1.1.2.3 Tính chất 10 1.1.2.4 Tính chất quang 10 1.1.2.5 Tính chất hóa học 11 1.1.3 Một số phương pháp chế tạo vật liệu graphen 11 1.1.3.1 Graphen tổng hợp từ graphit oxit 11 1.1.3.2 Graphen tổng hợp phương pháp hóa học ướt 15 1.1.3.3 Bóc lớp học 19 1.1.3.4 Phương pháp epitaxy 20 1.1.3.5 Phương pháp CVD 21 1.1.3.6 Phương pháp tách mở ống nano cacbon 22 1.2 VẬT LIỆU GRAPHEN OXIT 23 1.2.1 Cấu trúc vật liệu graphen oxit (GO) 23 1.2.2 Một số tính chất graphen oxit 25 1.2.2.1 Tính dẫn điện 25 1.2.2.2 Tính hấp phụ 25 1.2.2.3 Khả phân tán 26 1.2.3 Một số phương pháp chế tạo vật liệu graphen oxit 27 1.2.3.1.Chế tạo graphen oxit sử dụng chất oxi hóa axit mạnh 27 1.2.3.2.Chế tạo graphen oxit phương pháp điện ly plasma 32 CH 35 NG NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 MỘT SỐ PH VẬT LIỆU NG PHÁP NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐẶC TR NG 35 2.1.1 Phương pháp hiển vi điện tử quét phân giải cao (FE-SEM) 35 2.1.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) [45,46] 35 2.1.3 Phương pháp tán xạ Raman 37 2.1.4 Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier- FTIR [47] 38 2.2 LỰA CHỌN PH 38 NG PHÁP 2.3 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT THỰC NGHIỆM 39 2.3.1 Thiết bị dụng cụ 39 2.3.2 Hóa chất 40 2.4 QUY TRÌNH CHẾ TẠO GRAPHEN OXIT 40 CH 42 NG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 C CHẾ TỔNG HỢP CỦA GO THEO PH NG PHÁP ĐIỆN HĨA 42 3.2 MỨC ĐỘ KIỂM SỐT TỔNG HỢP CÁC TẤM GO THEO PH PHÁP ĐIỆN HÓA NG 43 3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng vật liệu graphit 43 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng dung dịch chất điện hóa 44 3.2.3 Khảo sát diện tích bề mặt riêng vật liệu graphen oxit 47 3.3 KẾT QUẢ ẢNH CHỤP HIỂN VI ĐIỆN TỬ QUÉT PHÂN GIẢI CAO (FE – SEM) 48 3.4 KẾT QUẢ PHỔ TÁN XẠ RAMAN 49 3.5 KẾT QUẢ NHIỄU XẠ TIA X (XRD) 51 3.6 KẾT QUẢ PHỔ HỒNG NGOẠI CHUYỂN DỊCH FOURIER (FTIR) 53 CH NG 4: KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 M ĐẦU Trong năm gần đây, graphen vật liệu sở graphen loại vật liệu nhận quan tâm đặc biệt, kể từ lần vật liệu graphen giới thiệu tính chất điện tử từ năm 2004 Cùng với đó, vào năm 2010 giải thưởng Nobel vật l vật liệu trao cho hai nhà khoa học Konstantin S.Novoselov Andre K.Geim thuộc trường đại học Manchester nước Anh Lần tách đơn lớp graphen từ vệt liệu khối graphit mô tả tính chất đặc trưng chúng [1] Kể từ graphen trở thành đối tượng nhiều nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu rộng rãi tính chất điện – điện tử, điện hóa, quang học, học khả hấp phụ Là tiền thân quan trọng dẫn xuất vật liệu graphen, graphen oxit (GO) nhận rộng rãi năm gần Graphen oxit (GO) dạng oxi hóa graphen tồn nhóm chức chứa oxi, có nhóm chức chủ yếu hidroxy, epoxy bề mặt nhóm cacboxyl, cacbonyl biên mép đơn lớp làm cho vật liệu GO có tính ưa nước phân tán tốt mơi trường chất lỏng [2] Nhờ gốc nhóm chức này, vật liệu GO dễ dàng lắp ghép với cấu trúc v mô, GO giữ nguyên dạng cấu trúc lớp ban đầu graphit [3-6] Hơn nhóm chức chứa oxi giúp GO dễ dàng hoạt động tương tác mạnh với loại vật liệu khác mang lại vật liệu GO hoàn chỉnh loạt ứng dụng công nghệ Graphen oxit, thường sử dụng tiền chất để tổng hợp graphen Tuy nhiên nhờ có nhiều tính chất độc đáo [7], vật liệu thường sử dụng số l nh vực in ấn thiết bị điện tử, xúc tác, lưu trữ lượng, màng tách sinh học vật liệu tổng hợp [8] Hiện nay, phương pháp tổng hợp vật liệu GO phụ thuộc vào phản ứng than chì với chất oxi hóa hỗn hợp mạnh, chứa đựng nhiều rủi ro an toàn cháy nổ, ô nhiễm môi trường thời gian phản ứng lâu tới hàng trăm Trong luận văn này, trình bày phương pháp mở rộng, an tồn thân thiện với mơi trường để tổng hợp vật liệu graphen oxit với hiệu suất cao dựa q trình oxi hóa graphit Tấm graphit bị oxi hóa hồn tồn vài giây, graphen oxit thu có tính chất đạt tương tự graphen oxit chế tạo phương pháp Vì vậy, chúng tơi chọn đề tài: Trong luận văn tập trung nghiên cứu nội dụng sau: - Chế tạo vật liệu graphen oxit phương pháp điện hóa - Khảo sát tính chất đặc trưng vật liệu chế tạo phương pháp như: nhiễu xạ tia X (XRD), phổ tán xạ Raman, phổ hồng ngoại biến đổi Fourier - FTIR kính hiển vi điện tử quét phân giải cao (FE - SEM) CHƢƠNG T NG QUAN 1.1 VẬT LIỆU GRAPHEN Cacbon ngun tố đóng vai trị quan trọng cho sống nguyên tố hàng triệu hợp chất hóa học hữu Trong ngun tử cacbon, electron lớp ngồi hình thành nên nhiều kiểu lai hóa khác Do nguyên tử liên kết lại với chúng có khả tạo nên nhiều dạng cấu trúc tinh thể như: Cấu trúc tinh thể ba chiều (3D), hai chiều (2D), chiều (1D) không chiều (0D) [9] Điều thể thông qua phong phú dạng thù hình vật liệu cacbon là: Kim cương, graphit, graphen, ống nano cacbon fullerens Trong đó, graphen hai nhà khoa học người Anh gốc Nga Andre Geim Konstantin Novoselov khám phá vào năm 2004 Cấu tr c c a vật liệu graphen Về mặt cấu trúc graphen ph ng dày cấu tạo từ nguyên tử cacbon xếp theo cấu trúc lục giác mặt ph ng hay gọi cấu trúc hình tổ ong Do có electron tạo thành lớp vỏ nguyên tử cacbon nên có bốn electron phân bố trạng thái lai hóa AO - 2s lai hóa AO - 2p đóng vai trị quan trọng việc liên kết hóa học nguyên tử cacbon với Các trạng thái lai hóa AO - 2s AO 2p nguyên tử cacbon lai hóa với tạo thành ba trạng thái định hướng mặt ph ng hướng ba phương tạo với góc 1200 Mỗi trạng thái lai hóa AO - sp nguyên tử cacbon xen phủ với trạng thái lai hóa AO - sp nguyên tử cacbon khác hình thành liên kết cộng hóa trị dạng sigma (σ) bền vững Chính liên kết sigma quy định cấu trúc mạng tinh thể graphen dạng cấu trúc hình tổ ong l giải graphen bền vững mặt hóa học trơ mặt hóa học Ngoài liên kết sigma (σ), hai nguyên tử cacbon lân cận tồn liên kết pi (π) khác bền vững hình thành xen phủ AO - pz không bị lai hóa với AO - s Do liên kết π yếu có định hướng khơng gian vng góc với AO - sp nên electron tham gia liên kết linh động quy định tính chất điện quang graphen Chiều dài liên kết C – C cấu trúc graphen khoảng 0,142 nm H nh 1: i n t m i nguy n t on m ng gr ph n [9] Một số t nh chất c a graphen 1 T nh h t i n Graphen có độ linh động điện tử cao, graphen có độ linh động điện tử vào khoảng 15.000 cm2/V.s nhiệt độ phịng Trong khí Silic vào khoảng 1400 cm2/V.s, ống nano cacbon khoảng 10.000 cm2/V.s, bán dẫn hữu (polymer, oligomer) vào khoảng 10 cm2/V.s Điện trở suất graphen khoảng 10-6 Ω.cm, thấp điện trở suất bạc (Ag), vật chất có điện trở suất thấp nhiệt độ phịng [10] Vì graphen biết đến vật liệu có điện trở suất thấp loại vật liệu nhiệt độ phòng thể bảng Điều mở tiềm ứng dụng to lớn graphen sản xuất linh kiện điện tử tốc độ cao Bảng 1: Độ dẫn i n Vật liệu số vật i u [11] Độ dẫn điện (S m-1) Bạc 6.30×107 Đồng 5.96×107 Vàng 4.10×107 Nhơm 3.5×107 Canxi 2.98×107 Vonfram 1.79×107 Kẽm 1.69×107 Niken 1.43×107 Liti 1.08×107 Iron 1.00×107 Platin 9.43×106 Tin 9.17×106 Thép 1.43×107 Titan 2.38×106 Mangan 2.07×106 Thép khơng gỉ 1.45×106 Nichrome 9.09×105 GaAs 5×10−8 đến 103 Cacbon vơ định hình 1.25 đến 2×103 Kim cương 10−13 Germanium 2.17 Nước biển 4.8 Nước cương 5×10−4 đến 5×10−2 Silicon 1.56×10−3 Gỗ 10−4 đến 10-3 Nước khử ion 5.5×10−6 Glass 10−11 đến 10−15 Hard rubber 10-14 Air 3×10-15 đến 8×10-15 Teflon 10-25 đến 10-23 1 2 T nh h t nhi t Độ dẫn nhiệt vật liệu graphen đo nhiệt độ phòng vào khoảng 5000 W/mK [12] cao dạng cấu trúc khác cacbon ống nano cacbon, than chì kim cương thể bảng Graphen dẫn nhiệt theo hướng mặt ph ng Khi mà thiết bị điện tử ngày thu nhỏ mật độ mạch tích hợp ngày tăng u cầu tản nhiệt cho linh kiện quan trọng Với khả dẫn nhiệt tốt, graphen hứa h n vật liệu tiềm cho ứng dụng đặc biệt linh kiện điện tử công suất Bảng 2: Độ dẫn nhi t Vật liệu số vật i u [13] Độ dẫn nhiệt (W/mK) Kim cương 1000 Bạc 406.0 Đồng 385.0 Vàng 314 Đồng thau 109.0 Nhơm 205.0 Sắt 79.5 Thép 50.2 Chì 34.7 Thủy ngân 8.3 Đá băng 1.6 Thủy tinh 0.8 Bê tông 0.8 Nước 200C 0.6 Amiăng 0.08 Sợi thủy tinh 0.04 Gạch chịu nhiệt 0.15 Gạch thô 0.6 Tấm xốp gỗ 0.04 Gỗ rỉ 0.04 Bơng khống 0.04 Nhựa PE 0.033 Nhựa PU 0.02 Gỗ 0.12-0.04 10 Khơng khí 00C 0.024 Silica aerogel 0.003 1 T nh h t Để xác định độ bền vật liệu graphen nhà khoa học sử dụng kỹ thuật kính hiển vi lực nguyên tử cụ thể người ta sử dụng đầu típ có đường kính khoảng 2nm kim cương làm lõm graphen đơn lớp Kết đo tính tốn cho thấy vật liệu graphen có Young’s modulus khoảng 1.100 GPa, có độ bền kéo 125 Gpa, vật liệu cứng (hơn kim cương cứng thép 300 lần Trong tỉ trọng graphen tương đối nhỏ 0,77 mg/m2 [12] Hình 1.2: Kỹ thuật o ặ t nh [14] 1 T nh h t qu ng Graphen đơn suốt, hấp thụ 2,3% cường độ ánh sáng độc lập với bước sóng vùng quang học Vì màng 47 Khảo sát diện t ch ề mặt riêng c a vật liệu graphen o it Diện tích bề mặt riêng vật liệu xác định theo phương pháp BET máy ASAD 2010 Viện kỹ thuật nhiệt đới – Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Hà Nội Kết đo Brunauer–Emmett–Teller (BET) cho thấy vật liệu GO có độ rộng bề mặt 47.3 m2/g Chúng nhận thấy số liệu tương đối nhỏ so với vật liệu graphen, lại cao so với GO chế tạo từ phương pháp truyền thống [49] Do trình chế tạo có sử dụng dịng diện mơi trường axit đặc, GO tạo thành có xu hướng co cụm, lại thành dạng vẩy độ rộng bề mặt thấp so với graphen thông thường, tương tự với GO khử tạo phương pháp thủy nhiệt [50] H nh 3: K t o BET vật i u GO ằng phương pháp i n hóa 48 3.3 KẾT QUẢ ẢNH CHỤP HIỂN VI ĐIỆN TỬ QUÉT PHÂN GIẢI CAO (FE – SEM) Hình 3.4: H nh thái họ t m graphit Hình 3.5: Ảnh FE- SEM h nh thái vật i u EGO 49 Kết chụp kính hiển vi điện tử quét phân giải cao graphen oxit trình bày hình 3.4 Ban đầu, graphit có cấu trúc dạng lớp dày dạng khối chưa thể thấy phân lớp Sau phản ứng bóc tách phản ứng điện hóa, đặc điểm hình thái học graphit thay đổi rõ rệt, chuyển từ dạng lớp khối dày sang hình dạng màng mỏng tạo thành lớp rõ rệt, có nhiều khoảng trống, tạo điều kiện thuận lợi cho trình hấp phụ Điều cho việc thêm nhóm chức bề mặt cấu trúc graphit dẫn đễn dãn nở tách thành lớp 3.4 KẾT QUẢ PHỔ TÁN XẠ RAMAN Phổ tán xạ Raman biết đến cơng cụ hữu ích để đánh giá độ dày đặc trưng cấu trúc tinh thể vật liệu GO Để kh ng định thêm hình thái cấu trúc GO, sử dụng phép đo Raman Kết thể hình 3.5 3.6 dễ dàng thấy phổ Raman vật liệu graphit thường có đỉnh đặc trưng đỉnh D, đỉnh G đỉnh 2D Trong đó, đỉnh D với cường độ xung quanh 1348 cm-1 (liên hệ với khuyết tật mạng tinh thể) Đỉnh G với cường độ mạnh (đỉnh đặc trưng của mạng tinh thể graphit) 1572 cm-1 đỉnh 2D với cường độ 2711 cm-1 có nguồn gốc từ trình tán xạ Raman cộng hưởng kép, biểu thị cho phân tán electron photon mạng [51,52] Khi quan sát vật liệu graphit ban đầu, bất đối xứng đỉnh 2D chuyển thành đối xứng kèm dịch đỉnh graphit chuyển từ dạng khối sang dạng lớp ứng với graphen Kết phổ Raman cho thấy, sau phản ứng điện hóa, cường độ đỉnh G, D 2D thay đổi giảm cường độ rõ rệt, đặc biệt hình dạng đỉnh 2D vật liệu graphit ban đầu chuyển từ hình dạng bất đối xứng sang dạng đối xứng kèm với dịch đỉnh từ số sóng cao 2711cm-1 tới số sóng thấp 2700 cm-1 Kết kh ng định graphit bóc tách chuyển từ dạng khối sang dạng lớp Từ kết phân tich phổ Raman graphen oxit cho thấy đỉnh D xuất nhọn rõ ràng, đỉnh G xuất yếu h n so với đỉnh D đỉnh 2D xuât cường độ yếu điều cho việc oxi hóa gắn nhóm chức phân cực bề mặt GO từ 50 liên kết π ban đầu mạng lưới graphit làm tăng số lượng liên kết C-sp3 so với liên kết C- sp2 Từ số liệu thực nghiệm, tỉ lệ cường độ tương đối đỉnh D với đỉnh G ID/IG = 1,08 Kết kh ng định graphit bóc tách oxi hóa thành graphen oxit Kết phổ Raman cho thấy GO chế tạo thành cơng Chú đặc trưng hình thái học bề mặt cấu trúc vật liệu GO tạo ổn định thay đổi điều kiện phản ứng Hình 3.6: Phổ R m n vật i u gr phit 51 Hình 3.7: Phổ R m n GO 3.5 KẾT QUẢ NHIỄU XẠ TIA X (XRD) Hình 3.7 giản đồ nhiễu xạ tia Rơnghen graphit graphen oxit tương ứng sau q trình điện hóa Kết cho thấy mẫu graphit nguyên liệu có đỉnh nhiễu xạ với cường độ mạnh 2θ = 26,60 gán cho đỉnh đặc trưng mặt ph ng mạng (002) graphit, tương ứng với khoảng cách d002 = 0,34 nm nguyên tử mạng tinh thể graphit Cũng từ giản đồ XRD cho thấy đường nguyên liệu nhiễu sát gần trục tọa độ chứng tỏ độ tinh khiết lớn Vì vậy, luận văn tiến hành tổng hợp graphen oxit từ vật liệu graphit có độ tinh khiết (99%) Tấm graphit nguyên liệu thô l tưởng cho việc sản xuất GO liên tục theo phương pháp điện hóa với tính chất tuyệt vời graphit độ bền kéo cao ( 4-5 MPa), độ đãn nhiệt tốt, khả mở rộng tốt mở rộng thể tích Bột graphit khơng thể sử dụng trực tiếp phương pháp điện hóa kích thước nhỏ phải chế tạo thành điện cực v mô để đảm bảo cung cấp 52 điện áp Các graphit khơng phù hợp chúng dễ dàng bị vỡ thành mảnh nhỏ sau xen kẽ thời gian ngắn sử dụng để tiếp tục q trình oxi hóa Sau phản ứng điện hóa đỉnh đặc trưng 2θ = 26,60 khơng cịn mà biến hồn tồn thay vào xuất đỉnh nhiễu xạ 2θ = 10,80 tương ứng với mặt ph ng mạng d001 = 0,81 nm đỉnh đặc trưng mặt ph ng mạng (001) đặc trưng cho vật liệu GO Điều chứng tỏ nhóm chức chứa oxi hình thành chèn vào khoảng khơng gian lớp graphit, làm cho khoảng cách lớp tăng lên Hơn nữa, bán độ rộng phổ graphen oxit (2,30 nm) lớn so với graphit (0,60 nm) Sự dịch chuyển đỉnh đặc trưng từ (2θ = 26,60, d002 = 0,34 nm) tới (2θ = 10.80, d001 = 0,81 nm) việc mở rộng bán độ rộng graphen oxit so với graphit xác nhận việc chế tạo thành công graphen oxit từ graphit nghiên cứu Như thấy graphen oxit tổng hợp thành công từ graphit Điều giải thích tổng hợp grapen oxit theo phương pháp điện hóa bước H2SO4 đan xen vào lớp graphit tạo thành hỗn hợp H2SO4 – Graphit hình thành nên hợp chất trung gian GICP có cơng thức C(21-28)+.3HSO4-.2,5H2SO4 Giai đoạn II sử dụng dung dịch điện hóa H2SO4 50% có tác dụng oxi hóa mép ngồi gắn nhóm chức chứa oxi bề mặt graphit tạo thành graphit oxit Cuối H2O tác dụng với graphit oxit tạo thành graphen oxit Sự đan xen nhóm chức chứa oxy cấu trúc graphit làm gia tăng khoảng cách lớp pic 26,60C thay vào hình thành pic 11 0C tương ứng với khoảng lớp d = 0,81 nm 53 Hình 3.8: Giản XRD gr phit gr ph n oxit 3.6 KẾT QUẢ PHỔ HỒNG NGOẠI CHUYỂN DỊCH FOURIER (FTIR) Kết phổ hồng ngoại chuyển dịch Fourier trình bày hình 3.8 54 Hình 3.9: Phổ hồng ngo i huyển dị h Fouri r gr ph n oxit Quan sát phổ FTIR EGO cho thấy có tồn liên kết C– O pictrong khoảng 1200-1250 cm-1 [53] Các pic nằm khoảng 1500 1600 cm-1 đặc trưng cho tồn liên kết C=C hợp chất aromatic [54,55], pic nằm khoảng từ 3400-3850 cm-1 đặc trưng cho có mặt nhóm –OH [50,51] nhiên sau q trình điện hóa pic có dịch cuyển nh 3150- 3500 cm-1 đặc trưng cho có mặt nhóm -OH Ngồi ra, biến đỉnh khoảng 1724,13 cm-1 đặc trưng cho nhóm cacbonyl C=O, cho nhóm andehit, axit xeton xuất bề mặt GO Một điều đặc biệt nhận thấy quan sát FTIR vật liệu GO -1 nhận thấy xuất pic lớn khoảng 2085,16 cm , pic đặc trưng cho liên kết GO CO2 Giải thích cho điều GO dễ dàng hình thành liên kết với CO2 liên kết bị phá vỡ trình sấy loại nước GO diễn chân không CO2 cịn hình thành liên kết với GO Khi đo FTIR q trình xử l mẫu khơng có q trình loại bỏ CO2 (degas) liên kết hình thành xuất phổ FTIR 55 CHƢƠNG KẾT LUẬN Sau trình thực đề tài: “Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất vật liệu graphen oxit phương pháp điện hóa” Chúng tơi thu số kết chế tạo thành công vật liệu graphen oxit phương pháp điện hóa Đây phương pháp mở rộng, an tồn thân thiện với môi trường để tổng hợp GO Kết khảo sát cho thấy vật liệu GO có thành phần hóa học, cấu trúc tính chất giống kết chế tạo vật liệu GO phương pháp khác Mặt khác phương pháp cho phép sản xuất liên tục dễ dàng kiểm soát mức độ oxi hóa, số lượng lớp kích thước bên GO H2SO4 chủ yếu hoạt động tác nhân điều khiển để điều chỉnh phản ứng điện hóa cho phép q trình oxi hóa cực nhanh khơng có nguy nổ nhiễm ion kim loại H2SO4 tái chế hồn tồn Hơn nữa, việc làm graphen oxit phương pháp điện hóa dề dàng nhiều, cần 10 lần nước so với phương pháp khác Để sản xuất GO với số lượng lớn, hệ thí nghiệm với graphit cốc thí nghiệm cần cải tiến nhiều graphit bể dung dịch phản ứng Nguồn điện chiều cần có cơng suất lớn để lúc nạp đủ dòng tải điện cho graphit chuyển hóa thành GO Vì phương pháp tái chế lượng axit tham gia phản ứng phí hao tổn chủ yếu nằm khâu điện sản xuất nguồn graphit dạng Ở quy mơ phịng thí nghiệm, phóng liên tục graphite tiếng, thu lượng tương ứng 30g GO Sắp tới, dự định nâng lên 10 graphit hệ thí nghiệm để dự kiến có số lượng GO chạm mốc kilogram phục vụ cho ứng dụng xử l môi trường, vật liệu xúc tác, vật liệu tích trữ lượng hay làm nguyên liệu chế tạo graphen vật liệu lai khác Do đó, phương pháp điện hóa kết hợp ưu điểm an toàn, tổng hợp cực nhanh, dễ kiểm sốt, thân thiện với mơi trường, khơng bị ô nhiễm kim loại dễ dàng mở rộng quy mô, giúp mở rộng sản xuất công nghiệp ứng dụng GO với chi phí thấp 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hussain, A.M.P and A Kumar, 2003, Electrochemical synthesis and characterization of chloride doped polyaniline, Bulletin of Materials Science, 26(3), pp 329-334 Hummers and Offeman, 1958, Preparation of Graphitic Oxide, Journal of the American Chemical Society, 80(6), pp 1339-1339 Li, Z., et al., 2015, Superstructured assembly of nanocarbons: fullerenes, nanotubes, and graphene, Chemical reviews, 115(15), pp 70467117 Zhao, G., et al., 2011, Few-layered graphene oxide nanosheets as superior sorbents for heavy metal ion pollution management, Environmental science & technology, 45(24), pp 10454-10462 Khan, M., et al., 2015 Graphene based metal and metal oxide nanocomposites: synthesis, properties and their applications, Journal of Materials Chemistry A, 3(37), pp 18753-18808 Boukhvalov, D., 2014, Oxidation of a graphite surface: The role of water The Journal of Physical Chemistry C, 118(47), pp 27594-27598 Dimiev, A.M., L.B Alemany, and J.M Tour, 2012, Graphene oxide Origin of acidity, its instability in water, and a new dynamic structural model ACS nano, 7(1), pp 576-588 Brodie, B.C., XIII, 1859, On the atomic weight of graphite Philosophical Transactions of the Royal Society of London, (149), pp 249259 Phan Ngọc Minh, ật i u on u trú n no ứng dụng tiềm năng, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ, 2014, Hà Nội 10 Novoselov, K S.; Geim, A K.; Morozov, S V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S V.; Grigorieva, I V.; Firsov, A A, 2004, Electric field effect in atomically thin carbon films Science , 306, pp 666-669 11 http://chemistry.about.com/od/moleculescompounds/a/Table-Of Electrical-Resistivity-And-Conductivity.htm 57 12 Balandin, A.A., et al., 2008, Superior thermal conductivity of singlelayer graphene Nano letters, 8(3), pp 902-907 13 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/tables/thrcn.html 14 I.A Ovid’ko et al Rev Adv Mater Sci 34 1-11 15 Guixia Zhao, Jiaxing Li, Xuemei Ren, Changlun Chen, and Xiangke Wang, 2011, Few-Layered Graphene Oxide Nanosheets As Superior Sorbentsfor Heavy Metal Ion Pollution Management, Environ Sci Technol, 45, pp 10454– 10462 16 Suman Thakur, Niranjan Karak, 2015, Review article Alternative methods and nature-based reagents for the reduction of graphene oxide: A review, Carbon, 94, pp 224-242 17 Bernal J D 1924, “The structure of graphite”, Proc Roy Soc A, 106, pp 749 18 Hongbin Feng, Rui Cheng, Xin Zhao, Xiangfeng Duan & Jinghong Li, 2013, A Low-temperature method to produce highly reduced graphene oxide, Nature Communications, 4, pp 1539 19 Daniel R Dreyer, Sungjin Park, Christopher W Bielawski and Rodney S Ruoff, 2010, The chemistry of graphene oxide, Chem Soc Rev , 39, pp 228–240 20 Muge Acik, Geunsik Lee, Cecilia Mattevi, Adam Pirkle, Robert M Wallace, Manish Chhowalla, Kyeongjae Cho, and Yves Chabal, 2011, The Role of Oxygen during Thermal Reduction of Graphene Oxide Studied by Infrared Absorption Spectroscopy, J Phys Chem C., 115(40), pp 1976119781 21 Khaled Parvez, Sheng Yang, Xinliang Fen, Klaus Müllen, 2015, Exfoliation of graphene via wet chemical routes, Synthetic Metals 22 Junzhong Wang, Kiran Kumar Manga, Qiaoliang Bao, and Kian Ping Loh, 2011, High-Yield Synthesis of Few-Layer Graphene Flakes through Electrochemical Expansion of Graphite in Propylene Carbonate Electrolyte, J Am Chem Soc., 133, pp 8888–8891 58 23 Caterina Soldano, Ather Mahmood, Erik Dujardin, 2010, Production, properties and potential of graphene, Carbon, 48, pp 2127–2150 24 Le Ha Giang, Le Thi Mai Hoa, Ha Quang Anh, Nguyen Ke Quang, Dao Duc Canh, Nguyen Thi Phuong, Tran Thi Kim Hoa, Dang Tuyet Phuong and Vu Anh Tuan, 2015, Fe-Fe3O4/GO composite as novel and highly efficient photocatalýt in reactive dye degradation, Proceeding of IWNA 2015, 11-14 November , Vung Tau, Viet Nam pp.638-642 25 Phaedon Avouris and Christos Dimitrakopoulos, 2012, Graphene: synthesis and applications, Material today, 15(3), pp 86-97 26 http://graphenewiki.org/graphene/graphene-platform-supplies-theworlds-largest-single-layer-single-crystal-graphene-samples 27 Cecilia Mattevi, Hokwon Kim and Manish Chhowalla, 2011, A review of chemical vapour deposition of graphene on copper, J Mater Chem, 21, pp 3324– 3334 28 Jiao, L., Zhang, L., Wang, X., Diankov, G., and Dai, H., 2009, Narrow graphene nano-ribbons from carbon nanotubes, Nature, 458(7240), pp 877-880 29 Kosynkin, D V., Higginbotham, A L., Sinitskii, A., Lomeda, J R., Dimiev, A., Price, B K., and Tour, J M., 2009, Longitudinal unzipping of carbon nanotubes to from graphene nano-ribbons, Nature, 458(7240), pp 872-876 30 Ayrat M, Dimiev, Lawrence B Alemany and James M Tour, 2013, Graphene Oxide.Origin of Acidity, Its Instability in Water, and a New Dynamic Structural Model, ACS Nano, 7(1), pp 576–588 31 Kumar, Harish V.; Woltornist, Steven J.; Adamson, Douglas H, 2016 Fractionation and Characterization of Graphene Oxide by Oxidation Extent Through Emulsion Stabilization, Carbon, 98, pp 491–495 32 Feicht, Patrick; Siegel, Renée; Thurn, Herbert; Neubauer, Jens W.; Seuss, Maximilian; Szabó, Tamás; Talyzin, Alexandr V; Halbig, Christian E; Eigler, Siegfried, 2017, Systematic evaluation of different types of graphene 59 oxide in respect to variations in their in-plane modulus, Carbon 114, pp 700–705 33 B.C.Brodie, 1860, Sur le poids atomique du graphite , Ann Chim Phys, 59(466), pp 472 34 Perreault, De Faria, and Elimelech, 2015, Environmental applications of graphene-based nanomaterials, Chemical Society Reviews, 44(16), pp 5861-5896 35 Wu, et al., 2013, Highly efficient removal of Cu (II) from aqueous solution by using graphene oxide, Water, Air, & Soil Pollution, 224(1),pp 1372 36 Sitko, et al., 2013, Adsorption of divalent metal ions from aqueous solutions using graphene oxide, Dalton Transactions, 42(16), pp 5682-5689 37 Hossain, Anjum, and Tasnim, 2016, Removal of arsenic from contaminated water utilizing tea waste, International Journal of Environmental Science and Technology, 13(3), pp 843-848 38 L.Staidenmaier, 1898, Verfahere zur darstellung der graphitsaure, Berichte der deutschen chemischen Geselllschaft, 31(2), pp.1481-1487 39 William S.Hummers, Jr, Richard E.Offeman,1958, Preparation of graphitic oxide, Journal of American Chemical Society, 80(6), pp 1339-1339 40 Xing Gao, Joonkyung Jang and Shigeru Nagase, 2010, Hydrazine and Thermal Reduction of Graphene Oxide: Reaction Mechanisms, Product Structures, and Reaction Design, J Phys Chem C, 114(2), pp 832–842 41 B C Brodie, Philos Trans R Soc London, 1859, 149, pp 249–259 42 W Scholz, H P Boehm, Z Anorg Allg Chem, 1969, 369, pp 327– 340 43 M Hirata, T Gotou, S Horiuchi, M Fujiwara, M Ohba, 2004, Carbon, 42, pp 2929–2937 44 N I Kovtyukhova, P J Ollivier, B R Martin, T E Mallouk, S A Chizhik, E V Buzaneva, A D Gorchinskiy, 1999, Chem Mater, 11, pp 771–778 60 45 Hồ Văn Thành, 2009, Nghi n ứu tổng hợp ứng dụng vật i u rây phân t ể h p phụ h t hữu ộ h i, Luận án Tiến S Hóa học, Viện Hóa học-Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội 46 Phạm Ngọc Nguyên, 2004, Giáo tr nh Kỹ thuật Phân t h ật ý, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội 47 Nguyễn Đình Triệu, 1999, phương pháp vật ý ứng dụng hoá học, Nhà xuất Đại học Quốc Gia, Hà Nội 48 Songfeng Pei, Qinwei Wei, Kun Huang, Hui - Ming Cheng, Wencai Ren, 2018, Green synthesis of graphene oxide by seconds timescale water electronlytic oxidation, Nature communi cations 49 Caliman et al 2018, “One-pot synthesis of amine-functionalized graphene oxide by microwave-assisted reactions: An outstanding alternative for supporting materials in supercapacitors,” RSC Adv., vol 8, no 11, pp 6136–6145 50.A Alazmi, O El Tall, S Rasul, M N Hedhili, S P Patole, and P M F J Costa, 2016, “A process to enhance the specific surface area and capacitance of hydrothermally reduced graphene oxide,” Nanoscale, vol 8, no 41, pp 17782–17787 51.Bae, et al., 2010, Roll-to-roll production of 30-inch graphene films for transparent electrodes, Nat Nano, 5(8), pp 574-578 52 Zhang, Zhang, and Zhou, 2013, Review of Chemical Vapor Deposition of Graphene and Related Applications, Accounts of Chemical Research, 46(10), pp 2329-2339 53 Mu Shi-Jia, Su Yu-Chang, Xiao Li-Hua, Liu Si-Dong, Hu Te, tang Hong-Bo, 2013, X-Ray Diffraction pattern of Graphite oxide, Chin Phys Lett., 30(9), pp 96-101 54 Karthikeyan Krishnamoorthy, Murugan Veerâpndian, Kyusik Yun, S.J Kim, 2013, The chemical anh structural analysis of graphene oxide with different degrees of oxidation, Cacbon, 53, pp 38-49 61 55 Viet Hung Pham, tran Viet Cuong, Seung Hyun Hur, Eunsuok Oh, Eui Jung Kim, Eun Woo Shin and Jin Suk Chung, 2011, Chemical functionalization of graphene sheets by solvothermal reduction of a graphene oxide suspension in N - methyl - pyrrolidone, J Mater Chem, 21, pp 3371 3377 ... tồn vài giây, graphen oxit thu có tính chất đạt tương tự graphen oxit chế tạo phương pháp Vì vậy, chọn đề tài: Trong luận văn tập trung nghiên cứu nội dụng sau: - Chế tạo vật liệu graphen oxit phương. .. phƣơng pháp ch t o vật liệu graphen Cho đến có nhiều phương pháp vật l , hóa học sử dụng để chế tạo vật liệu graphen Dưới số phương pháp: 1 Gr ph n tổng hợp từ gr phit oxit Graphen thu từ graphen oxit. .. CHƢƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 MỘT SỐ PH VẬT LIỆU NG PHÁP NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐẶC TR NG Phƣơng pháp hi n vi điện t qu t ph n giải cao (FE-SEM) Kính hiển vi điện tử quét