Chế tạo và khảo sát màng delafossite cualo2 pha tạp bằng phương pháp sol gel đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ vật liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT MÀNG DELAFOSSITE CuAlO2 PHA TẠP BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL-GEL GVHD: TS NGÔ HẢI ĐĂNG SVTH: ĐẶNG THỊ KIỀU ANH NGUYỄN KHẮC BÌNH SKL009183 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT MÀNG DELAFOSSITE CuAlO2 PHA TẠP BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL-GEL GVHD: TS NGÔ HẢI ĐĂNG SVTH: ĐẶNG THỊ KIỀU ANH MSSV: 18130003 SVTH: NGUYỄN KHẮC BÌNH MSSV: 18130007 KHĨA: 2018 Tp Hồ Chí Minh, 25 tháng năm 2022 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc BM CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 03 năm 2022 NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: NGÔ HẢI ĐĂNG Cơ quan công tác giảng viên hướng dẫn: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Kiều Anh MSSV: 18130003 Nguyễn Khắc Bình MSSV: 18130007 Tên đề tài: “Chế tạo khảo sát màng delafossite CuAlO2 pha tạp phương pháp sol-gel” Nội dung khóa luận:  Nghiên cứu tài liệu  Tổng hợp màng mỏng CuAlO2 màng có pha tạp phương pháp solgel  Phủ quay nung mẫu nhiệt độ cao để tạo thành sản phẩm  Khảo sát màng mỏng CuAlO2 tạo thành  Khảo sát cấu trúc tinh thể, tính chất điện, quang màng CuAlO2:X Các sản phẩm dự kiến 10 mẫu CuAlO2 với chất pha tạp khác nồng độ pha tạp khác Ngày giao đồ án: 16/12/2021 Ngày nộp đồ án: dự kiến tháng 12/2022 Ngơn ngữ trình bày:Bản báo cáo: Trình bày bảo vệ: TRƯỞNG BỘ MƠN (Ký, ghi rõ họ tên) Tiếng Anh Tiếng Anh    Tiếng Việt Tiếng Việt GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) i KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Nguyễn Khắc Bình MSSV: 18130007 Đặng Thị Kiều Anh MSSV: 18130003 Ngành: Công nghệ vật liệu Tên đề tài: “Chế tạo khảo sát màng delafossite CuAlO2 pha tạp phương pháp sol-gel” Họ và tên giáo viên hướng dẫn: TS Ngô Hải Đăng Cơ quan công tác GV hướng dẫn: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM Địa chỉ: Đ Võ Văn Ngân, Linh Chiểu, Thành phố Thủ Đức, TPHCM NHẬN XÉT Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Tinh thần học tập, nghiên cứu sinh viên: ………………………………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………………………………… Ưu điểm: …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Khuyết điểm: …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Đề nghị cho bảo vệ hay không? ………………………………………………………………………………………… Điểm:………(Bằng chữ:……………………) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Giáo viên hướng dẫn ii KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Kiều Anh Nguyễn Khắc Bình MSSV: 18130003 MSSV: 18130007 Ngành: Công nghệ vật liệu Tên đề tài: CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT MÀNG DELAFOSSITE CuAlO PHA TẠP BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL-GEL Họ tên Giáo viên phản biện: Phạm Thị Kim Hằng Cơ quan công tác GV phản biện: Khoa Khoa học ứng dụng, Trường Đại học sư phạm Kỹ thuật Tp HCM Địa chỉ: Số 1, Võ Văn Ngân, Tp Thủ Đức, Tp.HCM NHẬN XÉT Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện: - Khóa luận nghiên cứu chế tạo màng CuAlO2 phương pháp sol-gel Khảo sát điều kiện ảnh hưởng đến việc hình thành màng dung mội, tỉ lệ tiền chất, hàm lượng tạp phương pháp phân tích XRD, FR-SEM, EDS, VU-VIS, and PL Ưu điểm: - Cấu trúc khóa luận chặt chẽ - Chỉnh chu câu từ Khuyết điểm: Kiến nghị và câu hỏi: - Thêm nguồn trích dẫn hình ảnh chương - Câu hỏi: Hình 3.2: Giản đồ nhiễu xạ tia X màng CuAlO2 khảo sát hai mức tỉ lệ mol Cu/Al là 2-1 với 1,5-1 (mẫu và 2) và mức nhiệt độ nung 900oC 1,5 với 800oC (mẫu và 4) Nhóm giải thích rõ lý chọn nhiệt độ nung mẫu là 800°C h 900°C , 1,5 h? Đồ thị điện trở theo phần trăm nguyên tử Natri sau pha tạp, điện trở giảm từ 3% đến 15% theo nồng độ tạp, tăng lên tăng nồng độ tạp Tại nồng độ 25% at Na lại tăng đột biến vậy? Giải thích? Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đề nghị cho sinh viên bảo vệ Điểm: 9.5 (Bằng chữ: chín năm) Tp Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 09 năm 2022 Giáo viên phản biện Phạm Thị Kim Hằng iii LỜI CẢM ƠN Lời chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Ngô Hải Đăng – người thầy tận tâm giảng dạy hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm mà thầy tích lũy đến cho chúng em Cảm ơn thầy giành nhiều thời gian cơng sức để giúp chúng em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Chúc thầy khỏe mạnh, ngày càng thành công đường nghiên cứu khoa học mà thầy chọn tìm nhiều nguồn cảm hứng Tiếp đến, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Huỳnh Hoàng Trung, thầy giúp đỡ hỗ trợ chúng em nhiều q trình học hỏi tìm tịi, giúp chúng em có thêm nhiều kiến thức học Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy, chúc thầy có nhiều sức khỏe ngày thành cơng công việc Chúng em xin cảm ơn quý Thầy (Cô) trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đặc biệt quý Thầy (Cô) thuộc khoa Khoa Học Ứng Dụng giúp em có tảng tri thức ln hỗ trợ để chúng em hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp năm học qua Cuối cùng, chúng em xin cảm ơn gia đình và bạn bè ln bên cạnh, động viên, gắn bó và đồng hành, chỗ dựa tinh thần để chúng em yên tâm hồn thành khóa luận Mặc dù cố gắng nhiều suốt q trình làm khóa luận tốt nghiệp, thiếu sót là điều khơng thể tránh khỏi, chúng em mong nhận góp ý sửa chữa Thầy (Cơ) để khóa luận tốt nghiệp hồn thành cách tốt Xin chân thành cảm ơn tất người! Trân trọng iv LỜI CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan luận văn tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu thân chúng em hướng dẫn thầy Ngơ Hải Đăng Những phần có sử dụng tài liệu tham khảo trình bày rõ ràng chi tiết phần mục lục tham khảo Các kết số liệu ghi cụ thể luận văn là hoàn toàn trung thực chúng em thực hiện, chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm lời nói thân có vấn đề phát sinh sau v MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv LỜI CAM ĐOAN v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH SÁCH CÁC BẢNG, BIỂU ix DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH x MỞ ĐẦU CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu CuAlO2 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Ưu nhược điểm phương pháp sol-gel 1.2.4 Một số vật liệu chế tạo phương pháp sol-gel 1.2.3 Phương pháp tạo màng 1.3 Các phương pháp đo tính chất đặc trưng 1.3.1 Nhiễu xạ tia X (XRD) 1.3.2 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 1.3.3 Quang phổ UV – VIS 10 1.3.4 Phổ quang phát quang (PL) 11 1.3.5 Phân tích thành phần nguyên tố EDS 12 1.4 Ứng dụng màng mỏng CuAlO2 14 1.4.1 Ứng dụng cảm biến khí H2S 14 vi 1.4.2 Ứng dụng pin mặt trời nhạy quang 15 CHƯƠNG : QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 17 2.1 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 17 2.1.1 Hóa chất 17 2.1.2 Dụng cụ 17 2.1.3 Thiết bị 18 2.2 Quy trình thực nghiệm 18 2.2.1 Quy trình tạo sol 18 2.2.2 Quy trình tạo màng phương pháp phủ quay (spin coating) 20 2.3 Khảo sát dung môi, tỉ lệ mol, thời gian nhiệt độ nung 22 2.4 Pha tạp 24 CHƯƠNG : KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 28 3.1 Phân tích kết phổ nhiễu xạ tia X (XRD) 28 3.2 Phân tích hình thái bề mặt màng CuAlO2 (SEM) 33 3.3 Phân tích thành phần nguyên tố màng (EDX) 34 3.4 Phân tích tính chất quang màng 35 3.5 Điện trở điểm màng CuAlO2 38 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 44 Tài liệu tham khảo 45 vii