Nghiên cứu cấu trúc và tính chất quang của vật liệu nanocomposites ZnO/GO tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRUỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN KHIÊM NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA VẬT LIỆU NANOCOMPOSITES ZnO/GO TỔNG HỢP BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT STUDY ON STRUCTURAL AND OPTICAL PROPERTIES OF ZnO/GO NANOCOMPOSITES SYNTHESIZED BY HYDROTHERMAL METHOD Chuyên ngành: Kỹ Thuật Vật Liệu Mã số: 60520309 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỔ CHÍ MINH, tháng năm 2019 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS Trần Văn Khải (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : TS Lê Thị Duy Hạnh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : TS Đinh Son Thạch (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 25 tháng năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) PGS.TS Nguyễn Văn Dán TS Đinh Son Thạch TS Lê Thị Duy Hạnh TS Phạm Trung Kiên TS Tràn Văn Khải Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Văn Khiêm MSHV: 1570295 Ngày, tháng, năm sinh: 10 - 01 - 1989 Nơi sinh: Khánh Hòa Chuyên ngành: Kỹ thuật vật liệu Mã số : 60520309 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu cấu trúc tính chất quang vật liệu nanocomposites ZnO/GO tổng hợp phương pháp thủy nhiệt II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tổng hợp thành công hạt nano ZnO phương pháp thủy nhiệt Tổng hợp nanocomposites ZnO graphene oxide phương pháp thủy nhiệt với lượng graphene oxide (nồng độ 0.57mg/ml) khác Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ, nhiệt độ thời gian lên cấu trúc tính chất vật liệu phương pháp phân tích: XRD, Raman, EDX, SEM, TEM, UV-VIS, PL III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 08/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/06/2019 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): TS Trần Văn Khải Tp HCM, ngày tháng năm 2019 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập rèn luyện trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM nói chung đặc biệt Khoa Kỹ Thuật Vật Liệu nói riêng, biết ơn kính trọng chân thành, em xin gửi lời cảm ơn đến Quý Thầy Cô nhiệt tình hướng dẫn, giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em suốt trình học tập, nghiên cứu hồn thiện đề tài nghiên cứu Khoa Học Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy TS Trần Văn Khải, người Thầy trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ em trình thực đề tài Em xin cảm ơn đến Thầy TS Đinh Sơn Thạch giúp đỡ đưa biện luận cho kết Chân thành cảm ơn Cô Hạnh (ĐHSPKT) nhiệt tình hỗ trợ em mặt thiết bị có động viên, hỏi thăm kết đạt Cảm ơn bạn sinh viên nhóm nghiên cứu hổ trợ giúp đỡ nhiệt thành Cuối xin cảm ơn gia đình cha mẹ có động viên vật chất lẫn tinh thần để hồn thành luận văn đặc biệt khóa học TP.HCM, ngày 16 tháng năm 2019 Nguyễn Văn Khiêm TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn tổng hợp thành công hạt nano ZnO phương pháp thủy nhiệt với tiền chất kẽm acetate dung dịch NaOH nhiệt độ thủy nhiệt 120°C, thời gian thủy nhiệt 10 Tổng hợp thành công vật liệu nanocomposite ZnO graphene oxide phương pháp thủy nhiệt thay đổi nồng độ GO, thời gian nhiệt độ thủy nhiệt Sự có mặt graphene oxide thay đổi phát triển tinh thể hạt ZnO tương tác graphene oxide với hạt ZnO làm ảnh hưởng đến độ hấp thụ phát quang vật liệu tổng hợp Đánh giá trạng thái khuyết tật tinh thể ZnO vật liệu nanocomposite ZnO/GO ABSTRACT The thesis successfully synthesized ZnO nanoparticles by hydrothermal method with zinc acetate precursor and NaOH solution at hydrothermal temperature 120°C, hydrothermal time of 10 hours Successfully synthesized nanocomposite material between ZnO and graphene oxide by hydrothermal method when changing GO concentration, time and hydrothermal temperature The presence of graphene oxide has changed the crystal development of ZnO particles, and the interaction of graphene oxide sheets with ZnO particles has affected the absorption and luminescence of synthetic materials Evaluate the status, defects of ZnO crystals and nanocomposite materials ZnO / GO LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng Các số liệu sử dụng phân tích luận văn thực đo đạc, đánh giá trung tâm, trường đại học, viện nghiên cứu, có nguồn gốc, uy tín cơng bố theo quy định Các nghiên cứu luận văn tơi tự tìm hiểu, thực phân tích cách trung thực, khách quan Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm lời cam đoan Học viên Nguyễn Vãn Khiêm MỤC LỤC MỞĐẰU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu ZnO 1.1.1 Cấu trúc mạng tinh thể vật liệu ZnO 1.1.2 Cấu trúc vùng lượng ZnO 1.1.3 Sai hỏng cấu trúc tinh thể ZnO 1.1.4 Các tính chất ZnO 10 1.1.4.1 Tính chất quang 10 1.1.4.2 Tính chất điện 13 1.2 Vật liệu Graphene Graphene oxide (GO) 15 1.2.4 Vật liệu Graphene 15 1.2.4.1 Cấu trúc tinh thể Graphene 15 1.2.4.2 Tính chất graphene 16 1.2.5 1.3 Vật liệu Graphene oxide 17 Vật liệu ZnO-GO 20 CHƯƠNG 2: CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNII CHẤT CỦA VẬT LỆU 24 2.1 Tổng hợp vật liệu ZnO:GO nanocomposite phương pháp thủy nhiệt 24 2.1.1 Chuẩn bị 24 2.1.2 Tiến hành tổng hợp ZnO:GO nanocomposites 25 2.2 Khảo sát tính chất 28 2.2.1 Khảo sát cấu trúc tinh thể vật liệu 28 2.2.2 Khảo sát hình thái, kích thước mẫu thành phần phần trăm chất mẫu 28 2.2.3 Khảo sát tính chất quang vật liệu 29 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 30 3.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng GO đến hình thành phát triển cấu trúc tính chất quang phát quang hạt nanocomposites ZnO:GO.30 3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng GO đến hình thành phát triển cấu trúc hạt nanocomposites ZnO:GO 30 3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng GO đến tính chất quang hạt nanocomposites ZnO:GO 35 3.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy nhiệt đến hình thành phát triển cấu trúc tính chất quang phát quang hạt nanocomposites ZnO:rGO 38 3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy nhiệt đến hình thành phát triển cấu trúc hạt nano ZnO:rGO 38 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy nhiệt đến tính chất quang phát quang hạt nanocomposites ZnO:rGO 40 3.3 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt đến hình thành phát triển cấu trúc tính chất quang phát quang hạt nanocomposites ZnO: GO 42 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt đến hình thành phát triển cấu trúc hạt nanocomposites ZnO:GO 42 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt đến tính chất quang phát quang hạt nanocomposites ZnO:GO 43 KẾT LUẬN CHUNG 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 DANH MỤC HÌNH ẢNH, DANH MỤC BẢNG BIỂU 53 PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 55 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: TS.Trần Văn Khải MỞ ĐẦU Trong oxit kim loại bán dẫn (T1O2, CeO, SnO2, Ga2O2 ZnO ) ZnO cấu trúc nano nhiều nhà nghiên cứu quan tâm lĩnh vực: quang điện tử, điện cực suốt, diodes phát sáng, laser diodes, cảm biến hóa học [1], quang xúc tác[2, 3], siêu tụ[4], kháng khuẩn[5] Vật liệu ZnO bán dẫn loại n, có độ rộng vùng cấm lớn 3.37 eV nhiệt độ phòng 3.44 eV nhiệt độ thấp Do đó, vật liệu ZnO sử dụng chế tạo vật liệu quang điện tử vùng ánh sáng xanh dương tới vùng tử ngoại (UV) Vật liệu ZnO có lượng liên kết exciton lớn 60meV GaN khoảng ~ 25 meV Chính có lượng liên kết exciton lớn, nên khả phát xạ exciton ZnO trì nhiệt độ phòng cao so với GaN Tuy nhiên tái hợp nhanh cặp điện tử lỗ trống ZnO, nên bị giới hạn đáng kể ứng dụng dựa vật liệu ZnO Có nhiều nghiên cứu khác nhằm cải thiện khả ứng dụng ZnO, cách giảm kích thước vật liệu ZnO từ micro xuống nano với cấu trúc như: nanorod, nanotubes, nanosheet, quantum dot (QDs) làm tăng tính chất vật lý, hóa học, sinh học vật liệu nano bán dẫn, pha tạp KL : Sb , Pt [6-8], Ga [9], Ag [10, 11], Au[12] , cacbon dạng khác carbon ( graphite, graphene, graphene oxide, ống cacbon) Trong số dạng khác carbon, graphene lớp đơn graphite, nhiều nhà khoa học ý đến Vì graphene có tính chất điện, quang, cơ, tuyệt vời với độ dẫn nhiệt cao ~5000Wm'1K'1, độ linh động hạt tải 200.000 cn^V^’1, độ bền cao 125Gpa, diện tích bề mặt lớn 2630 m2g_1[13- 16] Khi bị oxi hóa graphene gọi graphene oxide (GO), GO thể hạng thái quang phát quang (PL) ổn định vị trí 390nm 440nm [17] Hợp chất hình thành ZnO graphene hay graphene oxide lạ ứng dụng, cải thiện tính chất vật liệu chủ ZnO Nhiều nghiên cứu tổng hợp hạt nano composite ZnO/GO, ZnO/rGO, ZnO/graphene với phương pháp tổng hợp khác Majid Azarang đồng nghiệp tổng hợp nanocomposite ZnO/rGO phương pháp solgel cho ứng dụng quang điện [18] Raji Atchudan đồng nghiệp khảo sát khả quang xúc tác hạt nano ZnO bám màng graphene oxide phương pháp solvethermal [19] V Ramakrishnan đồng nghiệp tổng hợp hạt nano ZnO bám lên graphene, phương pháp khử hóa Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: TS.Trần Văn Khải học GO có mặt kẽm acetate [13] Các lớp Graphene oxide rGO lắng đọng đế ITO phương pháp lắng đọng electrophoretic, sau màng ZnO lắng đọng lên lớp GO RGO phương pháp phún xạ magnetron Jijun Ding đồng nghiệp thực [17] Tổng hợp nanocomposite ZnO:GO q trình hóa ướt với trợ giúp xạ microwave nhóm Kashinath Lellala trung tâm công nghệ khoa học vật liệu, trường đại học Mysore sử dụng [20] Nanocomposite ZnO:GO, ZnO:graphene ZnO:rGO tổng hợp phương pháp thủy nhiệt nhiều nhà nghiên cứu sử dụng [14, 15, 21, 22] Do phương pháp thủy nhiệt phương pháp phổ biến sử dụng để tổng hợp hạt nano vơ có độ kết tinh cao phương pháp cho phép hình thành hạt nano graphene mà khơng cần ủ nhiệt nung kết tinh [15] Do đề tài “Nghiên cứu cấu trúc tính chất quang hạt nanocomposites ZnO:GO tổng hợp phương pháp thủy nhiệt” lựa chọn thực Mục tiêu luận văn đặt sau: ❖ Tổng hợp hạt nano ZnO phương pháp thủy nhiệt ♦♦♦ Đánh giá ảnh hưởng hàm lượng graphene oxide đến hình thành phát triển cấu trúc tính chất quang hạt nanocomposites ZnO:GO ❖ Đánh giá ảnh hưởng thời gian thủy nhiệt nhiệt độ 120°C đến hình thành phát triển cấu trúc tính chất quang hạt nanocomposite ZnO:GO ❖ Đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt 10 đến hình thành phát triển cấu trúc tính chất quang hạt nanocomposite ZnO:GO Kết nghiên cứu đề tài đạt sau: ❖ Tổng hợp thành công hạt nano ZnO phương pháp thủy nhiệt ❖ Đánh giá có mặt graphene oxide làm giảm kích thước hạt ZnO q trình thủy nhiệt làm tăng khả hấp thụ hạt ZnO giảm sai hỏng có mẫu ❖ Tổng hợp thành công vật liệu ZnO:GO phương pháp thủy nhiệt nhiệt độ 120° 10 có độ hấp thụ tốt sai hỏng Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: TS.Trần Văn Khải 42 phổ cao dần tăng thời gian thủy nhiệt, phải có nhiều hạt ZnO hình thành Hình 3.10 Phổ quang phát quang (PL) mẫu 5H, 10H, 15H, 20H 3.3 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt đến hình thành phát triển cấu trúc tính chất quang phát quang hạt nanocomposites ZnO:GO 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt đến hình thành phát triển cấu trúc hạt nanocomposites ZnO:GO Chúng nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt đến hình thành phát triển cấu trúc tính chất quang hạt nanocomposites thể bảng 3.3 Bảng 3.3 Các điều kiện tổng họp hạt nano nanocomposites ZnO:GO theo nhiệt độ thủy nhiệt Nhiệt độ thủy nhiệt Thể tích dung dịch GO Tên mẫu Thời gian thủy nhiệt (°C) (0.57mg/ml) (giờ) 80T 80 25 10 100T 100 25 10 120T 120 25 10 140T 140 25 10 Để khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt đến hình thành phát triển cấu trúc tinh thể hạt nanocomposite Zn:GO, sử dụng phổ XRD hình 3.11 xác định Tất hạt nanocomposites tổng hợp nhiệt độ 80°C, 100°C, 120°C, 140°C xuất đỉnh nhiễu xạ đặc trưng mặt (002) graphene oxide vùng 20 ~11.6° Luận Văn Thạc Sĩ 43 GVHD: TS.Trần Văn Khải đỉnh nhiễu xạ đặc trưng cấu trúc ZnO hexagonal wurtzite đỉnh 20 31.9°, 34.4°, 47.4°,56.5°, 62.9°, 66.6°, 67.8°, 69.3° mặt (100), (002), (101), (102), (110), (103), (200), (112) (201) Khi tăng nhiệt độ thủy nhiệt lên cường độ đỉnh nhiễu xạ cấu trúc ZnO tăng Điều tăng nhiệt độ tăng hình thành kết tinh tinh thể hạt ZnO lên, mà cường độ nhiễu xạ tăng Đối với mẫu 120T thủy nhiệt 120°C lại có cường độ đỉnh GO cao so với mẫu 80T, 100T 140T Luận Văn Thạc Sĩ 44 GVHD: TS.Trần Văn Khải Hình 3.11 Phổ XRD hạt nanocomposite ZnO: GO mẫu 80T, 100T, 120T, 140T 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt đến tính chất quang phát quang hạt nanocomposites ZnO:GO Hình 3.12 thể phổ UV-Vis mẫu 80T, 100T, 120T, 140T phân tán ethanol Ta thấy đỉnh hấp thụ mẫu ZnO:GO nanocomposites dịch chuyền phía bước sóng cao tăng nhiệt độ thủy nhiệt, nhiệt độ 80°C, 100°C, 120°C, 140°C đỉnh hấp thụ 358.7nm, 361.2nm, 365.4nm 363.5nm Sự dịch chuyển dẫn đến giảm độ rộng vùng cấm Cường độ đỉnh hấp thụ hạt nanocomposites ZnO:GO tăng tăng nhiệt độ thủy nhiệt lên Với mẫu 80°C nhiệt độ thấp không đủ làm kết tinh tốt tinh thể dẫn đến sinh nhiều sai hỏng, tăng nhiệt độ thủy nhiệt lên làm tăng kết tinh mẫu nên xuất phát xạ vùng uv làm giảm sai hỏng có cấu trúc mẫu Luận Văn Thạc Sĩ 45 GVHD: TS.Trần Văn Khải Hai mẫu 100T 120T cho thấy kết tinh tốt Mau 140T kết tinh nhanh quá, phương khác chưa định hình nên có nhiều khuyết tật hơn, thể độ dốc 100T 120T dốc 140T Hình 3.12 Phổ hấp thụ UV-vis hạt nanocomposites ZnO:GO mẫu 80T, 100T, 120T, 140T Hình 3.13 thể quang phát quang (PL) mẫu nanocomposites 80T, 100T, 120T 140T Đối với mẫu 80T tổng hợp nhiệt 80°C ta nhận thấy có phát xạ ương vùng khả kiến 438.3nm (2.8 eV), 590nm (2.1eV), 647.3nm (1.9eV) 700nm (1.77eV) đỉnh phát xạ đặc trưng cho sai hỏng Vzn, Vo, Znj sai hỏng nội tồn cấu trúc ZnO, chúng nơi bẫy để điện tử- lỗ hống tái hợp [51] Khi tăng nhiệt độ tổng hợp mẫu lên ngồi cường độ phát xạ vùng khả kiến giảm lại xuất thềm phát xạ vùng uv 376.7nm (3.3eV) cường độ giảm tăng nhiệt độ thủy nhiệt lên Điều với mẫu 80°C nhiệt độ thấp khơng đủ làm kết tinh tốt tinh thể dẫn đến sinh nhiều sai hỏng, tăng nhiệt độ thủy nhiệt lên làm tăng kết Luận Văn Thạc Sĩ 46 GVHD: TS.Trần Văn Khải tinh mẫu nên xuất phát xạ vùng uv Mẩu 100T có kết tinh tinh thể chưa hồn tồn, có đỉnh gần 500nm giống mẫu 80T có đỉnh gần 378nm có thinh thể Hai mẫu 120T 140T định hình tốt hơn, khuyết tật nhiều Hình 3.13 Phổ quang phát quang (PL) mẫu 80T,100T,120T, 140T Luận Văn Thạc Sĩ 47 GVHD: TS.Trần Văn Khải KẾT LUẬN CHUNG Luận văn hoàn thành mục tiêu đặt ra, cụ thể như: ❖ Tổng hợp nanocomposites ZnO graphene oxide phương pháp thủy nhiệt thu vật liệu có kích thước khoảng 50nm, khảo sát lượng graphene oxide (0.57mg/ml), thời gian thủy nhiệt nhiệt độ khác cho thấy có mặt graphene oxide làm thay đổi phát triển tinh thể hạt ZnO tương tác graphene oxide với hạt ZnO, đồng thời làm ảnh hường đến độ hấp thụ phát quang vật liệu ❖ Tổng hợp thành công hạt nano ZnO phương pháp thủy nhiệt với tiền chất kẽm acetate dung dịch NaOH nhiệt độ thủy nhiệt 120°C, thời gian thủy nhiệt 10 ❖ Chứng minh điều kiện nhiệt độ thủy nhiệt 120° c thời gian thủy nhiệt 10 điều kiện tốt nhất, điều kiện mà đề chọn thông qua khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gian thủy nhiệt, hình thành cấu trúc tinh thể tính chất quang hạt nanocomposites ZnO:GO ❖ Đánh giá trạng thái khuyết tật tinh thể ZnO vật liệu nanocomposites ZnO:GO Luận Văn Thạc Sĩ 48 GVHD: TS.Trần Văn Khải TÀI LIỆU THAM KHẢO Uddin, A.S.M.I and G.-S Chung, Synthesis of highly dispersed ZnO nanoparticles on graphene surface and their acetylene sensing properties Sensors and Actuators B: Chemical, 2014 205: p 338-344 Xu, s., et al., Preparation of ZnO flower/reduced graphene oxide composite with enhanced photocatalytic performance under sunlight Ceramics International, 2015 41(3, Part A): p 4007-4013 Zhang, L., et al., ZnO-reduced graphene oxide nanocomposites as efficient photocatalysts for photocatalytic reduction of CO2 Ceramics International, 2015 41(5, Part A): p 6256-6262 Saranya, M., R Ramachandran, and F Wang, Graphene-zinc oxide (G-ZnO) nanocomposite for electrochemical supercapacitor applications Journal of Science: Advanced Materials and Devices, 2016.1(4): p 454-460 Zhong, L and K Yun, Graphene oxide-modified ZnO particles: synthesis, characterization, and antibacterial properties International Journal of Nanomedicine, 2015.10(Spec Iss): p 79-92 Zayed, M., A.M Ahmed, and M Shahan, Synthesis and characterization of nanoporous ZnO and Pt/ZnO thin films for dye degradation and water splitting applications International Journal of Hydrogen Energy, 2019 Wongrat, E., et al., Acetone gas sensors based on ZnO nanostructures decorated with Pt and Nb Ceramics International, 2017 43: p S557-S566 Xu, Y., et al., Chemical states of gold doped in ZnO films and its effect on electrical and optical properties Journal of Alloys and Compounds, 2014 585: p 479-484 Pan, X., et al., The enhancement of near-band-edge emission by hydrogen plasma treatment for Ga-doped ZnO, ZnO and ZnMgO films Optical Materials, 2019.92: p 11-15 10 Jadhav, J and s Biswas, Hybrid ZnO.Ag core-shell nanoparticles for wastewater treatment : Growth mechanism and plasmonically enhanced photocatalytic Luận Văn Thạc Sĩ 49 GVHD: TS.Trần Văn Khải activity Applied Surface Science, 2018 456: p 49-58 11 R, R., s K.S, and G K.G, ZnO:Ag nanorods as efficient photocatalysts: Sunlight driven photocatalytic degradation of sulforhodamine B Applied Surface Science, 2018 427: p 863-875 12 Baruah, B., L Downer, and D Agyeman, Fabric-based composite materials containing ZnO-NRs and ZnO-NRs-AuNPs and their application in photocatalysis Materials Chemistry and Physics, 2019 231: p 252-259 13 Shunmugiah, G., et al., Synthesis ofZnO decorated graphene nanocomposite for enhancedphotocatalyticproperties Vol 115 2014 173504-173504 14 Saravanakumar, B., R Mohan, and S.-J Kim, Facile synthesis of graphene/ZnO nanocomposites by low temperature hydrothermal method Materials Research Bulletin, 2013 48(2): p 878-883 15 Yin, P.T., et al., Design, Synthesis, and Characterization of GrapheneNanoparticle Hybrid Materials for Bioapplications Chemical Reviews, 2015.115(7): p 2483-2531 16 Zhu, Y.W., et al., Graphene and graphene oxide: synthesis, properties and applications Vol 20 2010 1-19 17 Ding, J., et al., Photoluminescence investigation about zinc oxide with graphene oxide & reduced graphene oxide buffer layers Journal of Colloid and Interface Science, 2014 416: p 289-293 18 Azarang, M., E-mail: azarangmajid@gmail.com, E-mail: azarang@phys.usb.ac.ir, et al., Effects of graphene oxide concentration on optical properties of ZnO/RGO nanocomposites and their application to photocurrent generation Journal of Applied Physics, 2014: p Medium: X; Size: page(s) 084307-084307.6 19 Atchudan, R., et al., Facile synthesis of zinc oxide nanoparticles decorated graphene oxide composite via simple solvothermal route and their photocatalytic activity on methylene blue degradation Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 2016.162: p 500-510 Luận Văn Thạc Sĩ 20 GVHD: TS.Trần Văn Khải 50 Kashinath, L., K Namratha, and K Byrappa, Microwave Assisted Synthesis and Characterization of Nanostructure Zinc Oxide-Graphene Oxide and Photo Degradation of Brilliant Blue Materials Today: Proceedings, 2016 3(1): p 7483 21 AlZoubi, T., et al., Enhanced UV-light detection based on ZnO nanowires/graphene oxide hybrid using cost-effective low temperature hydrothermal process Optical Materials, 2018 77: p 226-232 22 Botsa, s and M.R Imandi, ZnO/RGO nanocomposite via hydrothermal route for photocatalytic degradation of dyes in presence of visible light 2018 23 Gerward, L and J.s Olsen, The high-pressure phase of zincite J Synchrotron Radiat, 1995 2(Pt 5): p 233-5 24 Samanta, p., Review on Wet Chemical Growth and Anti-bacterial Activity of Zinc Oxide Nanostructures Vol 08 2017 25 Thủy, V.T.T., Chế tạo vật liệu ZnO có cẩu trúc nanomet phương pháp hóa Luận văn Thạc sĩ khoa học, ĐHKHTN - ĐHQG Hà Nội., 2009 26 Janotti, A and C.G Van de Walle, Fundamentals of zinc oxide as a semiconductor Reports on Progress in Physics, 2009 72(12): p 29 27 Hoàng, V.V., Vật lý kim loại Nhà xuất Đại học Quốc Gia, TPHCM, 2006 28 Sellappan, R., Light Emitting Diodes Based on n-type ZnO Nanorods and p- type Organic Semiconductors 2019 29 Atta, N., E El-Ads, and A Galal, Graphene —A Platform for Sensor and Biosensor Applications 2015 p 38-84 30 Mattei, J., Crosslinking graphene oxide and chitosan to form scalable water treatment membranes 2017 31 Zeng, H., et al., Synthesis, optical and electrochemical properties of ZnO nanowires/graphene oxide heterostructures Nanoscale research letters, 2013.8(1): p 133-133 32 Liu, s., et al., One-pot hydrothermal synthesis of ZnO-reduced graphene oxide composites using Zn powders for enhanced photocatalysis Chemical Luận Văn Thạc Sĩ 51 GVHD: TS.Trần Văn Khải Engineering Journal, 2013 229: p 533-539 33 Chen, Y.-L., et al., Zinc Oxide/Reduced Graphene Oxide Composites and Electrochemical Capacitance Enhanced by Homogeneous Incorporation of Reduced Graphene Oxide Sheets in Zinc Oxide Matrix The Journal of Physical Chemistry c, 2011.115(5): p 2563-2571 34 Ding, J., X Yan, and Q Xue, Study onfield emission and photoluminescence properties of ZnO/graphene hybrids grown on Si substrates Materials Chemistry and Physics, 2012.133(1): p 405-409 35 Ding, J., et al., Hydrothermal synthesis of zinc oxide-reduced graphene oxide nanocomposites for an electrochemical hydrazine sensor RSC Advances, 2015 5(29): p 22935-22942 36 Kavitha, M.K., et al., Synthesis of reduced graphene oxide-ZnO hybrid with enhanced optical limiting properties Journal of Materials Chemistry c, 2013.1(23): p 3669-3676 37 Kavitha, M.K., et al., Hydrothermal synthesis of ZnO decorated reduced graphene oxide: Understanding the mechanism of photocatalysis Journal of Envữonmental Chemical Engineering, 2015 3(2): p 1194-1199 38 Kashinath, L., K Namratha, and K Byrappa, Microwave assisted facile hydrothermal synthesis and characterization of zinc oxide flower grown on graphene oxide sheets for enhanced photodegradation of dyes Applied Surface Science, 2015 357: p 1849-1856 39 Mohammadi, K., et al., Photocatalytic Activity of One-Pot Synthesized Reduced Graphene Oxide - Zinc Oxide Nanocomposites Journal of Nano Research, 2016 37: p 74-84 40 Chakraborty, A., et al., Study of structural and optical properties of low temperature photo-activated ZnO-rGO composite thin film Materials Research Bulletin, 2017 91: p 227-231 41 Rabieh, s., K Nassimi, and M Bagheri, Synthesis of hierarchical ZnO- reduced graphene oxide nanocomposites with enhanced adsorption- photocatalytic Luận Văn Thạc Sĩ 52 GVHD: TS.Trần Văn Khải performance Materials Letters, 2016.162: p 28-31 42 Khenfouch, M., M Bai'toul, and M Maaza, White photoluminescence from a grown ZnO nanorods/graphene hybrid nanostructure Optical Materials, 2012 34(8): p 1320-1326 43 Baizaee, S.M., M Arabi, and A.R Bahador, A simple, one-pot, low temperature and pressure route for the synthesis of RGO/ZnO nanocomposite and investigating its photocatalytic activity Materials Science in Semiconductor Processing, 2018 82: p 135-142 44 M K, K., et al., Hydrothermal synthesis ofZnO decorated reduced graphene oxide: Understanding the mechanism of photocatalysis Vol 2015 45 s Ghoreishi, F., V Ahmadi, and M Samadpour, Synthesis and Characterization of Graphene-ZnO Nanocomposite and its Application in Photovoltaic Cells 2013 453-459 46 Zhou, X., T Shi, and H Zhou, Hydrothermal preparation of ZnO-reduced graphene oxide hybrid with high performance in photocatalytic degradation Applied Surface Science, 2012 258(17): p 6204-6211 47 Wang, B.B., et al., Structure and photoluminescence properties of graphene nanoflakes grown on zinc oxide films by hot filament chemical vapor deposition Diamond and Related Materials, 2016 64: p 42-48 48 Wang, H., et al., Graphene-Like Porous ZnO/Graphene Oxide Nanosheets for High-Performance Acetone Vapor Detection Vol 24 2019 522 49 Romeiro, F.C., et al., rGO-ZnO nanocomposites for high electrocatalytic effect on water oxidation obtained by microwave-hydrothermal method Applied Surface Science, 2017 423: p 743-751 50 Omar, F.S., et al., Microwave Synthesis of Zinc Oxide/Reduced Graphene Oxide Hybrid for Adsorption-Photocatalysis Application International Journal of Photoenergy, 2014 51 Jayalakshmi, G., et al., Facile synthesis and enhanced luminescence behavior of ZnO:Reduced graphene oxide(rGO) hybrid nanostructures Journal of Luận Văn Thạc Sĩ 53 GVHD: TS.Trần Văn Khải Luminescence, 2018 203: p 1-6 52 Boukhoubza, I., et al., Graphene oxide/ZnO nanorods/graphene oxide sandwich structure: The origins and mechanisms of photoluminescence Journal of Alloys and Compounds, 2019 53 Paul, R., et al., Enhanced uv detection by transparent graphene oxide/ZnO composite thin films RSC Advances, 2016 6(66): p 61661-61672 54 Son, D., et al., Emissive ZnO-Graphene Quantum Dots for White-Light- Emitting Diodes Vol 2012 465-71 55 Ghoreishi, F.S., V Ahmadi, and M Samadpour, Synthesis and Characterization of Graphene-ZnO Nanocomposite and its Application in Photovoltaic Cells Journal of Nanostructures, 2013 3(4): p 453-459 Luận Văn Thạc Sĩ 54 GVHD: TS.Trần Văn Khải DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 3.1 Pho XRD hạt nano ZnO hạt nanocomposite ZnO: GO mẫu GZ1, GZ2, GZ3 31 Hình 3.2 Pho Raman hạt nano ZnO hạt nanocomposites ZnO: GO mẫu GZ1, GZ2, GZ3 32 Hình 3.3 a,b) Ảnh FESEM hạt ZnO tổng hợp phương pháp thủy nhiệt 120oC, 10 c,d ) Ảnh FESEM hạt nanocomposites ZnO: GO mẫu GZ2 33 Hình 3.4 Anh TEM hạt nanocomposites ZnO: GO mẫu GZ2 34 Hình 3.5 Phổ EDS mẫu GZ1 35 Hình 3.6 Phổ hấp thụ UV-vis hạt nano ZnO hạt nanocomposites ZnO: GO mẫu GZ1, GZ2, GZ3 35 Hình 3.7 Phổ quang phát quang (PL) của hạt nano ZnO hạt nanocomposites ZnO:GO mẫu GZ1, GZ2, GZ3 37 Hình 3.8 Phổ XRD hạt nanocomposites ZnO:rGO thời gian thủy nhiệt 5, 10, 15 20 39 Hình 3.9 Phổ hấp thụ UV-vis hạt nanocomposites ZnO:rGO tổng hợp phương pháp thủy nhiệt theo thời gian thủy nhiệt 5,10, 15, 20 40 Hình 3.10 Phổ quang phát quang (PL) mẫu 5H, 10H, 15H, 20H 41 Hình 3.11 Phổ XRD hạt nanocomposite ZnO: GO mẫu 80T, 100T, 120T, 140T .43 Hình 3.12 Phổ hấp thụ UV-vis hạt nanocomposites ZnO:GO mẫu 80T, 100T, 120T, 140T 44 Hình 3.13 Phổ quang phát quang (PL) mẫu 80T,100T,120T, 140T 45 Luận Văn Thạc Sĩ 55 GVHD: TS.Trần Văn Khải DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Các điều kiện tổng hợp hạt nano nanocomposites ZnO:GO theo hàm lượng GO 30 Bảng 3.2 Các điều kiện tổng hợp hạt nanocomposites ZnO:rGO theo thời gian thủy nhiệt 38 Bảng 3.3 Các điều kiện tổng hợp hạt nano nanocomposites ZnO:GO theo nhiệt độ thủy nhiệt 42 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD: TS.Trần Văn Khải 56 PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Nguyễn Văn Khiêm Ngày, tháng, năm sinh: 10-01-1989 Nơi sinh: Khánh Hòa Địa liên lạc: 50 Phan Đạt Đức, Phường Long Thạnh Mỹ, Quận 9, TP Hồ Chí Minh Điện thoại: +84908012510 Email: khiemnguyenl001@gmail.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO - Năm 2008-2012: Học Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TPHCM ĐHQGTPHCM - Năm 2015-2109: Học viên cao học Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM ĐHQGTPHCM Q TRÌNH CƠNG TÁC - Năm 2012-2015: Làm việc công ty TNHH Thiết Bị Khoa Học Kỹ Thuật Thành Khoa - Năm 2015 - đến nay: Làm việc công ty CP CN Nhựa Phú Lâm ... ngành: Kỹ thuật vật liệu Mã số : 60520309 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu cấu trúc tính chất quang vật liệu nanocomposites ZnO/ GO tổng hợp phương pháp thủy nhiệt II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tổng hợp thành công... 1.3 Vật liệu ZnO- GO Cấu trúc lai hóa Graphene -ZnO, rGO -ZnO Go -ZnO thường tổng hợp phương pháp Trong phương pháp đầu tiên, ZnO tổng hợp với hình thái yêu cầu liên kết với bề mặt graphene rGO thể... nghiên cứu tổng hợp hạt nano composite ZnO/ GO, ZnO/ rGO, ZnO/ graphene với phương pháp tổng hợp khác Majid Azarang đồng nghiệp tổng hợp nanocomposite ZnO/ rGO phương pháp solgel cho ứng dụng quang