Nghiên cứu tổng hợp, biến tính nano nio và khảo sát khả năng ứng dụng

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ NGỌC ÁNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, BIẾN TÍNH NANO NiO VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CHUYÊN NGÀNH: HÓA VƠ CƠ MÃ SỐ: 60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN ĐỨC CƯỜNG Thừa Thiên Huế, năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu ghi luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố cơng trình khác Họ tên tác giả Nguyễn Thị Ngọc Ánh LỜI CÁM ƠN Những lời luận văn này, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Nguyễn Đức Cường tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ vật chất lẫn tinh thần để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn thầy khoa Hóa học, mơn Hóa Vơ cơ, trường Đại Học Sư Phạm tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành tốt luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy mơn Hóa lý thuyết hóa lý, mơn phân tích, phịng thí nghiệm Hóa học Ứng dụng trường Đại Học Khoa Học tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn NCS Phạm Long Quang tận tình bảo giúp đỡ tơi q trình làm thực nghiệm Cuối xin gửi lời cảm ơn gia đình bạn bè tơi động viên giúp đỡ vật chất lẫn tinh thần thời gian thực luận văn Huế, tháng 10 năm 2018 Học viên Nguyễn Thị Ngọc Ánh MỤC LỤC - Trang phụ bìa - Lời cam đoan - Lời cám ơn MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮC .3 DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .5 MỞ ĐẦU .6 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài .7 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN .9 1.1 Tổng quan khoa học nano công nghệ nano .9 1.2 Tổng quan Niken (II) Oxit 10 1.3 Tình hình nghiên cứu tổng hợp chất nhạy khí NiO 11 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Nội dung nghiên cứu 16 2.2 Phương pháp nghiên cứu 16 2.2.1 Phương pháp chụp hiển vi điện tử quét 16 2.2.2 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen 17 2.2.3 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua, Hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao, nhiễu xạ electron khu vực chọn 18 2.2.4 Phổ hồng ngoại 20 2.2.5 Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ/giải hấp phụ N2 21 2.2.6 Phương pháp phân tích nhiệt 22 2.2.7 Phổ tán sắc lượng tia X 23 2.3 Hóa chất, dụng cụ thiết bị .25 2.3.1 Hóa chất 25 2.3.2 Dụng cụ 25 2.3.3 Thiết bị .25 2.4 Thực nghiệm 26 2.4.1 Tổng hợp nano NiO 26 2.4.2 Biến tính nano NiO hạt nano Ag 26 2.4.3 Khảo sát tính chất nhạy khí nano NiO Ag/NiO 27 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Kết đặc trưng Ni(OH)2 tiền chất NiO cấu trúc nano cầu rỗng 29 3.2 Tính chất nhạy khí nano NiO 35 3.3 Biến tính nano NiO hạt nano Ag 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 Bài báo liên quan đến luận án 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮC ads Hấp phụ BET Phương pháp đo đẳng nhiệt hấp phụ/giải hấp phụ N2 (Brunauer – Emmett – Teller) DTA Phân tích nhiệt vi phân (Differential Thermal Analysis) EDX Phổ tán sắc lượng tia X (Energy-dispersive X-ray spectroscop) FT-IR Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (Fourier Transfer - Infrared Spectroscopy) h∗ Lỗ trống HR-TEM Hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao (High-resolution Transmission Electron Microscopy) Rair Điện trở cảm biến đo khơng khí Rgas Điện trở cảm biến đo khí phân tích SAED Nhiễu xạ electron khu vực chọn (Selected area electron diffraction) SEM Phương pháp chụp hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy) TEM Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy) TG Phân tích nhiệt trọng lượng (Thermogravimetric Analysis) τrecor Thời gian phục hồi τres Thời gian đáp ứng XRD Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (X-ray diffraction) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các thơng số lý hóa niken (II) oxit 10 Bảng 2.1 Một số hóa chất sử dụng luận văn 25 Bảng 3.1 So sánh độ đáp ứng khí H2S nhiệt độ tối ưu cảm biến NiO cảm biến công bố 38 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Tinh thể Niken (II) oxit 10 Hình 2.1 Sơ đồ tia tới tia phản xạ bề mặt tinh thể 17 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động kính hiển vi điện tử truyền qua 19 Hình 2.3 Đồ thị biểu diễn biến thiên P / V  Po – P   theo P/Po 22 Hình 2.4 Sơ đồ quy trình tổng hợp nano NiO urê 26 Hình 2.5 Sơ đồ quy trình biến tính nano NiO hạt nano Ag 27 Hình 2.6 (a) Thiết kế cảm biến khí phương pháp nhỏ - phủ tiền chất lên điện cực lược, (b) hình ảnh buồng đo khí (c) sơ đồ hệ thống đo 28 Hình 3.1 Ảnh SEM (a, b, c), ảnh TEM (d, e), ảnh HR-TEM (f), SAED (g) hình ảnh dạng bột (h) Ni(OH)2 29 Hình 3.2 Ảnh SEM (a, b, c), ảnh TEM (d,e), HR-TEM (f), SAED (g) hình ảnh dạng bột NiO sau q trình nung khơng khí 31 Hình 3.3 Giản đồ XRD Ni(OH)2 (a) NiO (b) 32 Hình 3.4 Phổ FT-IR Ni(OH)2 (a) NiO (b) 33 Hình 3.5 Giản đồ TG-DTG Ni(OH)2 (a) NiO (b) 34 Hình 3.6 Sự thay đổi điện trở cảm biến NiO theo nồng độ H2S nhiệt độ khác 36 Hình 3.7 (a) Độ đáp ứng cảm biến khí với nồng độ NH3 khác nhiệt độ đo từ 150-250 oC, (b) với CO (c) H2 nhiệt độ đo 100 oC 39 Hình 3.8 (a) So sánh độ đáp ứng cảm biến với khí khác (b) thời gian đáp ứng phục hồi… 40 Hình 3.9 Ảnh SEM (a,b), ảnh TEM (c) phổ tán xạ lượng tia X (d) Ag/Ni(OH)2 42 Hình 3.10 Độ hồi đáp khí H2 cảm biến Ag/NiO 200 oC 43 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Oxit kim loại bán dẫn cấu trúc nano nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu cho nhiều lĩnh vực ứng dụng quan trọng xúc tác, hấp phụ, cảm biến, pin mặt trời, y dược, sinh học, tính chất hóa lý độc đáo liên quan đến hiệu ứng kích thước, hiệu ứng hình học thành phần [27, 52 ] Cho tới nay, oxit kim loại bán dẫn loại n Fe2O3, SnO2, ZnO, TiO2, In2O3… bán dẫn loại p gồm Co3O4, CuO, NiO với nhiều dạng cấu trúc nano khác nghiên cứu để khai phá tính chất ưu việt so với dạng cấu trúc khối truyền thống [38] Tuy nhiên, oxit kim loại bán dẫn loại p cịn nhận ý so với oxit kim loại bán dẫn loại n [32] Trong số oxit kim loại bán dẫn loại p, NiO oxit kim có lượng vùng cấm rộng (Eg = 3,6-4,0 eV), độ bền cao, lượng oxi hấp thụ bề mặt thường cao nên nghiên cứu cho nhiều lĩnh vực xúc tác, điện cực, vật liệu từ, cảm biến khí … [20] NiO sử dụng làm chất xúc tác thúc đẩy cho phản ứng oxi hóa chọn lọc chất hữu dễ bay hơi, vật liệu cảm biến khí tiềm với nhiệt độ làm việc thấp [89] Cho tới nay, NiO cấu trúc nano tổng hợp từ nhiều phương pháp khác sol-gel, phân hủy nhiệt, thủy nhiệt, nhiệt dung môi…[71] Trong số đó, phương pháp thủy nhiệt xem phương pháp đơn giản, rẻ tiền thân thiện môi trường, dễ mở rộng để kiểm soát tổng hợp nhiều dạng cấu trúc nano NiO khác cách thay đổi điều kiện tổng hợp Bên cạnh đó, phương pháp thủy nhiệt dễ dàng áp dụng để biến tính bề mặt cấu trúc nano NiO với thành phần khác kim loại quý, oxit kim loại…[65] Mặc dù có nhiều kết tổng hợp khám phá tính chất hóa lý độc đáo sở NiO cấu trúc nano Tuy nhiên, phát triển phương pháp đơn giản, giá thành thấp, thân thiện mơi trường để kiểm sốt tổng hợp cấu trúc nano NiO ý từ nhiều nhà nghiên cứu Sự hình thành cấu trúc có nhiều góc, cạnh, khuyết tật bề mặt, mang tới nhiều tính chất lý thú vật liệu nano Hơn nữa, biến tính nano NiO Ag khảo sát ứng dụng cảm biến khí chưa nghiên cứu nhiều Xuất phát từ vấn đề trên, chọn đề tài luận văn là: “Nghiên cứu tổng hợp biến tính NiO cấu trúc nano khảo sát khả ứng dụng” Đề tài nghiên cứu tổng hợp NiO cấu trúc nano phương pháp thủy nhiệt đơn giản, không sử dụng chất hoạt động bề mặt, sau biến tính nano NiO Ag, đồng thời khảo sát khả ứng dụng vật liệu cảm biến khí Mục đích nghiên cứu - Tổng hợp nano NiO phương pháp thủy nhiệt đơn giản - Biến tính nano NiO hạt nano Ag - Khảo sát khả ứng dụng sở nano NiO Ag/NiO cảm biến khí Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Vật liệu nano oxit kim loại, cụ thể vật liệu nano niken (II) oxit (NiO) - Phạm vi nghiên cứu: + Phương pháp hóa ướt, điều kiện tổng hợp tương đối đơn giản + Sử dụng hóa chất đơn giản muối Ni(NO3)2, AgNO3, urê chất khử NaBH4, không sử dụng dung môi hữu độc hại Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng số phương pháp đặc trưng hóa lý để xác định hình thái, kích thước cấu trúc vật liệu - Phương pháp xử lý số liệu sử dụng phần mềm Excel 2007, OriginPro 8.0 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: cung cấp thông tin mẫu nano NiO tổng hợp biến tính (a) (b) (c) (d) Năng lượng (keV) Hình 3.9 Ảnh SEM (a,b), ảnh TEM (c) phổ tán xạ lượng tia X (d) Ag/Ni(OH)2 Ag/Ni(OH)2 sử dụng tiền chất để tạo thành Ag/NiO cách nung 600 oC khơng khí 5h Vật liệu Ag/NiO thử với khí H2 (25-200 ppm) 200 oC, kết trình bày hình 3.10 Kết cho thấy tính chất nhạy khí H2 Ag/NiO cải thiện đáng kể so với NiO (hình 3.7 (c)) Kết cho thấy Ag/NiO phát khí H2 tốt so với NiO dây nano công bố Hoa cộng gần [34] Từ mở hướng nghiên cứu phát triển tính chất nhạy khí nano NiO phương pháp biến tính đơn giản để phát khí H2 42 4.5 Độ hồi đáp (Rgas/Rair) 200 ppm H2@200 oC 4.0 3.5 100 ppm 3.0 50 ppm 2.5 25 ppm 2.0 1.5 1.0 0.5 1000 2000 3000 4000 Thời gian (s) Hình 3.10 Độ hồi đáp khí H2 cảm biến Ag/NiO 200 oC 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trong luận văn tổng hợp thành cơng cấu trúc hình bơng hoa α-Ni(OH)2 phản ứng thủy nhiệt đơn giản, nhiệt độ thấp (90 oC), sử dụng Ni(NO3)2 urê làm tiền chất không sử dụng chất định hướng cấu trúc Sau phân hủy nhiệt khơng khí 600 °C h, vi cấu trúc hình bơng hoa αNi(OH)2 chuyển hóa thành cơng cầu xốp NiO phân cấp với diện tích bề mặt riêng cao, hệ thống mao quản liên tục, vật liệu tiềm cho nhiều ứng dụng quan trọng Tính chất nhạy khí cầu xốp NiO cho thấy, vật liệu có khả phát tốt khí hyđro sunfua nồng độ thấp, độ chọn lọc cao làm việc ổn định Biến tính Ag lên bề mặt NiO thực phương pháp khử hóa học đơn giản sử dụng NaBH4 làm chất khử Vật liệu Ag/NiO cho thấy tăng cường phát khí H2 so với NiO Đây vật liệu tiềm để chế tạo cảm biến phát khí H2 Kiến nghị - Tiếp tục hồn thiện đặc trưng nghiên cứu tính chất nhạy khí Ag/NiO - Biến tính cấu trúc cầu xốp NiO kim loại khác Au, Pd, Pt oxit kim loại để phát tính chất nhạy khí độc đáo NiO 44 Bài báo liên quan đến luận án Nguyen Duc Cuong, Pham Long Quang, Nguyen Thi Ngoc Anh, Duong Tuan Quang, Pham Cam Nam, Do Dang Trung, Nguyen Van Hieu, “Three-dimensional porous NiO microspheres for highly selective H2S gas sensors”, gửi đăng Journal of Hazardous Materials Pham Long Quang, Nguyen Thi Ngoc Anh, Tran Xuan Mau, Nguyen Duc Cuong, “Highly porous NiO nanostructures: synthesis and characterization”, gửi đăng Tạp chí khoa học Đại học Huế 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tiếng Việt Lê Văn Cát, Lê Hải Đăng (2003), “Tổng hợp nghiên cứu khả hấp phụ Ni2+ oxit sắt”, Tạp chí hố học, T.41, số 1, tr 54-60 Nguyễn Văn Du (2009), Phương pháp phân tích phổ EDX, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội Vũ Đăng Độ, Phạm Anh Sơn (2007), “Tổng hợp nghiên cứu đặc trưng Cu2O kích thước nano”, Tạp chí hố học, T.45(3), tr 299 - 303 Nguyễn Hữu Đức (2008), Vật liệu từ cấu trúc nano điện tử học spin, NXB ĐHGQ Hà Nội Nguyễn Khoái, Đinh Quang Khiếu, Hồ Sỹ Thắng (2008), “Tổng hợp anatat kích thước nano phương pháp siêu âm hố học”, Tạp chí hố học, T.46 (1), tr 30-34 Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hố học nano: Cơng nghệ vật liệu truyền thống, Hà Nội Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hóa học nano: Cơng nghệ vật liệu nguồn, Hà Nội Phạm Ngọc Nguyên (2004), Giáo trình kỹ thuật phân tích vật lý, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 10 Hồng Nhâm, Hóa học vô cơ, Nhà xuất giáo dục, T.3, tr.173 11 Trần Văn Nhân (1999), Hóa lý thuyết tập III, NXB giáo dục, Hà Nội 12 Nguyễn Hữu Phú (1998), Hấp phụ xúc tác bề mặt vật liệu vô mao quản, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 13 Hồ Viết Q (2000), Phân tích Lý – Hóa, NXB Giáo dục, Hà Nội 14 Nguyễn Đình Triệu (1999), Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học, NXB Đại học quốc gia Hà Nội, Hà Nội 15 Hà Xuân Vinh (2007), Công nghệ nano - Đầu tư đầu tư mạo hiểm, NXBTrẻ 46 B Tiếng Anh 16 A.A Marakushev, N.I Bezmen (1971), “Chemical affinity of metals for oxygen and sulfur”, Int Geol Rev 13 1781–1794 17 Averill B.A., Moulijn J.A., Santen R.A.v., Leeuwen P.W.N.M.v (1999), Catalysis: An Integrated Approach, 2nd ed., Elsevier Science 18 A.K Mondal, D Su, S Chen, B Sun, K Li, G Wang (2014), “A simple approach to prepare nickel hydroxide nanosheets for enhanced pseudocapacitive performance”, RSC Adv 19 B Varghese, M V Reddy, Z Yanwu, C.S Lit, T.C Hoong, G.V.S Rao, B.V.R Chowdari, A.T Shen Wee, C.T Lim, C.H Sow (2008), “Fabrication of NiO nanowall electrodes for high performance lithium ion battery”, Chem Mater 20, 3360–3367 20 Changhao Feng, Xueying Kou, Bin Chen, Guobing Qian, Yanfeng Sun, Geyu Lu (2017), “One-pot synthesis of In doped NiO nanofibers and their gas sensing properties”, Sensors Actuators, B Chem, 253, 584-591 21 C Yuan, X Zhang, L Su, B Gao, L Shen (2009), “Facile synthesis and self-assembly of hierarchical porous NiO nano/micro spherical superstructures for high performance supercapacitors”, J Mater Chem 19, 5772–5777 22 N.T Dinh, N.D Cuong, N.V Hieu, Mark J MacLachlan (2018), “Mesoporous Cobalt Tungsten Oxide Heterostructured Nanotoroids for Gas Sensing”, Communication 23 F Li, Y Chen, J Ma (2014), “Fe3+ facilitating the response of NiO towards H2S”, RSC Adv 4, 14201–14205 24 F Yang, J Zhu, X Zou, X Pang, R Yang, S Chen, Y Fang, T Shao, X Luo, L Zhang (2018), “Three-dimensional TiO2/SiO2 composite aerogel films via atomic layer deposition with enhanced H2S gas sensing performance”, Ceram Int 44, 1078–1085 25 F Yang, Z Guo (2016), “Engineering NiO sensitive materials and its ultraselective detection of benzaldehyde”, J Colloid Interface Sci 467, 192–202 47 26 G.-J Sun, H Kheel, J.K Lee, S Choi, S Lee, C Lee (2016), “H2S gas sensing properties of Fe2O3 nanoparticle-decorated NiO nanoplate sensors”, Surf Coatings Technol 307, 1088–1095 27 Greta R Patzke, Ying Zhou, Roman Kontic, and Franziska Conrad (2017), “Oxide Nanomaterials: Synthetic Developments, Mechanistic Studies, and Technological Innovations”, Sensors Actuators, B Chem, 253, 1152-1162 28 G.S Gund, D.P Dubal, S.B Jambure, S.S Shinde, C.D Lokhande (2013), “Temperature influence on morphological progress of Ni(OH)2 thin films and its subsequent effect on electrochemical supercapacitive properties”, J Mater Chem A 1, 4793–4803 29 G Zhu, Y Liu, C Xi, C Bao, H Xu, X Shen, X Zhu (2013), “Polymer guided synthesis of Ni(OH)2 with hierarchical structure and their application as the precursor for sensing materials”, CrystEngComm 15, 9189–9195 30 H.T Giang, H.T Duy, P.Q Ngan, G.H Thai, D.T.A Thu, D.T Thu, N.N Toan (2013), “High sensitivity and selectivity of mixed potential sensor based on Pt/YSZ/SmFeO3 to NO2 gas”, Sensors Actuators, B Chem, 183, 550–555 31 N Van Hieu, P Thi Hong Van, L Tien Nhan, N Van Duy, N Duc Hoa (2012), “Giant enhancement of H2S gas response by decorating n-type SnO2 nanowires with p-type NiO nanoparticles”, Appl Phys Lett 101, 253106 32 Hoa Nguyen and Sherif A El-Safty (2011), “Meso- and Macroporous Co3O4 Nanorods for Effective VOC Gas Sensors”, J Phys Chem C, 115, 84668474 33 N.D Hoa, C.M Hung, N.V Duy, N.V Hieu (2018), “Nanoporous and crystal evolution in nickel oxide nanosheets for enhanced gas-sensing performance”, Sensors and Actuators B: Chemical, 273, pp 784-793 34 N.D Hoa, P.V Tong, C.M Hung, N.V Duy, N.V Hieu (2018), “Urea mediated synthesis of Ni(OH)2 nanowires andtheir conversion into NiO nanostructure forhydrogen gas-sensing application”, International Journal of Hydrogen Energy, 43, pp 9446-9453 48 35 L.T Hoa, N.D Cuong, T.T Hoa, D.Q Khieu, H.T Long, D.T Quang, N.D Hoa, N Van Hieu (2015), “Synthesis, characterization, and comparative gas sensing properties of tin dioxide nanoflowers and porous nanospheres”, Ceram Int 41, 14819–14825 36 Hugo, C.T Quy, N.D Hoa, N.T Lam, N.V Duy, V.V Quang, N.V Hieu (2014), “Controllable growth of ZnO nanowires grown on discrete islands of Au catalyst for realization of planar-type micro gas sensors”, Sensors and Actuators B: Chemical, 193, pp 888-894 37 H.-J Kim, J.-W Yoon, K.-I Choi, H.W Jang, A Umar, J.-H Lee (2013), “Ultraselective and sensitive detection of xylene and toluene for monitoring indoor air pollution using Cr-doped NiO hierarchical nanostructures”, Nanoscale 5, 7066 38 Hyo-Joong Kim, Jong-Heun Lee (2014), “Highly sensitive and selective gas sensors using p-type oxide semiconductors: Overview”, Sensors Actuators, B Chem 192, 607-627 39 H Liu, J Zhang, B Zhang, L Shi, S Tan, L Huang (2014), “Nitrogendoped reduced graphene oxide-Ni(OH)2-built 3D flower composite with easy hydrothermal process and excellent electrochemical performance”, Electrochim Acta 138, 69–78 40 H.M Tan, C Manh Hung, T.M Ngoc, H Nguyen, N Duc Hoa, N Van Duy, N Van Hieu (2017), “Novel Self-Heated Gas Sensors Using on-Chip Networked Nanowires with Ultralow Power Consumption”, ACS Appl Mater Interfaces 9, 6153–6162 41 Huan Pang, Qingyi Lu, Yizhou Zhang, Yecheng Li, Feng Gao, “Selective synthesis of nickel oxide nanowires and length effect on their electrochemical properties”, Royal Society of Chemistry 42 J Cao, Z Wang, R Wang, T Zhang (2014), “Electrostatic sprayed Crloaded NiO core-in-hollow-shell structured micro/nanospheres with ultraselectivity and sensitivity for xylene”, CrystEngComm 16, 7731–7737 43 J Deng, J Ma, L Mei, Y Tang, Y Chen, T Lv, Z Xu, T Wang (2013), 49 “Porous α-Fe2O3 nanosphere-based H2S sensor with fast response, high selectivity and enhanced sensitivity”, J Mater Chem A 1, 12400–12403 44 J.-H Lee (2009), “Gas sensors using hierarchical and hollow oxide nanostructures: Overview”, Sensors Actuators B Chem 140 319–336 45 J Ma, L Mei, Y Chen, Q Li, T Wang, Z Xu, X Duan, W Zheng (2013), “α-Fe2O3 nanochains: Ammonium acetate-based ionothermal synthesis and ultrasensitive sensors for low-ppm-level H2S gas”, Nanoscale 5, 895–898 46 J Liu, S Li, B Zhang, Y Xiao, Y Gao, Q Yang, Y Wang, G Lu (2017), “Ultrasensitive and low detection limit of nitrogen dioxide gas sensor based on flower-like ZnO hierarchical nanostructure modified by reduced graphene oxide”, Sensors Actuators, B Chem 249, 715–724 47 J Li, R Yan, B Xiao, D.T Liang, D.H Lee (2008), “Preparation of nanoNiO particles and evaluation of their catalytic activity in pyrolyzing biomass components”, Energy and Fuels 22 16–23 48 J.Y Kim, N.J Choi, H.J Park, J Kim, D.S Lee, H Song (2014), “A Hollow Assembly and Its Three-Dimensional Network Formation of SingleCrystalline Co3O4 Nanoparticles for Ultrasensitive Formaldehyde Gas Sensors”, J Phys Chem C 118, 25994–26002 49 J Wang, L Wei, L Zhang, J Zhang, H Wei, C Jiang, Y Zhang (2012), “Zinc-doped nickel oxide dendritic crystals with fast response and selfrecovery for ammonia detection at room temperature”, J Mater Chem 22, 20038 50 N.D Khoang, H.S Hong, D.D Trung, N Van Duy, N.D Hoa, D.D Thinh, N Van Hieu, N Duc, H Si, D Dang, N Van Duy, N.D Khoang, H.S Hong, D.D Trung, N Van Duy, N.D Hoa, D.D Thinh, N Van Hieu (2013), “On-chip growth of wafer-scale planar-type ZnO nanorod sensors for effective detection of CO gas”, Sensors Actuators B Chem 181, 529–536 51 L.H Trinh, D.Q Khieu, H Thai Long, T Thai Hoa, D Tuan Quang, N Duc Cuong (2017), “A novel approach for synthesis of hierarchical mesoporous Nd2O3 nanomaterials”, J Rare Earths 35, 677–682 50 52 M Ferna´ndez-Garcı´a, A Martı´nez-Arias, J C Hanson, and J A Rodriguez (2004), “Nanostructured Oxides in Chemistry: Characterization and Properties”, Chem Rev, 104, 4063-4104 53 M.H Sun, S.Z Huang, L.H Chen, Y Li, X.Y Yang, Z.Y Yuan, B.L Su (2016), “Applications of hierarchically structured porous materials from energy storage and conversion, catalysis, photocatalysis, adsorption, separation, and sensing to biomedicine”, Chem Soc Rev 3479–3563, 3479– 3563 54 M.R Alenezi, S.J Henley, N.G Emerson, S.R.P Silva (2014), “From 1D and 2D ZnO nanostructures to 3D hierarchical structures with enhanced gas sensing properties”, Nanoscale 6, 235–247 55 Needham SA, Wang GX, Liu HK, Yang L (2006), “Nickel oxide nanotubes: synthesis and electrochemical performance for use in lithium ion batteries”, National Institutes of Health, pp 77-81 56 D.D Nguyen, D.T Do, X.H Vu, D.V Dang, D.C Nguyen (2016), “ZnO nanoplates surfaced-decorated by WO3 nanorods for NH3 gas sensing application”, Adv Nat Sci Nanosci Nanotechnol 57 Niemantsverdriet J.W (2007), Spectroscopy in Catalysis, Third ed., John Wiley & Sons 58 N Senthil Kumar, M Ganapathy, S Sharmila, M Shankar, M Vimalan, I Vetha Potheher (2017), “ZnO/Ni(OH)2 core-shell nanoparticles: Synthesis, optical, electrical and photoacoustic property analysis”, J Alloys Compd 703, 624–632 59 P Rai, J.-W Yoon, H.-M Jeong, S.-J Hwang, C.-H Kwak, J.-H Lee (2014), “Design of highly sensitive and selective Au/NiO yolk–shell nanoreactors for gas sensor applications”, Nanoscale 6, 8292–8299 60 P.L Quang, N.D Cuong, T.T Hoa, H.T Long, C.M Hung, D.T.T Le, N Van Hieu (2018), “Simple post-synthesis of mesoporous p-type Co3O4nanochains for enhanced H2S gas sensing performance”, Sensors Actuators, B Chem 270, 158–166 51 61 V Van Quang, N Van Dung, N Sy Trong, N Duc Hoa, N Van Duy, N Van Hieu (2014), “Outstanding gas-sensing performance of graphene/SnO2 nanowire Schottky junctions”, Appl Phys Lett 105 62 Q Li, N Chen, X Xing, X Xiao, Y Wang, I Djerdj (2015), “NiO nanosheets assembled into hollow microspheres for highly sensitive and fastresponding VOC sensors”, RSC Adv 5, 80786–80792 63 Q Wang, S Liu, H Sun, Q Lu (2015), “Synthesis of a flower-like Co-doped Ni(OH)2 composite for high-performance supercapacitors”, RSC Adv 5, 48181–48186 64 R.A Soomro, Z.H Ibupoto, Sirajuddin, M.I Abro, M Willander (2015), “Electrochemical sensing of glucose based on novel hedgehog-like NiO nanostructures”, Sensors Actuators, B Chem 209, 966–974 65 R Miao, W Zeng, Q Gao (2016), “SDS-assisted hydrothermal synthesis of NiO flake-flower architectures with enhanced gas-sensing properties”, Appl Surf Sci 384, 304310 66 S Nandy, G Gonỗalves, J.V Pinto, T Busani, V Figueiredo, L Pereira, R.F Paiva Martins, E Fortunato (2013), “Current transport mechanism at metal-semiconductor nanoscale interfaces based on ultrahigh density arrays of p-type NiO nano-pillars”, Nanoscale 5, 11699–11709 67 S.I Kim, J.S Lee, H.J Ahn, H.K Song, J.H Jang (2013), “Facile route to an efficient nio supercapacitor with a three-dimensional nanonetwork morphology”, ACS Appl Mater Interfaces 5, 1596–1603 68 S Ran, Y Zhu, H Huang, B Liang, J Xu, B Liu, J Zhang, Z Xie, Z Wang, J Ye, D Chen, G Shen (2012), “Phase-controlled synthesis of 3D flower-like Ni(OH)2 architectures and their applications in water treatment”, CrystEngComm 14, 3063–3068 69 S.T Navale, C Liu, P.S Gaikar, V.B Patil, R.U.R Sagar, B Du, R.S Mane, F.J Stadler (2017), “Solution-processed rapid synthesis strategy of Co3O4 for the sensitive and selective detection of H2S”, Sensors Actuators, B Chem 245, 524–532 52 70 S Zhang, P Zhang, Y Wang, Y Ma, J Zhong, X Sun (2014), “Facile Fabrication of a Well-Ordered Porous Cu-Doped SnO2 Thin Film for H2S Sensing”, ACS Appl Mater Interfaces 6, 14975–14980 71 Sikai Zhaoa, Yanbai Shena, Pengfei Zhoua, Jin Zhanga, Wei Zhanga, Xiangxiang Chena, Dezhou Weia, Ping Fanga, Yansong Shen (2017), “Highly selective NO2 sensor based on p-type nanocrystalline NiO thin films prepared by sol–gel dip coating”, Ceramics international 72 T Alammar, O Shekhah, J Wohlgemuth, A.-V Mudring (2012), “Ultrasound-assisted synthesis of mesoporous β-Ni(OH)2 and NiO nanosheets using ionic liquids”, J Mater Chem 22, 18252–18260 73 N.D Tho, D Van Huong, P.Q Ngan, G.H Thai, D.T.A Thu, D.T Thu, N.T.M Tuoi, N.N Toan, H.T Giang (2016), ‘Effect of sintering temperature of mixed potential sensor Pt/YSZ/LaFeO3 on gas sensing performance”, Sensors Actuators B Chem 224, 747–754 74 N.D Tho, D Van Huong, H.T Giang, P.Q Ngan, G.H Thai, D.T.A Thu, D.T Thu, N.T.M Tuoi, N.N Toan, P.D Thang, H.N Nhat (2016), “High temperature calcination for analyzing influence of 3d transition metals on gas sensing performance of mixed potential sensor Pt/YSZ/LaMO3 (M=Mn, Fe, Co, Ni)”, Electrochim Acta 190, 215–220 75 N.T.A Thu, N.D Cuong, L.C Nguyen, D.Q Khieu, P.C Nam, N Van Toan, C.M Hung, N Van Hieu (2017), “Fe2O3 nanoporous network fabricated from Fe3O4/reduced graphene oxide for high-performance ethanol gas sensor”, Sensors Actuators B Chem 255, 3275–3283 76 The Royal Society and the Royal Academy of entineering (2004), Nanoscience and nanotechnologies: opportunities and uncertainties, London 77 Turi E.A (1997), “Thermal characterization of polymeric materials”, Academic press, 12 - 24 78 T Yu, X Cheng, X Zhang, L Sui, Y Xu, S Gao, H Zhao, L Huo (2015), “Highly sensitive H2S detection sensors at low temperature based on hierarchically structured NiO porous nanowall arrays”, J Mater Chem A 3, 53 11991–11999 79 P Thi Hong Van, N Hoang Thanh, V Van Quang, N Van Duy, N Duc Hoa, N Van Hieu (2014), “Scalable fabrication of high-performance NO2 gas sensors based on tungsten oxide nanowires by on-chip growth and RuO2functionalization”, ACS Appl Mater Interfaces 6, 12022–12030 80 D.D Vuong, K.Q Trung, N.H Hung, N Van Hieu, N.D Chien (2014), “Facile preparation of large-scale α-Fe2O3 nanorod/SnO2 nanorod composites and their LPG-sensing properties”, J Alloys Compd 599, 195–201 81 X Gao, C Li, Z Yin, Y Chen (2015), “Synthesis and H S sensing performance of MoO3/Fe2(MoO4)3 yolk/shell nanostructures”, RSC Adv 5, 37703–37709 82 X Jia, F Yue, X Chen, H.-B Pan, W.-G Liu, J.-Y Liu (2014), “One-pot controlled synthesis of single-crystal α-Fe2O3 hollow nanostructure and its gas sensing properties”, RSC Adv 4, 42899–42904 83 X San, G Zhao, G Wang, Y Shen, D Meng, Y Zhang, F Meng (2017), “Assembly of 3D flower-like NiO hierarchical architectures by 2D nanosheets: synthesis and their sensing properties to formaldehyde”, RSC Adv 7, 3540–3549 84 Xuefeng Song, Lian Gao (2008), “Facile Synthesis and Hierarchical Assembly of Hollow Nickel Oxide Architectures Bearing Enhanced Photocatalytic Properties”, The Journal of Physical Chemistry C, 112 (39), pp 15299-15305 85 X Yan, X Tong, J Wang, C Gong, M Zhang, L Liang (2014), “Synthesis of mesoporous NiO nanoflake array and its enhanced electrochemical performance for supercapacitor application”, J Alloys Compd 593, 184–189 86 X Zhou, W Feng, C Wang, X Hu, X Li, P Sun, K Shimanoe, N Yamazoe, Lu (2014), “Porous ZnO/ZnCo2O4 hollow spheres: synthesis, characterization, and applications in gas sensing”, J Mater Chem A 2, 17683–17690 87 X Zhou, X Li, H Sun, P Sun, X Liang, F Liu, X Hu, G Lu (2015), 54 “Nanosheet-Assembled ZnFe2O4 Hollow Microspheres for High-Sensitive Acetone Sensor”, ACS Appl Mater Interfaces 7, 15414–15421 88 Y.J Chen, X.M Gao, X.P Di, Q.Y Ouyang, P Gao, L.H Qi, C.Y Li, C.L Zhu (2013), “Porous iron molybdate nanorods: In situ Diffusion Synthesis and Low-Temperature H2S Gas Sensing”, ACS Appl Mater Interfaces 5, 3267–3274 89 Yan Lu, Yonghua Ma, Shuyi Ma, Shaohui Yan (2017), “Hierarchical heterostructure of porous NiO nanosheets on flower-like ZnO assembled by hexagonal nanorods for high-performance gas sensor”, Ceramics international 43, 7508-7515 90 Y Li, W Luo, N Qin, J Dong, J Wei, W Li, S Feng, J Chen, J Xu, A.A Elzatahry, M.H Es-Saheb, Y Deng, D Zhao (2014), “Highly ordered mesoporous tungsten oxides with a large pore size and crystalline framework for H2S sensing”, Angew Chemie - Int Ed 53, 9035–9040 91 Y Wang, F Qu, J Liu, Y Wang, J Zhou, S Ruan (2015), “Enhanced H2S sensing characteristics of CuO-NiO core-shell microspheres sensors”, Sensors Actuators, B Chem 209, 515–523 92 Y Ye, Y Zhao, L Ni, K Jiang, G Tong, Y Zhao, B Teng (2016), “Facile synthesis of unique NiO nanostructures for efficiently catalytic conversion of CH4 at low temperature”, Appl Surf Sci 362, 20–27 93 Y Yu, Y Xia, W Zeng, R Liu (2017), “Synthesis of multiple networked NiO nanostructures for enhanced gas sensing performance”, Mater Lett 206, 80–83 94 Y Zhu, C Cao, S Tao, W Chu, Z Wu, Y Li (2014), “Ultrathin nickel hydroxide and oxide nanosheets: Synthesis, characterizations and excellent supercapacitor performances”, Sci Rep 4, 5787 95 Z Li, J Wang, N Wang, S Yan, W Liu, Y.Q Fu, Z Wang (2017), “Hydrothermal synthesis of hierarchically flower-like CuO nanostructures with porous nanosheets for excellent H2S sensing”, J Alloys Compd 725, 1136–1143 55 96 Z Li, Y Huang, S Zhang, W Chen, Z Kuang, D Ao, W Liu, Y Fu (2015), “A fast response & recovery H2S gas sensor based on α-Fe2O3 nanoparticles with ppb level detection limit”, J Hazard Mater 300, 167– 174 C Website 97 https://vi.wikipedia.org/wiki/Ph%E1%BB%95_t%C3%A1n_s%E1%BA%A Fc_n%C4%83ng_l%C6%B0%E1%BB%A3ng_tia_X 98 http://congnghe-nano.blogspot.com/2015/04/cong-nghe-nano-la-gi.html 99 https://vi.wikipedia.org/wiki/Niken(II)_oxit 100 http://en.wikipedia.org/wiki/Fourier_transform_infrared_spectroscopy 56 ... khơng khí h Nano Ag /NiO Hình 2.5 Sơ đồ quy trình biến tính nano NiO hạt nano Ag 2.4.3 Khảo sát tính chất nhạy khí nano NiO Ag /NiO Để nghiên cứu tính chất cảm biến khí nano NiO nano Ag /NiO - vật... rỗng NiO Ag /NiO 15 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng hợp NiO cấu trúc nano - Biến tính nano NiO hạt nano Ag - Nghiên cứu tính chất nhạy khí NiO. .. Biến tính nano NiO hạt nano Ag - Khảo sát khả ứng dụng sở nano NiO Ag /NiO cảm biến khí Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Vật liệu nano oxit kim loại, cụ thể vật liệu nano niken