Chế tạo tổng hợp và nghiên cứu tình hình thái cấu trúc bề mặt và đặc trưng của hệ vi điện cực cấu trúc bởi dây nanopolymer dẫn điện biến tính polypyrol

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN THỊ TRANG TRẦN THỊ TRANG VẬT LIỆU ĐIỆN TỬ CHẾ TẠO, TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU HÌNH THÁI CẤU TRÚC BỀ MẶT VÀ ĐĂC TRƯNG CỦA HỆ VI ĐIỆN CỰC CẤU TRÚC BỞI DÂY NANOPOLYMER DẪN ĐIỆN BIẾN TÍNH POLYPYROL LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU ĐIỆN TỬ 2009 Hà Nội – Năm 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN THỊ TRANG CHẾ TẠO, TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU HÌNH THÁI CẤU TRÚC BỀ MẶT VÀ ĐĂC TRƯNG CỦA HỆ VI ĐIỆN CỰC CẤU TRÚC BỞI DÂY NANOPOLYMER DẪN ĐIỆN BIẾN TÍNH POLYPYROL Chuyên ngành : Vật liệu điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS Trần Trung Hà Nội – Năm 2011 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -LỜI CAM ĐOAN Tôi là: Trần Thị Trang Nơi công tác: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Đề tài: “ Chế tạo, tổng hợp nghiên cứu hình thái cấu trúc bề mặt đặc trưng hệ vi điện cực cấu trúc dây nanopolymer dẫn điện biến tính Polypyrol”   Tơi xin cam đoan kết tơi trình bày luận văn nghiên cứu hướng dẫn PGS.TS Trần Trung Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Hưng n , ngày 24 tháng năm 2011 Người viết   LỜI CẢM ƠN  Sau thời gian học tập nghiên cứu với giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo bạn đồng nghiệp nỗ lực cố gắng thân, luận văn tốt nghiệp cao học tơi hồn thành Tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo, PGS.TS Trần Trung người hết lòng hướng dẫn, bảo thời gian thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Mai Anh Tuấn thầy cô giáo thuộc Viện đào tạo khoa học vật liệu quốc tế ITIMS tận tình dạy dỗ trau dồi cho tơi kiến thức bổ ích cho q trình thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thạc sĩ Chu Tuấn, kỹ sư Bùi Đại Nhân tất đồng nghiệp tận tình giúp đỡ động viên tơi suốt q trình thực luận văn Do thời gian làm luận văn có hạn, điều kiện nghiên cứu cịn thiếu thốn lần thực bắt tay vào thực một đề tài nghiên cứu khoa học nên khơng tránh khỏi có thiếu sót hạn chế Tơi mong nhận đóng góp từ thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để đề tài hoàn chỉnh   DANH MỤC BẢNG STT Bảng Trang Bảng 1.1: Các biosensor amperometric dựa polypyrol Bảng 1.2: Các sensor hóa học dựa polypyrole 11 12 Bảng 1.3 Phân loại bình acquy polyme với anot, catot hay hai polyme hoạt tính Bảng 1.4 Các loại gelatin 24 Bảng 2.1 Danh mục hóa chất 25 Bảng 3.4.1 Dịng ổn định mẫu tổng hợp khác (khơng có gelatin) Bảng 3.4.2 Dịng ổn định mẫu tổng hợp với hàm lượng pyrol khác (khơng có gelatin) Bảng 3.4.3 Dịng ổn định mẫu tổng hợp thời gian tổng hợp khác (khơng có gelatin) Bảng 3.4.4 Dịng ổn định mẫu tổng hợp khác (có gelatin) Bảng 3.4.5 Dịng ổn định mẫu có hàm lượng 10 gelatin khác dung dịch điện hóa Bảng 3.4.6 Dịng ổn định mẫu có hàm lượng pyrol 11 khác dung dịch điện hóa (có mặt gelatin) Bảng 3.4.7 Dịng ổn định mẫu thay đổi thời gian 12   13 qt q trình tổng hợp (có mặt gelatin) 55 55 56 57 58 58 59 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ STT Hình Trang Hình 1.1 Độ dẫn loại vật liệu Hình 1.2 Polyme oxy hóa khử Hình 1.3 Polyme dẫn điện tử Hình 1.4 Polyme trao đổi ion Hình 1.5 Cơ chế dẫn điện Roth polyme dẫn Hình 1.6 Sơ đồ chế lan truyền pha K.Ao.Ki Hình 1.7 Một số dạng khuyết tật radical có hệ thống electron polypyrol Hình 1.8 Cơ chế polyme hóa điện hóa pyrol 14 Hình 1.9 Polyme hóa điện hóa pyrol 15 10 Hình 1.10: Cấu trúc aromatic quinoid polypyrrole 15 Hình 1.11 Sơ đồ minh họa cấu trúc liên quan đến tạo 16 11 thành dạng hạt mang điện polaron bipolaron Hình 1.12 Cấu trúc vùng lượng pyrol trước sau 17 12 pha tạp Hình 1.13 Các von – ampe vòng PPy(NO3-) dung 18 13 dịch nước trung tính 0,5M TsONa 14 Hình 1.14 Hình dạng gelatin 22 15 Hình 1.15 Cấu trúc Gelatine 22 Hình 2.1 Vi điện cực dùng trình tổng hợp dây 26 16 17 polypyrol phương pháp điện hóa Hình 2.2 Đường qt rửa hoạt hóa vi điện cực 28 Hình 2.3 Thiết bị CPA ioc HH5 computerrized poloragraphi 29 18 analyses 19 Hình 2.4 Thơng số máy máy HH5 29 20 Hình 2.5 Mẫu sau tổng hợp 30 21 Hình 2.6 Quy trình thí nghiệm 31 Hình 2.7 Sơ đồ đo phương pháp biến thiên bậc điện 32 22 23 Hình 2.8 Biến thiên dịng điện theo thời gian 33 24 Hình 2.9 Biến thiên dịng điện điện theo thời gian 34 Hình 2.10 Dải làm việc kỹ thuật hiển vi điện tử 35 25 quang học 26 Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy SEM 35 27 Hình 2.12 Mơ hình mơ tả tán xạ Raman phân tử CH4 38 Hình 2.13 Mơ tả tán xạ Raman tăng cường bề mặt 40 28 liên kết hấp thụ bề mặt hạt nano kim loại 29 Hình 3.1.1 Tổng hợp Ppy LiClO4 (PBS pH = 7) (CV1) 42 30 Hình 3.1.2 Tổng hợp Ppy LiClO4 (PBS pH = 7) (CV5) 42 31 32 Hình 3.1.3 Tổng hợp Ppy LiClO4 (PBS pH = 7) 43 (CV10) Hình 3.1.4 Tổng hợp Ppy LiClO4 (PBS pH = 7) (CV1 – 43 CV10) Hình 3.2.1 Ảnh SEM mẫu tổng hợp khác (không 45 33 34 có gelatin) Hình 3.2.2 Ảnh SEM mẫu tổng hợp thay đổi hàm 46 lượng pyrol (không có gelatin) Hình 3.2.3 Ảnh SEM mẫu tổng hợp thời gian tổng hợp 47 35 khác (khơng có gelatin Hình 3.3.1 Ảnh SEM mẫu tổng hợp áp đạt khác 49 36 (có gelatin) Hình 3.3.2 Ảnh SEM mẫu thay đổi hàm lượng gelatin 50 37 dung dịch điện hóa Hình 3.3.3 Thay đổi hàm lượng pyrol dung dịch điện 52 38 hóa (có mặt gelatin) Hình 3.3.4 Ảnh SEM mẫu tổng hợp với thời gian quét 53 39 40 khác (có gelatin) Hình 3.3.5 Ảnh SEM mẫu điều kiện tối ưu 54 Hình 3.4.1 Dạng đường quét tĩnh q trình tổng 55 41 hợp Hình 3.4.1.Dịng ổn định mẫu tổng hợp khác 56 42 (khơng có gelatin) Hình 3.4.2 Dịng ổn định mẫu tổng hợp với hàm 57 43 lượng pyrol khác (khơng có gelatin) Hình 3.4.3 Dịng ổn định mẫu tổng hợp thời gian 58 44 tổng hợp khác (khơng có gelatin) Hình 3.4.4 Dòng ổn định mẫu tổng hợp khác 58 45 (có gelatin) Hình 3.4.5 Dịng ổn định mẫu có hàm lượng gelatin 58 46 khác dung dịch điện hóa Hình 3.4.6 Dịng ổn định mẫu có hàm lượng pyrol 59 47 khác dung dịch điện hóa (có mặt gelatin) Hình 3.4.7 Dịng ổn định mẫu thay đổi thời gian quét 59 48 trình tổng hợp (có mặt gelatin) 49 Hình 3.5.1 Phổ FT-IR mẫu tối ưu 60 50 Hình 3.5.2 Phổ FT-IR mẫu tối ưu 61 51 Hình 3.4.3 Phổ Raman tăng cường bề mặt mẫu tối ưu 62 CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT       PPy Polypyrol FT – IR Phổ hồng ngoại truyền qua SEM Kính hiển vi điện tử quét CV Cyclic voltammetry (quét vòng) PBS Dung dịch đệm photphat (phosphate buffer solution) MỞ ĐẦU Gần đây, dây nano ống nano polyme dẫn liệu mơ ước phát triển lĩnh vực điện, quang cảm biến Bởi nhà nghiên cứu nỗ lực tập trung vào cấu trúc nano chiều polyme dẫn Bằng phương pháp “khuôn cứng” dùng khuôn xốp khuôn nhôm, khuôn polycacbonat, nhà khoa học tạo cấu trúc nano chiều polyme dẫn cách hoàn chỉnh Tuy nhiên sau tạo cấu trúc chiều, khuôn phải loại bỏ, trình loại bỏ gây nhiều phiền phức dẫn tới hồ tan phá huỷ sản phẩm cuối Chính nhà khoa học tiến tới phương pháp mới, phương pháp tránh hồ tan khn - phương pháp “khuôn mềm” (soft template) Trong phương pháp này, ta dùng số phân tử nhóm phân tử chất hoạt động bề mặt, pha tinh thể lỏng, ống lỏng phân tử sinh học Chúng thêm vào chất dopant có tác dụng khn để định hướng polyme dẫn phát triển theo chiều Thường khuôn mềm phân tử thẳng chiều chúng tự xếp thành cấu trúc nano chiều Trong q trình polyme hóa, polyme hóa phát triển theo hướng 1D khn, kết hình thành cấu trúc chiều polyme dẫn So với phương pháp khn cứng, khn mềm tránh bước hịa tan khn, khn mềm có vai trị định hướng cho phát triển polyme theo chiều thường chất dopant q trình hình thành dây Gelatin protein hình que rõ nét chuỗi lặp lại glycine – proline – proline glycine – proline – hydroxyproline chuỗi polypeptit Gelatin sử dụng rộng rãi thức ăn, công nghiệp sản xuất thuốc, công nghiệp nhiếp ảnh Gần vật liệu dựa gelatin thu hút ý làm da nhân tạo, tái sinh chức thần kinh, ghép xương… Tuy nhiên theo hiểu biết chúng tơi chưa có ghi chép ứng dụng gelatin giống khuôn mềm để định hướng phát triển polyme chiều Do khn khổ đề tài “ Chế tạo, tổng hợp nghiên cứu hình thái cấu trúc bề mặt đặc trưng hệ vi điện cực cấu trúc dây nanopolymer dẫn điện biến tính Polypyrol”, 0.0035 0.003 j(mA) 0.0025 0.002 0.0015 0.001 0.0005 t(s) 0 200 400 600 800 1000 Hình 3.4.3 Dòng ổn định mẫu tổng hợp thời gian tổng hợp khác (khơng có gelatin) Bảng 3.4.4 Dòng ổn định mẫu tổng hợp khác (có gelatin) Thế quét (V) 0,7 0,75 0,8 j(mA) 0,0007 0,0037 0,0008 0.004 0.0035 0.003 j(mA) 0.0025 0.002 0.0015 0.001 0.0005 0.68 U(V) 0.7 0.72 0.74 0.76 0.78 0.8 0.82 Hình 3.4.4 Dịng ổn định mẫu tổng hợp khác (có gelatin) 57 Bảng 3.4.5 Dịng ổn định mẫu có hàm lượng gelatin khác dung dịch điện hóa Gelatin (g) 0,02 0,04 0,08 0,12 0,16 j(mA) 0,0035 0,001 0,0017 0,004 0,0029 0,0035 0.0045 0.004 0.0035 j(mA) 0.003 0.0025 0.002 0.0015 0.001 0.0005 m(g) 0 0.05 0.1 0.15 0.2 Hình 3.4.5 Dịng ổn định mẫu có hàm lượng gelatin khác dung dịch điện hóa Bảng 3.4.6 Dịng ổn định mẫu có hàm lượng pyrol khác dung dịch điện hóa (có mặt gelatin) Pyrol (ml) 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 j(mA) 0,0016 0,0018 0,0021 0,003 0,0009 58 0.0035 0.003 j(mA) 0.0025 0.002 0.0015 0.001 0.0005 0 0.2 0.4 0.6 0.8 V(ml) Hình 3.4.6 Dịng ổn định mẫu có hàm lượng pyrol khác dung dịch điện hóa (có mặt gelatin) Bảng 3.4.7 Dịng ổn định mẫu thay đổi thời gian quét trình tổng hợp (có mặt gelatin) Thời gian qt (s) 200 400 800 1200 j(mA) 0,0017 0,002 0,0042 0,006 0.0045 0.004 0.0035 j(mA) 0.003 0.0025 0.002 0.0015 0.001 0.0005 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 t(s) Hình 3.4.7 Dòng ổn định mẫu thay đổi thời gian qt q trình tổng hợp (có mặt gelatin) 59 Ta biết dòng ổn định cao, khả dẫn lớp Ppy tốt Do sau xác định dòng ổn định mẫu so sánh với kết SEM ta thấy: Khi Ppy tăng lên độ dẫn màng tăng, đến giá trị ngưỡng màng tạo dày khả dẫn màng lại giảm 3.5 Phổ FT-IR Sau tổng hợp hai mẫu tối ưu, tiến hành chụp phổ FT-IR Kết cho hình sau: Hình 3.5.1 Phổ FT-IR mẫu tối ưu Theo kết hình 3.4.1 cho thấy xuất pic đặc trưng: - Píc 1684,1 2925 cm-1 đặc trưng cho gelatin [14] - Píc 1395,6 cm-1 đặc trưng cho dạng quinoid Ppy [1,11,18] - Píc 1576 cm-1 đặc trưng cho dạng aromatic Ppy [1,10,18] - Pic 1218 cm-1 đặc trưng cho liên kết P=O [8, 9] - Píc 2373,87 cm-1 đặc trưng cho liên kết P-H[8, 9] - Píc 968cm-1 đặc trưng cho liên kết ClO4-[11] 60 - Píc 792 cm-1 dao động vịng pyrol trình radical OH hay anion OH- vào vị trí β-cacbon [11] Hình 3.5.2 Phổ FT-IR mẫu tối ưu Theo kết hình 3.5.2 cho thấy xuất pic đặc trưng: - Píc 1684 2923 cm-1 đặc trưng cho gelatin [12] - Píc 1396 cm-1 đặc trưng cho dạng quinoid Ppy [1,11,18] - Píc 1575 cm-1 đặc trưng cho dạng aromatic Ppy[1,11,18] - Pic 1217 cm-1 đặc trưng cho liên kết P=O [8, 9] - Píc 2375 cm-1 đặc trưng cho liên kết P-H[8, 9] - Píc 969cm-1 đặc trưng cho liên kết ClO4-[11] - Píc 791 cm-1 dao động vịng pyrol q trình radical OH hay anion OH- vào vị trí β-cacbon [11] Tóm lại kết FT-IR mẫu với pic đặc trưng liên kết, cường độ pic chênh khơng đáng kể Điều chứng tỏ chất dung dịch vào sản phẩm ổn định Đồng thời píc đặc trưng cho dao động biến dạng không phẳng liên kết C-H pyrol 1014, 1047, 1076 cm-1 không xuất Điều giải thích vai trị ClO4- khơng bù điện tích 61 dương mạch polume trạng thái oxi hóa mà cịn ion trung tâm với phối tử nguyên tử hydro liên kết C-H vị trí β- cacbon vịng pyrol[11] 3.6 Phổ Raman tăng cường bề mặt (SERS) Sau phân tích kết SEM FT-IR có kết tương tự mẫu tối ưu Tiếp tục dùng mẫu tối tiến hành đo phổ Raman tăng cường bề mặt Kết cho hình sau: Hình 3.4.3 Phổ Raman tăng cường bề mặt mẫu tối ưu Dựa vào kết Raman ta thấy: Đỉnh 1044 cm-1 đỉnh oxidized PPy [24, 26], Ppy hình thành trình điện hóa có bị oxi hóa Xuất píc ClO4- 931,35 cm-1[28, 29] Điều cho thấy ClO4- có tồn mẫu, điều trùng với kết FT-IR Mặt khác, píc xuất cao sắc nét chứng tỏ ClO4- phân bố bề mặt Pt Điều giải thích tồn ClO4- để cân với điện tích dương Ppy bị oxi hóa [11] 62 Dao động vòng Ppy 1309,56 1377 cm-1 đỉnh stretching vòng C5 Ppy Đây liên kết đặc trưng cho Ppy đồng thời cho thấy vòng C5 gần với bề mặt platinum, nên cường độ tán xạ tăng cường rõ ràng sắc nét[28, 29] Píc 1086,27 đặc trưng cho liên kết C-H mặt phẳng[24, 26] Tương tự với đỉnh 1592 cm-1 đặc trưng cho dao động kéo giản thường thấy C=C, thấy đỉnh sắc cao, nên cho thấy liên kết C=C có Ppy nằm sát bề mặt platinum [24, 26] Đặc biệt phân tích đỉnh 1244 cm-1 Trong tài liệu 24, 26 có thấy đỉnh gần với dao động lắc C-H N-H, NH gần (1300 cm-1 tài liệu 26) Điều cho thấy liên kết N-H thể (có tồn tại) cho đỉnh Raman tăng cường (SERS) yếu, liên kết xa bề mặt platinum Có thể tưởng tượng liên kết có xu hướng Cho thấy hai điều: Tồn liên kết N-H: đủ điều kiện để ứng dụng liên kết với phân tử sinh học Liên kết hướng khơng có nhiều liên kết N-H bề mặt platinum, cho thấy tác dụng xúc tác định hướng gelatin bên cạnh việc tạo khn 63 KẾT LUẬN Qua q trình nghiên cứu thực nghiệm số kết luận rút sau: 64 Tìm gelatin – chất có vai trị khn q trình tổng hợp dây nanopolypyrol Đã tổng hợp dây nano polypyrol khơng phân nhánh có đường kính từ 30-70nm Đã đưa điều kiện tối ưu hình thành dây nano polypyrol phương pháp quét tĩnh với khn mềm gelatin • Thành phần dung dịch tổng hợp: Trong 50ml dung dịch LiClO4 0,1M đệm phootphat pH = có chứa 0,5ml pyrol, 0,08g gelatin • Thời gian tổng hợp: 400s • Thế tổng hợp: 0,75V Đã đánh giá sợ độ dẫn mấu sau tổng hợp Đã phân tích hình thái cấu trúc bề mặt sản phẩm tạo thành phương pháp SEM Đã phân tích định tính thành phần trạng thái tồn chất mẫu tối ưu phổ FT-IR, Raman Phổ Raman cho biết khả ứng dụng sinh học Ppy TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 65 [1] Nguyễn Thị Đông (2009), “Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc phổ Polypyrole composite tổng hợp phương pháp điện hóa”, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội [2] Trần Minh Hoàng (2003), “Bài giảng điện hóa bề mặt”, NXB Đại học Bách Khoa Hà Nội [3] Trương Ngọc Liên (2000), “Điện hóa lý thuyết”, NXB KHKT [4] Trương Ngọc Liên (2001), “Bài giảng tổng hợp điện hóa hợp chất hữu cơ”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [5] Nguyễn Đức Nghĩa (2007), “Bán dẫn hữu cơ”, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ Hà Nội [6] Nguyễn Đức Nghĩa (2007), “Hóa học nano Cơng nghệ vật liệu nguồn”, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ Hà Nội [7] Ngô Quốc Quyền (2-1995), “Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học”, Viện hóa học 1993 -1994, Hà Nội [8] Nguyễn Đình Triệu (1999), “Các phương pháp vật lý ứng dụng hoá học”, ĐHQG-Hà nội [9] Nguyễn Đình Triệu (2000), “Các phương pháp phân tích vật lý hoá lý”, tập I, Khoa học kỹ thuật [10] Trần Trung, Trương Ngọc Liên, Nguyễn Thanh Tuyết (1997), “Tạp chí khoa học cơng nghệ” (4 trường đại học), số 15 [11] Trần Trung (1997), “Nghiên cứu q trình tổng hợp điện hóa màng Polypyrol, composit polypyrol tính chất chúng”, luận van tiến sỹ, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Tiếng Anh [12] B.R.Scharifker and D.J.Fermin (1994), “The role of intermediates in solution in the initial stages of electrodeposition of polypyrrole”, J Electroanal.Chem (365), pp 35-39 66 [13] Bartlett P.N., Cooper J.L (1993), “ A review of the immobilization of enzymes in electropolymerized films”, Journey of Electroanalytical Chemistry (362), pp.1-12 [14] Dongtao Ge, Jing Mu,Sanqing, Pengfei Liang, Oko Unathi Gcilitshana, Shan Ji (2010), “ Electrochemical synthesis of polypyrrole nanowires in the presence ò gelatin”, Synthetic Metals [15] Fenten D.E., Parker J.E., Wright P.V (1973), Complexes alkali metal ions with poly (ethylene oxide), Polymer (14), pp.589 [16] Kennedy L.A., Kopaciewicz W and Regnier F.E (1986), “Multimadal liquid chromatography columns for the separation of proteins in either the anion – excharge or hydrophobic – interation mode”, J Chromatography (359), 7384 [17] Kwok-Keng Shin, Siu-Kwong Pang and Hokin Cheung (1994), “Electroanalysis of metal species at polypyrrole-modified electrodes”, J Electroanalytical Chemistry (367), pp.115-122 [18] Lin ding a, Chen Hao a, b, Xueji Zhang c, Huangxian Ju* (2009), “Carbon nanofiber doped polypyrrole nanoscaffold for electrochemical monitoring of cell adhension and proliferation”, Electrochemistry Communications (11), pp.760-763 [19] Megahed S., Scrosati B (1994), “Lithium – ion rechargeable batteries”, Journey of Power Sources (51), pp 79-104 [20] Phuong Dinh Tam, Tran Trung, Mai Anh Tuan, Nguyen Duc Chieu (2009), “Electrochemical direct immobilization of DNA sequences for label-free herpes virus detection”, Journal of physics (187), pp 1-7 [21] Schomomburg G.(1991), “Polymer coating of surfaces in column liquid chromatograghy anh capillary electrophoresis”, Trends in analyticalchemistry (10), pp.163-169 [22] Toshiaki Ohtsuka, To-oru Wabakayashi and Hisahiko Einaga (1994), “In situ pectroscopic investigations of the growth, electrochemical cycling and 67 overxidation of polypyrrole”, J Electroanalytical Chemistry (377), pp.107114 [23] T.Amemiya, K.Hashimoto and A.Fujishima (1994), “Colour impedance spectroscopy J Electroanal of polypyrrol films, Journal of Electroanatytical Chemistry (377), pp.143-148 [24] Thomas C.Chuang, Yu-Chuan Liu and Chee-Chan Wang (2005), ”Improved surface-enhanced Raman scattering of polypyrrole electrodeposited on roughened substrates composed of Au-Ag bimetalli nanoparticles“, Journal of Raman spectroscopy (36), pp 704-708 [25] Y.Tezuka, T.kimura, T.Ishii and K.Aoki (1995), “ Concentration distribution of conducting species with time resolution in electrochemical undoping process at the polypyrrole – film – coated electrode in the light of electric percolation”, Journey of Electroanalytical Chemistry (395), 51-55 [26] Yu-Chuan Liu, Bing-Joe Hwang, Wen-Jie Jian, Raman Santhanam (2000), “In situ cyclic voltammetry- surface-anhanced Raman spectroscopy: studies on the doping-undoping of polypyrolle film“, Thin Solid Films (374), pp 85-91 [27] Yu-Chuan Liu (2004), “Characteristics of vibration modes of polypyrrole on surface-enhanced Raman scattering spectra“, Journal of Electroanalytical chemistry (571), pp.255-264 [28] Yu-Chuan Liu, Kuang – Hsuan Yang, Li-huei Lin, Jeng – Feng Tsai (2008), “ Studies of thermal decay of electropolymerized polypyrrole using in situ surface- enhanced Raman spectroscopy”, Electrochemistry communication (10), pp 161-164 [29] Sunjie Ye, Li Fang, Xutang Qing and Yun Lu (2009), “Surface-anhened Raman scattering study of Ag@Ppy nanoparticles“, Journal of Raman spectroscopy (10), pp 1-5 [30] Wenqin Wang, Wenli Li, Ruifeng Zhang (2010), “Controlled fabrication of surface-enhanced-Raman scattering-active silver nanostructures polypyrrole films“, Material chemistry and Physics (124), pp 385-388 68 on MỤC LỤC MỞ ĐẦU Error! Bookmark not defined CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined 1.1 Sơ lược lịch sử phân loại polymer dẫnError! Bookmark not defined 1.1.1 Lịch sử phát triển polymer dẫn Error! Bookmark not defined 1.1.2 Phân loại polyme dẫn Error! Bookmark not defined Cơ chế dẫn polyme dẫn Error! Bookmark not defined 1.2 1.2.1 Cơ chế dẫn Roth Error! Bookmark not defined 1.2.2 Cơ chế truyền pha K.Ao.Ki Error! Bookmark not defined Ứng dụng polymer dẫn Error! Bookmark not defined 1.3 1.4 Polyme dẫn dị mạch – polypyrol Error! Bookmark not defined.3 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 1.5 Cơ chế polyme hóa điện hóa Error! Bookmark not defined Các dạng tồn Error! Bookmark not defined Quá trình doping Error! Bookmark not defined Đặc tính điện hóa chế dẫn Error! Bookmark not defined Gelatin Error! Bookmark not defined 1.5.1 Khái niệm Error! Bookmark not defined 1.5.2 Quy trình xử lý Error! Bookmark not defined 1.5.2.1 Quy trình tiền xử lý axit Error! Bookmark not defined 1.5.2.2 Quy trình kiềm Error! Bookmark not defined 1.5.2.3 Giai đoạn trích ly Error! Bookmark not defined CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Error! Bookmark not defined Hóa chất thiết bị Error! Bookmark not defined 2.1.1 Hóa chất Error! Bookmark not defined 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ Error! Bookmark not defined.5 2.2 Thực nghiệm Error! Bookmark not defined 2.2.1 Chuẩn bị hóa chất, dụng cụ Error! Bookmark not defined 2.2.2 Chuẩn bị vi điện cực Error! Bookmark not defined.7 2.2.3 Quy trình thí nghiệm Error! Bookmark not defined.8 2.3 Các phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined.1 2.3.1 Phương pháp quét tĩnh(phương pháp biến thiên bậc điện thế)Error! Bookmark not defined.1 2.3.2 Phương pháp SEM Error! Bookmark not defined.4 2.3.3 Phương pháp FTIR Error! Bookmark not defined.6 2.3.4 Phổ Raman Error! Bookmark not defined.7 2.3.4.1 Cơ sở lý thuyết tán xạ Raman Error! Bookmark not defined.7 2.3.4.2 Raman tăng cường bề mặt 39 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 Nghiên cứu đường quét CV Error! Bookmark not defined 3.1 3.2 Khảo sát ảnh hưởng mặt gelatin lên hình thái bề mặt polypyrol ………………………………………………………………………Error! Bookmark not defined 3.2.1 Khảo sát hình thái bề mặt sản phẩm thu quét thay đổiError! Bookmark not defined 3.2.2 Thay đổi hàm lượng pyrol Error! Bookmark not defined 3.2.3 Thay đổi thời gian quét Error! Bookmark not defined 3.3 Tìm điều kiện tối ưu hình thành dây nano polypyrrolError! Bookmark not defined 3.3.1 Tổng hợp mẫu áp đặt khác Error! Bookmark not defined 3.3.2 Thay đổi hàm lượng gelatin dung dịch điện hóaError! Bookmark not defined 3.3.3 Thay đổi hàm lượng pyrol dung dịch điện hóaError! Bookmark not defined 3.3.4 Thay đổi thời gian quét trình tổng hợpError! Bookmark not defined 3.3.5 Hình thái bề mặt mẫu điều kiện tổng hợp tối ưuError! Bookmark defined 3.4 Đường quét tĩnh Error! Bookmark not defined 3.4.1 Phân tích đường quét tĩnh Error! Bookmark not defined 3.4.2 Dòng ổn định mẫu Error! Bookmark not defined 3.5 Phổ FT-IR Error! Bookmark not defined.1 3.6 Phổ Raman tăng cường bề mặt (SERS) Error! Bookmark not defined.3 KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined.6 no TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………… ………………………………….67 ... tạo, tổng hợp nghiên cứu hình thái cấu trúc bề mặt đặc trưng hệ vi điện cực cấu trúc dây nanopolymer dẫn điện biến tính Polypyrol? ??, chúng tơi nghiên cứu hình thái cấu trúc dây polypyrol tạo thành... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN THỊ TRANG CHẾ TẠO, TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU HÌNH THÁI CẤU TRÚC BỀ MẶT VÀ ĐĂC TRƯNG CỦA HỆ VI ĐIỆN CỰC CẤU TRÚC BỞI DÂY NANOPOLYMER. .. nghiệm tổng hợp tiến hành nhờ bình điện hóa ba điện cực điện cực làm vi? ??c vi điện cực Pt với diện tích -10µm, điện cực đối điện cực Pt, điện cực so sánh điện cực bạc bão hịa 25 Hình 2.1 Vi điện cực