Luận văn thạc sĩ tổng hợp và nghiên cứu tính chất compozit titan dioxit polianilin cacbon nano tubes

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - MAI THỊ XUÂN TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT COMPOZIT TITAN DIOXIT-POLIANILIN-CACBON NANO TUBES ĐỊNH HƢỚNG LÀM VẬT LIỆU NGUỒN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - MAI THỊ XUÂN TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT COMPOZIT TITAN DIOXIT-POLIANILIN-CACBON NANO TUBES ĐỊNH HƢỚNG LÀM VẬT LIỆU NGUỒN ĐIỆN Chuyên ngành : Hóa lý thuyết hóa lý Mã số : 60440119 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHAN THỊ BÌNH Hà Nội – Năm 2015 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Hóa học – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội tận tình dạy dỗ em trình học tập trường Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam tận tình dạy dỗ giúp đỡ em trình học tập làm khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Phan Thị Bình, giáo viên hướng dẫn, giao đề tài, tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn chú, anh chị phịng Điện hóa Ứng dụng – Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam giúp đỡ em nhiều thời gian làm luận văn Cuối em xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, gia đình người thân ln động viên giúp đỡ em q trình làm luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Học viên Mai Thị Xuân i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu pin nhiên liệu vi sinh 1.1.1 Vật liệu điện cực anôt 1.1.2 Vật liệu catot 1.1.3 Dung dịch sử dụng pin nhiên liệu vi sinh 1.1.4 Ứng dụng pin nhiên liệu vi sinh 1.2 Giới thiệu titan dioxit 10 1.2.1 Tính chất vật lý 10 1.2.2 Tính chất hóa học 11 1.2.3 Các phương pháp điều chế nano - TiO2 12 1.2.4 Ứng dụng titan dioxit 13 1.3 Giới thiệu chung PANi 14 1.3.1 Cấu trúc phân tử PANi 14 1.3.2 Các trạng thái oxi hóa – khử PANi 15 1.3.3 Một số tính chất PANi 15 1.3.4 Các phương pháp tổng hợp PANi 17 1.3.5 Ứng dụng PANi 19 1.4 Giới thiệu ống nano cacbon .20 1.4.1 Tính chất CNTs… 21 1.4.2 Các phương pháp điều chế CNTs 23 1.4.3 Một số ứng dụng CNTs 23 1.5 Giới thiệu vật liệu compozit 24 ii 1.5.1 Compozit hai thành phần .25 1.5.2 Compozit đa thành phần 26 CHƢƠNG 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc 28 2.1.1 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 28 2.1.2 Phương pháp nhiễu xạ Rơn-ghen 28 2.1.3 Phương pháp phổ hồ ng ngoa ̣i IR .28 2.2 Các phương pháp điện hóa 29 2.2.1 Phương pháp đo độ dẫn .29 2.2.2 Phương pháp tổng trở điện hóa 30 2.2.3 Phương pháp quét tuần hoàn (CV) 31 2.2.4 Phương pháp phân cực 31 2.3 Thực nghiệm 33 2.3.1 Hóa chất dụng cụ 33 2.3.1.1 Hóa chất 33 2.3.1.2 Dụng cụ 33 2.3.2 Tổng hợp vật liệu compozit TiO2–PANi-CNTs 33 2.3.3 Khảo sát tính chất vật liệu 34 2.3 Chế tạo điện cực compozit dạng cao Titan .34 2.3.4.1 Chuẩn bị điện cực Titan… 34 2.3.4.2 Chế tạo điện Ti/compozit… 35 2.3.3.3 Nghiên cứu tính chất điện hóa… 35 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Tổng hợp vật liệu… .36 3.2 Nghiên cứu tính chất vật liệu .37 3.2.1 Xác định độ dẫn điện… 37 3.2.2 Phân tích hình thái học cấu trúc vật liệu 38 3.2.2.1 Phân tích ảnh SEM 38 3.2.2.2 Phân tích nhiễu xạ Rơn-ghen 39 iii 3.2.2.3 Phân tích phổ hồng ngoại 40 3.3 Nghiên cứu tính chất điện hóa vật liệu 41 3.3.1 Nghiên cứu phổ tổng trở điện hóa 41 3.3.1.1 Trong dung dịch H2SO4 41 3.3.1.2 Trong môi trường nước thải nhà máy bia 43 3.3.2 Nghiên cứu phổ quét tuần hoàn (CV) 50 3.3.2.1 Trong dung dịch H2SO4 50 3.3.2.2 Trong môi trường nước thải nhà máy bia 50 3.3.3 Nghiên cứu phân cực môi trường nước thải nhà máy bia 51 3.3.3.1.Phân cực tĩnh 51 3.3.3.2.Phân cực dòng động 52 KẾT LUẬN 53 KHUYẾN NGHỊ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1.: Thông số vật lý anatase rutile 11 Bảng 1.2.: Tính chất CNTs đơn lớp đa lớp 21 Bảng 1.3.: Các thơng số tính vật liệu CNTs số vật liệu khác 22 Bảng 2.1.: Thành phần chất mẫu thí nghiệm 34 Bảng 3.1.: Hiệu suất tổng hợp compozit TiO2-PANi-CNTs 36 Bảng 3.2.: Độ dẫn compozit TiO2-PANi-CNTs tổng hợp phương pháp hóa học 37 Bảng 3.3.: Kết phân tích phổ hồng ngoại 41 Bảng 3.4.: Ảnh hưởng hàm lượng CNTs đến thông số điện hóa mơ theo sơ đồ tương đương hình 4.7 43 Bảng 3.5.: Các thông số điện hóa compozit mơ theo hình 4.10 46 Bảng 3.6.: Các thơng số điện hóa compozit TiO2-PANi-CNTs sau phân cực tính 0,45 V 48 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu tạo pin nhiên liệu vi sinh Hình 1.2.: Một số vật liệu cacbon sử dụng pin nhiên liệu vi sinh Hình 1.3.: Cấu trúc tinh thể dạng thù hình TiO2 10 Hình 1.4.: Các cấu trúc PANi dạng khác 14 Hình 1.5.: Quá trình chuyển đổi cấu trúc điện tử PANi trong môi trường oxi hóa – khử… 15 Hình 1.6 : Q trình polyme hóa anilin có chất hoạt động bề mặt DBSA.18 Hình 1.7.: CNTs đơn lớp đa lớp 20 Hình 1.8.: Cơ chế hình thành dạng TiO2–PANi-CNTs 26 Hình 2.1.: Sơ đồ khối phương pháp đo quét tuần hoàn hai mũi dò xác định độ dẫn điện vật liệu dạng bột ép viên 29 Hình 2.2.: Quan hệ dịng – điện qt tuần hồn 31 Hình 2.3.: Quan hệ E-t đáp ứng I-t phương pháp phân cực tĩnh 32 Hình 2.4.: Quan hệ I-t đáp ứng E-I phương pháp phân cực dòng động 32 Hình 2.5.: Điện cực Titan 35 Hình 3.1.: Phổ CV compozit TiO2-PANi-CNTs 37 Hình 3.2.: So sánh ảnh SEM compozit TiO2-PANi-CNTs 30% với vật liệu riêng rẽ 38 Hình 3.3.: Nhiễu xạ Rơn-ghen vật liệu 39 Hình 3.4.: Phổ hồng ngoại PANi compozit TiO2-PANi-CNTs 30% 40 Hình 3.5.: Phổ tổng trở dạng Bode compozit đo dung dịch H2SO4 41 Hình 3.6.: Phổ Nyquits compozit đo dung dịch H2SO4 42 Hình 3.7.: Sơ đồ tương đương mô phổ tổng trở compozit dung dịch H2SO4 0,5M 43 Hình 3.8.: Phổ tổng trở dạng Bode compozit đo nước thải nhà máy bia … 44 Hình 3.9.: Phổ Nyquits compozit đo nước thải nhà máy bia 45 vi Hình 3.10.: Sơ đồ tương đương mơ phổ tổng trở compozit nước thải nhà máy bia 45 Hình 3.11.: Phổ tổng trở dạng Bode compozit đo nước thải nhà máy bia sau phân cực tĩnh 0,45 V 47 Hình 3.12.: Phổ Nyquits compozit đo nước thải nhà máy bia sau phân cực tĩnh điện 0,45 V 47 Hình 3.13.: Sự phụ thuộc điện dung lớp kép điện trở lớp màng vào tỉ lệ phần trăm CNTs… 49 Hình 3.14.: Sự phụ thuộc điện trở chuyển điện tích số Warburg vào tỉ lệ phần trăm CNTs 49 Hình 3.15.: Phổ quét tuần hoàn dung dịch H2SO4 0,5M compozit TiO2-PANi- CNTs thay đổi theo tỉ lệ phần trăm CNTs 50 Hình 3.16.: Phổ CV compozit chu kỳ với tốc độ quét 20 mV/s đo nước thải nhà máy bia (COD = 3555 mg/l) 51 Hình 3.17.: Phân cực tĩnh 0,45 V ( 60 phút ) compozit dung dịch nước thải nhà máy bia (COD: 3555 mg/l) 51 Hình 3.18.: Phân cực dòng động (tốc độ quét 5μA/s) compozit dung dịch nước thải nhà máy bia (COD: 3555 mg/l) 52 vii MỞ ĐẦU Trong suốt thập niên vừa qua nanocompozit hữu vô lĩnh vực lớn đầy tiềm thu hút quan tâm quan nghiên cứu nhà nghiên cứu toàn giới [29,61,72] Các vật liệu phát triển sở lai ghép số vật liệu tiên tiến cacbon nano tubes (CNTs) [70], graphen oxit (GO) [51] hay oxit kim loại (PbO2, TiO2,…) [66,67] với polyme dẫn điển polianilin (PANi) Trong đó, TiO2 oxit kim loại bán dẫn, có độ bền hóa học vật lý, thân thiện với mơi trường, có khả diệt khuẩn tốt, có tính xúc tác quang hóa quang điện hóa có khả ứng dụng cao lai ghép với PANi [29,35,75] PANi polyme dẫn, có khả dẫn điện kim loại, thuận nghịch mặt điện hóa, có khả hấp thụ lượng sóng vùng vi sóng, tia hồng ngoại, tia khả kiến, tia tử ngoại tính chất nối đơi liên hợp Compozit sở PANi dễ tổng hợp, thân thiện với mơi trường có tính chất ổn định [18,63,72] Cacbon nano tubes chất nhẹ, bền mơi trường, có khả hấp phụ cao, dẫn nhiệt tốt đặc biệt khả dẫn điện đáng kinh ngạc [27,28] Nghiên cứu phát triển vật liệu lĩnh vực nguồn điện nói chung pin nhiên liệu vi sinh nói riêng nhà khoa học giới đặc biệt quan tâm Một số tác giả nghiên cứu compozit TiO2- PANi- CNTs cho thấy có tính ổn định nhiệt, có khả dẫn điện tốt, tổng hợp đơn giản phương pháp hóa học để ứng dụng làm vật liệu siêu tụ [27] vật liệu có khả hấp thụ vi sóng [63] Chưa thấy có công bố ứng dụng vật liệu làm anot cho pin nhiên liệu vi sinh Trong khuôn khổ đề tài “Tổng hợp nghiên cứu tính chất compozit Titan dioxit- polianilin- cacbon nano tubes định hƣớng làm vật liệu nguồn điện”, compozit tổng hợp phương pháp hóa học polyme hóa trực tiếp hình thành vật liệu có cấu trúc nano nhằm cải thiện tính chất vật liệu Nội dung luận văn bao gồm:  Tổng quan tài liệu liên quan đến đề tài 0,3 pF, điện trở dung dịch Rs lại tăng từ 0,298 Ω lên 0,386 Ω điện trở chuyển điện tích Rct từ 459 Ω lên 598 Ω 250 200 Rf(Ω) Cf (nF) Trước phân cực Trước phân cực 100 Sau phân cực 150 Sau phân cực 50 0 10 20 30 10 20 30 % CNTs % CNTs Hình 3.13.: Sự phụ thuộc điện dung lớp kép điện trở lớp màng vào tỉ lệ phần trăm CNTs Đối với vật liệu compozit TiO2-PANi- CNTs nhờ có mặt CNTs mà thơng số điện hóa trước sau làm giàu màng sinh học bị thay đổi (bảng 3.5 3.6), nhiên chế điện hóa giữ ngun điện dung lớp kép Cf thay đổi nhẹ điện trở màng Rf thay đổi đáng kể tỉ lệ CNTs nhỏ lớn 10% (hình 3.13) 90 Trước phân cực Trước phân cực W (Ω.s-1/2) Rct (kΩ) Sau phân cực Sau phân cực 60 30 0 10 20 30 % CNTs 10 20 30 % CNTs Hình 3.14.: Sự phụ thuộc điện trở chuyển điện tích số Warburg vào tỉ lệ phần trăm CNTs 49 Điện trở chuyển điện tích Rct có xu giảm mạnh tỉ lệ CNTs tăng lên đạt giá trị nhỏ tỉ lệ CNTs 20% (hình 3.14), nhiên trao đổi điện tích qua màng sinh học thuận lợi Rct thấp Hằng số Warburg có màng sinh học giảm sử dụng CNTs ≤ 10%, lại tăng CNTs ≥ 20% so với trước màng sinh học hình thành 3.3.2 Nghiên cứu phổ quét tuần hoàn (CV) 3.3.2.1 Trong dung dịch H2SO4 20 10 i (mA/cm2) -10 CNTs 0% CNTs 1% CNTs 10% CNTs 20% CNTs 30% -20 -30 -40 -50 -60 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 EAg/Agcl (V) Hình 3.15.: Phổ qt tuần hồn dung dịch H2SO4 0,5M compozit TiO2-PANi- CNTs thay đổi theo tỉ lệ phần trăm CNTs Theo lý thuyết, đường thể dòng đáp ứng lớn đường phản ánh hoạt tính điện hóa vật liệu cao Kết hình 3.15 cho thấy compozit TiO2-PANi- CNTs với tỉ lệ phần trăm CNTs 30% có hoạt tính điện hóa cao so với compozit khác Điều hoàn toàn phù hợp với phần tổng trở điện hóa phía 3.3.2.2 Trong mơi trƣờng nƣớc thải nhà máy bia Hình 3.16 kết đo CV vật liệu trước thải nhà máy bia Hoạt tính điện hóa compozit PANi-TiO2-CNTs đạt cao tỉ lệ CNTs 20% có mật độ dòng đáp ứng cao 50 30 20 10 i (mA/cm2) i (mA/cm2) CNTs 0% CNTs 1% CNTs 10% CNTs 20% CNTs 30% -1 -2 -10 -20 -30 -3 -40 -1 -0.5 0.5 1.5 EAg/Agcl (V) -1 Hình 3.16.: Phổ CV compozit chu kỳ với tốc độ quét 20 mV/s đo nước thải nhà máy bia (COD = 3555 mg/l) 3.3.3 Nghiên cứu phân cực môi trƣờng nƣớc thải nhà máy bia 3.3.3.2.Phân cực tĩnh CNTs (%) 10 20 30 1.2 i(mA/cm2) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 20 40 60 Thời gian (phút) Hình 3.17.: Phân cực tĩnh 0,45 V ( 60 phút ) compozit dung dịch nước thải nhà máy bia (COD: 3555 mg/l) Theo tài liệu [62] tác giả làm giàu lớp màng sinh học (vi khuẩn) bề mặt điện cực anot cách áp dụng phương pháp phân cực tĩnh, dòng đáp 51 -0.5 ứng cao chứng tỏ lớp màng sinh học hình thành dày Trong luận văn điện áp đặt để tiến hành anơt hóa làm giàu lớp màng sinh học 0,45(V) 60 phút thu mối quan hệ mật độ dòng đáp ứng theo thời gian hình 3.17 Kết cho thấy có mặt CNTs ảnh hưởng tích cực đến tính chất xúc tác điện hóa vật liệu, so với điện cực compozit PANi-TiO2 mật độ dịng đáp ứng compozit cao nhiều, mật độ dòng trường hợp tỉ lệ phần trăm CNTs 20% cao có nghĩa lớp màng sinh học hình thành dày 3.3.3.2.Phân cực dịng động Để đánh giá khả hoạt động điện hóa vật liệu, chế độ phân cực dòng động áp dụng để tiến hành khảo sát Theo [59] phân cực dịng động sử dụng để đánh giá công suất hoạt tính xúc tác điện hóa vật liệu nghiên cứu pin lượng vi sinh Hình 3.18 đường cong phân cực động compozit chế tạo So sánh mật độ dòng thang điện 250 mV ta thấy compozit với tỉ lệ phần trăm CNTs 20% có cơng suất trội (nhờ mật độ dòng đạt 0,3 mA/cm2) so với compozit lại (chỉ đạt 0,08÷0,21 mA/cm2) EAg/AgCl (mV) 600 CNTs 0% CNTs 1% CNTs 10% CNTs 20% CNTs 30% 400 200 0 0,1 0,2 0,3 i(mA/cm2) Hình 3.18.: Phân cực dòng động (tốc độ quét 5μA/s) compozit dung dịch nước thải nhà máy bia (COD: 3555 mg/l) 52 KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu, đưa số kết luận sau: Đã tổng hợp thành công vật liệu compozit ba thành phần polyanilin/TiO2/cacbon nano tubes phương pháp hóa học Cấu trúc tính chất compozit khẳng định phương pháp phân tích đặc trưng cấu trúc cho thấy: compozit có cấu dạng sợi vật liệu thu có kích thước nano CNTs có ảnh hưởng tới độ dẫn điện compozit, không tuyến tính với tỉ lệ CNTs tham gia, compozit với tỷ lệ CNTs 30% có độ dẫn điện cao 77,4 m S/cm Hoạt tính chất điện hóa compozit dung dịch H2SO4 0,5M đạt cao tỉ lệ CNTs 30%, nước thải nhà máy bia tỉ lệ CNTs 20% Compozit tổng hợp định hướng sử dụng làm anot cho pin nhiên liệu vi sinh nên nước thải nhà máy bia chọn làm dung dịch điện ly để khảo sát tính chất điện hóa vật liệu:  Hoạt tính điện hóa compozit ổn định, compozit TiO2/PANi/ CNTs với tỉ lệ CNTs 20% có hoạt tính điện hóa cao  Nghiên cứu phân cực cho thấy có mặt CNTs ảnh hưởng tích cực đến tính chất xúc tác điện hóa vật liệu, mật độ dịng đáp ứng trường hợp tỉ lệ CNTs 20% cao phản ánh lớp màng sinh học hình thành dày  Mơ đun tổng trở điện hóa CNTs-compozit thấp so với PANi-TiO2, giá trị thấp đạt tỉ lệ CNTs 20%  Sự phân cực tĩnh làm giàu lớp màng sinh học Sau hình thành lớp màng sinh học chế điện hóa khơng thay đổi so với trước thực phân cực tĩnh, nhiên giá trị thơng số điện hóa thay đổi đáng kể có lợi mặt điện hóa 53 KHUYẾN NGHỊ Do thời gian nghiên cứu hạn chế, nhiều vấn đề chưa thể luận văn ảnh hưởng tỉ lệ TiO2, ảnh hưởng thời gian phân cực đến tính chất điện hóa tính xúc tác sinh học nghiên cứu khả ứng dụng vật liệu Nếu có thời gian điều kiện mong muốn tiếp tục nghiên cứu để phát triển đề tài Cơng trình cơng bố: Thi Binh Phan, Thi Xuan Mai, The Duyen Nguyen, Thi Tot Pham and Thi Thanh Thuy Mai, Study of electrochemical impedance of PANi-TiO2-CNTs nanocomposite in brewery wastewater, Proceedings of IWNA 2015, 526529 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Phan Thị Bình (2006), Điện hóa ứng dụng, NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội Phan Thị Bình (2007), Nghiên cứu sử dụng polyme dẫn điện nguồn điện thứ cấp, Báo cáo đề tài cấp Viện Khoa học công nghệ Việt Nam Nguyễn Thạc Cát (2003), Từ điển hóa học phổ thơng, NXB Giáo dục Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo dục Vũ Đăng Độ (2006), Các phương pháp pháp vật lý hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Trương Ngọc Liên (2000), Điện hóa lí thuyết, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Ngô Sỹ Lương (2006), “Khảo sát trình điều chế TiO2 dạng bột kích thước nano phương pháp thủy phân Tetraclorua”, Tạp chí khoa học Tự nhiên Cơng nghệ, ĐHQGHN, 22 (3), tr 113-118 Ngô Sỹ Lương, Đặng Lê Thanh (2008), “Ảnh hưởng thành phần nhiệt độ dung dịch, nhiệt độ nung đến kích thước hạt cấu trúc tinh thể TiO2 điều chế phương pháp thủy phân TiCl4, Tạp chí hóa học, 46 (2A), tr 169–177 Nguyễn Đức Nghĩa (2009), Polyme chức vật liệu lai cấu trúc nano, NXB Khoa học tự nhiên cơng nghệ Hà Nội 10 Hồng Nhâm (2005), Hóa học vơ (tập 3), NXB Giáo dục, Hà Nội 11 Trịnh Xuân Sén (2004), Điện hóa học, Nhà xuất Đại học Quốc gia, Hà Nội 12 Trần Quang Thiện (2011), Tổng hợp nghiên cứu tính chất điện hóa vật liệu lai ghép axit vơ với polime dẫn TiO2-PANi, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Khoa học Tự nhiên 13 Mai Thi ̣Thanh Thùy (2005), Tổ ng hợp polianilin dạng bột bằ ng phương pháp xung dòng ứng dụng nguồn điện hóa họ khoa ho ̣c hóa ho ̣c, Đa ̣i ho ̣c Quố c gia Hà Nô ̣i 55 c, Luâ ̣n văn tha ̣c si ̃ 14 Nguyễn Đình Triệu (1999), Các phương pháp vật lý nghiên cứu hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 15 Chu Vân Anh, Hồng Thị Hịa, Lương Như Hải, Lưu Đức Hùng, Hồ Thị Oanh, Đỗ Quang Kháng (2014), “Một số kết nghiên cứu, chế tạo tính chất vật liệu cao su thiên nhiên ống cacbon nanocompozit”, Tạp chí hóa học, 52 (2A), tr 64–68 16 Lê Văn Vũ (2004), Giáo trình cấu trúc phân tích cấu trúc vật liệu, Đại học KHTN, Đại học quốc gia Hà Nội Tiếng Anh 17 Afsin Y Cetikaya, Emre Oguz Koroglu, Neslihan Manav Demir, Derya Yilmaz Baysoy, Benstamin Ozkaya, Mehmet Cakmakci (2015), “Electricity production by a microbial fuel cell fueled by brewery wastewater and the factors in its membrane deterioration” Chinese Journal of Catalysis, 36, pp 1068-1076 18 Albertas Malinauskas (1999), “Electrocatalysis at conducting polymers”, Synthetic Metals, 107, pp 75-83 19 Aldrovandi A., Marsili E., Paganin P., Tabacchioni S., Giordano A (2009), “Sustainable power production in a membrane-less and mediator-less synthetic wastewater microbial fuel cell ”, Biores Technol., 100, 3252-3260 20 Biffinger J.C., Byrd J.N., Dudley B.L., Ringeisen B.R (2008), “Oxygen exposure promotes fuel diversity for Shewanellaoneidensis microbial fuel cells”, Biosensors and Bioelectrons, 23, pp 820- 826 21 Borole D D., Kapadi U R., Kumbhar P P., Hundiwale D G (2002), “Influence of inorganic and organic supporting electrolytes on the electrochemical synthesis of polyaniline, poly (o-toluidine) and their copolyme thin films”, Materials Letters, 56, pp 685-691 22 Bui Hung Thang, Nguyen Van Chuc, Phan Van Trinh, Ngo Thi Thanh Tam and Phan Ngoc Minh (2011), “Themal dissipation media for high power electronic devices using a carbon tube – based compozit”, Advances in Natural Science: Nanoscience and Nanotechnology, 2, 025002 56 23 Cristescu C., Andronie A., Iordache S., Stamatin S N (2008), “PANi - TiO2 nanostructures for fuel cell and sensor applications”, Journal of optoelectronics and advanced materials, 10 (11), pp 2985-2987 24 Da Jiang Yang, Qing Zhang, George Chen, Yoon S F., Ahn J., Wang S.G., Zhou Q., Wang Q., Li J Q (2002), “Themal conductivity of multiwalled carbon nanotubes”, Physical Review B, pp.165440 25 Daenen M., Defouw R D., Hambers B., Janssen P G A., Schouteder K., Veld M A J (2003), “The Wondrous World of Carbon Nanotubes”, Eindhoven University of Technology, pp 8–21 26 Daniel, K M (2014), Defect Mediated Electrochemical Hydrogeneration of Epitaxial Graphene: Towards Graphene Based Microbial Fuel Cell, Doctoral Thesis, University of South California 27 Debasis Ghosh, Soumen Giri, Swinderjeetsingh Kalra, Chapal Kumar Das (2012), ”Synthesis and charaterisations of TiO2 coated Multiwalled Carbon Nanotubes/ Graphene/ Polianiline Nanocomposites for Supercapacitor Applications”, Open Journal of Applied Science, 2, pp 70 –77 28 Dresselhaus M S., Avourris P (2000), Carbon Nanotubes, SpringerVerlag 29 Duong Ngoc Huyen, Nguyen Trong Tung, Nguyen Duc Thien and Le Thanh Hai (2011),’’Effect of TiO2 on the Gas Sensing Features of TiO2/PANi Nanocomposites’’, Sensors, 11(2), pp 1924-1931 30 Edwards S.L., Fogel R., Mtambanegwe K., Togo C., Laubcher R., Limson J.L (2012), “Metallophthalocyanine/carbon nanotube hydrids: extending applications to microbial fuel cells”, Journal of Porphyrins and Phthalocyanines, 16, pp 917-926 31 Ermete Antonili (2009), “Carbon supports for low- temperature fuel cell catalysts ”, Applied Catalysis B: Environmental, 88, pp 1-24 32 Eric Pop, David Mann, Qian Wang, Kenneth Goodson, Hongjie Dai (2005), “Themal conductance of an individual single- wall carbon nanotube above room temperature”, Nano Letters, 6, pp 96-100 57 33 Ermete Antolini (2015), “Composite meterials for polymer membrance micrabial fuel cells”, Biosensors and Bioelectronics, 69, pp.54–70 34 Gospodinova N., Terlemezyan L (1998), “Conducting polymers prepared by oxidative polimerzation: polyanilin”, Progress in polymer science, 23 (8), pp 1443-1484 35 Gurunathan K., Amalnerkar D P., Trivedi D C (2003), “Synthesis and charaterization of conducting polymer composite (PANi/TiO2) for cathode meterial and rechargeable battery”, Material Letters, 57, pp 1642-1648 36 Gurunathan K., Vadivel Murugan A., Marimuthu R., Mulik U P (1999), “Electrechemically synthesized conducting polymeric materials for applications towards technology in electronics, optoelectronics and energy storage devices” – Matericals Chemistry and Physic, 61, pp 173-191 37 In Seop Chang, Joe Kyung Jang, Geu Cheol Gil, Mia Kim, Hyung Joo Kim, Byung Won Cho, Byung Hong Kim (2004), “Continuous determination of biochemical oxygen demand using microbial fuel cell type biosensor”, Biosensors and Bioelectronics, 19 (6), pp 607-613 38 Jiang Y., Xu Y., Yang Q., Chen Y., Zhu S., Shen S (2014), “Power generation using polyaniline/multi-walled carbon nanotubes as an alternative cathode catalyst in microbial fuel cells”, International Journal of Energy Research, 38, pp 1416-1423 39 Kerneel Rabaey, Peter Clauwaet, Peter Aelterman, Willy Verstraete (2005), “Tubular microbial fuel cells for efficient electricity generation”, Environmental Science & Technology, 39(20), pp 8077-8082 40 Lai B., Tang X., Li H., Du Z., Liu X., Zhang L., Bi S (2011), “Power production enhancement with a polyaniline modified anode in microbial fuel cells”, Biosensors and Bioelectrons, 28 (1), pp 373- 377 41 Lau C., Cooney M.J.,Atanassov P (2008), “Conductive Macroporous Composite Chitosan−Carbon Nanotube Scaffolds”, Langmuir, 24, pp 70047010 58 42 Li Zhuang, Yong Yaun, Yueqiang Wang, Shungui Zhou (2012), “Long-term evaluation of a 10-liter serpentine-type microbial fuel cell stack treating brewery wastewater”, Bioresource Technology, 123, pp 406-412 43 Logan B.E (2008), Microbial fuel cells, Nature Publishing Group 44 Lowry D A., Tender L M., Zeikus J C, Park D.H., Lovley D.R (2006),“Harvesting energy from the marine sediment-water interface II Kinetic activity of anode materials”, Biosensors and Bioelectrons, 21, pp 2058-2063 45 Lu Chih-Cheng, Huang Yong-Sheng, Huang Jun-Wei, Chien-Kuo Chang and Wu Sheng-Po (2010), “A Macroporous TiO2 Oxygen Sensor Fabricated Using Anodic Alumminium Oxide as an Etching Mash”, Sensors, 10 (1), pp 670-683 46 Madhan Kumar A., Zuhair M Gasem (2015), “ In situ electrochemical synthesis of polyaniline/ f- MWCNT nanocomposite coatings on mild steel for corrosion protection in 3.5% NaCl solution, Progress in Organic Coatings,78, pp.387-394 47 Milne W I., “Electrical and field emission investigation of deposition”, Diamond and Related Materials, 12, pp 422 -428 48 Mirella Di Lorenzo, Tom P Curtis Ian M Head, Keith Scott (2009), “A single-chamber microbial fuel cell as a biosensor for wastewaters” Water Research, 43(13), pp 3145-3154 49 Mohammad Reza Nabid1, Maryam Golbabaee, Abdolmajid Bayandori Moghaddam, Rassoul Dinarvand, Roya Sedghi (2008), “Polyaniline/TiO2 Nanocomposite: Enzymatic Synthesis and Electrochemical Properties”, Int J Electrochem Sci., 3, pp 1117–1126 50 Nakamura R., Kai F., Okamoto A., Newton G J., Hashimoto K K (2009), “Self-constructed electrically conductive bacterial networks”, Angew Chem Int Ed., 48(3), pp 508-511 59 51 Nguyen Bao Trung, Tran Van Tam, Hye Ryeon Kim, Seung Hyun Hur, Eui Jung Kim, Won Mook Choi (2014), “Three – dimensional hollow balls of graphene – polyaniline hybrids for supercapacitor applications”, Chemical Engineering Journal, 255, pp 89–96 52 Nguyen Hong Minh (2003), Synthesis and characteristic studies Polyaniline By Chemical Oxydative Polymeriation, Master Thesis of Materials Science – Ha Noi University of Technology 53 Pharhad Hussain A M and Akumar (2003), “Electrochemical synthesis and characterization of chloride doped polianilin”, Bull Mater Sci., 26 (3), pp 329-334 54 Qiao Y., Bao S.J, Li C.M., Cui X.Q., Lu Z.S., Guo J (2008), “Nanostructured polyaniline/titanium dioxide composite anode for microbial fuel cells”, ACS nano, (1), pp 113-119 55 Rabaey K., Lissens G., Siciliano S.D., Verhaege W (2003), “A microbial fuel cell capable of converting glucose to electricity at high rate and efficiency”, Biotechnol Lett., 25, pp 1531-1535 56 Rahman Rd Mahbubur, Saleh Ahammad A.J., Joon – Huyng Jin, Ahn Sang Jung, Jae – Joon Lee (2010), “A Comprehensive Review of Glucose Biosensors Based on Nanostructured Metal Oxides”, Sensors, 10 (5), pp 4855–4886 57 Ren - Jang Wu, Yu - Ching Huang, Ming – Ru Yu, Tzu Hsuan Lin and Hung S L (2008), “Application of m – CNTs/ NaClO4/ PPy to a fast response, room working temperature ethanol sensor”, Sensors and Actuators B Chemical,134(1), pp 213-218 58 Reza Ansari (2006), “Appplication of Polyaniline and its Composites for Adsorption/ Recovery of Chromium (VI) from Aqueous Solutions”, Acta Chim Slov , 53, pp 88 -94 59 Rosenbaum M., Zhao F., Quaas M., Wulff H., Schröder U., Scholz F (2007), “Evaluation of catalytic properties of tungsten carbide for the anode of microbial fuel cells”, Applied Catalysis B- Environmental 74, pp 262-270 60 60 Salvetat J P., Bonard J M., Thomson N H., Kulik A.J., Forro L., Benoit W., Zuppiroli L (1999), “Mechanical properties of carbon nanotubes”, Applied Physic A, 69, pp 255–260 61 Seung Woo Lee, Naoaki Yabuuchi, Betar M Gallant, Shuo Chen, Byeong – Su Kim, Paula T Hammond, Yang Shao – Horn (2010), “High- power lithium batteries from functionalized carbon- nanotube electrodes”, Nature Nanotechnology, 5, pp 531–537 62 Shuiliang Chen, Haoqing Hou, Falk Harnisch, Sunil A Patil, Alessandro A Carmona-Martinez, Seema Agarwal, Yiyun Zhang, Suman Sinha-Ray, Alexander L Yarin, Andreas Greiner and Uwe Schröder (2011), “Electrospun and solution blown three-dimensional carbon fiber nonwovens for, application as electrodes in microbial fuel cells”, Energy Environ Sci (4), pp 1417-1421 63 Sook Wai Phang, Masato Tadokoro, Jiro Watanabe, Noriyuki Kuramoto (2008) “ Synthesis, characterization and microwave absorption property of doped polyaniline nanocomposites containing TiO2 nanoparticles and carbon nanotubes”, Synthetic Metals, 158, pp 251–258 64 Sricanth S., Pavani T., Sarma P N., Venkata Mohan S (2011), “ Synergistic interaction of biocatalyst with bio-anode as a function of electrode materials” International Journal of Hydrogen Energy, 36(3), pp.2271-2280 65 Subrahmanya Shreepathi, Dodecylbenzenesulfonic Acid: A Surfactant and Dopant for the Synthesis of Processable Polyaniline and its Copolymers, Doctoral Thesis, the Technical University of Chemnitz 66 Thi Thanh Thuy Mai, Thi Tot Pham, Thi Binh Phan, Huu Hieu Vu (2014), “Nanostructured PbO2 – PANi composite materials for electrocatalytic oxidation of methanol in acidic sulfuric medium”, Adv Nat Sci : Nanosci Nanotechnol, 5, 025004 (5pp) 67 Thi Tot Pham, The Duyen Nguyen, Mai Thi Xuan, Thi Thanh Thuy Mai, Hai Yen Tran and Thi Binh Phan (2015), “Influence of polyaniline on 61 photoelectrochemical characterization of TiO2-PANi layers”, Adv Nat Sci : Nanosci Nanotechnol, 6, 025008 (5pp) 68 Vijayalakshmi R., Rajendran V (2012), “Synthesis and charaterization of nano – TiO2 via different method”, Archives of Applied Science Research, (2), pp 1183-1190 69 Vijayaraghavan K., Ahmad D., Lesa R (2006), “Electrolytric treatment of beer brewery wastewater”, Ind Eng Chem Res., 45, pp 6854-6859 70 Xie X L, Mai Y W, Zhou X P (2005), “Dispersion and alignment of carbon nanotubes in polymer matrix: A review”, Materials Science and Engneering R: Reports, 49 (4), pp 89-112 71 Wen Q., Wu Y., Cao D., Zhao L., Sun Q (2009), “Electricity generation and modeling of microbial fuel cell from continuous beer brewery wastewater ”, Biores Technol., 100, pp 4171-4175 72 Yanni Guo, Deliang He, Sanbao Xia, Xin Xie, Xiang Gao, Quan Zhang (2011), “Preparation of a Novel Nanocomposites of Polyaniline Core Decorated with Anatase- TiO2 Nanoparticles in Ionic Liquid/ Water Microemulsion”, Journal of Nanomaterials, 2012,ID 202794 73 Yaping Zhang, Sizhe Li, Jian Sun, Bin Hou (2011), “Manganese dioxidecoated carbon nanotubes as an improved cathodic catalyst for oxygen reduction in a microbial fuel cell”, Journal of Power Sources, 196 (22), pp 9284- 9289 74 Yue Dong, Youpeng Qu, Weihu He, Yue du, Jia Liu, Xiaoyu Han, Yujie Feng (2015), “A 90-liter stackable baffled micribial fuel cell for brewery wastewater treatment based on energy seft-sufficient mode ” Bioresource Technology, 195, pp 66-72 75 ZiyanZhao, YingZhou, WenchaoWan, FangWang, QianZhang, YuanhuaLin (2014), “Nanoporous TiO2/polyaniline composite films with enhanced photoelectrochemical properties”, Materials Letters, 130, pp 150–153 62 76 Zhang Z.J., Chen X Y., Wang B N., Shi C W (2008),“Hydrothermal synthesis and self-assembly of magnetite (Fe3O4) nanoparticles with the magnetic and electrochemical properties”, Jounal of Crystal Growth, 310, pp 5453-5457 77 Zhenhai Wen, Suqin Ci, Shun Mao, Shumao Cui, Ganhua Lu, Kehan Yu, Shenglian Luo, Zhen He, Junhong Chen (2013), “TiO2 nanoparticlesdecorated carbon nanotubes for significantly improved bioelectricity generation in microbial fuel cell ”, Journal of Power Sources, 234, pp.100106 78 Zhi-Dan Liu , Hao-Dan (2007), “Effects of bio and abio-factors on electricity production in a mediatorless microbial fuel cell”, Biochemical Engineering Journal, 36 (3),pp.209-214 Internet: 79 http://www.understandingnano.com/nanotubes-carbon.html 63 ... XUÂN TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT COMPOZIT TITAN DIOXIT- POLIANILIN- CACBON NANO TUBES ĐỊNH HƢỚNG LÀM VẬT LIỆU NGUỒN ĐIỆN Chuyên ngành : Hóa lý thuyết hóa lý Mã số : 60440119 LUẬN VĂN THẠC SĨ... vi sinh Trong khn khổ đề tài ? ?Tổng hợp nghiên cứu tính chất compozit Titan dioxit- polianilin- cacbon nano tubes định hƣớng làm vật liệu nguồn điện”, compozit tổng hợp phương pháp hóa học polyme... trúc nano nhằm cải thiện tính chất vật liệu Nội dung luận văn bao gồm:  Tổng quan tài liệu liên quan đến đề tài  Tổng hợp vật liệu compozit TiO2 – PANi – CNTs  Nghiên cứu tính chất vật liệu compozit