Nghiên cứu chế tạo màng viologen trên nền graphite và graphene nhằm định hướng ứng dụng trong công nghệ điện tử nano

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN TRẦN THỊ NGỌC LỆ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG VIOLOGEN TRÊN NỀN GRAPHITE VÀ GRAPHENE NHẰM ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ NANO Chuyên ngành: VẬT LÝ CHẤT RẮN Mã số: 8440104 Người hướng dẫn: TS PHAN THANH HẢI ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận án trung thực, chưa công bố cơng trình khác Học viên Trần Thị Ngọc Lệ iii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Phan Thanh Hải tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, bảo động viên tơi hồn thành tốt luận văn Trong q trình thực luận văn tơi nhận nhiều quan tâm tạo điều kiện Thầy, Cô khoa Khoa học Tự nhiên - Trường Đại học Quy Nhơn Tôi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành tới q Thầy, Cơ Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè tập thể lớp Cao học Vật lý chất rắn K21 ln động viên, khích lệ tinh thần suốt trình học tập nghiên cứu khoa học Mặc dù cố gắng thời gian thực luận văn cịn hạn chế kiến thức thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu nên không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận thơng cảm ý kiến đóng góp q báu từ q Thầy, Cơ để luận văn hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Bình Định, tháng năm 2020 Học viên Trần Thị Ngọc Lệ iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ ix DANH MỤC CÁC BẢNG xii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ GRAPHITE VÀ GRAPHENE 1.1.1 Graphite 1.1.2 Graphene 1.2 GIỚI THIỆU VỀ VIOLOGEN 1.2.1 Tổng quan 1.2.2 Tính chất 1.2.3 Phân loại viologen 11 1.2.4 Ứng dụng viologen 12 1.2.5 Ứng dụng hệ vật liệu viologen trình khử O2 hydro bay 13 1.3 QUÁ TRÌNH TỰ SẮP XẾP CÁC PHÂN TỬ HỮU CƠ TRÊN BỀ MẶT GRAPHITE/GRAPHENE 15 Chương THỰC NGHIỆM 17 v 2.1 HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ CHẾ TẠO MẪU 17 2.1.1 Hóa chất 17 2.1.2 Dụng cụ thiết bị 17 2.2 QUY TRÌNH CHẾ TẠO MẪU BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG ĐỌNG ĐIỆN HÓA 18 2.2.1 Chuẩn bị dung dịch làm việc 18 2.2.2 Chuẩn bị tế bào điện hóa điện cực làm việc 18 2.2.3 Quy trình tạo mẫu phương pháp lắng đọng điện hóa 19 2.3 QUY TRÌNH CHẾ TẠO MẪU BẰNG PHƯƠNG PHÁP CẤY GHÉP ĐIỆN HÓA 20 2.3.1 Chuẩn bị dung dịch làm việc 20 2.3.2 Chuẩn bị tế bào điện hóa điện cực làm việc 20 2.3.3 Quy trình tạo mẫu phương pháp cấy ghép điện hóa 20 2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU 21 2.4.1 Phương pháp qt vịng tuần hồn (CV) 21 2.4.2 Phương pháp quét tuyến tính (LSV) 24 2.4.3 Phương pháp đo Raman 24 2.4.4 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 26 2.4.5 Phương pháp đo AFM 27 2.4.6 Phương pháp đo KPFM 29 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 KHẢO SÁT MÀNG VIOLOGEN ĐƯỢC CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG ĐỌNG ĐIỆN HÓA VÀ CẤY GHÉP ĐIỆN HÓA 30 vi 3.1 KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CỦA MÀNG DBV ĐƯỢC CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG ĐỌNG ĐIỆN HÓA 30 3.1.1 Khảo sát tính chất điện hóa HOPG dung dịch DBV 30 3.1.2 Chế tạo màng DBV600 phương pháp CA 31 3.1.3 Khảo sát tính chất điện hóa hệ vật liệu 32 3.1.4 Hình thái học bề mặt hệ vật liệu 35 3.1.5 Ảnh hưởng hệ vật liệu trình hydro oxy bay 37 3.1.6 Khả xúc tác khử oxy hệ vật liệu DBV600/HOPG 40 3.2 CHẾ TẠO HỆ VẬT LIỆU DBV180 TRÊN NỀN GRAPHENE (GSIO2) 41 3.2.1 Hình thái học bề mặt hệ vật liệu DBV180/G-SiO2 41 3.2.2 Tính chất điện/điện tử hệ vật liệu 42 3.3 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG HỆ VẬT LIỆU MÀNG DPV LẮNG ĐỌNG ĐIỆN HÓA TRÊN NỀN HOPG 45 3.3.1 Khảo sát tính chất điện hóa HOPG dung dịch DPV 45 3.3.2 Chế tạo màng DPV phương pháp CA (DPV600/HOPG) 46 3.3.3 Khảo sát tính chất điện hóa hệ vật liệu 47 3.3.4 Khả xúc tác khử oxy màng DPV600/HOPG 48 3.4 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA MÀNG G-DBV CẤY GHÉP ĐIỆN HÓA TRÊN BỀ MẶT ĐIỆN CỰC HOPG 49 3.4.1 Chế tạo màng g-DBV bề mặt HOPG phương pháp cấy ghép điện hóa (g-DBV/HOPG) 49 vii 3.4.2 Khảo sát tính chất điện hóa hệ vật liệu 50 3.4.3 Hình thái học bề mặt hệ vật liệu màng g-DBV/HOPG 52 3.4.5 Nghiên cứu khả xúc tác khử oxy hệ vật liệu gDBV/HOPG 53 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT TÊN TIẾNG ANH TÊN TIẾNG VIỆT AFM Atomic force microscopy Kính hiển vi điện tử lực CA Chronoamperometry CE Counter Electrode Điện cực đối CV Cyclic voltammetry Thế qt vịng tuần hồn CVD Chemical vapor deposition Lắng đọng hóa học pha DBV Di benzyl viologen DPV Di phenyl viologen gDBV HER HOPG KPFM LSV OER ORFB QPS Graftable di benzyl viologen Hydrogen evolution reaction Highly oriented pyrolytic graphite Kelvin Probe Force microscopy Linear sweep voltammetry Oxygen evolution reaction Organic redox flow battery Quaternary pyridinium salts Phản ứng hydro bay Graphite nhiệt phân định hướng đơn tinh thể Kính hiển vi đầu dị Kelvin Phương pháp qt tuyến tính Phản ứng oxy bay Pin dịng oxy hóa khử hữu Các muối pyridinium bậc bốn RE Reference electrode Điện cực so sánh SEM Scanning Electron Microscopy Kính hiển vi điện tử quét WE Working electrode Điện cực làm việc ix DANH MỤC CÁC SƠ ĐỜ, HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc graphite [14] Hình 1.2 Cấu trúc 2D graphene [28] Hình 1.3 Các trạng thái oxi hóa Metyl viologen [18] Hình 1.4 Cấu tạo hóa học phân tử DBV, DPV g-DBV 13 Hình 1.5 Mơ hình hoạt động pin PEMFC 14 Hình 2.1 Điện cực HOPG 18 Hình 2.2 Hệ tế bào điện hóa phép đo CV 19 Hình 2.3 Thiết bị đo điện hóa trường đại học Quy Nhơn 19 Hình 2.4 Kết phép đo điện hóa [26] 21 Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo tế bào điện hóa [47] 22 Hình 2.6 Nguyên tắc hoạt động hệ điện cực 23 Hình 2.7 Đường cong biểu diễn mối quan hệ i-E có “peak” đặc trưng 23 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý hệ đo Raman 25 Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý kính hiển vi điện tử quét 27 Hình 2.10 Sơ đồ cấu tạo AFM 28 Hình 3.1 CV HOPG dung dịch DBV 1mM với tốc độ quét khác 30 Hình 3.2 CA trình tạo mẫu màng DBV600/HOPG 32 Hình 3.3 So sánh khả trao đổi electron hệ vật liệu HOPG DBV600/HOPG 33 Hình 3.4 So sánh khả trao đổi electron hệ vật liệu HOPG DBV600/HOPG trước sau xử lý phân cực điện hóa 34 x Hình 3.5 (a,b,c) Hình thái học bề mặt hệ vật liệu DBV600/HOPG 0.1mM đo phương pháp AFM; d) phép đo Lineprofile 35 Hình 3.6 (a,b) Hình thái học bề mặt hệ vật liệu DBV600/HOPG 1mM đo phương pháp AFM; c) phép đo Lineprofile 36 Hình 3.7 Hình ảnh SEM so sánh hình thái học bề mặt hệ vật liệu DBV600/HOPG HOPG tinh khiết 37 Hình 3.8 So sánh trình hydro bay hệ vật liệu môi trường axit 38 Hình 3.9 So sánh trình oxy bay hệ vật liệu môi trường axit 39 Hình 3.10 Kết đo LSV hệ vật liệu DBV600/HOPG dung dịch KOH bão hòa nito bão hòa oxy 40 Hình 3.11 Hình ảnh AFM mơ tả hình thái học bề mặt hệ vật liệu DBV180/G-SiO2 41 Hình 3.12 Phổ Raman G-SiO2 trước sau tiếp xúc điều kiện điện hóa 42 Hình 3.13 Phổ Raman G-SiO2 trước sau biến tính phân tử DBV (DBV180/G-SiO2 ) 43 Hình 3.14 a) Hình thái học bề mặt hệ vật liệu DBV180/G-SiO2; b) Thế bề mặt hệ vật liệu đo vị trí hình a 44 Hình 3.15 CV HOPG dung dịch DPV 1mM 45 Hình 3.16 CA trình tạo mẫu màng DPV600/HOPG 46 Hình 3.17 So sánh khả trao đổi electron hệ vật liệu HOPG DPV600/HOPG 47 49 3.4 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA MÀNG G-DBV CẤY GHÉP ĐIỆN HĨA TRÊN BỀ MẶT ĐIỆN CỰC HOPG 3.4.1 Chế tạo màng g-DBV bề mặt HOPG phương pháp cấy ghép điện hóa (g-DBV/HOPG) Hình 3.19 Đường cong CV mơ tả q trình cấy ghép điện hóa phân tử g-DBV bề mặt HOPG Hình 3.19 biểu diễn hình ảnh đường cong điện hóa CV HOPG dung dịch chứa phân tử g-DBV (g-DBV mM + (EtOH + HCl mM tỷ lệ 1:1)) sau vòng quét Ta thấy vòng quét từ 0,4V  0,6V , đường CV xuất peak khử E  0,1 V mà peak oxy hóa, chứng tỏ q trình oxy hóa khử phân tử g-DBV q trình khơng thuận nghịch E  0,1V , gốc g-DBV hình thành theo chế Hình 3.20 50 Hình 3.20 Cơ chế hình thành gốc g-DBV tự cấy ghép điện hóa HOPG Ở vịng qt tiếp theo, đường điện hóa khơng cịn xuất peak khử vịng thứ nhất, chứng tỏ gốc g-DBV sau hình thành lần áp đầu tiên, cấy ghép điện hóa bề mặt HOPG Kết ta thu hệ vật liệu màng g-DBV cấy ghép bề mặt HOPG phương pháp cấy ghép điện hóa (ký hiệu g-DBV/HOPG) [58] 3.4.2 Khảo sát tính chất điện hóa hệ vật liệu 3.4.2.1 Độ dẫn điện bề mặt 15 HOPG g-DBV/HOPG J(mA/cm2) 10 -5 -10 -15 -0.2 0.0 0.2 0.4 E(V) vs Ag/AgCl 0.6 Hình 3.21 So sánh khả trao đổi electron hệ vật liệu HOPG gDBV/HOPG sử dụng dung dịch thử 1mM K4Fe(CN)6 + 0.2 M Na2SO4; tốc độ quét dE/dt = 50mV/s 51 Sau thực trình cấy ghép điện hóa phân tử g-DBV lên bề mặt HOPG, để kiểm tra phủ bề mặt lớp màng bề mặt vật liệu, ta thực phép kiểm chứng tương tự màng DBV/HOPG Từ kết hình 3.21 cho thấy, đường cong điện hóa hệ vật liệu gDBV/HOPG khơng xuất peak khử oxy hóa, nghĩa bề mặt đế HOPG phủ kín lớp màng phân tử g-DBV 3.4.2.2 Độ bền vững hệ vật liệu điều kiện điện hóa Phép đo kiểm tra độ bền vững lớp màng g-DBV/HOPG điều kiện điện hóa cho kết tương tự lớp màng DBV/HOPG Hình 3.22 so sánh tính chất điện hóa hệ vật liệu g-DBV/HOPG dung dịch thử trước sau xử lý điện hóa (nghĩa áp phân cực có giá trị 0.8V thời gian 300s) Kết cho thấy tính chất điện hóa hệ vật liệu g-DBV/HOPG gần không thay đổi Kết cho phép kết luận sơ hệ vật liệu g-DBV/HOPG chế tạo có độ bền cao mơi trường điện hóa 15 J(mA/cm2) 10 -5 HOPG gDBV/HOPG Treated gDBV/HOPG -10 -15 -0.2 0.0 0.2 0.4 E(V) vs Ag/AgCl 0.6 Hình 3.22 So sánh khả trao đổi electron hệ vật liệu HOPG gDBV/HOPG trước sau xử lý phân cực điện hóa dung dịch thử 1mM K4Fe(CN)6 + 0.2 M Na2SO4; tốc độ quét dE/dt = 50mV/s 52 3.4.3 Hình thái học bề mặt hệ vật liệu màng g-DBV/HOPG Hình thái học bề mặt hệ vật liệu g-DBV/HOPG khảo sát hai phương pháp đại AFM SEM Hình 3.23 mơ tả kết đo hình thái học bề mặt hệ vật liệu gDBV/HOPG sau cấy ghép phương pháp SEM Hình ảnh SEM cho thấy bề mặt HOPG chưa cấy ghép phân tử g-DBV phẳng mịn (Hình 3.23a, b) Ngược lại, sau cấy ghép bề mặt HOPG xuất nhiều đám vật liệu (Hình 3.23c) Quan sát gần hơn, thấy bề mặt HOPG phủ kín lớp màng phân tử g-DBV (Hình 3.23d) Hình 3.23 Hình ảnh SEM mơ tả hình thái học bề mặt hệ vật liệu g-DBV/HOPG Chúng sử dụng phương pháp AFM để khảo sát hình thái học bề mặt hệ vật liệu Kết cho thấy bề mặt HOPG phủ kín lớp màng phân tử g-DBV (Hình 3.24a, b) Quan sát gần để khảo sát xếp phân tử g-DBV bề mặt HOPG nhận thấy phân tử g-DBV xếp thành hàng (molecular rows) 53 đánh dấu đường màu xanh Hình 3.24c Kết thu có nhiều ý nghĩa phân tử g-DBV không cấy ghép cách ngẫu nhiên mà có xếp trật tự bề mặt HOPG Độ mấp mô bề mặt hệ vật liệu xác định vào khoảng 0.7nm (Hình 3.24d) Hình 3.24 Hình thái học bề mặt hệ vật liệu g-DBV/HOPG khảo sát phương pháp AFM 3.4.5 Nghiên cứu khả xúc tác khử oxy hệ vật liệu gDBV/HOPG Tương tự hệ vật liệu DPV600/HOPG, chúng tơi tiến hành nghiên cứu đặc tính xúc tác hệ vật liệu trình khử oxy dung dịch KOH 54 Hình 3.25 mơ tả trình khử oxy hệ vật liệu g-DBV/HOPG dung dịch KOH có khơng có oxy Kết thu cho thấy, khơng có mặt oxy (KOH bão hịa nito) mật độ dịng thu vùng ER  0.5 V vs Ag / AgCl có giá trị J  0.3 m A / cm2 Ngược lại, có mặt oxy bão hịa dung dịch KOH mật độ dịng đo tăng lên mạnh, cụ thể J = 1.2 mA/cm2, nghĩa tăng lên lần Điều chứng tỏ hệ màng g-DBV/HOPG có khả tăng cường trình khử oxy bề mặt Đây kết khả quan, mở khả ứng dụng hệ vật liệu cấy ghép điện hóa dẫn suất viologen cho q trình khử oxy N2 sat KOH O2 sat KOH J(mA/cm2) 0.0 -0.3 -0.6 -0.9 -1.2 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 E(V) vs Ag/AgCl 0.2 Hình 3.25 Kết đo LSV hệ vật liệu g-DBV/HOPG dung dịch KOH bão hòa nito (đường màu đen) bão hòa oxy (đường màu đỏ) 55 KẾT LUẬN Đã chế tạo thành công hệ vật liệu màng DBV600/HOPG; DBV180/GSiO2; DPV600/HOPG g-DBV/HOPG phương pháp lắng đọng điện hóa cấy ghép điện hóa từ dung dịch chứa phân tử này; Đã khảo sát tính chất điện hóa phân tử DBV, DPV hệ vật liệu chế tạo phương pháp CV:  Trong vùng điện giới hạn điện cực HOPG, DBV DPV tham gia hai (2) trình oxi hóa khử để tạo thành trạng thái oxi hóa V2+, V V0 So với phân tử DBV q trình oxi hóa khử phân tử DPV xảy sớm hơn, nghĩa xảy vùng dương Sự khác biệt ảnh hưởng nhóm chức ngoại vi;  Toàn hệ vật liệu chế tạo làm giảm trình trao đổi electron giao diện rắn/lỏng Đã khảo sát hình thái học cấu trúc bề mặt cấp độ nguyên tử/phân tử màng DBV, DPV g-DBV bề mặt HOPG graphene phương pháp SEM AFM:  Các phân tử DBV lắng đọng hình thành màng đa lớp (multilayer) bề mặt HOPG graphene;  Các phân tử g-DBV cấy ghép điện hóa hình thành màng đơn lớp với cấu trúc theo hàng (stripe pattern) bề mặt HOPG Đã bước đầu khảo sát ứng dụng khử O hệ vật liệu màng phương pháp quét tuyến tính (LSV) Kết thu cho thấy hệ màng viologen có hoạt tính xúc tác dương trình khử O 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cai, W.; Moore, A L.; Zhu, Y.; Li, X.; Chen, S.; Shi, L.; Ruoff, R S., (2010); Thermal Transport in Suspended and Supported Monolayer Graphene Grown by Chemical Vapor Deposition Nano Letters, 10 (5), 1645-1651; [2] Novoselov, K S.; Geim, A K.; Morozov, S V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S V.; Grigorieva, I V.; Firsov, A A (2004) Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films Science, 306 (5696), 666-669; [3] Avouris, P (2010), Graphene: Electronic and Photonic Properties and Devices Nano Letters,10 (11), 4285-4294; [4] Georgakilas, V.; Otyepka, M.; Bourlinos, A B.; Chandra, V.; Kim, N.; Kemp, K C.; Hobza, P.; Zboril, R.; Kim, K S (2012), Functionalization of Graphene: Covalent and Non-Covalent Approaches, Derivatives and Applications Chemical Reviews, 112 (11), 6156-6214; [5]https://www.google.com/search?rlz=1C1GCEU_enCH819CH819&ei=dCk YXLrpMYiFwPAP8bOMqAQ&q=Graphene&oq=Graphenes_l=psyab.3 0i67l2j0l3j0i67j0l4.11297.12563 13310 0.0 0.75.295.4 gws-wiz.MKh5FNTjD9o.; [6] Kim, S M.; Jang, J H.; Kim, K K.; Park, H K.; Bae, J J.; Yu, W J.; Lee, I H.; Kim, G.; Loc, D D.; Kim, U J.; Lee, E.-H.; Shin, H.-J.; Choi, J.-Y.; Lee, Y H (2009), Reduction-Controlled Viologen in Bisolvent as an Environmentally Stable n-Type Dopant for Carbon Nanotubes Journal of the American Chemical Society, 131 (1), 327-331; 57 [7] Yu, W J.; Liao, L.; Chae, S H.; Lee, Y H.; Duan, X (2011), Toward Tunable Band Gap and Tunable Dirac Point in Bilayer Graphene with Molecular Doping Nano Letters, 11 (11), 4759-4763; [8] Lauffer, P.; Emtsev, K V.; Graupner, R.; Seyller, T.; Ley, L (2008), Molecular and electronic structure of PTCDA on bilayer graphene on SiC(0001) studied with scanning tunneling microscopy Physical status solid (b), 245 (10), 2064-2067; [9] Coletti, C.; Riedl, C.; Lee, D S.; Krauss, B.; Patthey, L.; von Klitzing, K.; Smet, J H.; Starke, U (2010), Charge neutrality and band-gap tuning of epitaxial graphene on SiC by molecular doping Physical Review B, 81 (23), 235-401; [10] Deshpande, A.; Sham, C.-H.; Alaboson, J M P.; Mullin, J M.; Schatz, G C.; Hersam, M C (2012), Self-Assembly and Photopolymerization of Sub-2 nm One-Dimensional Organic Nanostructures on Graphene Journal of the American Chemical Society, 134 (40), 16759-16764; [11] Lu, J.; Yeo, P S E.; Zheng, Y.; Yang, Z.; Bao, Q.; Gan, C K.; Loh, K P (2012), Using the Graphene Moiré Pattern for the Trapping of C60 and Homoepitaxy of Graphene ACS Nano, (1), 944-950; [12] Mao, J.; Zhang, H.; Jiang, Y.; Pan, Y.; Gao, M.; Xiao, W.; Gao, H J (2009), Tunability of Supramolecular Kagome Lattices of Magnetic Phthalocyanines Using Graphene-Based Moiré Patterns as Templates Journal of the American Chemical Society, 131 (40), 14136-14137; [13] Phillipson, R.; Lockhart de la Rosa, C J.; Teyssandier, J.; Walke, P.; Waghray, D.; Fujita, Y.; Adisoejoso, J.; Mali, K S.; Asselberghs, I.; Huyghebaert, C.; Uji-i, H.; De Gendt, S.; De Feyter, S (2016), Tunable 58 doping of graphene by using physisorbed self-assembled networks Nanoscale, (48), 20017-20026; [14] Pollard, A J.; Perkins, E W.; Smith, N A.; Saywell, A.; Goretzki, G.; Phillips, A G.; Argent, S P.; Sachdev, H.; Müller, F.; Hüfner, S.; Gsell, S.; Fischer, M.; Schreck, M.; Osterwalder, J.; Greber, T.; Berner, S.; Champness, N R.; Beton, P H (2010), Supramolecular Assemblies Formed on an Epitaxial Graphene Superstructure Angewandte Chemie International Edition, 49 (10), 1794-1799; [15] Roos, M.; Künzel, D.; Uhl, B.; Huang, H.-H.; Brandao Alves, O.; Hoster, H E.; Gross, A.; Behm, R J (2011), Hierarchical Interactions and Their Influence upon the Adsorption of Organic Molecules on a Graphene Film Journal of the American Chemical Society, 133 (24), 9208-9211; [16] Shayeganfar, F.; Rochefort, A (2014), Electronic Properties of SelfAssembled Trimesic Acid Monolayer on Graphene Langmuir, 30 (32), 9707-9716; [17] Johns, J E.; Hersam, M C (2013), Atomic Covalent Functionalization of Graphene Accounts of Chemical Research, 46 (1), 77-86; [18] Park, J.; Yan, M (2013), Covalent Functionalization of Graphene with Reactive Intermediates Accounts of Chemical Research, 46 (1), 181189; [19] Kosynkin, D V.; Higginbotham, A L.; Sinitskii, A.; Lomeda, J R.; Dimiev, A.; Price, B K.; Tour, J M (2009), Longitudinal unzipping of carbon nanotubes to form graphene nanoribbons Nature, 458, 872; 59 [20] Ossonon, B D.; Bélanger, D (2017), Functionalization of graphene sheets by the diazonium chemistry during electrochemical exfoliation of graphite Carbon, 111, 83-93; [21] Paulus, G L C.; Wang, Q H.; Strano, M S (2013), Covalent Electron Transfer Chemistry of Graphene with Diazonium Salts Accounts of Chemical Research, 46 (1), 160-170; [22] Wang, A.; Yu, W.; Huang, Z.; Zhou, F.; Song, J.; Song, Y.; Long, L.; Cifuentes, M P.; Humphrey, M G.; Zhang, L.; Shao, J.; Zhang, C (2016), Covalent functionalization of reduced graphene oxide with porphyrin by means of diazonium chemistry for nonlinear optical performance Scientific Reports, 6, 23325; [23] Zhu, H.; Huang, P.; Jing, L.; Zuo, T.; Zhao, Y.; Gao, X (2012), Microstructure evolution of diazonium functionalized graphene: A potential approach to change graphene electronic structure Journal of Materials Chemistry, 22 (5), 2063-2068; [24] Greenwood, J.; Phan, T H.; Fujita, Y.; Li, Z.; Ivasenko, O.; Vanderlinden, W.; Van Gorp, H.; Frederickx, W.; Lu, G.; Tahara, K.; Tobe, Y.; Uji-i, H.; Mertens, S F L.; De Feyter, S (2015), Covalent Modification of Graphene and Graphite Using Diazonium Chemistry: Tunable Grafting and Nanomanipulation ACS Nano, (5), 5520-5535; [25] Higashi, T.; Shigemitsu, Y.; Sagara, T (2011), Faradaic Phase Transition of Dibenzyl Viologen on an HOPG Electrode Surface Studied by In Situ Electrochemical STM and Electroreflectance Spectroscopy Langmuir, 27 (22), 13910-13917; [26] Pham, D.-T.; Tsay, S.-L.; Gentz, K.; Zoerlein, C.; Kossmann, S.; Tsay, J.-S.; Kirchner, B.; Wandelt, K.; Broekmann, P (2007), Quasi- 60 Reversible Chloride Adsorption/Desorption through a Polycationic Organic Film on Cu(100) The Journal of Physical Chemistry C, 111 (44), 16428-16436; [27] Phan, T H.; Wandelt, K (2014), Molecular ordering at electrified interfaces: Template and potential effects Beilstein Journal of Organic Chemistry, 10, 2243-2254; [28] Liping Huang et al (2011), Graphene: learning from carbon nanotub.J Mater Chem., 2011,21, 919-929; [29] Binnig G and Rohrer H (1983), Scanning tunneling microscopy Surf Sci, 126(1-3), pp 236–244; [30] Junjie Ding, Caini Zheng, Luxin Wang, Chenbao Lu, Bin Zhang, Yu Chen, Mingqiang Li, Guangqun Zhai and Xiaodong Zhuang (2019), Viologen-inspired functional materials: synthetic strategies and applications Journal of Materials Chemistry A., 41 (7), 23337-23360; [31] Durben, S and Baumgartner, T., Angew Chem., Int Ed (2011), 50, 7948-7952; [32] Hwang, E.; Seo, S.; Bak, S.; Lee, H.; Min, M.; Adv Mater (2014), 26, 5129-5136; [33] Osorio, H M.; Catarelli,S.; Cea,P.; Gluyas ,J B G.; Hartl, F.; Higgins, S J.; Leary, E.; Low, P J.; Martin, S.; Nichols, R J.; Tory, Ulstrup, J.; Vezzoli, J A.; Milan, D C.; and Zeng, Q J.; Am Chem Soc (2015), 137, 14319-14328; [34] Nguyen, Q V.; Martin, P.; Frath, D.; Della Rocca, M L.; Lafolet, F.; Bellinck, S.; Lafarge, P and Lacroix, J C.; J Am Chem Soc (2018), 140, 10131-10134; 61 [35] Sagade, A A.; Rao, K V.; Mogera, U.; Datta S J A and Kulkarni, G U.; Adv Mater (2013), 25, 559-564; [36] Shi, Z.; Neoh, K G and Kang, E T.; Biomaterials (2005), 26, 501-508; [37] Janoschka,T.; Martin, N.; Martin, U.; Friebe, C.; Morgenstern, S.; Hiller, H.; Hager, M D and Schubert, U S (2015), Nature, 527, 78-81; [38] Janoschka, T.; Martin, N.; Hager M D.; and Schubert, U S (2016); Angew Chem., Int Ed., 55, 14425-14428; [39] Buyukcakir, O.; Je, S.H.; Choi, D S.; Talapaneni, S N; Seo, Y.; Jung, Y.; Polychronopoulou, K and Coskun, A.; Chem Commun (2016), 52, 934-937; [40] Phan, T.H.; Wandelt, K (2015); Molecular self-assembly at metalelectrolyte interfaces International journal of molecular sciences 14 (3), 4498-4524; [41] Levin S A (1992), The Problem of Pattern and Scale in Ecology Ecology, 73, pp 1943−1967; [42] Schimel S (1995), Terrestrial Ecosystems and the arbon ycle Global Change Biol1, pp 77−91; [43] Shao M., Chang Q., Dodelet.J and Chenitz R (2016), Recent advances in electrocatalysts for oxygen reduction reaction.Chem Rev, 116, pp 3594–3657; [44] Jaouen F., Proietti E., Lefevre M., Chenitz R., Dodelet J.P., Wu G., H T., Johnston M., Zelenay P (2011), Recent Advances in NonPrecious Metal Catalysis for Oxygen-Reduction Reaction in Polymer Electrolyte Fuel ells.Energy Environ Sci, 4(1), pp 114− 130; 62 [45] Melillo J M., McGuire A D., Kicklighter D W., Moore B., Vorosmarty J., Schloss A L (1993), Global limate-Change and Terrestrial Net Primary Production.Nature, 363, pp 234−240; [46] Nie Y Li L., Wei Z (2015), Recent Advancements in Pt and Pt-Free Catalysts for Oxygen Reduction Reaction.Chem Soc Rev, 44(8), pp 2168−2201; [47] Noémie Elgrishi, Kelley J Rountree, Brian D McCarthy, Eric S Rountree, Thomas T Eisenhart, and Jillian L Dempsey (2018), A Practical Beginner’s Guide to Cyclic Voltammetry Journal of chemical education, 95, 197-206; [48] Dennis H Evans.' Kathleen M O'Connell Ral.o h A Petersen and Michael J Kelly (1983), Cyclic Voltammetry; Journal of Chemical Education, Volume 60 Number April 1983; [49] Gardiner, D.J (1989), Practical Raman spectroscopy Springer- Verlag ISBN 978-0-387-50254-0; [50] Binnig, G.; Quate, C F.; Gerber, Ch (1986) Atomic Force Microscope Physical Review Letters 56 (9): 930–933; [51] Wilhelm Melitz et al (2011), Kelvin probe force microscopy and its application Surface Science Reports 66, 1–27; [52] Jaeho Jeon et al (2020), Functionalized Organic Material Platform for Realization of Ternary Logic Circuit ACS Appl Mater Interfaces 2020, 12, 5, 6119–6126; [53] Ling-Zhi Cheong et al (2019), Lab on a tip: Applications of functional atomic force microscopy for the study of electrical properties in biology.Acta Biomaterialia99, 33-52; 63 [54] Binnig G and Rohrer H (1985), “The Scanning Tunneling Microscopy”, Scientific American, 253(2), pp 50–56; [55] Binnig G., Rohrer H., Gerberand C and Weibel E (1982), Tunneling through a controllable vacuum gap Appl Phys Lett, 40(2), pp 178– 180; [56] Thi Mien Trung Huynh, Thanh Hai Phan, Oleksandr Ivasenko,a Stijn F L Mertens and Steven De Feyter (2017), Nanoconfined self-assembly on a grafted graphitic surface under electrochemical control, Nanoscale,, 9, 362–368; [57] Qian LI (2014), Electrochemical Reduction of Oxygen; [58] Alaa A Ough et al (2018), Viologen-modified electrodes for protection of hydrogenases from high potential inactivation while performing H2 oxidation at low overpotential Dalton Trans., 47, 10685-10691 ... tài: ? ?Nghiên cứu chế tạo màng viologen graphite graphene nhằm định hướng ứng dụng công nghệ điện tử nano? ?? MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu tính chất cấu trúc bề mặt dẫn xuất viologen graphite graphene. .. graphene ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu Hệ phân tử viologen graphite graphene 3.2 Phạm vi nghiên cứu Các nghiên cứu thực quy mơ phịng thí nghiệm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1... pháp chế tạo vật liệu Các hệ vật liệu chế tạo phương pháp lắng đọng điện hóa cấy ghép điện hóa Điểm mấu chốt phương pháp điện cực làm việc (graphite graphene) áp điện phù hợp, giúp phân tử viologen