Chế tạo vật liệu cấu trúc tio2 cds cuins2 ứng dụng trong lĩnh vực quang điện hóa tách nước

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu đề tài trung thực, kết nghiên cứu thực Trường Đại học Quy Nhơn hướng dẫn TS.Đoàn Minh Thủy, tài liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ Học viên Nguyễn Quang Khánh LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ kính trọng biết ơn sâu sắc tới TS Đoàn Minh Thủy - người định hướng, tận tình giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian thực đề tài luận văn Thầy dạy kiến thức lý thuyết thực nghiệm quý giá để em hoàn thành tốt đề tài Em xin gửi lời cảm ơn tới Phịng thí nghiệm thực hành - Trường Đại học Quy Nhơn hổ trợ giúp đỡ em nhiều việc thực phép đo để đóng góp vào kết luận văn Em xin cảm ơn quan tâm, giúp đỡ, ân cần bảo nhiệt tình giảng dạy thầy Khoa Vật lý, Trường Đại học Quy Nhơn Những kiến thức mà thầy hết lịng truyền đạt tảng tri thức vững cho chúng em trình học tập sau trường Cuối cùng, em xin cảm ơn người thân ln bên cạnh, giúp đỡ, động viên tạo điều kiện từ vật chất đến tinh thần để em có kết ngày hơm Em xin chân thành cảm ơn! Học viên Nguyễn Quang Khánh MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II PHẦN MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI CẤU TRÚC LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NANO TiO2 1.1.1 Cấu trúc tinh thể TiO2 1.1.2 Ứng dụng điển hình nano TiO2 1.1.3 Các hướng biến tính TiO2 1.2 TỔNG QUAN VỀ CHẤT BÁN DẪN CdS 12 1.2.1 Cấu trúc đặc tính CdS 12 1.2.2 Ứng dụng điển hình nano CdS 14 1.3 TỔNG QUAN VỀ CHẤT BÁN DẪN CuInS2 14 1.3.1 Cấu trúc đặc tính CuInS2 14 1.3.2 Ứng dụng chất bán dẫn CuInS2: 16 1.4 NGUYÊN LÝ CỦA TẾ BÀO QUANG ĐIỆN HÓA 16 1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TiO2HIỆN NAY 18 1.5.1 Tính chất quang điện hóa vật liệu TiO2cấu trúc nano chiều 18 1.5.2 Thuộc tính quang điện hóa tách nước điện cực quang CdS/TiO2 18 1.5.3 Thuộc tính TiO2/CdS/CuInS2 20 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 22 2.1 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU 22 2.1.1 Phương pháp hóa ướt [33] 22 2.1.2 Phương pháp quay điện [34] 22 2.2 THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO MẪU 24 2.2.1 Hóa chất 24 2.2.2 Dụng cụ thiết bị 24 2.2.3 Chế tạo mẫu 25 2.3 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT MẪU 29 2.3.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) [35] 29 2.3.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) [36] 31 2.3.3 Phương pháp phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại – nhìn thấy (UVVis-DRS) [37] 32 2.3.4 Phương pháp quét tuyến tính (Linear sweep voltammetry) [38] 33 2.3.5 Đo thuộc tính quang điện hóa tách nước 34 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 KẾT QUẢ PHỔ XRD 37 3.2 HÌNH THÁI CỦA VẬT LIỆU 38 3.3 PHỔ HẤP THỤ CỦA VẬT LIỆU 42 3.4 KẾT QUẢ ĐO DIỆN HÓA 43 3.4.1 Tính chất quang điện hóa TiO2 43 3.4.2 Tính chất quang điện hóa TiO2/CdS/CuInS2 TiO2/CdS 44 3.5 THẢO LUẬN VỀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH VÀ KHẢ NĂNG QUANG ĐIỆN HÓA CỦA VẬT LIỆU 47 3.5.1 Cơ chế hình thành CdS 47 3.5.2 Cơ chế hình thành CuInS2 48 3.5.3 Cơ chế quang điện hóa CuInS2 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (bản sao) CÁC KÝ HIỆU Eg Năng lượng vùng cấm (eV) λ Bước sóng (Å) Tnc η Nhiệt độ nóng chảy (0C) Hiệu suất (%) CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ đầy đủ Nghĩa tiếng Việt Cường độ sáng mặt đất mặt trời chiếu góc AM 1,5 48,20 so với phương thẳng đứng CB Condutance Band PVP Poly vinyl pyrrolidone ITO Indium Tin Oxide Vùng dẫn Kính phủ lớp dẫn điện suốt ITO QDs Quantum Dots Chấm lượng tử NPs Nanoparticles Các hạt nano TNTs TiO2 nanotubes Ống nano TiO2 PEC Photoelectrochemical Quang điện hóa PQĐH Pin quang điện hóa TTIP Titanium Tetraisopropoxide NFs Nanofiber Sợi nano XRD X-ray Diffraction Nhiễu xạ tia X SEM Scanning Electron Kính hiển vi điện tử quét TEM Transmission Electron Kính hiển vi điện tử truyền Microscope qua Kính hiển vi điện tử truyền HR-TEM XPS qua độ phân giải cao X-ray Photoelectron Spectroscopy UV UV-Vis STH Ultraviolet Ultraviolet-Visible spectroscopy Solar to hydro Phổ quang điện tử tia X Tử ngoại Phổ tử ngoại - khả kiến Hiệu suất chuyển đổi quang DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Các thông số vật lý TiO2 ba dạng thù hình 1.2 Các thông số cấu trúc tinh thể bán dẫn CdS 13 1.3 2.1 3.1 Hiệu suất ITO/TiO2/CdS ứng với độ dày khác Kí hiệu điện cực ITO/TiO2/CdS/CuInS2 theo điều kiện khác Kết hiệu suất chuyển đổi quang số công trình 19 27 47 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Các dạng thù hình khác TiO2: (A) rutile, (B) anatase,(C) brookite [9] Hình 1.2 Các ngun tố vai trị chúng chất bán dẫn dựa xúc tác quang tách nước [15] 10 Hình 1.3 Bán dẫn chuyển tiếp dị thể [20] 12 Hình 1.4 Hai loại cấu trúc CdS: (a) lục giác (wurtzite) (b) lập phương [21] 13 Hình 1.5 Cấu trúc mạng CuInS2 [23] 15 Hình 1.6 Cấu trúc vùng lượng CuInS2 [23] 15 Hình 1.7 Tế bào quang điện hóa (a) sơ đồ lượng chất bán dẫn dùng làm điện cực quang tế bào quang điện chiếu sáng (b) 17 Hình 1.8 Đặc trưng J-V mẫu TiO2 mẫu TiO2/CdS điều kiện bóng tối chiếu sáng ánh sáng mặt trời mô [28] 20 Hình 1.9 Đặc trưng J-V hiệu suất điện cực TiO2/CuInS2 cấu trúc nano phân nhánh theo Liu [29] 20 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo thiết bị phun tĩnh điện 24 Hình 2.2 Điện cực CdS/TiO2/ITO thuỷ nhiệt nhiệt độ 900C 26 Hình 2.3 Các điện cực lắng đọng CuInS2 28 Hình 2.4 Sơ đồ tóm tắt trình chế tạo vật liệu TiO2/CdS/CuInS2 29 Hình 2.5 Sự phản xạ tia X bề mặt tinh thể 31 Hình 2.6 Nguyên lý cấu tạo máy đo SEM 32 Hình 2.7 (a) Quét tuyến tính theo thời gian với điện ban đầu Vin, (b) phụ thuộc dòng điện theo điện áp, (c) thay đổi nồng độ chất ơxi hóa (Ox) khử (Red) 34 Hình 2.8 Cấu tạo hệ đo điện hóa ba điện cực 36 Hình 3.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu K0; K1 K.1.3.160 37 Hình 3.2 Ảnh SEM mẫu K.0 K.1 38 Hình 3.3 Ảnh SEM mẫu K.1.3.120(a); K.1.3.140(b) K.1.3.160 (c) 40 Hình 3.4 Phổ phản xạ khuyếch tán mẫu K.0, K.1 K.1.3.160 42 Hình 3.5 Sự phụ thuộc mật độ dòng quang (a) hiệu suất STH (b) 43 Hình 3.6 Sự phụ thuộc mật độ dịng quang vào điện ngồi mẫu K.1, TiO2/CuInS2, K.1.3.120, K.1.3.140, K.1.3.160 K.1.3.180 44 Hình 3.7 Sự phụ thuộc hiệu suất chuyển đổi quang vào điện mẫu K.1, TiO2/CuInS2 K.1.3.160 46 Hình 3.8 Quá trình hình thành CuInS2 thủy nhiệt theo Zang [42] 48 Hình 3.10 Cơ chế tách nước TiO2/CdS/CuInS2 [43] 50 PHẦN MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay, vấn đề môi trường lượng đề tài giới đặc biệt quan tâm Các nguồn lượng hóa thạch dầu mỏ, than,… ngày giảm dần, việc sử dụng nguồn lượng gây ô nhiễm môi trường từ khí thải chúng Vì vậy, việc tìm kiếm nguồn lượng không gây ô nhiễm môi trường thách thức cho nhà nghiên cứu Trong nguồn lượng sạch, hydro giải pháp đầy tiềm lý sau Một khơng gây nhiễm: hydro sử dụng pin nhiên liệu, cơng nghệ hồn tồn Sản phẩm phụ sinh nước, không làm nảy sinh vấn đề đáng lo ngại tràn dầu Hai khơng thải khí gây hiệu ứng nhà kính: q trình điện phân nước tạo hydro khơng tạo nên khí nhà kính Đó q trình lý tưởng hồn hảo – điện phân hydro từ nước, hydro lại tái kết hợp với oxy để tạo nước cung cấp điện pin nhiên liệu Ba hydro sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau, từ nguồn lượng tái sinh Có ba phương pháp tạo hydro: phương pháp chuyển hóa hydrocarbon (nhiên liệu hóa thạch, sinh khối) nhiệt, phương pháp điện phân nước, phương pháp sinh học Quang điện hóa phương pháp chuyển hóa trực tiếp ánh sáng mặt trời thành hydro thông qua phản ứng quang điện hóa điện cực làm từ chất bán dẫn Khí hydro sinh dịng quang điện chạy qua thiết bị điện phân đặt nước Như việc sản xuất hydro trình (khơng khí thải), tái sinh bền vững Trong số vật liệu ứng dụng lĩnh vực quang điện hóa tách nước, Titanium Dioxide (TiO2) đối tượng quan tâm nhiều, 44 Mật độ dòng quang cao mẫu M.1 12 A/cm2 hiệu suất STH cao 0,017%, kết gần tương đương với số công trình cơng bố tính chất quang điện hóa TiO2 cấu trúc nano khác ống, hạt 3.4.2 Tính chất quang điện hóa TiO2/CdS/CuInS2 TiO2/CdS 20 K1 TiO2/CuInS2 J (mA.cm-2) 15 K.1.3.120 K.1.3.140 K.1.3.160 K.1.3.180 10 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 V (V vs Ag/AgCl) Hình 3.6 Sự phụ thuộc mật độ dịng quang vào điện ngồi mẫu K.1, TiO2/CuInS2, K.1.3.120, K.1.3.140, K.1.3.160 K.1.3.180 Hình 3.6 trình bày phụ thuộc mật độ dòng quang điện vào điện thế mẫu K.1, TiO2/CuInS2 (thủy nhiệt 160 oC giờ, K.1.3.120; K.1.3.140; K.1.3.160 K.1.3.180; Giá trị dòng tối nhỏ bỏ qua Ta thấy giá trị mật độ dòng quang bảo hòa mẫu TiO2/CuInS2 (5 mA.cm-2 0,6 V) lớn so với mẫu K.1 (2,5 mA.cm-2 0,6 V), điều giải thích khe lượng CuInS2 thấp so 45 với CdS nên hấp thụ nhiều photon vùng khả kiến đèn Xenon mật độ dịng quang mẫu TiO2/CuInS2 cao Trong đó, mẫu K.1.3.120; K.1.3.140; K.1.3.160 K.1.3.180 có giá trị mật độ dòng quang bảo hòa cao nhiều so với mẫu TiO2/CuInS2 đạt giá trị cực đại ứng với K.1.3.160 (15 mA.cm-2 điện 0,5 V) Điều giải thích với điện cực cấu trúc TiO2/CdS/CuInS2 làm giảm tốc độ tái hợp cặp điện tử - lỗ trống so với cấu trúc TiO2/CuInS2 TiO2/CdS (phần 3.5) Mặc khác, tăng nhiệt độ thủy nhiệt, lượng CuInS2 hình thành sợi nhiều điều làm giảm khả hấp thụ phooton bề mặt điện cực đồng thời làm tăng quảng đường khuếch tán electron từ bề mặt đến điện cực (điều làm tăng tốc độ tái hợp cặp điện tử - lỗ trống) mật độ dịng quang giảm so với nhiệt độ tăng Chình vậy, chúng tơi dự đốn mẫu K.1.3.160 mẫu có bề dày cấu trúc tối ưu cho ứng dụng quang điện hóa 46 Hình 3.7 Sự phụ thuộc hiệu suất chuyển đổi quang vào điện mẫu K.1, TiO2/CuInS2 K.1.3.160 Hình 3.7 trình bày phụ thuộc hiệu suất chuyển đổi quang vào hiệu điện điện cực K.1, TiO2/CuInS2 K.1.3.160 tương ứng 3,1%, 7,2% 13,4% Kết tiệm cận số kết mà nhà nghiên cứu công bố (Bảng 3.1) Tất kết lần chứng tỏ thuận lợi vật liệu CuInS2 mang lại ứng dụng lĩnh vực quang điện hóa 47 Bảng 3.1 Kết hiệu suất chuyển đổi quang số cơng trình Vật liệu TiO2 Nano hat/ Nguồn sáng kích Dung dịch điện thích phân Xenon 150 W 0,25M/0,35M CuInS2 (chấm c (%) Na2S/Na2SO3 12,6 KOH 1M 11,48 lượng tử)/CdS [41] TiO2 Nano cấu trúc phân Xenon 500 W P = 100mW/cm nhánh/ CuInS2 (chấm lượng tử) [29] 3.5 THẢO LUẬN VỀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH VÀ KHẢ NĂNG QUANG ĐIỆN HÓA CỦA VẬT LIỆU 3.5.1 Cơ chế hình thành CdS Ta có chế hình thành CdS mơ tả qua phương trình phản ứng sau: C2 H NS  H 2O  H S  C2 H NO H S  H O  HS   H 3O  48 HS   H 2O  S   H 3O  Cd 2  S 2  CdS C2H5NS cho ta ion S2- Cd(NO3)2 cho ta ion Cd2+ Từ ion kết hợp lại với hình thành CdS bám vào điện cực ngâm dung dịch 3.5.2 Cơ chế hình thành CuInS2 Sự hình thành CuInS2 mơ tả qua phương trình sau: C2 H NS  H 2O  H S  C2 H NO H S  H 2O  HS   H 3O  HS   H 2O  S   H 3O  Cu 2  S 2  CuS In  S  In2 S 2CuS  In2 S3  2CuInS2  S Hình 3.8 Quá trình hình thành CuInS2 thủy nhiệt theo Zang [42] Zang cộng đưa chế hình thành cấu trúc CuInS2 trình thủy nhiệt [42] trình bày hình 3.8 Đầu tiên Cu2+ S2- phản ứng tao CuS Sau trình này, ion Cu2+ In3+ khuyếch tán vào 49 bên làm cho cáu trúc CuS biến dạng gây dãn nở dẫn đến chia tách liên kết S-S hình thành CuInS2 dạng 3.5.3 Cơ chế quang điện hóa CuInS2 Cấu trúc TiO2 nano sợi có ưu điểm diện tích bề mặt lớn nên hiệu so việc hấp thụ lượng ánh sáng mặt trời Cấu trúc CdS/TiO2 có dạng "lõi - vỏ", với hạt CdS phủ lên bề mặt sợi TiO2 giúp tạo nên tiếp xúc bán dẫn - bán dẫn cách hoàn chỉnh hệ vật liệu Điều này, làm tăng hiệu việc hấp thụ ánh sáng hạn chế tái hợp cặp điện tử lỗ trống Cấu trúc phân nhánh CuInS2/CdS/TiO2 góp phần làm tăng thêm hiệu hấp thụ ánh sáng với lý sau: Một là, vật liệu CuInS2 có khe lượng nhỏ ( 1,6 eV), nên phủ lên bề mặt TiO2/CdS giúp phổ hấp thụ vật liệu mở rộng đáng kể vùng khả kiến Vì khả hấp thụ ánh sáng tự nhiên tốt nhiều so với vật liệu TiO2/CdS Hai là, nhánh CuInS2 "sợi" CdS/TiO2 có dạng nên cho tỉ lệ diện tích bề mặt so với thể tích cao, điều giúp cho việc hấp thụ ánh sáng dễ dàng Bề mặt thơ cịn giúp giảm phản xạ ánh sáng, tăng hiệu hấp thụ ánh sáng truyền tới Ba là, vị trí mức lượng hệ ba vật liệu CuInS2 ; CdS TiO2 (Hình 3.10) làm giảm tái hợp cặp điện tử lỗ trống nhiều Dưới ánh sáng nhìn thấy, electron tạo dải dẫn CuInS2 ( < 680 nm) dải dẫn CdS ( < 530 nm) Vì vị trí mức lượng vùng dẫn CuInS2 ; CdS TiO2 theo thứ tự từ cao xuống thấp, nên electron tạo bề mặt di chuyển theo chiều CuInS2  CdS  TiO2  ITO điều làm giảm tốc độ tái hợp cặp điện tử - lỗ trống Khi lớp CuInS2 dày lên làm giảm hấp thụ ánh sáng tăng quảng đường khuếch tán điện tử đến bề mặt lớp khác, điều lại tăng tái hợp điện tử - lỗ trống Chính lý 50 mà mẫu 180oC có hiệu suất thạp so với mẫu 160oC Từ ưu điểm giúp cho vật liệu TiO2/CdS/CuInS2 có tiềm ứng dụng lĩnh vự quang điện hóa tách nước [43] Hình 3.9 Cơ chế tách nước TiO2/CdS/CuInS2 [43] 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trên sở kết nghiên cứu đề tài, xin đưa số kết luận sau: Bằng phương pháp phun điện phương pháp thủy nhiệt, chế tạo thành công vật liệu TiO2/CdS/CuInS2 Kết SEM, XRD, Uv-vis cho ta biết TiO2 sợi nano có cấu trúc anatase, CdS mọc TiO2 có cấu trúc wurtzite có kích thước nhỏ CuInS2 mọc TiO2/CdS có hình dạng mọc nhiều hướng khác dây TiO2/CdS Phổ Uv-Vis cho ta thấy phủ CuInS2 lên TiO2/CdS phổ hấp thụ vật liệu dịch chuyển phía ánh sáng đỏ Sau khảo sát thuộc tính quang điện hóa tách nước thấy vật liệu TiO2/CdS/CuInS2 cho khả tách nước tốt so với vật liệu hai lớp TiO2/CdS Khi thủy nhiệt để tạo CuInS2 lên mẫu điều kiện nhiệt độ tăng dần Sau so sánh khả tách nước mẫu ta thấy khả tách nước mẫu tăng dần theo nhiệt độ tạo CuInS2 đạt cực đại ta tạo CuInS2 nhiệt độ 160 oC KIẾN NGHỊ Do điều kiện hạn chế điều kiện khách quan nhận thấy cần nghiên cứu sâu vấn đề: Chế tạo khảo sát thuộc tính khác vật liệu TiO2/CdS/CuInS2 điện hóa hay cảm biến 52 CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU Năm cơng bố 2018 Tên báo, cơng trình khoa học nghiên cứu Tên, số tạp chí cơng bố, tên sách, mã số đề tài Optimization of TiO2 nanofibers electrode for hydrogen generation from photoelectrochemical water splitting Proceedings of the 9th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology Page ( 334-338) Trách nhiệm tham gia ( tác giả/ đồng tác giả) Đồng tác giả 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] F Shen, W Que, Y Liao, and X Yin, “Photocatalytic activity of TiO2 nanoparticles sensitized by CuInS2 quantum dots,” Ind Eng Chem Res., vol 50, no 15, pp 9131–9137, 2011 [2] H Ijadpanah-Saravi, M Zolfaghari, A Khodadadi, and P Drogui, “Synthesis, characterization, and photocatalytic activity of TiO2–SiO2 nanocomposites,” Desalin Water Treat., vol 57, no 31, pp 14647– 14655, 2016 [3] Y G Zhang, L L Ma, J L Li, and Y Yu, “In situ Fenton reagent generated from TiO2/Cu2O composite film: A new way to utilize TiO2 under visible light irradiation,” Environ Sci Technol., vol 41, no 17, pp 6264–6269, 2007 [4] X Zhang, L Zhang, T Xie, and D Wang, “Low-Temperature Synthesis and High Visible-Light-Induced Photocatalytic Activity of BiOI / TiO Heterostructures,” pp 7371–7378, 2009 [5] K Onozuka et al., “Electrospinning processed nanofibrous TiO2 membranes for photovoltaic applications,” Nanotechnology, vol 17, no 4, pp 1026–1031, 2006 [6] B Li, X Wang, M Yan, and L Li, “Preparation and characterization of nano-TiO2 powder,” Mater Chem Phys., vol 78, no 1, pp 184–188, 2003 [7] X Z Ding, X H Liu, and Y Z He, “Grain size dependence of anataseto-rutile structural transformation in gel-derived nanocrystalline titania powders,” J Mater Sci Lett., vol 15, no 20, pp 1789–1791, 1996 [8] H Lin et al., “Photocatalytic activity of pulsed laser deposited TiO2 54 thin films,” Mater Sci Eng B Solid-State Mater Adv Technol., vol 151, no 2, pp 133–139, 2008 [9] I Laser and O Technique, “Characterization of Pure and dopant TiO thin films for gas sensors applications ‫ﺍﻟﻤﺸﻭﺏﻟﺘﻁﺒﻴﻘﺎﺕﻤﺘﺤﺴﺴﺎﺕﺍﻟﻐﺎﺯﺨﺼﺎﺌﺹﺃﻏﺸﻴﺔﺃﻭﻜﺴﻴﺩﺍﻟﺘﻴﺘﺎﻨﻴﻭﻡﺍﻟﻨﻘﻲﻭ‬,” Structure, no June, 2010 [10] S Linic, P Christopher, and D B Ingram, “Plasmonic-metal nanostructures for efficient conversion of solar to chemical energy,” Nat Mater., vol 10, no 12, pp 911–921, 2011 [11] L Tzung-Luen, L Yuh-Lang, and T Hsisheng, “CuInS2 quantum dots coated with CdS as high-performance sensitizers for TiO2 electrodes in photoelectrochemical cells,” J Mater Chem., vol 21, pp 5089–5098, 2011 [12] K Maeda and K Domen, “New non-oxide photocatalysts designed for overall water splitting under visible light,” J Phys Chem C, vol 111, no 22, pp 7851–7861, 2007 [13] C Wang and D Astruc, “Nanogold plasmonic photocatalysis for organic synthesis and clean energy conversion,” Chem Soc Rev., vol 43, no 20, pp 7188–7216, 2014 [14] B Xin, L Jing, Z Ren, B Wang, and H Fu, “Effects of simultaneously doped and deposited Ag on the photocatalytic activity and surface states of TiO 2,” J Phys Chem B, vol 109, no 7, pp 2805–2809, 2005 [15] H E Chao, Y U Yun, H U Xingfang, and A Larbot, “Chao_Yun_Xinfang_Larbot_Eur.Cer.Soc._23_(14571464)_(2003).pdf,” vol 23, pp 1457–1464, 2003 [16] H Luo, T Takata, Y Lee, J Zhao, K Domen, and Y Yan, 55 “,” no 13, pp 846–849, 2004 [17] Y Ma, J W Fu, X Tao, X Li, and J F Chen, “Low temperature synthesis of iodine-doped TiO nanocrystallites with enhanced visibleinduced photocatalytic activity,” Appl Surf Sci., vol 257, no 11, pp 5046–5051, 2011 [18] H Wei, Y Wu, N Lun, and F Zhao, “Preparation and photocatalysis of TiO2 nanoparticles co-doped with nitrogen and lanthanum,” J Mater Sci., vol 39, no 4, pp 1305–1308, 2004 [19] Σ Πλιατσκίδου et al., “Ερευνητική εργασία Research article,” vol 23, no 4, pp 295–303, 2012 [20] A Nanoparticles, “Nanoscale Microlandscaping on Graphene Oxide Film via Localized Decoration of,” no 207890, 2013 [21] T Zhai, X Fang, L Li, Y Bando, and D Golberg, “One-dimensional CdS nanostructures: Synthesis, properties, and applications,” Nanoscale, vol 2, no 2, pp 168–187, 2010 [22] H Zhong et al., “A facile route to synthesize chalcopyrite CuInSe2 nanocrystals in non-coordinating solvent,” Nanotechnology, vol 18, no 2, pp 2–8, 2007 [23] H X Liu, F L Tang, H T Xue, Y Zhang, and Y D Feng, “Lattice structures and electronic properties of WZ-CuInS /MoS interface from first-principles calculations,” Appl Surf Sci., vol 351, pp 382– 391, 2015 [24] J Krysa, M Zlamal, S Kment, M Brunclikova, and Z Hubicka, “TiO2 and Fe2O3 Films for Photoelectrochemical Water Splitting,” Molecules, vol 20, no 1, pp 1046–1058, 2015 56 [25] C Liu et al., “Efficient Photoelectrochemical Water Splitting by gC3N4/TiO2 Nanotube Array Heterostructures,” Nano-Micro Lett., vol 10, no 2, pp 37https://doi.org/10.1007/s40820-018-0192–6, 2018 [26] M G Mali, S An, M Liou, S S Al-Deyab, and S S Yoon, “Photoelectrochemical solar water splitting using electrospun TiO2nanofibers,” Appl Surf Sci., vol 328, pp 109–114, 2015 [27] J Li et al., “Great improvement of photoelectric property from cosensitization of TiO2 electrodes with CdS quantum dots and dye N719 in dye-sensitized solar cells,” Mater Res Bull., vol 48, no 7, pp 2566– 2570, 2013 [28] L Jingshan et al., “TiO2/(CdS,CdSe,CdSeS) Nanorod Heterostructures and Photoelectrochemical Properties,” J Phys Chem C, vol 116, pp 11956–11963, 2012 [29] K Guo et al., “Hierarchical TiO2-CuInS2core-shell nanoarrays for photoelectrochemical water splitting,” Phys Chem Chem Phys., vol 16, no 30, pp 16204–16213, 2014 [30] C Chen, L Ling, and F Li, “Double-Sided Transparent TiO2 Nanotube/ITO Electrodes for Efficient CdS/CuInS2 Quantum DotSensitized Solar Cells,” Nanoscale Res Lett., vol 12, no 1, pp 2–8, 2017 [31] M H Chiang, W T Lin, B S Wang, K C Hsu, and Y S Fu, “CuInS2nanowires prepared using a hydrothermal process through a polymer-type ion release source,” Ceram Int., vol 43, no 7, pp 5819– 5822, 2017 [32] F Xu, J Zhang, B Zhu, J Yu, and J Xu, “CuInS sensitized TiO hybrid nanofibers for improved photocatalytic CO reduction,” Appl 57 Catal B Environ., vol 230, no 2010, pp 194–202, 2018 [33] C Tan and H Zhang, “Wet-chemical synthesis and applications of nonlayer structured two-dimensional nanomaterials,” Nat Commun., vol 6, pp 1–13, 2015 [34] N Bhardwaj and S C Kundu, “Electrospinning: A fascinating fiber fabrication technique,” Biotechnol Adv., vol 28, no 3, pp 325–347, 2010 [35] J Epp, - X-ray diffraction (XRD) techniques for materials characterization Elsevier Ltd, 2016 [36] W Zhou and Z L Wang, Scanning Microscopy for Nanotechnology: Techniques and Applications (Google eBook) Springer Sci Bus Me., 2007 [37] J P Blitz, “Diffuse reflectance spectroscopy,” in Modern techniques in appliied molecular spectrocopy, F M Mirabella, Ed London, United Kingdom: John Wiley & Son, Inc, 1998, pp 185–219 [38] D Yan, M Z Bazant, P M Biesheuvel, M C Pugh, and F P Dawson, “Theory of linear sweep voltammetry with diffuse charge: Unsupported electrolytes, thin films, and leaky membranes,” Phys Rev E, vol 95, no 3, 2017 [39] S U M Khan, M Al-Shahry, and W B Ingler, “Efficient photochemical water splitting by a chemically modified n-TiO2,” Science (80- )., vol 297, no 5590, pp 2243–2245, 2002 [40] V N Nguyen, M T Doan, and M V Nguyen, “Photoelectrochemical water splitting properties of CdS/TiO nanofibers-based photoanode,” J Mater Sci Mater Electron., vol 30, no 1, pp 926–932, 2019 [41] J M Chem, “TiO2 electrodes in photoelectrochemical cells †,” pp 58 5089–5098, 2011 [42] M Li, R Zhao, Y Su, J Hu, Z Yang, and Y Zhang, “Hierarchically CuInS2 Nanosheet-Constructed Nanowire Arrays for Photoelectrochemical Water Splitting,” Adv Mater Interfaces, vol 3, no 20, pp 1–10, 2016 [43] Y X Yu, W X Ouyang, Z T Liao, B Bin Du, and W De Zhang, “Construction of ZnO/ZnS/CdS/CuInS2core-shell nanowire arrays via ion exchange: P-n junction photoanode with enhanced photoelectrochemical activity under visible light,” ACS Appl Mater Interfaces, vol 6, no 11, pp 8467–8474, 2014 ... khả chế tạo nhiều vật liệu lần Với tất sở lý luận trên, chọn đề tài ? ?Chế tạo vật liệu cấu trúc TiO2/ CdS/ CuInS2 ứng dụng lĩnh vực quang điện hóa tách nước? ?? 3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Chế tạo vật liệu. .. DIỆN HÓA 43 3.4.1 Tính chất quang điện hóa TiO2 43 3.4.2 Tính chất quang điện hóa TiO2/ CdS/ CuInS2 TiO2/ CdS 44 3.5 THẢO LUẬN VỀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH VÀ KHẢ NĂNG QUANG ĐIỆN HÓA CỦA VẬT LIỆU... điện chạy qua thiết bị điện phân đặt nước Như việc sản xuất hydro q trình (khơng khí thải), tái sinh bền vững Trong số vật liệu ứng dụng lĩnh vực quang điện hóa tách nước, Titanium Dioxide (TiO2)