5. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
3.1.3. Sự khác biệt trong quá trình hình thành các pha hấp phụ của DB
DBV trên HOPG và graphene
Nhìn chung, sự hình thành các pha hấp phụ theo điện thế áp vào điện cực HOPG và graphene là như nhau. Cụ thể là DBV hình thành các pha linh động, dimer và stacking trên cả bề mặt HOPG và graphene tương ứng với trạng thái oxi hóa của chúng ở các giá trị thế xác định như đã trình bày ở mục 3.1.2. Tuy nhiên, sự hấp phụ của DBV trên HOPG và graphene cũng có một
số điểm khác biệt như sau:
Một là: Tất cả các đường biên (step edges) của các lớp carbon trên HOPG đóng vai trò như là những miền ranh giới (domain boundaries) của các miền phân tử đối với quá trình tự sắp xếp của các phân tử DBV0 (Hình 3.4a). Trong khi đó, các hàng phân tử DBV0
sắp xếp liên tục trên các đường biên của graphene (Hình 3.4b và c). Điều này cho thấy sự hấp phụ của DBV trên bề mặt của graphene không phụ thuộc vào độ ghồ ghề của đến Cu phía dưới lớp graphene.
Hình 3.4.Đƣờng biên trên HOPG đóng vai trò là miền giới hạn đối với sự tự sắp xếp của V nhƣng các phân tử DBV tự sắp xếp liên tục trên đƣờng biên của graphene.
Thông số của phép đo: (a) E = -0.9 V, U = +0.2 V, It = 0.2 nA; (b) E = -0.83 V, U = +0.15 V, It = 0.1 nA.
Hai là: Tốc độ hấp phụ của DBV trên HOPG và trên graphene là khác nhau tại vùng thế mà cả hai phân tử DBV+ and DBV0 cùng tồn tại ở giao diện phân cách rắn/lỏng. Để làm rõ vấn đề này, phép đo ECSTM được thực hiện ngay sau khi nhỏ dung dịch DBV2+ vào các hệ điện hóa mà điện cực làm việc là HOPG và graphene tại vùng thế của peak khử R2 (Biểu thị bằng đường màu hồng trong hình 3.1a). Kết quả là, pha dimer và stacking hình thành ngay lập tức trên bề mặt HOPG (Hình 3.5a-b). Trong khi đó, trên bề mặt graphene quan sát được pha trung gian của những oligomer DBV (Hình 3.5c-d). Sau
stacking (sự biến đổi được đánh dấu bằng những mũi tên màu vàng trong hình 3.5e-f). Sự khác biệt này có thể được giải thích dựa vào sự khác nhau về tốc độ trao đổi electron giữa DBV và HOPG là cao hơn so với giữa DBV và graphene [64, 65]. Do đó, sự sắp xếp của DBV trên HOPG nhanh hơn trên graphene.
Hình 3.5. Sự hình thành pha hấp phụ của DBV+ and DBV0 trên HOPG (a-b) và trên graphene tại vùng thế của pic khử R2.
Sự xuất hiện của pha trung gian trên graphene phản ánh sự tồn tại đồng thời của DBV0 and DBV+ cũng như quá trình trao đổi electron trên bề mặt graphene chậm hơn so với trên bề mặt HOPG. Mũi tên màu vàng ở hình 3.5a biểu thị các pha dimer và stacking trên graphte còn mũi tên màu vàng ở hình 3.5f chỉ ra các vùng biến đổi từ pha trung gia sang pha stacking trên graphene. Thông số phép đo: E = -0.74 V; (a) It = 0.1 nA, U = +0.2 V, (b) It = 0.15 nA, U = 0.15 V, (c-f) It = 0.1 nA, U = +0.15 V.