Cấu trúc
nano PPy Chất hoạt động bề mặt
Tác nhân oxy hóa CTAB (C19H42BrN) DTAB (C15H34BrN) OTAB (C11H26BrN) O -10 (C19H32O3) SDS (NaC12H25SO4)
APS Dạng sợi hoặc dây Dạng hình cầu Khơng có cấu
trúc nano
FeCl3 Dạng hình cầu
Chất hoạt động bề mặt và tác nhân oxy hóa có ảnh hưởng lớn đến hình thái PPy tổng hợp bằng phương pháp hóa học. PPy tổng hợp trong mơi trường nước khi khơng có mặt chất hoạt động bề mặt thường có cáu trúc khối dạng “súp lơ”, do đó bề mặt hoạt động nhỏ, vì thế dung lượng hấp phụ khơng lớn. Trong trường hợp sử dụng CTAB là chất hoạt động bề mặt, nếu chất oxy hóa là FeCl3, các hạt nano PPy sẽ được tạo thành, có dạng hình cầu với đường kính trong khoảng 35 – 60 nm. Tuy nhiên, nếu chất oxy hóa được sử dụng là APS, sản phẩm thu được sẽ là PPy dạng sợi có cấu trúc nano với độ rộng trong khoảng từ 25 đến 85 nm và chiều dài có thể lên đến vài µm [39]. Trong nghiên cứu của đề tài luận văn, PPy được tổng hợp theo phương pháp hóa học sử dụng CTAB là chất hoạt động bề mặt và APS là chất oxy hóa. Hình 3.2c cho thấy kết quả quá trình tổng hợp PPy tương đồng với kết quả tổng hợp theo nghiên cứu của Xuetong Zhang và cộng sự (2006).
Trên hình 3.2d chứng minh rằng GO – PPy nanocompozit đã được tổng hợp thành công.Ảnh SEM của nanocompozit GO – PPy cho thấy hình thái của vật liệu có sự khác biệt rõ rệt so với các vật liệu thành phần. Đó là GO-PPy có cấu trúc bề mặt lớn hơn và vật liệu có lỗ xốp lớn hơn so với PPy riêng biệt. Điều đó giúp cho bề mặt hấp phụ sẽ tăng lên đáng kể, do quá trình hấp phụ có thể xảy ra trên bề mặt ngoài và bên trong vật liệu. Từ ảnh SEM cũng có thể hình dung được việc hình thành PPy nhanh và ngay trên bề mặt của GO, nên các sợi GO – PPy ngắn hơn so với PPy tổng hợp riêng biệt.
(a) GFbt (b) GO
(c) PPy (d) GO – PPy
Hình 3.2. Ảnh SEM của một số vật liệu (a) Graphit biến tính; (b) Graphen oxit; (c) Polypyrol và (d) Graphen oxit – polypyrol
3.1.3. Đặc trưng của vật liệu dựa trên phổ EDX
Phổ EDX được sử dụng để đánh giá bán định lượng thành phần các nguyên tố trong mẫu vật liệu. Kết quả thể hiện trong hình 3.3 và bảng 3.2. Phổ EDX cho thấy các vạch phổ đặc trưng cho các nguyên tố có trong thành phần GO – PPy nanocompozit.
Hình 3.3. Phổ EDX của vật liệu GO – PPy
Dựa vào phổ EDX, phần trăm khối lượng các nguyên tố có trong mẫu được tính tốn trong bảng sau: