CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM
4.2. So sánh tính chất nhạy acetone của cảm biến bát diện rỗng bề mặt
bề mặt dạng hạt và cảm biến bát diện rỗng bề mặt dạng tấm
Như đã trình bày trong Chương 3, bằng cách thay đổi các điều kiện thủy nhiệt trong chế tạo vật liệu, chúng tơi đã tạo ra hai hình thái bát diện rỗng, bao gồm: bát diện rỗng bề mặt dạng hạt (mẫu 0,5gP123-pH13-180) và bát diện rỗng bề mặt dạng tấm (mẫu 0,5gP123-pH13-200). Trên cơ sở hình thái bát diện rỗng giống nhau nên trong Chương 3, tác giả chọn vật liệu ZTO bát diện rỗng bề mặt dạng tấm (mẫu
0,5gP123-pH13-200) cùng với hai hình thái dạng khối lập phương và dạng hạt nano
để khảo sát tính chất nhạy khí VOCs của các cảm biến. Kết quả ở Chương 3 cho thấy, cảm biến 0,5gP123-pH13-200 với cấu trúc bát diện rỗng bề mặt dạng tấm có độ đáp ứng, độ nhạy tốt nhất với khí acetone so với hai loại cảm biến còn lại. Trong mục này, luận án muốn so sánh tính chất nhạy khí của cảm biến bát diện rỗng bề mặt dạng hạt (bát diện hạt) (mẫu 0,5gP123-pH13-180) và cảm biến bát diện rỗng bề mặt dạng tấm (bát diện tấm) (mẫu 0,5gP123-pH13-200) với khí acetone trong ứng dụng chuẩn đoán bệnh tiểu đường. Ảnh SEM của hai loại vật liệu: bát diện hạt, bát diện tấm và hình ảnh của hai loại cảm biến được chế tạo bằng hai loại vật liệu trên được thể hiện trên hình 4.3. Kết quả nhạy khí của hai cảm biến được thể hiện trên hình 4.4.
101
Hình 4.3 Ảnh SEM của mẫu bát diện hạt (A, B, C) và mẫu bát diện tấm (D, E, F) ở các độ
phóng đại khác nhau; trong hình (A) và (D) là hình ảnh cảm biến bát diện hạt và bát diện
tấm tương ứng.
Kết quả trên Hình 4.4 cho thấy độ đáp ứng và thời gian đáp ứng, hồi phục của hai cảm biến trên với khí acetone là tương đương giống nhau trong đó cảm biến bát diện rỗng bề mặt dạng hạt có điện trở nền thấp (khoảng gần 200 kΩ ở 350 °C) và độ đáp ứng cao hơn (99,6 ở 450 °C, 500 ppm acetone) so với điện trở nền của cảm biến rỗng bề mặt dạng tấm (khoảng gần 1,5 MΩ ở 350 °C) và độ đáp ứng (91,83 ở 450 °C, 500 ppm acetone). Vì vậy, trong chương 4 này, tác giả chọn một hình thái bát diện rỗng bề mặt dạng hạt để biến tính bề mặt bằng hạt Pt. Để nghiên cứu ảnh hưởng của q trình biến tính hạt Pt lên tính chất nhạy khí của vật liệu ZTO nên các yếu tố ảnh hưởng khác đến tính chất nhạy khí cần phải loại bỏ hoặc giảm
102
thiểu. Do đó, trong chương này, tác giả đã lựa chọn mẫu bát diện rỗng với bề mặt dạng hạt (bát diện hạt) để biến tính bề mặt bằng hạt Pt vì cấu trúc bát diện khá bền và khơng bị ảnh hưởng bởi q trình biến tính. Bát diện rỗng ZTO với bề mặt dạng hạt (ký hiệu 0,5gP123-pH13-180) được chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt với điều kiện pH = 13, sử dụng 0,5 g chất hoạt động bề mặt P-123, thủy nhiệt ở 180 °C trong 24 giờ như trong quy trình chế tạo đã được giới thiệu trong Chương 2.
Hình 4.4 So sánh điện trở và độ đáp ứng của cảm biến khí acetone ở các mẫu: (A, C, E)
103