Phương pháp tự tập hợp là phương pháp hiệu quả và thường được sử dụng để đưa các vật liệu có cấu trúc micro và cấu trúc nano thành cấu trúc lớn hơn. Phương pháp này thường được sử dụng để tổng hợp các tinh thể quang hóa, vật liệu composit và các cấu trúc DNA đã xác định được trình tự [16].
Để hình thành các lớp cấu trúc xen kẽ nhau trên vật liệu composit, Wang và các đồng nghiệp đã tổng hợp vật liệu của các oxit kim loại/graphen có sử dụng chất hoạt động bề mặt giúp phân tán các cation kim loại lên trên mạng lưới GO. Sau khi chuyển hóa các cation kim loại thành oxit, vật liệu composit oxit kim loại trên nền graphen được hình thành với cấu trúc dạng lớp (hình 1.10). Vật liệu composit oxit
kim loại/GO của các oxit kim loại như NiO, SnO2 và MnO2 đều được tổng hợp theo
phương pháp này.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Chuyên ngành Hóa môi trường
15
chi phí thấp hơn dựa trên tương tác tĩnh điện cũng được dùng để tổng hợp các vật liệu composit có các lớp muối của Ti/GO theo cách tự tập hợp tấm GO nano mang
điện âm và các hạt sol TiO2 nano tích điện dương. Tương tác tĩnh điện còn rất hiệu
quả trong tổng hợp các vật liệu cấu trúc tế bào nhân. Một số phương pháp khác như tự tập hợp trên bề mặt phân cách 2 pha và tự tập hợp không theo khuôn mẫu cũng
được dùng để tổng hợp vật liệu composit TiO2/GO.
Hình 1.10. Hình minh họa phương pháp tự tập hợp 3 bước tổng hợp thành vật liệu composit có cấu trúc xác định oxit kim loại trên nền graphen
(A) Hấp phụ các bán mixen trên bề mặt của graphen
(B) Tự tập hợp chất hoạt động bề mặt trên bề mặt graphen với các ion kim
loại tích điện trái dấu (như Sn2+…) và di chuyển vào giữa các lớp mỏng của pha ban
đầu tạo thành vật liệu composit SnO2/graphen
(C) Vật liệu composit với các lớp oxit kim loại trên nền graphen tạo thành gồm các lớp tinh thể nano của oxit kim loại trên nền graphen sau khi kết tinh oxit kim loại và loại bỏ chất hoạt động bề mặt
(D) Hình ảnh TEM của mẫu bột vật liệu SnO2/graphen