Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu chế tạo vật liệu lai giữa polypyrol và NiO cấu trúc nano cho nhạy khí NH3

Mục tiêu của luận án: Đánh giá được ảnh hưởng của các hình thái học khác nhau có cấu trúc nano trong các màng polyme dẫn (PPy, PANi) đến tính chất nhạy khí NH3. Chế tạo thành công màng lai nano giữa oxit kim loại NiO với polyme dẫn PPy và đánh giá được tính chất nhạy khí NH3 của màng lai NiO/PPy. Mời các bạn tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu chế tạo vật liệu lai giữa polypyrol và NiO cấu trúc nano cho nhạy khí NH3 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- HOÀNG THỊ HIẾNNGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU LAI GIỮA POLYPYROL VÀ NiO CẤU TRÚC NANO CHO NHẠY KHÍ NH3 Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 9440123 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2021 Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.Người hướng dẫn khoa học 1: GS.TS. Trần TrungNgười hướng dẫn khoa học 2: TS. Hồ Trường GiangPhản biện 1: …Phản biện 2: …Phản biện 3: …Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Học viện, họp tạiHọc viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Namvào hồi … giờ …’, ngày … tháng … năm 2021Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ- Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Hiện nay, các vấn đề ô nhiễm môi trường đất, không khí và nước, v.v… cùng với cácthảm họa của thiên nhiên đang là thách thức lớn đối với nhân loại. Trong đó, ô nhiễm môitrường không khí là tác động trên một quy rộng, có tính khuếch tán - lan truyền rộng, có khảnăng ảnh hưởng trực tiếp đến con người cũng như động và thực vật. Trong những khí gây ônhiễm môi trường, NH3 là một khí dễ thoát ra ngoài môi trường, khuếch tán mạnh và gây ônhiễm không khí. Hơn nữa, NH3 có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người,thậm chí nó có thể gây tử vong cho con người và động vật khi tiếp xúc ở nồng độ cao 500ppm. Khí NH3 rất độc với giới hạn phơi nhiễm cho phép đối với con người là 25 ppm trong8 giờ, và nó có thể gây cháy nổ khi ở vùng nồng độ cỡ 16 – 25 % thể tích trong môi trườngkhông khí [1]. Tuy vậy, NH3 lại là một chất hóa học quan trọng được sử dụng trong nhiềungành công nghiệp như sản xuất phân bón, công nghiệp dầu khí, công nghiệp cao su, côngnghệ chế biến thực phẩm, chất tẩy rửa gia dụng, v.v.... Đặc biệt gần đây, việc phân tích khíNH3 từ hơi thở của con người cho mục đích chẩn đoán y học (hình thức không can thiệpbệnh nhân) đã thu hút được nhiều sự quan tâm chú ý của các nhà khoa học và nó hứa hẹnđược ứng dụng trong tương lai gần [2]. Chính vì vậy, việc phát hiện, phân tích khí NH3 làrất cần thiết và quan trọng cho bảo vệ môi trường, đảm bảo sức khỏe của con người mà vẫnphát huy được những ứng dụng của nó trong các ngành công nghiệp. Cảm biến khí độ dẫn điện (hay còn gọi là cảm biến khí kiểu điện trở) trên cơ sở cácvật liệu nhạy khí là oxit kim loại cấu trúc nano điển hình như SnO2, ZnO, WO3, TiO2, In2O3,NiO,... đang được nghiên cứu phổ biến hiện nay, và chúng cho độ nhạy cao. Tuy nhiên,những cảm biến này thường phải hoạt động ở nhiệt độ cao (cỡ vài trăm độ oC), điều này dẫnđến trong quá trình hoạt động xuất hiện hiệu ứng thay đổi về vi cấu trúc, kích thước hạt củalớp màng nhạy khí khi ở cấu trúc nano. Hiệu ứng này làm cho cảm biến gặp những hạn chếvới các tham số biến đổi theo thời gian hoạt động như giảm độ tin cậy, giảm tính hoạt độngổn định, trôi điểm “0”, sai lệnh đặc tuyến tín hiệu lối ra, v.v. Vì vậy, hướng nghiên cứu vềnhững vật liệu có thể hoạt động ở vùng nhiệt độ phòng là một xu hướng nhận được sự quantâm lớn trong nghiên cứu cảm biến khí độ dẫn điện. Vật liệu polyme dẫn như Polyacetylen (PA); Polythiophen (PTh); Polypyrole (PPy);Poly (p-phenylen vinylen) (PPV); Polyanilin (PANi); và Poly (3,4-etylen-dioxythiophen)(PEDOT) với các ưu điểm có tính chất hóa lý phong phú, linh hoạt trong chế tạo cấu trúclinh kiện, giá thành rẻ, bền và thân thiện với môi trường. Vì vậy, chúng được nghiên cứu vàứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật chẳng hạn như transitor hiệuứng trường [3], đi-ốt phát sáng hữu cơ (OLED) [4], xử lý và hấp phụ các chất gây ô nhiễmmôi trường (khí độc, bụi mịn,…), pin năng lượng mặt trời [5], siêu tụ điện [6], bảo vệ ănmòn kim loại [7], cảm biến phát hiện ion kim loại nặng [8,9], cảm biến phát hiện phân tử 1sinh học [10,11], cảm biến khí (NH3, CO2, H2S, SO2, NO2, H2, CH4) [12-15], v.v… Tronglĩnh vực cảm biến khí, CPs có ưu điểm rất lớn là hoạt động được ở vùng nhiệt độ phòng vớiđộ nhạy khá tốt và thời gian hồi đáp nhanh. Do đó, chúng thu hút sự quan tâm của nhiềunhóm nghiên cứu trên thế giới cho phát triển thành các linh kiện cảm biến khí. Tuy vậy, độnhạy khí của CPs hiện ghi nhận vẫn còn thấp khi so với oxit kim loại. Một xu hướng nghiên cứu gần đây được các nhà khoa học trên thế giới đặc biệt quantâm đó ...