Nghiên cứu chế tạo, tính chất vật liệu cấu trúc nano ZnS - Trần Thị Quỳnh Hoa
Nghiên cứu chế tạo và tính chất của vật liệu cấu trúc nano ZnS, tập trung vào ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực vật lý và công nghệ hiện đại.
Vật lý Chất rắn
Luan An
Luận án Tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
164
Thời gian đọc
25 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Mục lục chi tiết
Tóm tắt nội dung
I. Tổng quan vật liệu cấu trúc nano ZnS và ứng dụng tiềm năng
Tài liệu này tổng quan về vật liệu cấu trúc nano ZnS, tập trung vào cấu trúc tinh thể, các hiệu ứng kích thước lượng tử và tính chất quang học đặc trưng. Vật liệu ZnS ở kích thước nano thể hiện những đặc tính độc đáo khác biệt so với vật liệu khối. Các sai hỏng trong cấu trúc cũng được xem xét, vì chúng ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất của vật liệu. Nghiên cứu này cung cấp cái nhìn tổng thể về ZnS nano, từ lý thuyết cơ bản đến các ứng dụng thực tiễn tiềm năng, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát cấu trúc và kích thước để tối ưu hóa hiệu suất.
1.1. Cấu trúc tinh thể ZnS và hiệu ứng kích thước lượng tử.
ZnS tồn tại hai cấu trúc tinh thể chính: lập phương (zinc blende) và lục giác (wurtzite). Mỗi cấu trúc sở hữu đặc trưng riêng về sắp xếp nguyên tử và tính chất vật lý. Nghiên cứu tập trung vào sự hình thành và ổn định của các cấu trúc này ở cấp độ nano. Khi kích thước vật liệu giảm xuống cỡ nanomet, ZnS thể hiện hiệu ứng kích thước lượng tử rõ rệt. Hiệu ứng này làm thay đổi đáng kể vùng năng lượng, dẫn đến sự dịch chuyển vùng cấm và ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất quang học của hạt nano ZnS. Bề mặt vật liệu cấu trúc nano ZnS cũng đóng vai trò quan trọng, tạo ra các trạng thái bề mặt ảnh hưởng đến quá trình phát quang và các phản ứng hóa học. Sự hiểu biết về cấu trúc tinh thể ZnS và hiệu ứng lượng tử là nền tảng để tối ưu hóa việc chế tạo vật liệu nano ZnS.
1.2. Các tính chất quang học cơ bản của ZnS nano.
Vật liệu cấu trúc nano ZnS không pha tạp có tính chất quang học độc đáo. Các tinh thể nano ZnS thể hiện khả năng hấp thụ và phát xạ ánh sáng mạnh mẽ. Khi pha tạp các ion kim loại chuyển tiếp như Mn, tính chất quang học của ZnS nano được cải thiện đáng kể. Đặc biệt, ZnS:Mn phát quang mạnh ở vùng nhìn thấy. Cấu trúc lõi/vỏ như ZnS:Mn/ZnS cũng được nghiên cứu để nâng cao hiệu suất phát quang, bảo vệ lõi khỏi môi trường bên ngoài và giảm thiểu các sai hỏng bề mặt. Các sai hỏng mạng trong ZnS cấu trúc nano ảnh hưởng đến cơ chế phát huỳnh quang, tạo ra các vạch phát xạ đặc trưng. Hiểu rõ các cơ chế này là cần thiết để điều khiển tính chất quang.
1.3. Ứng dụng tiềm năng của vật liệu nano ZnS.
Vật liệu ZnS cấu trúc nano sở hữu nhiều ứng dụng tiềm năng. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như quang điện tử, cảm biến, thiết bị hiển thị và xúc tác. Nhờ tính chất quang học và điện tử có thể điều chỉnh, ZnS nano là lựa chọn lý tưởng cho đèn LED, màn hình phẳng và thiết bị quang điện. Khả năng phát quang mạnh mẽ của ZnS:Mn nano mở ra cơ hội trong y sinh học, chẳng hạn như tác nhân hình ảnh sinh học. Tính chất quang xúc tác của ZnS nano cũng rất triển vọng cho xử lý môi trường. Việc tối ưu hóa chế tạo vật liệu nano ZnS sẽ mở rộng thêm các ứng dụng thực tế.
II. Chế tạo vật liệu nano ZnS Phương pháp tổng hợp tiên tiến
Nghiên cứu khảo sát nhiều phương pháp khác nhau để tổng hợp ZnS nano và ZnS:Mn nano. Các phương pháp này được lựa chọn dựa trên khả năng kiểm soát kích thước, hình thái và cấu trúc tinh thể của vật liệu. Việc chế tạo vật liệu nano ZnS yêu cầu quy trình chính xác để đạt được các tính chất mong muốn. Các phương pháp thực nghiệm được mô tả chi tiết, bao gồm các thông số chế độ và hóa chất tiền chất sử dụng. Việc so sánh hiệu quả của các phương pháp khác nhau giúp xác định quy trình tối ưu để tạo ra các hạt nano ZnS chất lượng cao.
2.1. Phương pháp điện hóa siêu âm để chế tạo ZnS nano.
Nghiên cứu áp dụng phương pháp điện hóa siêu âm để tổng hợp ZnS nano. Phương pháp này kết hợp lợi ích của phản ứng điện hóa và sóng siêu âm. Sóng siêu âm tạo ra hiệu ứng xâm thực, giúp khuấy trộn mạnh mẽ và tăng cường tốc độ phản ứng. Điều này dẫn đến sự hình thành các hạt ZnS nano với kích thước đồng đều và kiểm soát được. Việc điều chỉnh các thông số điện hóa, như cường độ dòng điện, điện áp và thời gian phản ứng, cho phép kiểm soát kích thước và hình thái của các tinh thể nano ZnS. Đây là một cách hiệu quả để chế tạo vật liệu nano ZnS với các tính chất mong muốn.
2.2. Tổng hợp ZnS nano bằng phương pháp thủy nhiệt.
Phương pháp thủy nhiệt cũng được sử dụng rộng rãi để chế tạo vật liệu nano ZnS. Phương pháp này liên quan đến phản ứng hóa học trong dung dịch nước ở nhiệt độ và áp suất cao. Ưu điểm của phương pháp thủy nhiệt là đơn giản, tiết kiệm chi phí và khả năng kiểm soát tốt các điều kiện phản ứng. Nó cho phép tổng hợp ZnS nano không pha tạp và ZnS pha tạp Mn. Các yếu tố như nhiệt độ, thời gian phản ứng, nồng độ tiền chất và pH dung dịch đều ảnh hưởng đến kích thước, hình thái và cấu trúc tinh thể của các hạt nano ZnS thu được. Phương pháp thủy nhiệt tạo ra tinh thể nano ZnS với độ kết tinh cao.
2.3. Chế tạo cấu trúc lõi vỏ và pha tạp bằng phương pháp hóa ướt SILAR.
Để cải thiện tính chất quang học và độ ổn định của ZnS nano, nghiên cứu chế tạo các tinh thể nano ZnS:Mn bọc vỏ. Phương pháp hóa ướt được dùng để bọc thioglycerol (TG) lên ZnS:Mn. Cấu trúc lõi/vỏ ZnS:Mn/ZnS cũng được tổng hợp thông qua nhiệt phân tiền chất cơ kim kết hợp với phương pháp SILAR (hấp phụ và phản ứng từng lớp ion liên tiếp). Phương pháp SILAR giúp tạo ra lớp vỏ ZnS đồng đều, kiểm soát được độ dày từng lớp. Việc bọc vỏ giúp giảm thiểu các trạng thái bề mặt không mong muốn, từ đó nâng cao hiệu suất phát quang và bảo vệ vật liệu. Đây là các phương pháp hiệu quả để tạo ra hạt nano ZnS phức tạp.
III. Tính chất cấu trúc của ZnS nano Phân tích chi tiết XRD
Việc nghiên cứu tính chất cấu trúc là bước cơ bản để hiểu vật liệu nano ZnS. Các kỹ thuật như nhiễu xạ tia X (XRD), hiển vi điện tử quét (SEM) và hiển vi điện tử truyền qua (TEM) được sử dụng để xác định cấu trúc tinh thể, kích thước hạt và hình thái học. Kết quả phân tích cung cấp bằng chứng cụ thể về sự hình thành các vật liệu cấu trúc nano ZnS. Ngoài ra, sự ảnh hưởng của các yếu tố như pha tạp Mn và bọc vỏ lên cấu trúc tinh thể cũng được đánh giá kỹ lưỡng, giúp liên hệ chặt chẽ giữa quá trình chế tạo và đặc tính cấu trúc cuối cùng của ZnS nano.
3.1. Phân tích giản đồ nhiễu xạ tia X XRD của ZnS nano.
Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) là công cụ chính để xác định cấu trúc tinh thể của vật liệu nano ZnS. Giản đồ XRD cung cấp thông tin về pha tinh thể, độ kết tinh và kích thước tinh thể trung bình. Các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng của ZnS nano được so sánh với các mẫu chuẩn để xác định cấu trúc lập phương (zinc blende) hoặc lục giác (wurtzite). Độ rộng của các đỉnh nhiễu xạ cho phép ước tính kích thước hạt nano ZnS thông qua công thức Scherrer. Nghiên cứu thực hiện phân tích XRD trên các mẫu ZnS nano được chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm điện hóa siêu âm và thủy nhiệt, để xác nhận sự hình thành các pha tinh thể mong muốn. Kết quả XRD xác nhận sự tồn tại của các hạt nano ZnS.
3.2. Đánh giá hình thái học bằng hiển vi điện tử SEM TEM .
Kính hiển vi điện tử quét (SEM) và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) được sử dụng để khảo sát hình thái và kích thước của các hạt nano ZnS. SEM cung cấp hình ảnh về cấu trúc bề mặt và hình dạng tổng thể của các tập hợp hạt nano. TEM, đặc biệt là HR-TEM, cho phép quan sát chi tiết hơn về kích thước, hình dạng, độ phân tán và cấu trúc mạng tinh thể của từng hạt nano. Hình ảnh TEM có thể xác nhận sự hình thành các hạt nano ZnS riêng lẻ hoặc các cụm hạt. Các phép đo này bổ trợ cho kết quả XRD, cung cấp cái nhìn toàn diện về đặc trưng cấu trúc vật liệu. Đây là bước quan trọng trong quá trình chế tạo vật liệu nano ZnS.
3.3. Ảnh hưởng của pha tạp và bọc vỏ lên cấu trúc ZnS.
Nghiên cứu cũng xem xét ảnh hưởng của việc pha tạp Mn và bọc vỏ lên cấu trúc tinh thể của ZnS nano. Phân tích XRD cho thấy sự pha tạp Mn không làm thay đổi đáng kể cấu trúc tinh thể cơ bản của ZnS, nhưng có thể gây ra một số biến dạng mạng nhỏ. Việc bọc vỏ bằng thioglycerol (TG) hoặc ZnS trong cấu trúc lõi/vỏ cũng được kiểm tra bằng XRD và TEM. Các phương pháp này được sử dụng để xác nhận sự hình thành lớp vỏ và đánh giá ảnh hưởng của nó đến cấu trúc tổng thể của hạt nano. Các đặc trưng cấu trúc này có mối liên hệ chặt chẽ với tính chất quang học ZnS nano.
IV. Tính chất quang học ZnS nano Phổ hấp thụ và huỳnh quang
Các tính chất quang học ZnS nano là trọng tâm của nghiên cứu này. Phổ hấp thụ UV-Vis được sử dụng để xác định vùng cấm và quan sát hiệu ứng dịch chuyển xanh do kích thước lượng tử. Phổ huỳnh quang (PL) cung cấp thông tin về các cơ chế phát xạ, bao gồm các vạch liên quan đến sai hỏng mạng và ion pha tạp. Đặc biệt, ảnh hưởng của việc pha tạp Mn và cấu trúc lõi/vỏ ZnS:Mn/ZnS đến tính chất quang học được đánh giá kỹ lưỡng, cho thấy khả năng điều chỉnh và tối ưu hóa các đặc tính phát quang của vật liệu. Các phép đo nhiệt phát quang bổ sung cái nhìn sâu sắc về các mức năng lượng bẫy.
4.1. Phổ hấp thụ UV Vis và sự dịch chuyển vùng cấm.
Phổ hấp thụ UV-Vis là một công cụ quan trọng để nghiên cứu tính chất quang học của vật liệu nano ZnS. Phép đo hấp thụ cho thấy khả năng hấp thụ photon của vật liệu. Đối với ZnS nano, đường hấp thụ thường dịch chuyển về phía bước sóng ngắn (hiệu ứng dịch chuyển xanh) so với vật liệu khối. Sự dịch chuyển này là bằng chứng rõ ràng cho hiệu ứng kích thước lượng tử, khi kích thước hạt nano ZnS nhỏ hơn bán kính Bohr exciton của ZnS. Vùng cấm quang học của vật liệu được xác định từ phổ hấp thụ. Các giá trị vùng cấm khác nhau tùy thuộc vào phương pháp chế tạo vật liệu nano ZnS và kích thước của các tinh thể nano ZnS. Phổ hấp thụ UV-Vis giúp đánh giá chất lượng vật liệu.
4.2. Phổ huỳnh quang và các cơ chế phát xạ.
Phổ huỳnh quang (PL) cung cấp thông tin chi tiết về các cơ chế phát xạ của ZnS nano. Các đỉnh phát quang trong phổ PL có thể liên quan đến sự tái hợp exciton, các trạng thái sai hỏng mạng (như khuyết lỗ Zn, lưu huỳnh) hoặc các ion pha tạp. Đối với ZnS nano không pha tạp, phát xạ thường xuất hiện ở vùng UV hoặc xanh lam, liên quan đến các khuyết tật bề mặt. Khi pha tạp Mn, phổ phát quang cho thấy đỉnh phát xạ mạnh ở vùng vàng-cam, đặc trưng cho sự chuyển mức năng lượng bên trong ion Mn2+. Nghiên cứu phân tích phổ kích thích huỳnh quang để xác định bước sóng kích thích tối ưu cho từng loại phát xạ. Việc kiểm soát các sai hỏng mạng là yếu tố then chốt.
4.3. Ảnh hưởng của pha tạp Mn và cấu trúc lõi vỏ lên quang tính.
Nghiên cứu so sánh tính chất quang học của ZnS nano không pha tạp với ZnS:Mn nano. Sự hiện diện của Mn2+ trong mạng tinh thể ZnS gây ra phát xạ đặc trưng. Cấu trúc lõi/vỏ ZnS:Mn/ZnS được thiết kế để cải thiện hiệu suất phát quang. Lớp vỏ ZnS hoạt động như một lớp bảo vệ, giảm thiểu các trạng thái bẫy bề mặt không bức xạ và tăng cường sự truyền năng lượng đến ion Mn2+. Điều này dẫn đến sự gia tăng đáng kể cường độ phát quang và ổn định quang học. Các phép đo nhiệt phát quang cũng được thực hiện để nghiên cứu các mức năng lượng sâu và cơ chế bẫy điện tử trong vật liệu cấu trúc nano ZnS. Việc điều chỉnh pha tạp và cấu trúc là quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất.
V. Tính chất quang xúc tác ZnS nano và vật liệu pha tạp Mn
Ngoài các tính chất quang học, khả năng quang xúc tác của ZnS nano cũng được nghiên cứu kỹ lưỡng. ZnS nano là một vật liệu hứa hẹn trong các ứng dụng phân hủy chất ô nhiễm hữu cơ nhờ khả năng tạo ra cặp electron-lỗ trống dưới tác động của ánh sáng. Nghiên cứu đánh giá hiệu suất quang xúc tác của các tinh thể nano ZnS được chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt. Đồng thời, ảnh hưởng của việc bọc vỏ thioglycerol (TG) lên hoạt tính xúc tác cũng được khảo sát, cung cấp thông tin quan trọng về vai trò của bề mặt và sự ổn định của vật liệu trong quá trình phản ứng.
5.1. Đánh giá hiệu suất quang xúc tác của tinh thể nano ZnS.
Vật liệu cấu trúc nano ZnS được nghiên cứu về khả năng quang xúc tác. Khả năng này dựa trên khả năng hấp thụ photon để tạo ra cặp electron-lỗ trống, sau đó tham gia vào các phản ứng oxy hóa-khử. ZnS nano thể hiện tiềm năng trong việc phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ dưới tác động của ánh sáng. Nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá hiệu suất quang xúc tác của các tinh thể nano ZnS được chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt. Các thông số như tốc độ phân hủy, hiệu quả xử lý được định lượng. Tối ưu hóa các yếu tố chế tạo vật liệu nano ZnS có thể nâng cao hiệu suất quang xúc tác. Khả năng quang xúc tác là một tính chất quan trọng của hạt nano ZnS.
5.2. Ảnh hưởng của bọc vỏ TG lên khả năng quang xúc tác.
Nghiên cứu cũng xem xét ảnh hưởng của việc bọc vỏ thioglycerol (TG) lên tính chất quang xúc tác của ZnS:Mn nano. Lớp bọc TG có thể thay đổi các đặc tính bề mặt của hạt nano ZnS, ảnh hưởng đến sự hấp phụ của các chất phản ứng và quá trình chuyển giao điện tích. Việc bọc vỏ có thể cải thiện độ ổn định hóa học của vật liệu dưới tác động của môi trường phản ứng. Tuy nhiên, lớp vỏ cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng tiếp xúc của chất ô nhiễm với các tâm hoạt động trên bề mặt ZnS. Các thử nghiệm đánh giá khả năng phân hủy methyl orange (MO) được thực hiện để định lượng sự thay đổi này. Kết quả giúp hiểu rõ vai trò của bề mặt trong quang xúc tác.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (164 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -----oOo----- Trần Thị Quỳnh Hoa NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU CẤU TRÚC NANO ZnS LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -----oOo----- Trần Thị Quỳnh Hoa NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU CẤU TRÚC NANO ZnS Chuyên ngành: Vật lý Chất rắn Mã số: 62 44 07 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Nguyễn Ngọc Long 2. Tạ Đình Cảnh Hà Nội - 2012 MỤC LỤC Lời Cam đoan. ii Mục lục.
iii Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt. vii Danh mục bảng. viii Danh mục hình vẽ, đồ thị. 1 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ZnS CÓ CẤU TRÚC NANO.
Cấu trúc tinh thể của ZnS. Cấu trúc lập phương (zinc blende). Cấu trúc lục giác (wurtzite). Cấu trúc vùng năng lượng của ZnS.
Các sai hỏng trong cấu trúc của ZnS. Ảnh hưởng của hiệu ứng kích thước lên tính chất vật liệu. Sự lượng tử hóa do kích thước. Hiệu ứng bề mặt.
Tính chất quang của vật liệu cấu trúc nano ZnS. Tinh thể nano ZnS không pha tạp. Tinh thể nano ZnS pha tạp Mn. Tinh thể nano cấu trúc lõi/vỏ ZnS:Mn/ZnS.
Ảnh hưởng của sai hỏng mạng lên tính chất quang của vật liệu ZnS cấu trúc nano. Các cơ chế phát huỳnh quang của vật liệu ZnS cấu trúc nano. Ứng dụng của ZnS có cấu trúc nano. Các phương pháp chế tạo vật liệu ZnS có cấu trúc nano.
Phương pháp điện hóa siêu âm. Phương pháp thủy nhiệt. Phương pháp nhiệt phân các tiền chất cơ kim kết hợp với bọc vỏ bằng phương pháp SILAR (hấp phụ và phản ứng từng lớp ion liên tiếp). 35 Kết luận chương 1.
37 Chương 2: THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO MẪU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA MẪU. Thực nghiệm chế tạo tinh thể nano ZnS và ZnS:Mn. Chế tạo tinh thể nano ZnS bằng phương pháp điện hoá siêu âm. Chế tạo tinh thể nano ZnS và ZnS:Mn bằng phương pháp thuỷ nhiệt.
Chế tạo tinh thể nano ZnS:Mn bọc TG bằng phương pháp hóa ướt 45 2. Chế tạo tinh thể nano ZnS:Mn/ZnS bằng phương pháp nhiệt phân tiền chất cơ kim, bọc vỏ bằng phương pháp SILAR. Các phép đo các đặc trưng của mẫu. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD).
Phương pháp hiển vi điện tử quét và hiển vi điện tử truyền qua. Phép đo hấp thụ. Phép đo phản xạ khuếch tán. Phép đo huỳnh quang và kích thích huỳnh quang.
58 Kết luận chương 2. 60 Chương 3: TÍNH CHẤT CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC TINH THỂ NANO ZnS CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA SIÊUÂM. Tính chất cấu trúc của các tinh thể nano ZnS chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm. Giản đồ nhiễu xạ tia X.
Tính chất quang của các tinh thể nano ZnS chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm. Phổ hấp thụ UV - vis. Phổ phản xạ khuếch tán. Phổ huỳnh quang.
Phổ kích thích huỳnh quang. Nhiệt phát quang. 75 Kết luận chương 3. 77 Chương 4: TÍNH CHẤT CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC TINH THỂ NANO ZnS VÀ ZnS:Mn CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT.
Tính chất cấu trúc của các tinh thể nano ZnS và ZnS pha tạp Mn chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt. Tính chất cấu trúc của các tinh thể nano ZnS. Tính chất cấu trúc của các tinh thể nano ZnS pha tạp Mn. Tính chất quang của các tinh thể nano ZnS và ZnS:Mn chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt.
Tính chất quang của các tinh thể nano ZnS. Tính chất quang của các tinh thể nano ZnS:Mn. 99 Kết luận chương 4. 109 Chương 5: TÍNH CHẤT CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC TINH THỂ NANO ZnS:Mn CÓ BỌC VỎ.
Tính chất của các tinh thể nano cấu trúc lõi/vỏ ZnS:Mn /TG. Tính chất cấu trúc của các tinh thể nano ZnS:Mn/TG. Tính chất quang của các tinh thể nano ZnS:Mn/TG. Tính chất của tinh thể nano cấu trúc lõi/vỏ ZnS:Mn/ZnS.
Tính chất cấu trúc của các tinh thể nano ZnS:Mn/ZnS. Tính chất quang của các tinh thể nano ZnS:Mn/ZnS. 120 v Kết luận chương 5. 126 Chương 6: TÍNH CHẤT QUANG XÚC TÁC CỦA CÁC TINH THỂ NANO ZnS.
Tính chất quang xúc tác của các tinh thể nano ZnS chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt. Tính chất quang xúc tác của các tinh thể nano ZnS:Mn bọc TG chế tạo bằng phương pháp hóa ướt. 133 Kết luận chương 6. 136 KẾT LUẬN CHUNG.
137 Danh mục các công trình khoa học của tác giả liên quan đến luận án. 139 Tài liệu tham khảo. 141 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DA Donor - acceptor EDX Tán sắc năng lượng tia X FWHM Độ bán rộng phổ huỳnh quang HDA Hexadecylamine CH3(CH2)14CH2NH2 HR-TEM Kính hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao M Mol/lít ML Đơn lớp MO Methyl Orange SAED Nhiễu xạ điện tử vùng chọn lọc SEM Kính hiển vi điện tử quét SILAR Hấp phụ và phản ứng từng lớp ion liên tiếp TEM Kính hiển vi điện tử truyền qua TG Thioglycerol C3H8O2S TOPO Trioctylphosphine oxide [CH3(CH2)7]3PO XRD Nhiễu xạ tia X vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Vị trí và nguồn gốc một số vạch phát xạ đã được các tác giả nghiên cứu.
Các chế độ tạo tinh thể nano ZnS bằng phương pháp điện hóa siêu âm. Các chế độ tạo tinh thể nano ZnS bằng phương pháp thủy nhiệt. Các chế độ tạo tinh thể nano ZnS:Mn bằng phương pháp thủy nhiệt với nhiệt độ ủ thủy nhiệt là 200 oC. Các chế độ tạo tinh thể nano ZnS:Mn bọc TG.
Các chế độ tạo tinh thể nano ZnS:Mn bọc ZnS. Khoảng cách dhkl giữa các mặt phẳng mạng trong các hệ tinh thể. Tổng hợp các kết quả tính toán từ giản đồ nhiễu xạ tia X của các tinh thể nano ZnS chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm. Các kết quả tính toán kích thước tinh thể của các tinh thể nano ZnS chế tạo bằng phương pháp điện hoá siêu âm.
Tổng hợp các kết quả tính toán từ giản đồ nhiễu xạ tia X của tinh thể nano ZnS chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt. Các kết quả tính toán về thành phần nguyên tố trong các tinh thể nano ZnS:Mn. Tổng hợp các kết quả tính toán từ các giản đồ nhiễu xạ tia X của tinh thể nano ZnS:Mn chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt. Các kết quả tính toán kích thước tinh thể của các hạt tinh thể nano ZnS chế tạo bằng phương pháp thuỷ nhiệt.
Tổng hợp các kết quả tính toán từ giản đồ nhiễu xạ tia X của các tinh thể nano ZnS:Mn bọc TG. Tổng hợp các kết quả tính toán được từ giản đồ nhiễu xạ tia X của các tinh thể nano ZnS:Mn bọc ZnS. Các kết quả tính toán được từ phổ hấp thụ của tinh thể nano ZnS: Mn bọc ZnS. Kích thước hạt tinh thể nano ZnS và tốc độ phai màu của MO khi sử dụng các hạt tinh thể nano ZnS làm chất xúc tác.
133 ix DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1. Cấu trúc tinh thể lập phương của ZnS. Cấu trúc tinh thể lục giác của ZnS. (a) Vùng Brillouin thứ nhất của tinh thể ZnS lập phương, trên đó chỉ rõ các điểm có đối xứng đặc biệt; (b) cấu trúc vùng năng lượng của tinh thể ZnS lập phương.
(a) Vùng Brillouin thứ nhất của tinh thể ZnS lục giác, trên đó chỉ rõ các điểm có đối xứng đặc biệt; (b) cấu trúc vùng năng lượng của tinh thể ZnS lục giác. Cấu trúc vùng năng lượng tại lân cận tâm vùng Brillouin của bán dẫn ZnS cấu trúc lập phương (a) và cấu trúc lục giác (b). Sự phụ thuộc của mức năng lượng của điện tử vào số nguyên tử liên kết. Sự phụ thuộc mật độ trạng thái vào năng lượng.
Vùng năng lượng của bán dẫn khối và các mức năng lượng gián đoạn của tinh thể nano. Phổ hấp thụ UV - vis của bán dẫn khối và các tinh thể nano ZnS với kích thước 3,5 nm; 2,5 nm và 1,8 nm [61]. Phổ hấp thụ quang của tinh thể nano ZnS (a) cấu trúc lục giác và (b) cấu trúc lập phương [12]. Phổ huỳnh quang của tinh thể nano ZnS (a) cấu trúc lục giác và (b) cấu trúc lập phương [12].
Phổ huỳnh quang của tinh thể nano ZnS:Mn với các tỷ số [S2–]/[Zn2+] khác nhau [79]. Phổ kích thích huỳnh quang tại λbức xạ = 590 nm của tinh thể nano ZnS:Mn với các tỷ số [S2–]/[Zn2+] khác nhau [79]. Phổ huỳnh quang (bên phải) và phổ kích thích huỳnh quang (bên trái) của tinh thể nano ZnS:Mn (đường chấm chấm) và của tinh thể x khối (đường liền nét) [7]. Phổ hấp thụ UV-vis của các tinh thể nano với nồng độ Mn khác nhau.
Hình nhỏ bên trong biểu diễn sự dịch chuyển của bờ hấp thụ 22 theo nồng độ Mn [73]. (a) Phổ huỳnh quang (bên phải) và phổ kích thích huỳnh quang (bên trái) của các tinh thể nano ZnS:Mn với kích thước khác nhau. Phổ huỳnh quang của tinh thể nano ZnS:Mn (a) không bọc vỏ và (b) có bọc lớp vỏ ZnS [15]. Phổ huỳnh quang của tinh thể nano ZnS:Mn có bọc lớp vỏ ZnS đo ngay khi chế tạo và sau 1, 2, 3 và 4 tháng [90].
Hiện tượng tạo bọt khí. Sự phụ thuộc của áp suất vào nhiệt độ tương ứng với mức nước chiếm chỗ trong bình thủy nhiệt. Sơ đồ hệ điện hóa siêu âm. Chế độ điều khiển xung siêu âm và xung điện phân.
Nồi hấp thủy nhiệt chứa mẫu đặt trong lò sấy. Cốc đựng dung dịch ZnS:Mn đang được khuấy từ gia nhiệt. Sơ đồ thực nghiệm chế tạo tinh thể nano ZnS:Mn/ZnS. Nhiễu xạ kế tia X SIEMENS D5005, Bruker (Đức).
Tương tác của chùm điện tử tới và mẫu đo. Kính hiển vi điện tử quét JSM 5410 LV, JEOL, Nhật Bản và modun EDS ISIS 300, Oxford, Anh. Kính hiển vi điện tử truyền qua JEOL JEM1010, Nhật Bản. Máy FEI Tecnai TF20 TEM/STEM tại đại học Glasgow (Anh).
Hệ đo phổ hấp thụ UV- 2450PC. Phổ kế UV-VIS-NIR Cary-5G. Sơ đồ khối và ảnh hệ đo phổ huỳnh quang và kích thích huỳnh quang FL3 - 22, Jobin Yvon Spex. Phổ EDX của mẫu bột ZnS với tỷ lệ Zn2+/S2– trong tiền chất là 1:0,2 và thời gian điện hóa là 30 phút.
Giản đồ nhiễu xạ tia X của các tinh thể nano ZnS chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm với tỷ lệ Zn2+/S2– khác nhau. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các tinh thể nano ZnS chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm với thời gian chế tạo mẫu khác nhau. Ảnh TEM của các tinh thể nano ZnS chế tạo bằng phương pháp điện hóa siêu âm với thời gian chế tạo mẫu 30 phút và 180 phút 65 Hình 3.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu chế tạo và tính chất vật liệu cấu trúc nano ZnS" nghiên cứu về vấn đề gì?
Nghiên cứu chế tạo và tính chất của vật liệu cấu trúc nano ZnS, tập trung vào ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực vật lý và công nghệ hiện đại.
Luận án "Nghiên cứu chế tạo và tính chất vật liệu cấu trúc nano ZnS" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Năm bảo vệ: 2012.
Luận án "Nghiên cứu chế tạo và tính chất vật liệu cấu trúc nano ZnS" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu chế tạo và tính chất vật liệu cấu trúc nano ZnS" thuộc chuyên ngành Vật lý Chất rắn. Danh mục: Vật Lý Chất Rắn.
Luận án "Nghiên cứu chế tạo và tính chất vật liệu cấu trúc nano ZnS" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu chế tạo và tính chất vật liệu cấu trúc nano ZnS" có 164 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu chế tạo và tính chất vật liệu cấu trúc nano ZnS" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.