Nghiên cứu khả năng hấp thụ ánh sáng và sinh nhiệt của màng vật liệu TiN và ZrN

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: LÍ THUYẾT

1.1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TiN VÀ VẬT LIỆU ZrN

1.1.1. MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU TiN VÀ VẬT LIỆU ZrN

1.1.2. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU TiN VÀ VẬT LIỆU ZrN

1.2. ĐẶC TÍNH QUANG NHIỆT PLASMONIC CỦA VẬT LIỆU TiN, VẬT LIỆU ZrN

1.2.1. LÍ THUYẾT CỘNG HƯỞNG PLASMON VÀ HIỆU ỨNG QUANG NHIỆT

1.2.2. ĐẶC TÍNH QUANG NHIỆT PLASMONIC CỦA VẬT LIỆU TiN, VẬT LIỆU ZrN

1.3. MỘT SỐ KĨ THUẬT TẠO MÀNG VẬT LIỆU

1.3.1. KĨ THUẬT PHỦ NHÚNG (DIP-COATING)

1.3.2. KĨ THUẬT QUAY PHỦ (SPIN-COATING)

1.3.3. KĨ THUẬT PHỦ TRẢI (DOCTOR BLADING)

1.3.4. KĨ THUẬT PHUN PHỦ (SPRAY COATING)

1.3.5. MỘT SỐ KĨ THUẬT KHÁC

1.3.5.1. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ CHẾ TẠO MẪU

1.3.5.2. QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM

1.3.5.2.1. QUY TRÌNH PHUN PHỦ TẠO MẪU TRÊN ĐẾ TÔN XI MĂNG

1.3.5.2.2. QUY TRÌNH PHỦ TRẢI TẠO MẪU TRÊN ĐẾ POLYME

1.3.5.2.3. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT HIỆU SUẤT HÓA HƠI NƯỚC

1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẪU

1.4.1. KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ QUÉT (SEM)

1.4.2. PHỔ NHIỀU XẠ TIA X (XRD)

1.4.3. PHỔ HẤP THỤ QUANG HỌC (UV-VIS)

1.4.4. PHỔ NHIỆT HỒNG NGOẠI (IR THERMOGRAPHY)

2. CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

2.1. ẢNH QUANG HỌC CỦA CÁC MẪU ĐƯỢC CHẾ TẠO

2.2. ẢNH SEM CỦA CÁC MẪU ĐƯỢC CHẾ TẠO

2.2.1. ẢNH SEM CỦA HẠT NANO TiN THƯƠNG MẠI VÀ MÀNG TiN TRÊN ĐẾ POLYME

2.2.2. ẢNH SEM CỦA HẠT NANO ZrN THƯƠNG MẠI VÀ MÀNG ZrN TRÊN ĐẾ TÔN XI MĂNG

2.3. PHỔ XRD CỦA CÁC MẪU ĐƯỢC CHẾ TẠO

2.4. PHỔ UV-VIS CỦA CÁC MẪU ĐƯỢC CHẾ TẠO

2.5. PHỔ NHIỆT HỒNG NGOẠI CỦA CÁC MẪU ĐƯỢC CHẾ TẠO

2.6. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT HIỆU SUẤT HÓA HƠI NƯỚC

2.6.1. HIỆU SUẤT HÓA HƠI NƯỚC CỦA MÀNG VẬT LIỆU TiN SO VỚI MẪU ĐỐI CHỨNG KHÔNG CHỨA MÀNG

2.6.2. HIỆU SUẤT HÓA HƠI NƯỚC CỦA MÀNG VẬT LIỆU TiN TRÊN ĐẾ TÔN XI MĂNG VÀ POLYME

3. CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu khả năng hấp thụ ánh sáng và sinh nhiệt

Nghiên cứu khả năng hấp thụ ánh sáng và sinh nhiệt của màng vật liệu TiN và ZrN đang trở thành một chủ đề nóng trong lĩnh vực vật liệu nano. Hai loại vật liệu này không chỉ có tính chất quang học đặc biệt mà còn hứa hẹn nhiều ứng dụng trong công nghệ năng lượng và y sinh. Việc tìm hiểu sâu về khả năng hấp thụ ánh sáng và sinh nhiệt của chúng sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho các ứng dụng thực tiễn.

1.1. Đặc điểm của vật liệu TiN và ZrN

Vật liệu TiN và ZrN đều thuộc nhóm nitrua kim loại, có cấu trúc tinh thể đặc biệt. Chúng có khả năng hấp thụ ánh sáng tốt trong vùng nhìn thấy và vùng hồng ngoại gần, giúp tăng cường hiệu suất trong các ứng dụng quang nhiệt.

1.2. Tính chất quang học của TiN và ZrN

Cả TiN và ZrN đều có tính chất quang học nổi bật, với khả năng hấp thụ ánh sáng cao. Điều này làm cho chúng trở thành những ứng viên lý tưởng cho các ứng dụng trong lĩnh vực quang điện và quang xúc tác.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu vật liệu TiN và ZrN

Mặc dù TiN và ZrN có nhiều tiềm năng, nhưng việc nghiên cứu và ứng dụng chúng vẫn gặp phải một số thách thức. Các vấn đề như độ bền, khả năng chịu nhiệt và chi phí sản xuất cần được giải quyết để tối ưu hóa hiệu suất của các vật liệu này.

2.1. Thách thức trong việc tạo màng vật liệu

Quá trình tạo màng vật liệu TiN và ZrN đòi hỏi các kỹ thuật chính xác và điều kiện môi trường nghiêm ngặt. Việc kiểm soát độ dày và tính đồng nhất của màng là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất quang nhiệt.

2.2. Chi phí sản xuất và ứng dụng thực tiễn

Chi phí sản xuất vật liệu TiN và ZrN vẫn còn cao so với các vật liệu truyền thống. Điều này hạn chế khả năng ứng dụng rộng rãi của chúng trong các lĩnh vực công nghiệp và thương mại.

III. Phương pháp nghiên cứu khả năng hấp thụ ánh sáng của TiN và ZrN

Để nghiên cứu khả năng hấp thụ ánh sáng và sinh nhiệt của màng vật liệu TiN và ZrN, nhiều phương pháp phân tích hiện đại đã được áp dụng. Các phương pháp này giúp đánh giá chính xác hiệu suất quang nhiệt của các vật liệu này.

3.1. Phương pháp phân tích quang học

Phương pháp phân tích quang học như UV-Vis giúp xác định khả năng hấp thụ ánh sáng của màng TiN và ZrN. Kết quả từ các phép đo này cung cấp thông tin quan trọng về tính chất quang học của vật liệu.

3.2. Phương pháp phân tích nhiệt

Phân tích nhiệt như nhiệt trọng kế giúp đánh giá khả năng sinh nhiệt của màng vật liệu. Điều này rất quan trọng trong việc xác định hiệu suất quang nhiệt của TiN và ZrN trong các ứng dụng thực tiễn.

IV. Ứng dụng thực tiễn của màng vật liệu TiN và ZrN

Màng vật liệu TiN và ZrN có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như năng lượng, y sinh và công nghệ nano. Việc nghiên cứu khả năng hấp thụ ánh sáng và sinh nhiệt của chúng sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho các ứng dụng này.

4.1. Ứng dụng trong năng lượng mặt trời

TiN và ZrN có thể được sử dụng trong các thiết bị thu năng lượng mặt trời nhờ khả năng hấp thụ ánh sáng tốt. Điều này giúp tăng cường hiệu suất chuyển đổi năng lượng trong các hệ thống năng lượng tái tạo.

4.2. Ứng dụng trong y sinh

Với tính chất trơ hóa học và khả năng tương thích sinh học, TiN và ZrN có thể được sử dụng làm lớp phủ cho các dụng cụ y tế, giúp tăng cường độ bền và khả năng chịu mài mòn.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu TiN và ZrN

Nghiên cứu khả năng hấp thụ ánh sáng và sinh nhiệt của màng vật liệu TiN và ZrN đang mở ra nhiều triển vọng mới. Với những ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực khác nhau, việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển các vật liệu này là rất cần thiết.

5.1. Triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu về TiN và ZrN sẽ tiếp tục được mở rộng, với mục tiêu cải thiện hiệu suất và giảm chi phí sản xuất. Điều này sẽ giúp tăng cường khả năng ứng dụng của chúng trong thực tiễn.

5.2. Đóng góp cho khoa học và công nghệ

Kết quả nghiên cứu sẽ đóng góp vào kho tàng tri thức về vật liệu plasmonic, mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu và ứng dụng trong tương lai.