Luận Văn Thạc Sĩ: Tổng Hợp Vật Liệu Màng Phân Tử Hữu Cơ Trên Nền Graphite Và Graphene Bằng Phương Pháp Điện Hóa

• Tác giả: Hoàng Văn Tình
• Người hướng dẫn: TS. Huỳnh Thị Miền Trung
• Trường học: Trường Đại học Quy Nhơn
• Chuyên ngành: Hóa vô cơ
• Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp các hệ vật liệu màng phân tử hữu cơ trên nền graphite và graphene bằng phương pháp điện hóa
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Bình Định

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ HÌNH ẢNH
• MỞ ĐẦU
• 0.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
• 0.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
• 0.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 0.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 0.5. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. GRAPHITE
• 1.2. GRAPHENE
• 1.3. VIOLOGEN
• 1.3.1. Thuộc tính oxi hóa khử
• 1.3.2. Ứng dụng của viologen

I. Vật liệu màng phân tử hữu cơ trên nền graphite và graphene

Nghiên cứu tập trung vào việc tổng hợp và phân tích các vật liệu màng phân tử hữu cơ trên nền graphite và graphene bằng phương pháp điện hóa. Các vật liệu này bao gồm DBV (Dibenzyl viologen) và các phân tử diazonium như 4-NBD và 3,5-TBD. Mục tiêu chính là khám phá tính chất điện hóa và cấu trúc bề mặt của các màng này, nhằm ứng dụng trong các lĩnh vực công nghệ cao như thiết bị vi điện tử và cảm biến.

1.1. Phương pháp điện hóa trong tổng hợp vật liệu

Phương pháp điện hóa được sử dụng để tổng hợp các vật liệu màng phân tử hữu cơ trên nền graphite và graphene. Quá trình này bao gồm việc áp dụng điện thế phù hợp để các phân tử hữu cơ hấp phụ vật lý hoặc hóa học trên bề mặt vật liệu. Các phương pháp như quét thế vòng tuần hoàn (CV) và hiển vi quét xuyên hầm điện hóa (ECSTM) được sử dụng để đặc trưng tính chất điện hóa và cấu trúc bề mặt của các màng này.

1.2. Tính chất điện hóa của vật liệu

Các vật liệu màng phân tử hữu cơ được tổng hợp bằng phương pháp điện hóa có tính chất điện hóa đặc biệt, đặc biệt là khả năng oxi hóa khử thuận nghịch. Ví dụ, DBV có ba trạng thái oxi hóa khử ổn định, cho phép nó được sử dụng làm vật liệu doping loại n cho graphene. Các phân tử diazonium cũng được nghiên cứu để tạo ra các màng đơn lớp trên graphite và graphene, nhằm cải thiện tính chất điện và quang của vật liệu.

II. Ứng dụng của vật liệu màng phân tử hữu cơ

Các vật liệu màng phân tử hữu cơ tổng hợp trên nền graphite và graphene có nhiều ứng dụng tiềm năng trong công nghệ nano và điện tử. Chúng có thể được sử dụng trong các thiết bị vi điện tử, cảm biến, và chuyển đổi năng lượng. Đặc biệt, graphene được biến tính bằng các phân tử hữu cơ có thể mở rộng vùng cấm năng lượng, làm tăng khả năng ứng dụng trong các thiết bị quang điện và bán dẫn.

2.1. Ứng dụng trong công nghệ nano

Các vật liệu màng phân tử hữu cơ được tổng hợp bằng phương pháp điện hóa có thể được sử dụng trong công nghệ nano để tạo ra các vật liệu composite có tính chất cơ học và điện học vượt trội. Ví dụ, graphene được biến tính bằng DBV có thể được sử dụng làm vật liệu doping loại n, cải thiện tính chất điện của các thiết bị nano.

2.2. Ứng dụng trong điện tử và quang điện

Các vật liệu màng phân tử hữu cơ cũng có tiềm năng lớn trong lĩnh vực điện tử và quang điện. Graphene được biến tính bằng các phân tử diazonium có thể được sử dụng để tạo ra các thiết bị bán dẫn với hiệu suất cao. Ngoài ra, các màng này cũng có thể được sử dụng trong các thiết bị cảm biến, nhờ vào tính chất điện hóa đặc biệt của chúng.

III. Phân tích và đánh giá giá trị thực tiễn

Nghiên cứu này đã chứng minh tiềm năng lớn của việc sử dụng phương pháp điện hóa để tổng hợp các vật liệu màng phân tử hữu cơ trên nền graphite và graphene. Các vật liệu này không chỉ có tính chất điện hóa và cấu trúc bề mặt đặc biệt mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực công nghệ cao. Tuy nhiên, cần thêm các nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình tổng hợp và cải thiện hiệu suất của các vật liệu này.

3.1. Giá trị khoa học

Nghiên cứu này đóng góp vào sự hiểu biết sâu hơn về tính chất điện hóa và cấu trúc bề mặt của các vật liệu màng phân tử hữu cơ trên nền graphite và graphene. Các kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển các vật liệu tiên tiến trong tương lai.

3.2. Giá trị thực tiễn

Các vật liệu màng phân tử hữu cơ được tổng hợp trong nghiên cứu này có nhiều ứng dụng thực tiễn, đặc biệt là trong lĩnh vực điện tử và công nghệ nano. Chúng có thể được sử dụng để phát triển các thiết bị bán dẫn, cảm biến, và chuyển đổi năng lượng với hiệu suất cao.