Nghiên Cứu Tổng Hợp và Biến Tính Vật Liệu Cacbon Nano Ống tại Đại Học Huế

Luận án tiến sĩ phân tích nghiên cứu tổng hợp biến tính vật liệu cacbon nano ống và ứng dụng, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm, đóng góp tri thức mới cho ngành.

Trường đại học

Đại học Huế

Chuyên ngành

Hóa Vô Cơ

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận án tiến sĩ

2018

178
10
0

Phí lưu trữ

45 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

1. MỞ ĐẦU

2. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

2.1. Vật liệu cacbon nano ống

2.2. Lý thuyết về hấp phụ

2.3. Xúc tác oxi hóa dị thể

3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Nội dung nghiên cứu

3.2. Phương pháp nghiên cứu

3.3. Thiết bị, dụng cụ và hoá chất

4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Tổng hợp vật liệu CNTs từ nguyên liệu LPG bằng phương pháp CVD

4.2. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu W/CNTs và sử dụng làm xúc tác cho phản ứng oxi hóa dibenzothiophen trong dầu mỏ

4.3. Biến tính bề mặt vật liệu cacbon nano ống và ứng dụng hấp phụ Pb(II) trong dung dịch nước

CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Vật Liệu Nano Carbon Ống Cấu Trúc Tính Chất

Vật liệu nano carbon ống (CNTs) được Iijima phát hiện năm 1991, mở ra một lĩnh vực nghiên cứu sôi động. CNTs sở hữu cấu trúc hình trụ với đường kính nanomet, được tạo thành từ một hoặc nhiều lớp graphene cuộn lại. Chúng có nhiều tính chất ưu việt như độ bền cơ học cao, khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, vượt trội so với nhiều vật liệu khác. CNTs được tìm thấy trong muội than ở điện cực âm của thiết bị hồ quang điện. "CNTs sở hữu nhiều tính chất đặc trưng hoàn hảo như khả năng dẫn điện, độ cứng cao, độ dẫn nhiệt tốt… vượt trội hơn so với nhiều vật liệu khác" (Quyên, 2018).

1.1. Cấu trúc vật liệu nano carbon ống CNTs

Cấu trúc của ống nano carbon rất đa dạng, bao gồm ống nano carbon đơn tường (SWCNTs) và ống nano carbon đa tường (MWCNTs). SWCNTs chỉ có một lớp graphene cuộn lại, trong khi MWCNTs có nhiều lớp graphene đồng trục. Cấu trúc này ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất của vật liệu. Đường kính và độ xoắn của ống cũng là những yếu tố quan trọng. Cấu trúc hình trụ rỗng tạo ra diện tích bề mặt lớn, rất quan trọng cho nhiều ứng dụng.

1.2. Tính chất điện cơ nhiệt của ống nano carbon

Tính chất của ống nano carbon phụ thuộc vào cấu trúc và kích thước. CNTs có thể dẫn điện tốt hơn đồng, bền hơn thép và dẫn nhiệt tốt hơn kim cương. Độ bền cơ học cao là do liên kết cộng hóa trị mạnh giữa các nguyên tử carbon. Tính dẫn điện và dẫn nhiệt xuất sắc là do sự di chuyển dễ dàng của các electron trong cấu trúc graphene.

II. Phương Pháp Tổng Hợp Ống Nano Carbon So Sánh Ưu Nhược

Có nhiều phương pháp tổng hợp ống nano carbon, bao gồm phóng điện hồ quang, cắt laser và lắng đọng hơi hóa học (CVD). Phương pháp CVD được sử dụng phổ biến nhất do nhiệt độ tổng hợp thấp, đơn giản, hiệu suất cao và độ tinh khiết của sản phẩm tốt. "Cho đến nay, phương pháp CVD đã được sử dụng phổ biến để tổng hợp CNTs nhờ nhiệt độ tổng hợp thấp (dưới 10000C), đơn giản, hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm cao" (Quyên, 2018). Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng.

2.1. Tổng hợp CNT bằng phương pháp CVD Chemical Vapor Deposition

Phương pháp CVD sử dụng nguồn nguyên liệu chứa carbon dạng khí, như hydrocarbon, để phân hủy ở nhiệt độ cao. Hơi carbon sau đó lắng đọng trên các hạt xúc tác kim loại, thường là Fe, Co hoặc Ni, và phát triển thành cấu trúc ống carbon. Nhiệt độ, áp suất và loại xúc tác là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng CNTs. CVD có thể tạo ra cả SWCNTs và MWCNTs.

2.2. Phương pháp hồ quang điện và cắt laser Ưu điểm và hạn chế

Phương pháp hồ quang điện và cắt laser đòi hỏi nhiệt độ rất cao (trên 3000°C), làm cho thiết bị phức tạp và sản phẩm thường lẫn nhiều tạp chất. "Nhược điểm của phương pháp hồ quang điện và cắt laser đòi hỏi nhiệt độ rất cao (trên 30000C) nên thiết bị rất phức tạp và CNTs tạo thành thường lẫn nhiều tạp chất" (Quyên, 2018). Tuy nhiên, chúng có thể tạo ra CNTs với độ tinh khiết cao nếu được kiểm soát tốt. Cần có các bước làm sạch phức tạp để loại bỏ tạp chất.

III. Biến Tính Bề Mặt CNT Tối Ưu Hóa Khả Năng Ứng Dụng

Biến tính bề mặt ống nano carbon là quá trình thay đổi tính chất hóa học của bề mặt CNTs để cải thiện khả năng phân tán, tương tác và ứng dụng của chúng. Các phương pháp biến tính phổ biến bao gồm oxy hóa, amin hóa và functional hóa. "Biến tính bề mặt vật liệu cacbon nano ống" (Quyên, 2018) giúp tăng cường khả năng liên kết với các vật liệu khác. Quá trình này mở rộng phạm vi ứng dụng của CNTs trong nhiều lĩnh vực.

3.1. Oxy hóa ống nano carbon Phương pháp và ứng dụng

Oxy hóa ống nano carbon tạo ra các nhóm chức chứa oxy trên bề mặt, như carboxyl (-COOH) và hydroxyl (-OH). Các nhóm chức này làm tăng tính ưa nước của CNTs và cho phép liên kết với các phân tử khác. Phương pháp oxy hóa thường sử dụng các axit mạnh như nitric acid (HNO3) hoặc sulfuric acid (H2SO4). Ứng dụng trong hấp phụ kim loại nặng và tạo vật liệu composite.

3.2. Amin hóa và functional hóa CNT Mục tiêu và quy trình

Amin hóa ống nano carbon gắn các nhóm amine (-NH2) lên bề mặt, tạo ra các vị trí liên kết với các phân tử sinh học. Functional hóa ống nano carbon là quá trình gắn các nhóm chức khác nhau lên bề mặt để điều chỉnh tính chất của CNTs. Quy trình thường bao gồm các phản ứng hóa học phức tạp. Ứng dụng trong y sinh học và cảm biến.

IV. Ứng Dụng CNT Trong Xúc Tác Giải Pháp Xanh Cho Công Nghiệp

Ứng dụng ống nano carbon trong xúc tác là một lĩnh vực đầy tiềm năng. CNTs có thể được sử dụng làm chất mang cho các kim loại xúc tác, tăng diện tích bề mặt và cải thiện hiệu suất xúc tác. "Việc ứng dụng vật liệu kết hợp giữa oxit tungsten và CNTs (W/CNTs) làm xúc tác cho phản ứng oxi hóa dibenzothiophen - hợp chất bền chứa lưu huỳnh - trong các sản phẩm của dầu mỏ hầu như chưa được nghiên cứu đầy đủ trên thế giới" (Quyên, 2018). Điều này góp phần vào các giải pháp xanh và bền vững cho công nghiệp.

4.1. CNT làm chất mang cho xúc tác kim loại Ưu điểm vượt trội

CNTs có diện tích bề mặt lớn, độ dẫn điện cao và khả năng phân tán tốt, làm cho chúng trở thành chất mang lý tưởng cho các xúc tác kim loại. Sự phân tán tốt của kim loại trên bề mặt CNTs giúp tăng số lượng các tâm hoạt động xúc tác. Độ dẫn điện cao của CNTs giúp tăng tốc độ truyền electron trong phản ứng xúc tác.

4.2. Ứng dụng CNT trong phản ứng oxi hóa dibenzothiophen DBT

CNTs có thể được sử dụng làm chất mang cho các oxit kim loại, như tungsten oxit (WO3), để xúc tác phản ứng oxi hóa dibenzothiophen (DBT) trong dầu mỏ. Phản ứng này giúp loại bỏ lưu huỳnh khỏi dầu mỏ, giảm ô nhiễm môi trường. "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu W/CNTs và ứng dụng loại dibenzothiophen ra khỏi dầu mỏ cần được triển khai" (Quyên, 2018).

V. CNT Hấp Phụ Kim Loại Nặng Giải Pháp Xử Lý Ô Nhiễm Nước

Ứng dụng CNT trong hấp phụ kim loại nặng là một giải pháp hiệu quả để xử lý ô nhiễm nước. CNTs có diện tích bề mặt lớn và khả năng liên kết với các ion kim loại, giúp loại bỏ chúng khỏi nước. "Các vật liệu hấp phụ như zeolit, cacbon hoạt tính và cả CNTs đã được nhiều nhà khoa học chứng minh về khả năng hấp phụ rất hiệu quả đối với kim loại nặng nhờ diện tích bề mặt lớn" (Quyên, 2018). Quá trình này góp phần bảo vệ nguồn nước và sức khỏe cộng đồng.

5.1. Cơ chế hấp phụ kim loại nặng trên bề mặt CNT

Cơ chế hấp phụ kim loại nặng trên bề mặt CNT bao gồm hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học. Hấp phụ vật lý dựa trên lực Van der Waals, trong khi hấp phụ hóa học dựa trên liên kết hóa học giữa ion kim loại và các nhóm chức trên bề mặt CNT. pH, nhiệt độ và nồng độ ion kim loại ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ.

5.2. Nghiên cứu hiệu quả hấp phụ Pb II bằng CNT biến tính

Nghiên cứu cho thấy CNT biến tính bằng oxy hóa có khả năng hấp phụ Pb(II) hiệu quả từ dung dịch nước. Các nhóm chức chứa oxy trên bề mặt CNT tăng cường khả năng liên kết với ion Pb(II). "Vì thế, cần nghiên cứu làm rõ khả năng hấp phụ kim loại nặng đối với vật liệu CNTs được tổng hợp trong điều kiện không sử dụng khí hidro" (Quyên, 2018).

VI. Tương Lai Vật Liệu Nano Carbon Ống Hướng Nghiên Cứu Mới

Nghiên cứu về vật liệu nano carbon ống vẫn đang tiếp tục phát triển với nhiều hướng đi mới. Các nhà khoa học đang tập trung vào việc cải thiện phương pháp tổng hợp, biến tính và ứng dụng CNTs. "Ở Việt Nam, một số công trình nghiên cứu về vật liệu cacbon nano ống đã và đang được triển khai, song đa số là những nghiên cứu ứng dụng vật liệu" (Quyên, 2018). Điều này hứa hẹn mang lại nhiều đột phá trong tương lai.

6.1. Phát triển phương pháp tổng hợp CNT thân thiện môi trường

Một trong những hướng nghiên cứu quan trọng là phát triển các phương pháp tổng hợp CNT thân thiện với môi trường, giảm thiểu sử dụng các hóa chất độc hại và tiêu thụ năng lượng. Sử dụng các nguồn carbon tái tạo và xúc tác không độc hại là những mục tiêu quan trọng. Nghiên cứu tổng hợp CNT không sử dụng khí hidro là một ví dụ.

6.2. Ứng dụng CNT trong các lĩnh vực mới Năng lượng y sinh

CNTs đang được nghiên cứu ứng dụng trong nhiều lĩnh vực mới, như lưu trữ năng lượng, cảm biến sinh học và y học tái tạo. Sử dụng CNTs trong pin mặt trời, siêu tụ điện và pin lithium-ion. Ứng dụng CNTs trong chẩn đoán và điều trị bệnh, cũng như trong kỹ thuật mô.

09/06/2025
Luận án tiến sĩ nghiên cứu tổng hợp biến tính vật liệu cacbon nano ống và ứng dụng

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Năm 1991, vật liệu cacbon nano ống (carbon nanotubes - CNTs) được phát hiện bởi nhà nghiên cứu Nhật Bản - Iijima khi ông điều chế fulleren (một dạng thù hình của cacbon có cấu trúc hình cầu - C60) bằng cách phóng điện hồ quang trong môi trường khí trơ. CNTs sở hữu nhiều tính chất đặc trưng hoàn hảo như khả năng dẫn điện, độ cứng cao, độ dẫn nhiệt tốt… vượt trội hơn so với nhiều vật liệu khác [69]. CNTs được tìm thấy trong đám muội than ở điện cực âm của thiết bị hồ quang điện, chúng có cấu trúc hình trụ với đường kính cỡ nanomet được tạo bởi một hay nhiều tấm graphen (lớp đơn nguyên tử gồm các nguyên tử cacbon lai hóa sp2 được sắp xếp thành các vòng lục giác) cuộn tròn lại [69]. Như vậy, phóng điện hồ quang là một trong những phương pháp được sử dụng để tổng hợp loại vật liệu này.

Kể từ khi được phát hiện, CNTs đã trở thành một trong những lĩnh vực nghiên cứu khoa học sôi động bậc nhất. Sau đó, năm 1994, Guo và cộng sự [61] đã sử dụng phương pháp cắt laser để tổng hợp CNTs từ hơi cacbon. Nhược điểm của phương pháp hồ quang điện và cắt laser đòi hỏi nhiệt độ rất cao (trên 30000C) nên thiết bị rất phức tạp và CNTs tạo thành thường lẫn nhiều tạp chất và thường tạo thành đám làm cản trở bước làm sạch và những ứng dụng sau đó. Phương pháp thứ ba đã được Endo [47] sử dụng để tổng hợp CNTs vào năm 1993 là lắng đọng hơi hóa học (Chemical Vapour Deposition-CVD).

Cho đến nay, phương pháp CVD đã được sử dụng phổ biến để tổng hợp CNTs nhờ nhiệt độ tổng hợp thấp (dưới 10000C), đơn giản, hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm cao [146]. Khi sử dụng phương pháp CVD để tổng hợp CNTs, nguồn nguyên liệu chứa cacbon dạng khí như các hidrocacbon sẽ bị phân hủy ở nhiệt độ xác định và hơi cacbon được lắng đọng trên các hạt xúc tác thường là những kim loại chuyển tiếp như Fe, Co hay Ni và phát triển thành cấu trúc ống cacbon [43], [46]. Để có được xúc tác kim loại, trước đây, hầu như tất cả các nghiên cứu trên thế giới đều sử dụng một lượng lớn hidro làm nguồn khử xúc tác từ oxit thành kim loại [36], [37], [52], 2 [80], [115], [122], [155] trước khi tiến hành quá trình phân hủy hidrocacbon và duy trì dòng khí hidro trong suốt quá trình tổng hợp với vai trò tạo môi trường khử ngăn sự oxi hóa CNTs tạo thành. Một số rất ít các nghiên cứu không sử dụng khí hidro nguyên liệu trong quá trình tổng hợp nhưng với xúc tác là Co và Ni là chủ yếu [97], [98].

Vì lượng khí hidro cần cho quá trình khử khá lớn nên sản phẩm CNTs tạo thành có giá thành cao và đặc biệt làm tăng mức độ nguy hiểm khi vận hành thiết bị có chứa khí hidro ở nhiệt độ cao trong thời gian dài, do vậy quá trình tổng hợp CNTs vẫn cần được kiểm soát rất chặt chẽ. Ở Việt Nam, một số công trình nghiên cứu về vật liệu cacbon nano ống đã và đang được triển khai, song đa số là những nghiên cứu ứng dụng vật liệu như nghiên cứu hiệu ứng gia cường của ống nano cacbon đối với vật liệu polyme [7], ứng dụng làm cảm biến khí [64], [68], [78], hay khả năng tích trữ hidro điện hóa [9], xác định vết chì (Pb), indi (In) và cadimi (Cd) bằng phương pháp von-ampe hòa tan anot sử dụng điện cực paste ống nanocacbon biến tính bằng Bi2O3 [6], một số các nghiên cứu tổng hợp CNTs như nhóm nghiên cứu của Huỳnh Anh Hoàng, Nguyễn Hữu Phú và Nguyễn Đình Lâm đã đưa ra những điều kiện tối ưu hóa tổng hợp ống nano cacbon từ khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) bằng phương pháp CVD với sự có mặt của khí H2 [3]. Do vậy, những nghiên cứu tổng hợp CNTs không sử dụng khí hidro là rất cần thiết. Dầu mỏ là một trong những nhiên liệu hóa thạch quan trọng nhất của xã hội hiện đại, được sử dụng cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Tuy nhiên, việc chế biến và sử dụng các sản phẩm của dầu mỏ cũng cần được kiểm soát, do trong dầu mỏ luôn tồn tại một thành phần không mong muốn là các hợp chất chứa lưu huỳnh (thiophen, benzothiophen, dibenzothiophen, mercaptan, sunfua…). Khi cháy, các hợp chất này sẽ tạo ra khí sunfurơ là khí độc, gây ô nhiễm môi trường và gây hại đối với sức khỏe con người và động vật. Do vậy, hàm lượng lưu huỳnh trong các sản phẩm dầu mỏ trên thế giới hiện nay đang được quy định ngày càng nghiêm ngặt. Tiêu chuẩn Euro V là tiêu chuẩn cao nhất hiện nay với quy định hàm lượng lưu huỳnh trong diezen dưới 10 ppm.

Việt Nam dự kiến vào năm 2021 sẽ áp dụng Tiêu chuẩn Euro V cho các sản phẩm dầu mỏ sử dụng trong nước. Do vậy, những 3 nghiên cứu để giảm hàm lượng lưu huỳnh trong các sản phẩm dầu mỏ đến mức mong muốn vẫn luôn cấp thiết không chỉ trên thế giới, mà cả ở Việt Nam. Phương pháp oxi hóa lưu huỳnh (oxidative desulfurization-ODS) đã được thừa nhận là một trong những phương pháp hiệu quả để loại lưu huỳnh trong dầu mỏ [149]. Tungsten oxit tinh khiết hay tungsten oxit phủ trên các chất mang như SiO2, MCM41, MIL101… đã được khẳng định là một xúc tác dị thể hiệu quả cho quá trình tách loại lưu huỳnh ra khỏi dầu mỏ bằng phản ứng oxi hóa.

Tuy nhiên, hiệu suất loại sâu lưu huỳnh vẫn chưa đáp ứng được [10], [82], [107], [156], [160]. Với diện tích bề mặt cực lớn và khả năng chuyển điện tử tốt, CNTs hứa hẹn là loại chất mang hiệu quả để phân bố và làm tăng hoạt tính của các tâm xúc tác oxit tungsten. Việc ứng dụng vật liệu kết hợp giữa oxit tungsten và CNTs (W/CNTs) làm xúc tác cho phản ứng oxi hóa dibenzothiophen - hợp chất bền chứa lưu huỳnh - trong các sản phẩm của dầu mỏ hầu như chưa được nghiên cứu đầy đủ trên thế giới. Do vậy, nghiên cứu tổng hợp vật liệu W/CNTs và ứng dụng loại dibenzothiophen ra khỏi dầu mỏ cần được triển khai.

Ô nhiễm kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, Zn, Hg, As, Cr, Ni…) trong môi trường nước hiện nay vẫn đang là vấn đề được đặc biệt quan tâm không chỉ đối với các nhà khoa học mà đối với tất cả mọi người dân ở Việt Nam, cũng như trên thế giới. Các vật liệu hấp phụ như zeolit, cacbon hoạt tính và cả CNTs đã được nhiều nhà khoa học chứng minh về khả năng hấp phụ rất hiệu quả đối với kim loại nặng nhờ diện tích bề mặt lớn. Vì thế, cần nghiên cứu làm rõ khả năng hấp phụ kim loại nặng đối với vật liệu CNTs được tổng hợp trong điều kiện không sử dụng khí hidro. Xuất phát từ các vấn đề trên, luận án với tên ″Nghiên cứu tổng hợp, biến tính vật liệu cacbon nano ống và ứng dụng″ được thực hiện nhằm mục đích (i) tổng hợp được vật liệu CNTs từ LPG khi có và không sử dụng H2 trong giai đoạn khử xúc tác, (ii) biến tính được vật liệu CNTs đã tổng hợp được để ứng dụng hấp phụ kim loại nặng trong nước và xúc tác loại lưu huỳnh trong dầu mỏ.

Để đạt được mục đích đó, các nội dung nghiên cứu bao gồm: - Điều chế chất xúc tác cho quá trình tổng hợp CNTs bằng phương pháp CVD; 4 - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành và phát triển CNTs; - Xác định một số đặc trưng của vật liệu CNTs tổng hợp được bằng những phương pháp hóa lý hiện đại; - Nghiên cứu tổng hợp vật liệu W/CNTs từ CNTs tổng hợp được và ứng dụng loại dibenzothiophen (hợp chất chứa lưu huỳnh trong dầu mỏ) ra khỏi mẫu dầu mỏ mô hình; - Nghiên cứu biến tính bề mặt vật liệu CNTs tổng hợp được bằng phương pháp oxi hóa và ứng dụng hấp phụ ion kim loại nặng (Pb(II) và Cu(II)) trong dung dịch nước. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1. Vật liệu cacbon nano ống 1. Cấu trúc của vật liệu cacbon nano ống Cacbon nano ống (carbon nanotubes - CNTs) là một dạng thù hình của cacbon được tạo thành bởi một hay nhiều tấm graphen (tấm cacbon phẳng có độ dày một nguyên tử gồm những nguyên tử C-sp2 liên kết với nhau trong mạng lưới lục giác) cuộn tròn lại thành cấu trúc hình trụ liền với đường kính cỡ nanomet và được gắn kín hai đầu bằng hai bán cầu fulleren có cùng đường kính [69].

Tùy thuộc vào cách cuộn những tấm graphen mà CNTs có thể nhận một trong ba dạng cấu trúc là kiểu ghế bành (armchair), zic zac (zigzag) hoặc chiral (hình 1. Ba dạng cấu trúc của CNTs. Vật liệu CNTs có hai dạng chính: cacbon nano ống đơn tường (single-walled carbon nanotubes - SWCNTs) và cacbon nano ống đa tường (multi-walled carbon nanotubes - MWCNTs) (hình 1. Cacbon nano ống đa tường lần đầu tiên được phát hiện bởi Iijima vào năm 1991 khi quan sát sản phẩm phụ của quá trình phóng điện hồ quang trên thiết bị hiển vi điện tử truyền qua (TEM) [30], [69].

Khoảng 2 năm sau đó, ông cũng đã quan sát được cacbon nano ống đơn tường. 6 Một ống cacbon nano đơn tường là một tấm graphen cuộn lại thành hình trụ với đường kính khoảng 1,4 nm. Chiều dài của ống có thể lên đến hàng trăm micromet hay đến centimet. Cacbon nano ống đơn tường (A) và đa tường (B).

Một ống cacbon nano đơn tường được đặc trưng bởi đường kính của ống (d) và góc  (góc chiral) - góc giữa vectơ chiral (Ch) và vectơ cơ sở a1 của mạng hai chiều graphit (hình 1. Vectơ chiral được tính thông qua các vectơ cơ sở a1 và a2 và cặp số nguyên (n, m) quy định mối quan hệ giữa vectơ Ch với các vectơ cơ sở a1 và a2 của mạng graphit theo hệ thức: Ch = ma1 + na2 (0 ≤ n ≤ m). Góc  giữa vectơ Ch và vectơ a1 có giá trị 0o ≤  ≤ 30o là góc nghiêng của hình lục giác của thành ống so với trục của ống. Với giá trị n, m và  khác nhau sẽ tạo nên ba dạng cấu trúc khác nhau của ống là ghế bành, zic zac và xoăn như trình bày ở hình 1.

 = 0o, (m,n) = (p,0), với p là số nguyên thì ta có cấu trúc zic zac.  = ± 30o, (m,n) = (2p,-p) hoặc (p,p) ta có dạng ghế bành. MWCNTs có đường kính lớn hơn SWCNTs. Hai mô hình được dùng để mô tả cấu trúc của MWCNTs là mô hình Russian Doll và Parchment.

Mô hình Russian Doll cho rằng các tấm graphit được sắp xếp thành các ống hình trụ đồng tâm, còn mô hình Parchment thì cho rằng một tấm graphit cuộn lại thành nhiều vòng.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Nghiên Cứu Vật Liệu Cacbon Nano Ống: Tổng Hợp, Biến Tính và Ứng Dụng" cung cấp cái nhìn sâu sắc về các phương pháp tổng hợp và biến tính vật liệu cacbon nano ống, cùng với những ứng dụng tiềm năng của chúng trong nhiều lĩnh vực như điện tử, y học và vật liệu composite. Bài viết không chỉ giúp người đọc hiểu rõ hơn về cấu trúc và tính chất của vật liệu này mà còn chỉ ra những lợi ích mà nó mang lại, từ khả năng dẫn điện tốt đến tính bền vững trong môi trường.

Để mở rộng kiến thức của bạn về các vật liệu tiên tiến, bạn có thể tham khảo tài liệu Luận văn chấm lượng tử quantum dots tổng hợp khảo sát một số tính chất vật lý và tiềm năng ứng dụng, nơi bạn sẽ tìm thấy thông tin về chấm lượng tử và ứng dụng của chúng trong công nghệ hiện đại. Ngoài ra, tài liệu Luận án tiến sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của sự biến đổi bề mặt một số khoáng chất đến tương tác pha và tính chất cơ lý của vật liệu tổ hợp trên cơ sở nhựa nền polypropylen sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về sự biến đổi bề mặt và ảnh hưởng của nó đến tính chất vật liệu. Cuối cùng, tài liệu Luận văn thạc sĩ điều chế và khảo sát ứng dụng của vật liệu hấp thụ từ vỏ sầu riêng sẽ mang đến cho bạn cái nhìn về các vật liệu hấp thụ và ứng dụng của chúng trong thực tiễn. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng hiểu biết và khám phá thêm nhiều khía cạnh thú vị trong lĩnh vực vật liệu.