Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu chế tạo ống nano cacbon bằng phương pháp CVD ứng dụng làm cảm biến khí NH3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN QUANG LỊCH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO ỐNG NANO CACBON BẰNG PHƯƠNG PHÁP CVD ỨNG DỤNG LÀM CẢM BIẾN KHÍ NH3 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN QUANG LỊCH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO ỐNG NANO CACBON BẰNG PHƯƠNG PHÁP CVD ỨNG DỤNG LÀM CẢM BIẾN KHÍ NH3 Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 62440123 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS Nguyễn Hữu Lâm Hà Nội – 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Hữu Lâm. Các dữ liệu và kết quả đo đạc, nghiên cứu đưa ra trong luận án hoàn toàn trung thực. Những kết luận của luận án chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả Nguyễn Quang Lịch LỜI CẢM ƠN Luận án này được thực hiện và hoàn thành tại Bộ môn Vật liệu Điện tử thuộc Viện Vật lý Kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Lời đầu tiên tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Hữu Lâm, người thầy đã tận tình hướng dẫn, hết lòng giúp đỡ động viên trong suốt thời gian tác giả làm nghiên cứu, hoàn thành luận án này. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Vật liệu Điện tử: GS.TS Nguyễn Đức Chiến, PGS.TS Phan Quốc Phô, PGS.TS Lê Tuấn, PGS.TS Đặng Đức Vượng, TS Trương Thị Ngọc Liên, TS Nguyễn Công Tú, … đã giúp đỡ nhiệt tình, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian làm luận án. Tác giả trân trọng cám ơn Vụ Công nghệ cao, Bộ Khoa học và Công nghệ cùng các đồng nghiệp, đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong thời gian thực hiện luận án. Xin cảm ơn NCS Nguyễn Đắc Diện, NCS Nguyễn Thị Thúy những người bạn cùng đồng hành trong bước đường khoa học đã cùng nhau chia sẻ những khó khăn và các hoạt động trong cuộc sống hàng ngày. Cảm ơn KS Lý Tuấn Anh, KS Vũ Tiến Đạt cùng một số bạn sinh viên trong Viện VLKT đã cùng tác giả tiến hành các thí nghiệm tổng hợp mẫu nanô các bon và nghiên cứu khảo sát đặc trưng nhạy khí của vật liệu. Cuối cùng tác giả xin cám ơn gia đình, người thân và bạn bè đã động viên cổ vũ để tôi hoàn thành luận án này. Hà Nội, ngày..…tháng..…năm 2016 Tác giả Nguyễn Quang Lịch MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU............................................................... 1 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.......................................................................................... 2 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ.......................................................................... 3 MỞ ĐẦU............................................................................................................................. 10 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ỐNG NANÔ CÁC BON 1.1 Giới thiệu về ống nanô các bon.................................................................................13 1.1.1 Lịch sử phát hiện ................................................................................................13 1.1.2 Cấu trúc của ống nanô các bon...........................................................................15 1.2 Một số tính chất của ống nanô các bon .....................................................................17 1.2.1 Tính chất cơ học.................................................................................................17 1.2.2 Tính chất điện.....................................................................................................18 1.2.3 Tính chất nhạy khí và khả năng hấp phụ............................................................20 1.3 Cơ chế hình thành ống nanô các bon.........................................................................22 1.3.1 Cơ chế hình thành CNT không có hỗ trợ xúc tác...............................................22 1.3.2 Cơ chế hình thành CNT có sự hỗ trợ của hạt xúc tác.........................................23 1.4 Một số phương pháp tổng hợp ống nanô các bon......................................................24 1.4.1 Phương pháp phóng điện hồ quang....................................................................24 1.4.2 Phương pháp tổng hợp bằng chùm tia laze.........................................................25 1.4.3 Phương pháp nghiền bi và ủ nhiệt......................................................................26 1.4.4 Phương pháp lắng đọng hóa học pha hơi (CVD) ...............................................26 1.5 Một số phương pháp làm sạch CNT..........................................................................28 1.5.1 Làm sạch bằng phương pháp hóa học ................................................................28 1.5.2 Làm sạch bằng phương pháp vật lý....................................................................29 1.6 Các phương pháp khảo sát cấu trúc vật liệu CNT.....................................................30 1.6.1 Phổ micrô Raman của CNT................................................................................30 1.6.2 Kính hiển vi điện tử............................................................................................32 1.7 Một số ứng dụng của CNT........................................................................................33 1.7.1 Ứng dụng làm nguồn phát xạ điện tử.................................................................33 1.7.2 Ứng dụng làm linh kiện tích trữ năng lượng......................................................34 1.7.3 Ứng dụng CNT làm vật liệu gia cường composite.............................................35 ... - tailieumienphi.vn