Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu công nghệ chế tạo, đặc trưng tính chất của ống nano cacbon định hướng (vuông góc, nằm ngang)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------o0o---------- Vương Thị Quỳnh Phương NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO, ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA ỐNG NANO CACBON ĐỊNH HƯỚNG (VUÔNG GÓC, NẰM NGANG) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------o0o--------- Vương Thị Quỳnh Phương NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO, ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA ỐNG NANO CACBON ĐỊNH HƯỚNG (VUÔNG GÓC, NẰM NGANG) Chuyên ngành: Vật lí Chất rắn Mã số: 60440104 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN VĂN CHÚC Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Nguyễn Văn Chúc, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn tới Ths.Cao Thị Thanh người đã nhiệt tình giúp đỡ, chỉ bảo những kinh nghiệm và cho những lời khuyên quý giá để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà nội đã trang bị những tri thức khoa học và tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các cán bộ của Phòng Vật liệu cacbon nanô, Viện Khoa học vật liệu đã tạo điều kiện thuận lợi về trang thiết bị và giúp đỡ tôi nhiệt tình trong quá trình thực hiện luận văn. Luận văn này được hỗ trợ từ nguồn kinh phí của đề tài nghiên cứu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, mã số: VAST 0.3.06/14-15, đề tài nghiên cứu mã số VAST.HTQT.Nga.10/12-13 và đề tài nghiên cứu cơ bản Nafosted, mã số: 103.99-2012.15 do TS. Nguyễn Văn Chúc chủ trì. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ to lớn này. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới những người thân trong gia đình, tất cả bạn bè thân thiết đã ủng hộ, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Hà Nội, tháng 12 năm 2014 Học viên Vương Thị Quỳnh Phương MỤC LỤC MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1 Chương 1. TỔNG QUAN...........................................................................................3 1.1 Lịch sử ra đời và cấu trúc của ống nano cacbon (CNTs) ..................................3 1.1.1 Lịch sử ra đời của CNTs .............................................................................3 1.1.2 Cấu trúc của ống nanô cacbon.....................................................................5 1.2. Một số tính chất của CNTs...............................................................................7 1.2.1 Tính chất cơ.................................................................................................7 1.2.2 Tính dẫn điện...............................................................................................8 1.2.3 Tính dẫn nhiệt..............................................................................................8 1.3 Cơ chế mọc của CNTs......................................................................................9 1.4 Một số phương pháp chế tạo ống nano cacbon ...............................................11 1.4.1 Phương pháp hồ quang điện......................................................................11 1.4.2 Phương pháp bốc bay laser........................................................................12 1.4.3 Phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học (phương pháp CVD nhiệt).......13 1.5 Một số ứng dụng của CNTs.............................................................................15 1.5.1 Transistor hiệu ứng trường........................................................................15 1.5.2 Ứng dụng trong xử lý nước.......................................................................16 1.5.3 Ứng dụng trong cảm biến..........................................................................16 1.5.4 Tích trữ năng lượng: Pin ...........................................................................17 1.5.5 Ứng dụng phát xạ trường ..........................................................................18 1.5.6 Ứng dụng CNTs mọc trên các tips làm đầu dò.........................................20 Chương 2. THỰC NGHIỆM.....................................................................................20 2.1 Hệ thiết bị CVD nhiệt......................................................................................20 2.1.1 Lò nhiệt Furnace UP 150...........................................................................21 2.1.2 Bộ điều khiển điện tử GMC 1200 và Flowmeter MFC SEC-E40 ............23 2.2 Chuẩn bị chất xúc tác và đế.............................................................................24 2.2.1 Chuẩn bị chất xúc tác ................................................................................24 2.2.2 Chuẩn bị đế................................................................................................24 2.3 Quy trình chế tạo ống nano cacbon .................................................................26 2.3.1 Quy trình chế tạo ống nano cacbon định hướng nằm ngang (UL-CNTs)26 2.3.2. Quy trình chế tạo ống nano cacbon định hướng vuông góc (VA-CNTs) 28 2.4 Phương pháp khảo sát......................................................................................29 2.4.1 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM).........................................29 2.4.2 Phổ tán xạ Raman......................................................................................30 2.4.3 Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM).....................................................33 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................35 3.1 Kết quả chế tạo ống nano cacbon định hướng nằm ngang (UL-CNTs).........35 3.1.1 Phương pháp CVD nhiệt nhanh ................................................................35 3.1.2 Ảnh hưởng của các thông số lên quá trình mọc UL – CNTs....................38 3.2 Kết quả chế tạo ống nano cacbon định hướng vuông góc (VA-CNTs)...........44 3.2.1 Ảnh hưởng của phương pháp phủ hạt xúc tác trên đế Si/SiO2..................44 3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch chứa hạt xúc tác Fe3O4.....................46 3.2.3 Ảnh hưởng của hơi nước trong quá trình mọc CNTs................................47 KẾT LUẬN...............................................................................................................52 CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ .......................................................................................53 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................54 ... - tailieumienphi.vn