Nghiên cứu tổng hợp, tính chất của vật liệu TiO2 đơn pha và ứng dụng trong chế tạo nanocomposite PPy/TiO2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN TRỌNG TÙNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU TiO2

ĐƠN PHA VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO

NANOCOMPOSITE PPy/TiO2

LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ KỸ THUẬT

Hà Nội – 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN TRỌNG TÙNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU TiO2

ĐƠN PHA VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO

NANOCOMPOSITE PPy/TiO2

Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật

Mã số: 62520401

LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS DƯƠNG NGỌC HUYỀN

Hà Nội – 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình riêng của tôi dưới sự hướng dẫn của

PGS.TS. Dương Ngọc Huyền. Các kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa

được ai công bố trong bất kỳ công trình luận án nào khác.

Giáo viên hướng dẫn

PGS.TS. Dương Ngọc Huyền

Hà Nội, ngày tháng năm

Tác giả luận án

Nguyễn Trọng Tùng

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc của mình tới thầy hướng

dẫn khoa học PGS.TS. Dương Ngọc Huyền. Thầy là người đã gợi mở cho tôi các ý tưởng

khoa học, luôn tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án.

Đồng thời tôi cũng xin cảm ơn đến các thầy, cô, anh, chị trong Bộ môn Quang

học & Quang điện tử - Viện Vật lý Kỹ thuật - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã

nhiệt tình chỉ bảo tôi về trang thiết bị thí nghiệm, các kỹ thuật phân tích và có những

góp ý xây dựng để tôi hoàn thành luận án của mình.

Qua đây tôi xin trân trọng cảm ơn tới Ban Giám hiệu, Viện Đào tạo Sau đại

học, Viện Vật lý Kỹ thuật - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho

tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo, anh, chị, em và các bạn

đồng nghiệp Trường Cao đẳng Truyền hình – Đài Truyền hình Việt Nam đã tạo điều

kiện, giúp đỡ và động viên để tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này.

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, những người thân luôn động

viên về tinh thần, thời gian và vật chất để tôi có động lực trong công việc nghiên cứu

khoa học.

Hà Nội, ngày tháng năm

Tác giả luận án

Nguyễn Trọng Tùng

i

MỤC LỤC

MỤC LỤC...................................................................................................................i

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ...............................................iii

DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................iv

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ.................................................................v

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ............................................................5

1.1. TiO2 và ứng dụng..........................................................................................5

1.1.1. Cấu trúc của vật liệu TiO2 ......................................................................5

1.1.2. Phản ứng quang xúc tác .........................................................................8

1.1.3. Chế tạo vật liệu nano TiO2 ...................................................................11

1.1.4. Ứng dụng của vật liệu TiO2 .................................................................16

1.1.5. Tình hình nghiên cứu ...........................................................................17

1.2. Nanocomposite nền polyme dẫn điện và ứng dụng....................................20

1.2.1. Giới thiệu vật liệu nanocomposite .......................................................20

1.2.2. Giới thiệu Polyme dẫn..........................................................................22

1.2.3. Chế tạo vật liệu Polyme dẫn.................................................................28

1.2.4. Nanocomposite nền polyme dẫn ..........................................................29

1.2.5. Ứng dụng của nanocomposite nền PPy................................................32

1.2.6. Tình hình nghiên cứu ...........................................................................34

Kết luận chương 1.................................................................................................37

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐẶC

TRƯNG VẬT LIỆU.................................................................................................38

2.1. Tổng hợp vật liệu ........................................................................................38

2.1.1. Chế tạo vật liệu nano TiO2 ...................................................................38

2.1.2. Chế tạo vật liệu Polyme dẫn.................................................................39

2.2. Phương pháp nghiên cứu hình thái và cấu trúc của vật liệu .......................40

2.2.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X .........................................................................40

2.2.2. Hiển vi điện tử quét..............................................................................42

2.2.3. Hiển vi điện tử truyền qua....................................................................42

2.2.4. Phổ Hồng ngoại....................................................................................43

2.2.5. Phổ tán xạ Raman.................................................................................44

2.3. Phương pháp nghiên cứu tính chất điện, nhiệt của vật liệu ........................46

ii

2.3.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của môi trường lên độ dẫn..............................46

2.3.2. Khảo sát tính chất nhiệt của vật liệu ....................................................47

Kết luận chương 2.................................................................................................48

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU SỰ TẠO THÀNH PHA VẬT LIỆU TiO2..............49

3.1. Mở đầu ........................................................................................................49

3.2. Ảnh hưởng của nồng độ HCl trong môi trường phản ứng..........................49

3.3. Kết quả giản đồ nhiễu xạ tia X....................................................................54

3.4. Kết quả phổ tán xạ Raman..........................................................................64

3.5. Kết quả khảo sát hiển vi điện tử..................................................................68

3.5.1. Vật liệu TiO2 huyền phù ......................................................................68

3.5.2. Vật liệu TiO2 kết tủa ............................................................................71

3.5.3. Vật liệu TiO2 pha anatase và rutile ......................................................72

3.6. Quá trình chuyển pha ..................................................................................78

Kết luận chương 3.................................................................................................81

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VẬT LIỆU NANOCOMPOSITE

PPy/TiO2 ...................................................................................................................82

4.1. Mở đầu ........................................................................................................82

4.2. Kết quả hiển vi điện tử................................................................................82

4.2.1. Vật liệu nanocomposite PPy/TiO2 pha anatase....................................82

4.2.2. Vật liệu nanocomposite PPy/TiO2 pha rutile .......................................84

4.3. Khảo sát phổ tán xạ Raman, FTIR, UV-Vis...............................................87

4.4. Khảo sát sự ảnh hưởng của môi trường lên độ dẫn ....................................92

4.4.1. Ảnh hưởng của khí oxy........................................................................92

4.4.2. Ảnh hưởng của tia tử ngoại..................................................................99

4.4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ .....................................................................101

Kết luận chương 4...............................................................................................107

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................108

TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................110

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .................121

iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu Tên tiếng Việt Tên tiếng Anh

ADN Phân tử mang thông tin di truyền Axit Deoxyribo Nucleic

CB Vùng dẫn Conduction band

CNTs Ống carbon nano Carbon nanotubes

Dopant Chất pha tạp Dopant

Doping Quá trình pha tạp Doping

DSC Phân tích nhiệt quét vi sai Differential scanning calorimetry

DSSC Tế bào năng lượng mặt trời

nhuộm nhạy sáng Dye Sensitized Solar Cell

FFT Ảnh biến đổi Fourier nhanh Fast Fourier Transform

FTIR Quang phổ hồng ngoại chuyển

đổi Fourier

Fourier transform infrared

spectroscopy

HOMO Mức năng lượng cao nhất đã điền

đầy điện tử

Highest Occupied Molecular

Orbital

HRTEM Hiển vi điện tử truyền qua phân

giải cao

High-resolution Transmission

Electron Microcope

I2 Iốt Iodine

ITO In2O3 pha tạp SnO2 Indium-Tin Oxide

LED Đèn led Light emitting diode

LUMO Mức năng lượng thấp nhất chưa

điền đầy điện tử

Lowest Unoccupied Molercular

Orbital

PA Polyacetylene Polyacetylene

PANi Polyaniline Polyaniline

PEDOT Polyethylenedioxythiophene Polyethylenedioxythiophene

PPy Polypyrrole Polypyrrole

PT Polythiophene Polythiophene

PVC Polyvinylchloride Polyvinylchloride

SEM Hiển vi điện tử quét Scanning Electron Microscope

SWNTs Ông carbon nano đơn vách Single-walled carbon nanotubes

TEM Hiển vi điện tử truyền qua Transmission Electron Microscope

UV-vis Phổ tử ngoại và khả kiến Ultraviolet-Visible

VB Vùng hóa trị Valence band

XRD Nhiễu xạ tia X X-ray diffraction

iv

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Thông số cấu trúc anatase và rutile của TiO2 [43, 128] 7

Bảng 1.2. Một số vật liệu nanocomposite nền polyme dẫn điện [64] 31

Bảng 2.1. Các đỉnh phổ trong giản đồ nhiễu xạ tia X quy cho TiO2 pha

anatase (Cơ sở dữ liệu JCPDS 21-1272) 40

Bảng 2.2. Các đỉnh phổ trong giản đồ nhiễu xạ tia X quy cho TiO2 pha

rutile (Cơ sở dữ liệu JCPDS 21-1276) 41

Bảng 2.3. Phân loại vùng hồng ngoại [47, 86, 157] 44

Bảng 2.4. Đỉnh phổ tán xạ Raman gán với TiO2 pha anatase [5] 45

Bảng 2.5. Đỉnh phổ tán xạ Raman gán với TiO2 pha rutile [5] 45

Bảng 2.6. Đỉnh phổ tán xạ Raman gán với dao động các liên kết trong vật

liệu PPy [34] 46

Bảng 3.1. Giá trị pH của dung dịch dung môi và các mẫu trước, sau khi

thủy phân 52

Bảng 3.2. Nồng độ H+ trong các mẫu trước và sau khi thủy phân 52

Bảng 3.3. Kích thước hạt và tỷ lệ khối lượng của TiO2 huyền phù bảo quản

một tuần 56

Bảng 3.4. Kích thước hạt và tỷ lệ khối lượng của TiO2 huyền phù bảo

quản một tháng 58

Bảng 3.5. Kích thước hạt và tỷ lệ khối lượng của TiO2 kết tủa bảo quản

một tháng 61

Bảng 3.6. Kích thước hạt và tỷ lệ khối lượng của TiO2 kết tủa bảo quản

sáu tháng 63

Bảng 4.1. Kết quả giá trị biến đổi điện trở của các mẫu nanocomposite

PPy/TiO2 ở nhiệt độ 135o

C 103

v

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Minh họa dạng thù hình anatase và rutile của TiO2 [51]. 6

Hình 1.2. Đa diện phối trí TiO6. 6

Hình 1.3. Giản đồ năng lượng của anatase và rutile[105]. 8

Hình 1.4. Cơ chế hấp thụ ánh sáng của TiO2 [23]. 9

Hình 1.5. Giản đồ bề rộng vùng cấm bị bẻ cong ở bề mặt trong cấu trúc

pha anatase (a) và pha rutile (b) của TiO2 [114]. 9

Hình 1.6. Giản đồ sự hình thành các gốc OH* và O2

- [136]. 10

Hình 1.7. (A) Quá trình quang xúc tác tại vùng dẫn (C.B.) và cùng hóa trị

(V.B.) của TiO2 pha anatase và rutile không có và có mặt H2O2;

(B) Cơ chế sinh ra OH* của TiO2 pha anatase và rutile [197]. 10

Hình 1.8. Sơ đồ phương pháp PECVD chế tạo TiO2 của Battiston [14]. 12

Hình 1.9. Sơ đồ phương pháp MOCVD chế tạo TiO2 của Chen [31]. 13

Hình 1.10. Sơ đồ chế tạo TiO2 bằng phương pháp sol-gel của Behnajady

và đồng nghiệp [17]. 14

Hình 1.11. Sơ đồ chế tạo vật liệu nano TiO2 được pha tạp kim loại bằng

phương pháp thủy nhiệt của Anh Tuấn và đồng nghiệp [1]. 15

Hình 1.12. Các lĩnh vực ứng dụng của vật liệu TiO2 [132]. 18

Hình 1.13. Biểu đồ số công trình liên quan tới TiO2 công bố từ năm 2000-

2015 (nguồn từ ScienceDirect). 19

Hình 1.14. Biểu đồ mức năng lượng của một chất bán dẫn khối và phân tử

với một chấm lượng tử. Các điện tử của chất bán dẫn nằm trong

một vùng; các điện tử của phân tử nằm trong các orbital (liên kết).

Ở kích thước nanomet, điện tử của chấm lượng tử nằm trong cấu

trúc năng lượng trung gian giữa các vùng và liên kết [129]. 22

Hình 1.15. Cấu trúc polyacetylene [156]. 23

Hình 1.16. Cấu trúc của những polyme dẫn điện [153]. 23

Hình 1.17. Hình ảnh minh họa chuyển hoá Peierls [81, 147]. 24

Hình 1.18. Sự kết hợp giữa PA và I2 với (I3)

- gây ra điện tích dương trên

5 đơn vị (CH) [124]. 26

Hình 1.19. Polaron, bipolaron và sự hình thành của các vùng năng lượng

của PPy. CB: Conduction band (vùng dẫn điện), VB: Valence

band (vùng hóa trị) [141]. 27

Hình 1.20. Sơ đồ trùng hợp điện hoá. 28

Hình 1.21. Phản ứng trùng hợp Axetylen [133]. 29

Hình 1.22. Sự tạo thành nanocomposite từ các vật liệu thành phần [64]. 30

Hình 1.23. Sơ đồ phân loại vật liệu nanocomposite polyme dẫn điện [64]. 32

Hình 1.24. Biểu đồ số công trình liên quan tới PPy/TiO2 công bố từ năm

2000-2015 (nguồn từ ScienceDirect). 35

Hình 2.1. Sơ đồ quy trình chế tạo vật liệu nano TiO2. 38

Hình 2.2. Sơ đồ quy trình chế tạo nanocomposite nền polyme dẫn. 39

vi

Hình 2.3. Kính hiển vi điện tử quét S-4800 (FE-SEM, Hitachi). 42

Hình 2.4. Kính hiển vi điện tử truyền qua a) JEM1010;

b) JEM-2100 (JEOL). 42

Hình 2.5. Cơ chế đo phổ hồng ngoại. 43

Hình 2.6. Một số dao động trong phân tử hữu cơ [86]. 43

Hình 2.7. Cơ chế đo phổ tán xạ Raman [60]. 44

Hình 2.8. Sơ đồ mạch điện khảo sát ảnh hưởng của môi trường lên độ dẫn

điện của vật liệu khi chưa có và khi có mặt tác nhân kích thích

(Oxy, NO2, NH3, H2, ...). 47

Hình 2.9. Sơ đồ dòng nhiệt để xác định độ dẫn nhiệt. 47

Hình 3.1. Đồ thị giá trị pH theo thời gian của các mẫu dung dịch TiCl4

0,04 M trong dung môi HCl: 0,0 M, 0,2 M, 0,5 M, 0,7 M,

1,0 M, 1,5 M. 50

Hình 3.2. Đồ thị giá trị pH theo thời gian của mỗi dung dịch TiCl4 0,04 M

trong dung môi HCl: a) 0,0 M; b) 0,2 M; c) 0,5 M; d) 0,7 M; e)

1,0 M và f) 1,5 M. 51

Hình 3.3. Vật liệu nano TiO2 hình thành trong dung môi HCl: 0,0 M,

0,2 M, 0,5 M, 0,7 M, 1,0 M, 1,5 M sau khi thủy phân và bảo

quản một tháng. 53

Hình 3.4. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu TiO2 huyền phù nồng độ

HCl: 0,0 M, 0,2 M, 0,5 M, 0,7 M, 1,0 M bảo quản một tuần. 54

Hình 3.5. Kết quả tách phổ giản đồ nhiễu xạ tia X trong dải góc 2 từ

2230 độ của các mẫu TiO2 huyền phù nồng độ HCl: a) 0,0 M,

b) 0,2 M, c) 0,5 M, d) 0,7 M, e) 1,0 M bảo quản một tuần. 55

Hình 3.6. Giản đồ nhiễu xạ tia X của TiO2 huyền phù nồng độ HCl:

0,0 M, 0,2 M, 0,5 M, 0,7 M, 1,0 M bảo quản một tháng. 56

Hình 3.7. Kết quả tách phổ giản đồ nhiễu xạ tia X trong dải góc 2 từ

2230 độ của các mẫu TiO2 huyền phù nồng độ HCl: a) 0,0 M,

b) 0,2 M, c) 0,5 M, d) 0,7 M, e) 1,0 M bảo quản một tháng. 57

Hình 3.8. Giản đồ nhiễu xạ tia X của TiO2 kết tủa nồng độ HCl: 0,0 M,

0,2 M, 0,5 M, 0,7 M, 1,0 M bảo quản một tháng. 59

Hình 3.9. Kết quả tách phổ giản đồ nhiễu xạ tia X trong dải 2 từ 2230

của các mẫu TiO2 kết tủa nồng độ HCl: a) 0,0 M, b) 0,2 M,

c) 0,5 M, d) 0,7 M, e) 1,0 M bảo quản một tháng. 60

Hình 3.10. Giản đồ nhiễu xạ tia X của TiO2 kết tủa nồng độ HCl: 0,0 M,

0,5 M, 1,0 M bảo quản sáu tháng. 61

Hình 3.11. Kết quả tách phổ giản đồ nhiễu xạ tia X trong dải góc 2 từ

2230 của mẫu TiO2 nồng độ HCl: a) 0,0 M, b) 0,5 M,

c) 1,0 M kết tủa bảo quản sáu tháng. 62

vii

Hình 3.12. Phổ tán xạ Raman trong vùng số sóng 1001000cm-1 các mẫu

TiO2 nồng độ HCl: 0,0 M, 0,2 M, 0,5 M, 0,7 M, 1,0 M bảo quản

một tuần. 64

Hình 3.13. Kết quả tách phổ tán xạ Raman trong vùng số sóng 350÷750cm-1

của TiO2 nồng độ HCl 0,5 M bảo quản một tuần. 65

Hình 3.14. Phổ tán xạ Raman trong vùng số sóng 100800 cm-1 của các

mẫu TiO2 huyền phù nồng độ HCl: 0,0 M, 0,2 M, 0,5 M,

0,7 M, 1,0 M bảo quản một tháng. 65

Hình 3.15. Phổ tán xạ Raman trong vùng số sóng 100800 cm-1 của các

mẫu TiO2 kết tủa nồng độ HCl: 0,0 M, 0,5 M, 1,0 M bảo quản

một tháng. 66

Hình 3.16. Phổ tán xạ Raman trong vùng số sóng 100800 cm-1 của mẫu

TiO2 kết tủa nồng độ HCl 0,5 M theo thời gian một tuần,

một tháng, sáu tháng. 67

Hình 3.17. Ảnh TEM của các mẫu TiO2 huyền phù nồng độ HCl 0,0 M

bảo quản: a) một tuần; b) một tháng. 68

Hình 3.18. Ảnh TEM của các mẫu TiO2 huyền phù nồng độ HCl 0,2 M

bảo quản: a) một tuần; b) một tháng. 68

Hình 3.19. Ảnh TEM của các mẫu TiO2 huyền phù nồng độ HCl 0,5 M

bảo quản: a) một tuần; b) một tháng. 69

Hình 3.20. Ảnh TEM của các mẫu TiO2 huyền phù nồng độ HCl 0,7 M

bảo quản: a) một tuần; b) một tháng. 70

Hình 3.21. Ảnh TEM của các mẫu TiO2 huyền phù nồng độ HCl 1,0 M

bảo quản: a) một tuần; b) một tháng. 70

Hình 3.22. Ảnh TEM của mẫu TiO2 nồng độ HCl 0,5 M bảo quản một

tháng ở vị trí khác nhau trong ống nghiệm: a) Bề mặt;

b) Tầng giữa; c) Tầng gần đáy; d) Tầng đáy. 71

Hình 3.23. Ảnh TEM của các mẫu TiO2 nồng độ HCl 0,0 M:

a) huyền phù; b) kết tủa. 72

Hình 3.24. Ảnh TEM của các mẫu TiO2 nồng độ HCl 0,5 M:

a) huyền phù; b) kết tủa. 72

Hình 3.25. Ảnh SEM và TEM của mẫu TiO2 nồng độ HCl 0,5 M kết tủa

bảo quản một năm. 73

Hình 3.26. Ảnh HRTEM của tinh thể TiO2 trong phần lơ lửng. 73

Hình 3.27. Ảnh HRTEM của cụm tinh thể TiO2 phần huyền phù. 74

Hình 3.28. Ảnh HRTEM của một số thanh TiO2 phần huyền phù. 75

Hình 3.29. Ảnh HRTEM của một số thanh TiO2 phần kết tủa. 77

Hình 3.30. Minh họa quá trình chuyển hóa pha anatase sang rutile của TiO2. 77

Hình 3.31. Đồ thị kích thước hạt với năng lượng tự do của hai pha anatase

và rutile của TiO2 [69]. 79

Hình 3.32. Các tổ hợp cấu trúc rắn TiO2 từ các phân tử phức Ti4+. 79

Hình 4.1. Ảnh SEM a) và TEM b) của vật liệu PPy thuần. 83

viii

Hình 4.2. Ảnh TEM của vật liệu nanocomposite PPy/TiO2 pha anatase

với hàm lượng TiO2: a, b 11%; c, d 32%; e, f 49%. 84

Hình 4.3. Ảnh SEM của vật liệu nanocomposite PPy/TiO2 pha rutile với

hàm lượng TiO2: a,b 32%; c,d 49%. 85

Hình 4.4. Ảnh TEM của vật liệu nanocomposite PPy/TiO2 pha rutile với

hàm lượng TiO2: a, b 32%; c,d 49%. 86

Hình 4.5. Phổ tán xạ Raman của các mẫu vật liệu nanocomposite

PPy/TiO2 pha anatase với hàm lượng TiO2: 0 %; 19 %; 32 %. 87

Hình 4.6. Phổ FTIR của vật liệu TiO2 pha rutile, của PPy và vật liệu

nanocomposite PPy/TiO2 pha rutile. 88

Hình 4.7. Phổ tán xạ Raman của vật liệu TiO2 pha rutile, của PPy và vật

liệu nanocomposite PPy/TiO2 pha rutile. 89

Hình 4.8. Phổ hấp thụ UV-Vis của các mẫu nanocomposite PPy/TiO2 pha

rutile: a) TiO2 0%; b) TiO2 11%; c) TiO2 19%; d) TiO2 32%;

e) Mẫu đế thủy tinh. 90

Hình 4.9. Phổ hấp thụ UV-Vis của các mẫu nanocomposite PPy/TiO2 pha

rutile trong khoảng bước sóng từ 350 nm đến 900 nm: a) TiO2 0%;

b) TiO2 11%; c) TiO2 19%; d) TiO2 32% và e) Mẫu đế thủy tinh. 91

Hình 4.10. Điện cực răng lược (a); Màng phủ lên điện cực (b). 92

Hình 4.11. Sơ đồ hệ khảo sát biến đổi độ dẫn. 92

Hình 4.12. Đồ thị điện trở các mẫu nanocomposite PPy/TiO2 rutile biến

đổi theo chu kỳ hút chân không (H), xả không khí (X). 93

Hình 4.13. Đồ thị độ biến đổi độ dẫn của các mẫu nanocomposite PPy/TiO2

rutile theo chu kỳ hút chân không (H), xả không khí (X). 94

Hình 4.14. Đồ thị độ biến đổi độ dẫn của các mẫu nanocomposite

PPy/TiO2 rutile theo hàm lượng TiO2. 95

Hình 4.15. Tương tác giữa PPy và TiO2 trong vật liệu nanocomposite. 96

Hình 4.16. Đồ thị điện trở các mẫu nanocomposite PPy/TiO2 anatase biến

đổi theo chu kỳ hút chân không (H), xả không khí (X). 97

Hình 4.17. Đồ thị độ biến đổi độ dẫn của các mẫu nanocomposite

PPy/TiO2 anatase theo chu kỳ hút chân không (H),

xả không khí (X). 98

Hình 4.18. Đồ thị độ biến đổi độ dẫn các mẫu nanocomposite PPy/TiO2

pha anatase theo hàm lượng TiO2 . 99

Hình 4.19. Đồ thị biến đổi độ dẫn của các mẫu vật liệu nannocomposite

PPy/TiO2 chủ yếu pha anatase sau khi chiếu tử ngoại 1 ngày với

hàm lượng TiO2: 0 %, 5 %, 11 %, 19 %, 32 %. 100

Hình 4.20. Đồ thị biến đổi độ dẫn của mẫu vật liệu nanocomposite

PPy/TiO2 pha anatase với hàm lượng TiO2 19 % theo thời gian

chiếu tử ngoại. 101

Hình 4.21. Phổ DSC của vật liệu nanocomposite PPy/TiO2. 102

Hình 4.22. Đồ thị điện trở của vật liệu nanocomposite PPy/TiO2 xác định

bằng phương pháp 4 mũi dò. 103

ix

Hình 4.23. Đồ thị biến đổi điện trở PPy/TiO2 theo nhiệt độ môi trường với

hàm lượng TiO2: a) 0%, b) 5%, c) 9%, d) 14%, e) 32%. 104

Hình 4.24. Sơ đồ mạch đo đặc trưng nhiệt của vật liệu PPy và

nanocomposite PPy/TiO2. 104

Hình 4.25. Đồ thị nhiệt độ T2 (nguồn tản nhiệt) và T1 (nguồn nhiệt) theo

thời gian. 105

Hình 4.26. Đồ thị độ chênh lệch nhiệt độ T với nhiệt độ nguồn nhiệt T1

của: (1) Không khí, (2) Keo tản nhiệt, (3) PPy/TiO2. 106