Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất vật liệu quang xúc tác TiO2/MoS2/Au ứng dụng trong phản ứng tách nước

Luận văn Thạc sĩ Vật lý "Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất vật liệu quang xúc tác TiO2/MoS2/Au ứng dụng trong phản ứng tách nước" trình bày các nội dung chính sau: Nghiên cứu tổng quan về công nghệ chế tạo, khảo sát tính chất và vai trò ảnh hưởng của lớp chuyển tiếp dị chất và hiệu ứng cộng hưởng plasmonic bề mặt định xứ (LSPR) của các hạt nano kim loại trong việc nâng cao hoạt tính quang điện hóa của hệ vật liệu điện cực dị thể Au/TiO2/MoS2 nhằm định hướng cho việc chế tạo các điện cực quang xúc tác trong các linh kiện tách hydro từ nước.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất vật liệu quang xúc tác TiO2/MoS2/Au ứng dụng trong phản ứng tách nước BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Phan Xuân Thiện NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC TiO2/MoS2/Au ỨNG DỤNG TRONG PHẢN ỨNG TÁCH NƯỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH VẬT LÝ CHẤT RẮN Hà Nội – Tháng 9 năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC TiO2/MoS2/Au ỨNG DỤNG TRONG PHẢN ỨNG TÁCH NƯỚC Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 8440104 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH VẬT LÝ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. Lê Hà Chi 2. PGS.TS. Phạm Duy Long Hà Nội – Tháng 9 năm 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu trong luận văn này là công trình nghiên cứu của tôi dựa trên những tài liệu, số liệu do chính tôi tự tìm hiểu và nghiên cứu. Chính vì vậy, các kết quả nghiên cứu đảm bảo trung thực và khách quan nhất. Đồng thời, kết quả này chưa từng xuất hiện trong bất cứ một nghiên cứu nào. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực nếu sai tôi hoàn chịu trách nhiệm. Hà Nội, ngày 30 tháng 09 năm 2021 Tác giả luận văn LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến TS.Lê Hà Chi và PGS.TS.Phạm Duy Long, cũng như gửi lời cảm ơn đến Viện Khoa học vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt nam đã tận tình chỉ dẫn và tạo điều kiện, môi trường thuận lợi trong suốt quá trình tôi thực hiện và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tiếp theo, tôi xin cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Vật lí – Học viện Khoa học và công nghệ, cảm ơn vì thầy cô đã đem đến những kiến thức bổ ích hay đôi khi là những lời quan tâm, hỏi han đến sinh viên của mình về môi trường học tập mới, đời sống,.. trên giảng đường. Đó là những kỷ niệm tươi đẹp mãi mãi đối với tôi và các bạn. Tôi xin cảm ơn đến Học viện Khoa học và Công nghệ đã tạo điều kiện và hỗ trợ các công việc hành chính để tôi có thể hoàn thành các thủ tục và bảo vệ đúng thời hạn. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn đến bố mẹ - người đã nuôi dưỡng, giáo dục con được như ngày hôm nay. Bố mẹ là nguồn cổ vũ tinh thần lớn lao, luôn luôn cổ vũ, động viên dù là thành công hay thất bại đi chăng nữa, cũng là nguồn động lực, là điểm tựa để tôi có thể cố gắng, vững vàng hơn trong học tập và trong công việc. Luận văn được tài trợ bởi đề tài KH&CN theo Nghị định thư Việt-Ý, mã số đề tài NĐT/IT/21/27. MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................3 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ...............................................................................6 MỞ ĐẦU ...................................................................................................................7 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ...................................................................................11 1.1. Phản ứng tách nước quang xúc tác .............................................................11 1.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển ...............................................................11 1.1.2. Cơ chế phản ứng tách nước quang xúc tác ..............................................13 1.1.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của linh kiện quang điện hóa tách hydro từ nước (PEC) .......................................................................................................15 1.2. Đặc điểm và tính chất vật liệu TiO2 ............................................................17 1.2.1. Giới thiệu ..................................................................................................17 1.2.1. Cấu trúc tinh thể. ......................................................................................18 1.2.2. Tính chất quang và quang xúc tác của TiO2 ............................................19 1.3. Vật liệu MoS2 ................................................................................................21 1.3.1. Cấu trúc tinh thể .......................................................................................21 1.3.2. Tính chất quang ........................................................................................23 1.4. Hiện hiệu ứng cộng hưởng plasmonic bề mặt định xứ (LSPR) và khái niệm điện tử nóng của hạt nano Au .....................................................................25 1.4.1. Hiện hiệu ứng cộng hưởng plasmonic bề mặt định xứ (LSPR) ...............25 1.4.2. Khái niệm điện tử nóng ............................................................................28 1.5. Hệ vật liệu Au/TiO2/MoS2 ............................................................................30 1.5.1. Sự hình thành và cơ chế truyền dẫn điện tử trong một tiếp xúc kim loại – bán dẫn (Au/TiO2).................................................................................................30 1.5.2. Cấu trúc dị thể TiO2 − MoS2 ....................................................................31 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM ....................................................34 2.1. Quá trình thực nghiệm ............................................................................. ...