Khóa luận tốt nghiệp đại học: Khảo sát phổ tổng trở của điện cực Ti/TiO2 - PANi - CNTs trong môi trường nước thải nhà máy bia bổ sung glucozơ

Chia sẻ: Minh Nhân | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:43

Thêm vào BST

Báo xấu

37
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với mong muốn nghiên cứu quá trình điện hóa của điện cực compozit Ti/TiO2 - PANi - CNTs trong môi trường nước thải nhà máy bia bổ sung glucozơ, tác giả đã chọn đề tài: "Khảo sát phổ tổng trở của điện cực Ti/TiO2 - PANi - CNTs trong môi trường nước thải nhà máy bia bổ sung glucozơ”. Nội dung khóa luận bao gồm: Tổng quan tài liệu liên quan đến đề tài, khảo sát phổ tổng trở của điện cực Ti/TiO2 - PANi - CNTs trong môi trường nước thải nhà máy bia bổ sung glucozơ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp đại học: Khảo sát phổ tổng trở của điện cực Ti/TiO2 - PANi - CNTs trong môi trường nước thải nhà máy bia bổ sung glucozơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC ---------------------- LÊ HẢI DUNG KHẢO SÁT PHỔ TỔNG TRỞ CỦA ĐIỆN CỰC Ti/TiO2 - PANi – CNTs TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA BỔ SUNG GLUCOZƠ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa lý HÀ NỘI, 2018
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC ---------------------- LÊ HẢI DUNG KHẢO SÁT PHỔ TỔNG TRỞ CỦA ĐIỆN CỰC Ti/TiO2 – PANi – CNTs TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA BỔ SUNG GLUCOZƠ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa lý Người hướng dẫn khoa học TS. NGUYỄN THẾ DUYẾN HÀ NỘI, 2018 Hà Nội – 2017
LỜI CẢM ƠN Em xin được bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới TS. NGUYỄN THẾ DUYẾN người đã trực tiếp giao đề tài, hướng dẫn tận tình và tạo điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn các Thầy (Cô) Phòng Điện hóa Ứng dụng - Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành khóa luận này. Cuối cùng, em xin được bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện vật chất và tinh thần để em hoàn thiện được khóa luận của mình. Mặc dù bản thân đã cố gắng rất nhiều để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất, song không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để khóa luận của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Lê Hải Dung
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan khóa luận là kết quả nghiên cứu của bản thân dưới sự hướng dẫn tận tình của TS. NGUYỄN THẾ DUYẾN Các số liệu, kết quả trình bày trong khóa luận là hoàn toàn thu được từ thực nghiệm, trung thực và không sao chép. Sinh viên Lê Hải Dung
MỤC LỤC Trang Mở đầu 1 Chương 1:TỔNG QUAN 3 1.1. Giới thiệu về PANi 3 1.1.1. Các dạng oxi hóa khử của PANi 3 1.1.2. Các tính chất của PANi 3 1.1.2.1. Tính quang học 4 1.1.2.2. Tính cơ lý 4 1.1.2.3. Tính dẫn điện 4 1.1.2.4. Khả năng tích trữ năng lượng 4 1.1.3. Các phương pháp tổng hợp 4 1.1.3.1. Phương pháp hóa học 4 1.1.3.2. Phương pháp điện hóa 5 1.1.4. Ứng dụng của PANi 5 1.2. Giới thiệu về Titanđioxit 5 1.2.1. Cấu trúc 5 1.2.2. Tính chất 7 1.2.2.1. Tính xúc quang 7 1.2.2.2. Hiện tượng siêu thấm ướt 7 1.2.3. Phương pháp điều chế 7 1.2.3.1. Phương pháp vật lý 7 1.2.3.2. Phương pháp hóa học 8 1.2.4. Ứng dụng 8 1.3. Giới thiệu về CNTs 9 1.3.1. Tính chất của CNTs 10 1.3.1.1. Tính chất cơ 10 1.3.1.2. Tính chất điện 10 1.3.1.3. Tính dẫn nhiệt 10 1.3.1..4. Tính phát xạ điện trường 11 1.3.1.5. Tính chất hóa học 11 1.3.2. Phương pháp điều chế 11 1.3.2.1. Phương pháp lắng đọng pha hơi 11 1.3.2.2. Phương pháp phóng hồ quang điện 11 1.3.2.3. Phương pháp dùng nguồn laze 12 1.3.3. Ứng dụng 12 1.4. Glucozơ 12 1.4.1. Cấu tạo 12 1.4.2. Tính chất 13 1.4.3. Phương pháp điều chế 13 1.4.4. Ứng dụng 13
1.5. Nước thải nhà máy bia 13 Chương 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1. Thực nghiệm 15 2.1.1. Hóa chất 15 2.1.2. Dụng cụ 15 2.1.3. Thiết bị 15 2.1.4.Tổng hợp vật liệu compozit TiO2 - PANi - CNTs 15 2.1.5. Chế tạo điện cực compozit dạng cao trên nền Titan 17 2.1.5.1. Chuẩn bị điện cực Titan 17 2.1.5.2. Chế tạo điện cực Ti/compozit 17 2.1.5.3. Nghiên cứu tính chất điện hóa 17 2.1.6. Khảo sát tổng trở 18 2.2. Phương pháp nghiên cứu 18 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 3.1. Khảo sát phổ Nyquist 21 3.2. Khảo sát phổ Bode 25 KẾT LUẬN 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT KÍ HIỆU TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxi hóa học CNTs Carbon Nanotubes Ống nano cacbon PANi Polyaniline Polianilin SWCNTs Single-Walled Carbon Ống nano cacbon đơn lớp Nanotubes MWCNTs Multi -Walled Carbon Ống nano cacbon đa lớp Nanotubes
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU Kí hiệu Ý nghĩa Rdd Điện trở dung dịch Cf Điện dung lớp kép của màng vật liệu Rpc Điện trở của lớp màng vật liệu CPE Thành phần pha không đổi của lỗ xốp Rct Điện trở của lỗ xốp Rhp Điện trở hấp phụ L Điện cảm của lỗ xốp W Hằng số khuếch tán (Warburg)
DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 2.1: Thành phần của các chất trong các mẫu thí nghiệm 15 Bảng 3.1: Các thông số điện hóa mô phỏng theo sơ đồ tương đương 21 của các vậtliệu trong môi trường nước thải có glucozơ Bảng 3.2: Giá trị tổng trở điện hóa xác định tại 10 mHz 24
DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1: Hình khối bát diện của TiO2 6 Hình 1.2: Cấu trúc tinh thể của các dạng thù hình của Ti 6 Hình 1.3: Ống nanocacbon đơn lớp SWCNTs và đa lớp MWCNTs 9 Hình 2.1: Điện cực Titan tấm 16 Hình 2.2: Mạch điện tương đương của bình điện phân 17 Hình 2.3: Phổ Nyquist (trái) và phổ bode (phải) của một hệ điện hóa 18 không xảy ra khuếch tán Hình 3.1: Sơ đồ Nyquist của các mẫu điện cực Ti/TiO2-PANi-CNTs 19 khảo sát trong dung dịch nước thải nhà máy bia bổ sung glucozơ (5 g/L) Hình 3.2: Sơ đồ tương đương mô phỏng phổ tổng trở trong môi 20 trường nước thải có glucozơ 5 g/L của các compozit PANi - TiO2 - CNTs chế tạo theo tỉ lệ phần trăm Hình 3.3: Sự ảnh hưởng của CNTs đến Cf và CPE 22 Hình 3.4: Sự ảnh hưởng của CNTs đến Rpc và Rct 23 Hình 3.5: Ảnh hưởng của tỉ lệ phần trăm CNTs đến tổng trở dạng 24 Bode của các compozit PANi-TiO2-CNTs trong môi trường nước thải nhà máy bia (COD: 2100 mg/L) có glucozơ 5g/L (a)Tổng trở và (b) Pha phụ thuộc vào tần số Hình 3.6: Giá trị tổng trở điện hóa xác định tại 10 mHz 25
MỞ ĐẦU Hiện nay các vật liệu được phát triển trên cơ sở lai ghép một số vật liệu tiên tiến như: cacbon nano tubes (CNTs), với polime dẫn điển hình như polianilin (PANi). Đây là các vật liệu được các nhà khoa học quan tâm vì được ứng dụng khá nhiều trong các lĩnh vực như làm vật liệu anot cho nguồn điện, sử dụng làm sen sơ điện hóa [16-21]. Trong đó TiO2 là một oxit kim loại bán dẫn, có tiềm năng ứng dụng rất cao vì thân thiện với môi trường, xúc tác quang hóa và quang điện hóa [10, 11], có ứng dụng cao khi ghép với PANi. PANi là một polime dẫn điện điển hình bền nhiệt, bền môi trường đặc biệt khả năng dẫn điện rất tốt. Ống nano cacbon là một chất rất nhẹ, bền môi trường,có khả năng hấp thụ cao, dẫn nhiệt tốt, đặc biệt là khả năng dẫn điện [13, 24]. Các compozit như TiO2 - PANi - CNTs dễ tổng hợp, được chế tạo theo nhiều phương pháp khác nhau tùy theo từng mục đích sử dụng. Trong những năm gần đây, ngành đồ uống phát triển nhanh chóng, đặc biệt là công nghệ sản xuất bia. Cùng với sự phát triển đó là sự gia tăng về nguồn thải, đặc biệt là nước thải trong quá trình sản xuất bia. Nước thải nhà máy bia đang được quan tâm rất lớn, có nồng độ COD thay đổi từ 3000÷5000 mg/L, gấp khoảng 10 lần so với nước thải sinh hoạt [2] và không chứa những chất gây độc tính cho vi sinh vật. Công nghiệp sản xuất bia đã tạo nên một lượng lớn nước xả thải vào môi trường. Với mong muốn nghiên cứu quá trình điện hóa của điện cực compozit Ti/TiO2 - PANi - CNTs trong môi trường nước thải nhà máy bia bổ sung glucozơ, em đã chọn đề tài: ” Khảo sát phổ tổng trở của điện cực Ti/TiO2 - PANi - CNTs trong môi trường nước thải nhà máy bia bổ sung glucozơ”. Nội dung khóa luận bao gồm: - Tổng quan tài liệu liên quan đến đề tài. - Khảo sát phổ tổng trở của điện cực Ti/TiO2 - PANi - CNTs trong môi trường nước thải nhà máy bia bổ sung glucozơ. 1
Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến PANi, CNTs, TiO2 và các phương pháp. - Khảo sát phổ tổng trở của điện cực Ti/TiO2 - PANi - CNTs trong môi trường nước thải nhà máy bia bổ sung glucozơ. 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về PANi Polianilin là một polime dẫn điện của họ polime bán linh hoạt, được quan tâm nhiều nhất do có khả năng bền nhiệt, bền cơ học, tồn tại ở nhiều trạng thái oxi hóa khử khác nhau. PANi là sản phẩm cộng hợp của nhiều phân tử anilin trong điều kiện có mặt của các tác nhân oxi hóa- làm xúc tác [12]. Trong phân tử gồm các nguyên tố C, N, H. Chúng là polime dị hình, các mắt xích được nối với nhau bởi liên kết N-C, cấu trúc mạch chứa các liên kết π liên hợp. Dạng tổng quát của PANi gồm 2 nhóm cấu trúc như sau: NH NH N N a b Trong đó: a, b = 0, 1, 2 ,3,........ 1.1.1. Các dạng oxi hóa khử của PANi PANi có thể tìm thấy ở một trong ba trạng thái oxi hóa lý tưởng: Leucoemeraldine (a = 1, b = 0), màu vàng, dẫn điện kém, là trạng thái khử cao nhất. Emeraldine (a = b), màu xanh lá cây, là dạng polianilin hữu ích nhất do tính ổn định cao ở nhiệt độ phòng [2]. Pernigranline (a = 0, b = 1), màu xanh tím, trạng thái oxi hóa hoàn toàn với các liên kết imin, dẫn điện kém. 1.1.2. Các tính chất của PANi - Polianilin là một chất vô định hình màu sẫm, có thuộc tính trao đổi ion. - Độ ổn định nhiệt tốt ( trên 40 oC trong N2). 3
- PANi có thể chuyển từ trạng thái oxi hóa sang khử và ngược lại bằng cách thay đổi thế hoặc giá trị pH của môi trường [7]. 1.1.2.1. Tính quang học Màu sắc thay đổi tùy thuộc vào cấu trúc mạch, màu thay đổi do phản ứng oxi hóa khử của màng. Màu sắc sản phẩ m PANi có thể được quan sát tại các điện thế khác nhau (so với điện cực calomen bão hòa) trên điện cực Pt: màu vàng (-0,2 V), màu xanh nhạt (0,0 V), màu xanh thẫm (0,65 V), các màu sắc này tương ứng với các trạng thái oxi hóa khác nhau [12]. 1.1.2.2. Tính cơ lý Thuộc tính cơ học của PANi phụ thuộc nhiều vào điều kiện tổng hợp: - Tổng hợp điện hóa: Cho độ xốp cao, độ dài phân tử ngắn, độ bền cơ học kém [7]. - Tổng hợp hóa học: Ít xốp và được sử dụng phổ biến hơn. 1.1.2.3. Tính dẫn điện Đặc tính dẫn của PANi được quyết định bởi hai yếu tố quan trọng là trạng thái oxi hóa của polime và mức độ proton hóa của các nguyên tử trong khung. Độ dẫn điện của PANi tùy thuộc vào môi trường khác nhau và pH của dung dịch, mức độ pha tạp của proton [8]. 1.1.2.4. Khả năng tích trữ năng lượng PANi ngoài khả năng dẫn điện nó còn có khả năng tích trữ năng lượng cao do vậy người ta sử dụng làm vật liệu chế tạo nguồn điện thứ cấp. Ví dụ: ắc quy, tụ điện. PANi có thể thay thế MnO2 trong pin do MnO2 là chất độc hại với môi trường [14]. 1.1.3. Các phương pháp tổng hợp Có hai phương pháp tổng hợp chính: phương pháp hóa học và phương pháp điện hóa, trong đó phương pháp điện hóa có nhiều ưu điểm hơn. 1.1.3.1. Phương pháp hóa học 4
Phương pháp hóa học thường dùng để sản xuất PANi ở dạng bột với khối lượng lớn. PANi được tổng hợp từ các dung dịch axit chứa monome anilin và chất oxi hóa. Tác nhân oxi hóa thường sử dụng là amonipesunfat (NH4)2S2O8 làm chất oxy hóa trong quá trình tổng hợp PANi và nhờ nó mà có thể tạo được polime có khối lượng phân tử rất cao và độ dẫn tối ưu hơn so với các chất oxy hóa khác [17]. Tuy nhiên, khó khống chế tốc độ phản ứng. 1.1.3.2. Phương pháp điện hóa Cơ chế tổng hợp được mô tả theo các bước sau: - Khuếch tán và hấp phụ anilin - Oxi hóa anilin - Hình thành polime trên bề mặt điện cực - Ổn định màng polime - Oxi hóa bản thân màng và doping [19]. Các phương pháp điện hóa: thế tĩnh,dòng tĩnh, xung dòng, xung thế, quét thế vòng, quét thế tuần hoàn. Ưu điểm: - Quá trình polime điện hóa diễn ra phức tạp nhưng việc thực hiện nó lại đơn giản và nhanh, độ tin cậy và ổn định cao. - Tạo màng che phủ trực tiếp lên bề mặt kim loại - Tất cả các quá trình hóa học xảy ra trên bề mặt điện cực. 1.1.4. Ứng dụng của PANi Do những tính ưu việt của PANi nên nó được ứng dụng vô cùng rộng rãi trong công nghiệp: chế tạo điện cực của pin, thiết bị điện sắc, cố định enzim, chống ăn mòn kim loại, xử lý môi trường [18,23]. 1.2. Giới thiệu về titan đioxit 1.2.1. Cấu trúc 5
Titan đioxit là một hợp chất hóa học tự nhiên dạng oxit của titan có công thức là TiO2. Được xây dựng từ các đa diện phối trí 8 mặt TiO6 nối với nhau qua cạnh hoặc các đỉnh oxi chung. Mỗi Ti4+ được bao quanh bởi 8 mặt tạo bởi 6 ion O2-. Hình 1.1: Hình khối bát diện của TiO2 [27]. TiO2 có 4 dạng thù hình, bao gồm 3 dạng tinh thể và dạng vô định hình (Hình 1.2). Anatase Brookite Rutile Hình 1.2: Cấu trúc tinh thể các dạng thù hình của Ti [22]. Tất cả các dạng thù hình tinh thể của TiO2 tồn tại trong tự nhiên như là các khoáng. Dạng vô định hình không bền do để lâu trong không khí ở nhiệt độ phòng hoặc khi được đun nóng thì chuyển sang dạng anatase, dạng vô định hình được điều chế bằng cách thủy phân muối vô cơ Ti 4+ hoặc các dạng hợp chất 6
hữu cơ titan trong nước ở nhiệt độ thấp thu được kết tủa TiO2 ở dạng vô định hình. 1.2.2. Tính chất ✓ Là chất rắn màu trắng, khi đun nóng có màu vàng, khi làm lạnh thì trở lại màu trắng. ✓ Độ cứng cao nhưng vẫn giữ được độ dẻo tốt, khó nóng chảy (tnc=1870oC). ✓ Bền hóa học với các hợp chất hữu cơ, sản phẩm không bị biến tính theo thời gian. ✓ Không phản ứng với nước, dung dịch axit vô cơ loãng, kiềm, NH 3, axit hữu cơ. ✓ Tan rõ rệt trong borac và trong photphat nóng chảy. ✓ Tính xúc quang và siêu thấm ướt. 1.2.2.1. Tính xúc quang Định nghĩa: Xúc tác quang hóa là xúc tác nếu được kích hoạt bởi nhân tố ánh sáng thích hợp thì giúp xảy ra phản ứng [29]. 2CH3OH + 3O2 ⎯⎯⎯ TiO hv → 2CO2 + 4H2O 2 (1) Cơ chế: Xúc tác quang được tiến hành ở pha khí hoặc pha lỏng. Quá trình xúc tác quang hóa như sau: ✓ Khuếch tán các chất phản ứng. ✓ Hấp phụ lên bề mặt. ✓ Hấp thụ photon và khuếch tán đến bề mặt. ✓ Giai đoạn sơ cấp: Các phân tử bị kích thích tham gia vào phản ứng với các chất hấp phụ lên bề mặt. ✓ Giai đoạn thứ cấp: Giai đoạn phản ứng của các sản phẩm thuộc giai đoạn sơ cấp. ✓ Nhả hấp thụ sản phẩm. ✓ Khuếch tán các sản phẩm vào pha khí và lỏng. 7
1.2.2.2. Hiện tượng siêu thấm ướt Khi tạo một màng mỏng TiO2 ở pha anatat với kích cỡ nanomet trên một lớp đế SiO2 phủ trên một tấm kính thì các hạt nước tồn tại trên bề mặt với góc thấm ướt chừng 20÷40o [2, 29]. Chiếu ánh sáng tử ngoại lên bề mặt tấm kính có màng TiO2 đó thì góc thấm ướt giảm dần đến khi nước trải rộng ra trên bề mặt thành một màng mỏng tạo hiện tượng siêu thấm ướt của TiO2. 1.2.3. Phương pháp điều chế 1.2.3.1. Phương pháp vật lý ❖ Phương pháp bốc hơi bay nhiệt: Sử dụng thiết bị bay hơi kim loại ở nhiệt độ cao, sau đó cho kim loại dạng hơi tiếp xúc với oxi không khí tạo oxit kim loại. Sản phẩm thu được ở dạng màng mỏng. ❖ Phương pháp sputterning: Bắn phá ion. ❖ Phương pháp ăn mòn quang điện: Tạo TiO2 cấu trúc tổ ong, kích thước cỡ nanomet. 1.2.3.2. Phương pháp hóa học ❖ Phương pháp cổ điển: Kết tủa Titanhiđroxit 4 NH4OH + TiCl4 → Ti(OH)4 + 4 NH4Cl (2) ⎯⎯ → 0 t Ti(OH)4 TiO2 + 2 H2O (3) ❖ Phương pháp tổng hợp ngọn lửa: Oxi hóa TiCl4 trong lò sol khí t 10000 C ⎯⎯⎯⎯ → TiO2 + 2Cl2 0 0 TiCl4 + O2 (4) ❖ Phương pháp phân hủy quặng ilmenit Phương pháp này được sử dụng để sản xuất TiO2 với kích thước tinh thể trung bình từ 6÷20 nm, bao gồm các bước: - Phân hủy quặng ilmenit bằng H2SO4 đặc. - Thủy phân dung dịch muối titan. 8
- Nung sản phẩm thủy phân. ❖ Phương pháp sol-gel: Gồm các giai đoạn: - Thủy phân alkcoxid kim loại - Nhiệt phân sản phẩm thủy phân Phương pháp này chế tạo vật liệu cỡ nanomet dạng bột hoặc màng mỏng với cấu trúc và thành phần mong muốn. ❖ Phương pháp pha hơi ở nhiệt độ thấp: TiCl4 được làm bay hơi ở các nhiệt độ khác nhau, sau đó TiCl4 được chuyển vào lò phản ứng hơi được đưa vào trong lò tạo bột TiO2 có kích thước nanomet [29]. 1.2.4. Ứng dụng. Titan đioxit có rất nhiều ứng dụng về tính chất xúc tác quang mang lại nhiều lợi ích cho cuộc sống [4, 5, 15]. ✓ Vật liệu tự làm sạch ✓ Xử lý nước bị ô nhiễm ✓ Xử lý không khí bị ô nhiễm ✓ Diệt vi khuẩn, vi rút, nấm ✓ Làm sen sơ điện hóa ✓ Phân hủy NO2 ✓ Làm vật liệu nguồn điện ✓ Trong các ngành công nghiệp: Sơn, giấy, vải da, chế tạo linh kiện điện tử, mực in, luyện kim, thủy tinh, dược liệu.... ✓ Được sử dụng khá phổ biến trong nghiên cứu, chế tạo nanocomposite. TiO2 khá trơ về mặt hóa học, có thể tham gia xúc tác phản ứng quang hóa, không độc hại với môi trường. ✓ Là loại vật liệu vô cơ bán dẫn truyền thống nên càng được nhiều quan tâm. 9
1.3. Giới thiệu về CNTs Ống nano cacbon (CNTs) là hợp chất của cacbon với một cấu trúc nano hình trụ, được tạo bởi các nguyên tử cacbon, các nguyên tử cacbon này liên kết hóa trị với nhau bằng lai hóa sp2. Hình 1.3: Ống nano cacbon đơn lớp SWCNTs và đa lớp MWCNTs [5]. Các ống nano là thành viên của họ cấu trúc fullerene. Có 2 loại ống nano là: - Các ống nano đơn lớp (SWNTs): Cấu trúc như một tấm graphit cuộn tròn thành 2 trụ liền. - Các ống nano đa lớp (MWNTs): Cấu trúc như nhiều tấm graphit lồng vào nhau và cuộn lại hoặc một tấm graphit cuộn lại thành nhiều lớp. 1.3.1. Tính chất của CNTs 1.3.1.1. Tính chất cơ CNTs là vật liệu nhẹ, vì cấu tạo chỉ gồm các nguyên tử cacbon ở dạng ống có suất Young của CNTs gấp 6, độ bền kéo gấp 375 lần so với thép nhưng lại nhẹ hơn thép [5]. 1.3.1.2. Tính chất điện Dẫn điện như một kim loại, tính chất điện của CNTs phụ thuộc mạnh vào cấu trúc của nó. 1.3.1.3. Tính dẫn nhiệt Là một vật liệu dẫn nhiệt tốt. Ở nhiệt độ phòng, độ dẫn điện khoảng 3.104 W/m.K. Vì khả năng dẫn nhiệt tốt này mà CNTs được sử dụng cho việc tản nhiệt cho các linh kiện điện tử công suất cao [20, 24]. 10