B GIO DC V ĐO TO
TRƯNG ĐI HC QUY NHƠN
NGUYỄN THỊ THANH HƯƠNG
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ BIẾN TÍNH MS2 (M = Sn, W)
VỚI g-C3N4 LÀM CHẤT XÚC TÁC QUANG VÀ VẬT LIỆU ANODE
PIN SC LITHIUM-ION
Ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý
Mã ngành: 9440119
Phản biện 1: GS.TS. DƯƠNG TUẤN QUANG
Phản biện 2: PGS.TS. NGUYỄN THỊ VIỆT NGA
Phản biện 3: PGS.TS. HỒ SỸ THẮNG
Hưng dn khoa học:
1. GS.TS. VÕ VIỄN
2. PGS.TS. NGUYỄN PHI HÙNG
BÌNH ĐỊNH – NĂM 2024
LI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng
dẫn của GS.TS. Võ Viễn và PGS.TS. Nguyễn Phi Hùng. Các kết quả và số liệu
được trình bày trong luận án hoàn toàn trung thực. Việc tham khảo và trích dẫn các
nguồn tài liệu đúng quy định.
Tác giả luận án
Nguyễn Thị Thanh Hương
LI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến GS.TS. Võ Viễn và
PGS.TS. Nguyễn Phi Hùng đã tận tình hướng dẫn, hỗ trợ và động viên tôi trong
suốt thời gian thực hiện luận án.
Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến Quý thầy cô khoa Khoa học Tự nhiên,
trường Đại học Quy Nhơn đã tạo những điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành
chương trình học tập và các kế hoạch nghiên cứu.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Quý thầy cô ở Trung tâm thí nghiệm thực hành A6,
Trường Đại học Quy Nhơn đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ
sở vật chất cho tôi thực hiện phần thực nghiệm của đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn Sở GD&ĐT Kon Tum; Ban giám hiệu, Tổ Hóa –
Trường THPT chuyên Nguyễn Tất Thành - Kon Tum đã luôn ủng hộ tinh thần, tạo
điều kiện về thời gian, trang thiết bị thí nghiệm và giúp đỡ tôi trong công tác để tôi
hoàn thành luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Quý thầy cô giáo, anh chị em, các bạn học viên
trong nhóm nghiên cứu đã luôn động viên và hỗ trợ tôi. Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm
ơn sâu sắc đến TS. Trần Thị Thu Phương và NCS. Trần Hữu Hà đã luôn chia sẻ
kinh nghiệm, đóng góp ý kiến và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn
thành luận án.
Xin cảm ơn Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã hỗ trợ kinh phí thông
qua nhiệm vụ Nghị định thư Việt Nam - Hàn Quốc mang mã số NĐT.52.KR/19 và
Quỹ Đổi mới sáng tạo Vingroup (VINIF) đã tài trợ học bổng đào tạo tiến sĩ trong
nước mã số VINIF.2020.TS.61 và VINIF.2022.TS052 để tôi có điều kiện tốt nhất
thực hiện nghiên cứu khoa học và hoàn thành luận án.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, các đồng nghiệp đã động viên giúp
đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu.
MỤC LỤC
LI CAM ĐOAN
LI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH VẼ
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................ 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 3
4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 3
4.1. Tổng hợp và đặc trưng vật liệu ..................................................................................... 3
4.2. Đánh giá hoạt tính quang xúc tác ................................................................................. 3
4.3. Đặc trưng điện hóa ........................................................................................................ 3
5. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 4
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................................. 4
Chương 1. TỔNG QUAN ........................................................................................................ 6
1.1. Phản ứng xúc tác quang ....................................................................................... 6
1.1.1. Giới thiệu chung về phản ứng xúc tác quang ........................................................... 6
1.1.2. Cơ chế phản ứng xúc tác quang ................................................................................ 7
1.2. Giới thiệu về Rhodamine B .................................................................................. 8
1.3. Nguồn điện hóa học ............................................................................................. 9
1.3.1. Tổng quan về nguồn điện hóa học ............................................................................ 9
1.3.2. Phân loại nguồn điện hóa học .................................................................................. 10
1.3.2.1. Nguồn điện sơ cấp ........................................................................................ 10
1.3.2.2. Nguồn điện thứ cấp ...................................................................................... 11
1.3.2.3. Pin nhiên liệu ................................................................................................ 12
1.4. Pin sạc lithium-ion (LIBs) .................................................................................. 13
1.4.1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của LIBs ............................................................ 13
1.4.1.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 13
1.4.1.2. Nguyên tắc hoạt động................................................................................... 15
1.4.2. Vật liệu anode ........................................................................................................... 17
1.5. Vật liệu disulfide kim loại chuyển tiếp MS2 (M = Sn, W) ................................ 23
1.5.1. Vật liệu tin disulfide (SnS2) ..................................................................................... 23
1.5.2. Vật liệu tungsten disulfide (WS2) ............................................................................ 25
1.5.3. Ứng dụng vật liệu trên cơ sở MS2 (M = Sn, W) ..................................................... 27
1.5.3.1. Ứng dụng làm vật liệu xúc tác quang .......................................................... 27
1.5.3.2. Ứng dụng làm vật liệu anode LIBs .............................................................. 29
1.6. Vật liệu graphitic carbon nitride (g-C3N4) ......................................................... 32
1.6.1. Cấu trúc tinh thể ....................................................................................................... 32
1.6.2. Phương pháp tổng hợp ............................................................................................. 33
1.6.3. Ứng dụng vật liệu g-C3N4 ........................................................................................ 35
1.6.3.1. Ứng dụng làm vật liệu xúc tác quang .......................................................... 35
1.6.3.2. Ứng dụng làm vật liệu nền cho điện cực anode LIBs .................................. 39
1.7. Vật liệu composite MS2/g-C3N4 (M = Sn, W) ................................................... 41
Chương 2. THỰC NGHIỆM ................................................................................................. 46
2.1. Tổng hợp vật liệu ............................................................................................... 46
2.1.1. Hóa chất .................................................................................................................... 46
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị ....................................................................................................... 46
2.1.3. Tổng hợp vật liệu ..................................................................................................... 46
2.1.3.1. Tổng hợp vật liệu g-C3N4 ............................................................................. 46
2.1.3.2. Tổng hợp vật liệu composite SnS2/g-C3N4 và SnS2 ..................................... 46
2.1.3.3. Tổng hợp vật liệu composite WS2/g-C3N4 và WS2 ...................................... 47
2.2. Các phương pháp đặc trưng vật liệu .................................................................. 47
2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) ....................................................................... 47
2.2.1.1. Nguyên tắc ................................................................................................... 47
2.2.1.2. Thực nghiệm ................................................................................................ 48
2.2.2. Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) .......................................................................... 48