VŨ VĂN THUỶ KHOA HỌC VẬT CHẤT
BỘ GIÁO DỤC
VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
Vũ Văn Thuỷ
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU
HỌ PRUSSIAN BLUE (MHCF, M = Fe, Ni, Co, Ce)
ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG LÀM ĐIỆN CỰC CHO SIÊU TỤ ĐIỆN
2025
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT
Hà Nội - 2025
BỘ GIÁO DỤC
VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
Vũ Văn Thuỷ
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU
HỌ PRUSSIAN BLUE (MHCF, M = Fe, Ni, Co, Ce)
ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG LÀM ĐIỆN CỰC CHO SIÊU TỤ ĐIỆN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT
Ngành: Hoá vô cơ
Mã số: 9440113
Xác nhận của Học viện
Khoa học và Công nghệ
Người hướng dẫn 1
PGS. TS Trần Viết Thứ
Người hướng dẫn 2
TS. Nguyễn Sĩ Hiếu
Hà Nội - 2025
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án: "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu họ Prussian Blue
(MHCF, M = Fe, Ni, Co, Ce) định hướng làm điện cực cho siêu tụ điện" là công trình
nghiên cứu của chính mình dưới sự hướng dẫn khoa học của tập thể hướng dẫn. Luận
án sử dụng thông tin trích dẫn từ nhiều nguồn tham khảo khác nhau và các thông tin
trích dẫn được ghi rõ nguồn gốc. Các kết quả nghiên cứu của tôi được công bố chung
với các tác giả khác đã được sự nhất trí của đồng tác giả khi đưa vào luận án. Các số
liệu, kết quả được trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được
công bố trong bất kỳ một công trình nào khác ngoài các công trình công bố của tác
giả. Luận án được hoàn thành trong thời gian tôi làm nghiên cứu sinh tại Học viện
Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Hà Nội, ngày tháng năm 2025
Nghiên cứu sinh
Vũ Văn Thủy
ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Trần Viết Thứ và
TS. Nguyễn Sĩ Hiếu, đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi
cũng như luôn động viên và ủng hộ để em có thể hoàn thành tốt nhất luận án của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn đề tài “Vật liệu mới trên cơ sở hexacyanoferrate
trong tích trữ năng lượng điện hóa”, mã số: 103.02-2020.31 đã hỗ trợ kinh phí cho
tôi thực hiện luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Phòng Đào tạo – Học viện Khoa học và Công nghệ;
Ban lãnh đạo, Tập thể cán bộ Viện Kỹ thuật Nhiệt đới - Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam; Ban lãnh đạo, tập thể cán bộ Viện Khoa học Vật liệu; Ban lãnh
đạo Học viện Khoa học và Công nghệ; Bộ môn Công nghệ Hóa học, Bộ môn Phòng
Hoá, Bộ môn Kỹ thuật Môi trường – Khoa Hóa lý Kỹ thuật – Học viện Kỹ thuật Quân
Sự đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất, trang thiết bị nghiên cứu và giúp đỡ tôi hết sức
nhiệt tình trong suốt quá trình thực nghiệm.
Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Tô Văn Nguyện, ThS Đoàn Tiến Phát (bộ
môn Công nghệ Hoá học, Khoa Hoá – Lý kỹ thuật) đã có nhiều giúp đỡ trong quá
trình thực nghiệm của luận án. Cảm ơn ThS. Phùng Như Quân và TS. Vũ Kim Long
(Trung tâm hành động quốc gia khắc phục hậu quả hoá học và môi trường –
NACCET) đã có nhiều giúp đỡ trong việc phân tích ICP vật liệu. Cảm ơn ThS.
Nguyễn Thành Vinh và ThS. Đinh Thị Thuý Hà (Bộ môn Phòng Hoá, Khoa Hoá –
Lý kỹ thuật) đã có nhiều giúp đỡ trong việc nghiên cứu cấu trúc của vật liệu.
Tôi xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý
kiến qúy báu liên quan đến luận án cũng như đánh giá chất lượng luận án để bản luận
án được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến những người thân yêu trong
gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã luôn quan tâm, động viên khích lệ, ủng hộ và giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Nghiên cứu sinh
Vũ Văn Thủy
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................ vi
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................. viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ...................................................................... x
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 3
1.1. Cấu trúc của Prussian Blue ........................................................................ 3
1.2. Cấu trúc của Prussian Blue Analogues (PBAs) ......................................... 5
1.2.1. Nước cấu trúc trong tinh thể PBAs ............................................................. 5
1.2.2. Lỗ trống – khuyết tật mạng tinh thể ............................................................ 7
1.2.3. Cấu trúc của PBAs ...................................................................................... 7
1.3. Các phương pháp điều chế PBAs ............................................................... 9
1.3.1. Phương pháp đồng kết tủa ........................................................................... 9
1.3.2. Phương pháp thủy nhiệt ............................................................................ 12
1.3.3. Phương pháp kết tủa điện hóa ................................................................... 13
1.4. Ứng dụng của PBAs làm vật liệu điện cực cho siêu tụ điện .................... 14
1.4.1. Đặc điểm của siêu tụ điện ......................................................................... 14
1.4.2. PBAs ứng dụng làm điện cực cho siêu tụ điện ......................................... 19
1.5. Các nghiên cứu về hệ vật liệu Fe-Ni-CoHCF .......................................... 24
1.6. Các nghiên cứu về PBAs ở Việt Nam, các kết quả đã đạt được và định
hướng phát triển .............................................................................................. 29
1.7. Định hướng và mục tiêu của luận án ....................................................... 30
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 32
2.1. Hoá chất, thiết bị ...................................................................................... 32
2.2. Phương pháp tổng hợp vật liệu ................................................................ 33
2.2.1. Phương pháp tổng hợp CeHCF ................................................................. 33
2.2.2. Phương pháp tổng hợp FeHCF ................................................................. 33
2.2.3. Phương pháp tổng hợp Ni
x
Co
y
HCF .......................................................... 34
