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.
1
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 .................................................................................34
2.1.1. Hóa chất và các thiết bị thí nghiệm ..........................................................34
2.1.2. Các phương pháp chế tạo mẫu .................................................................34
2.1.2.1. Phương pháp thủy nhiệt .....................................................................34
