Nghiên cứu tổng hợp một số dạng cu2o, cu2o au nano và khả năng ứng dụng của chúng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

VŨ THỊ NHỚ

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ DẠNG Cu2O, Cu2O/Au
NANO VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội–Năm 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

VŨ THỊ NHỚ

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ DẠNG Cu2O,
Cu2O/Au NANO VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA
CHÚNG
Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: - HDC: PGS.TS. TRIỆU THỊ NGUYỆT
- HDP: TS. NGẠC AN BANG

Hà Nội–Năm 2014


LỜI CẢM ƠN

Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Triệu Thị Nguyệt đã
giao đề tài và đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và
nghiên cứu. Tôi cũng xin được gửi lời cám ơn chân thành tới TS. Ngạc An Bang đã
giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành luận văn này.
Đặc biệt, Tôi xin chân thành cám ơn ThS. Sái Công Doanh đã trực tiếp giúp
đỡ, trao đổi kinh nghiệm để tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô, các anh chị nghiên cứu sinh, các bạn
học viên cao hoc, các em sinh viên trong Trung tâm khoa học vật liệu, trường Đại
học Khoa hoc Tự Nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi
trong suốt quá trình làm thực nghiệm.
Tôi chân thành cảm ơn Đề tài QG – 13 - 03 đã hỗ trợ cho tôi thực hiện luận
văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô, các cô chú kỹ thuật viên Bộ môn
Hóa vô cơ đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành bài luận văn này.
Cuối cùng tôi xin được gửi lời cám ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn quan tâm,
động viên, khích lệ, tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành tốt luận văn này

Hà Nội, Ngày 06 tháng 11 năm 2014
Học viên

Vũ Thị Nhớ


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................3
1.1. Đồng (I) oxit (Cu2O)............................................................................................3
1.1.1. Các phương pháp tổng hợp Cu2O nano.........................................................4
1.1.1.1.

Phương pháp khử trong dung dịch.......................................................4

1.1.1.2.

Phương pháp đồng kết tủa...................................................................5

1.1.1.3. Phương pháp sử dụng bức xạ và sóng siêu âm.....................................5
1.1.2. Ứng dụng của Cu2O nano...........................................................................5
1.1.2.1.

Xúc tác oxi hóa khử.............................................................................5

1.1.2.2.

Xúc tác quang hóa...............................................................................6

1.1.2.3.

Xúc tác cho quá trình polime hóa........................................................7

1.1.2.4.
1.1.2.5.

Chế tạo cảm biến.................................................................................8
Cu2O với quá trình chuyển hóa năng lượng.........................................9

1.2. Vàng (Au)....................................................................................................... 10
1.2.1. Các phương pháp tổng hợp Au nano............................................................ 10
1.2.1.1.

Phương pháp phát triển mầm............................................................. 11

1.2.1.2.

Phương pháp thủy nhiệt..................................................................... 11

1.2.1.3.

Phương pháp khử nhiệt...................................................................... 11

1.2.2.

Ứng dụng của Au nano............................................................................. 12

1.2.2.1.

Xúc tác quang hóa.............................................................................. 12

1.2.2.2.

Xúc tác oxi hóa khử........................................................................... 13

1.2.2.3.

Chế tạo pin năng lượng mặt trời......................................................... 14

1.2.2.4. Ứng dụng trong sinh, y học................................................................ 14
1.3. Cấu trúc dị thể Au –Cu2O nhân – vỏ............................................................... 15
1.3.1. Các phương pháp tổng hợp Au – Cu2O nhân – vỏ....................................... 16
1.3.1.1.

Phương pháp khử hóa học.................................................................. 16

1.3.1.2.

Phương pháp sử dụng bức xạ sóng siêu âm........................................ 16

1.3.1.3. Phương pháp ủ nhiệt.......................................................................... 16
1.3.2. Ứng dụng của Au – Cu2O nhân – vỏ........................................................ 16
1.3.2.1. Xúc tác quang hóa............................................................................... 17
1.3.2.2. Chế tạo cảm biến khí........................................................................... 17


1.3.2.3. Chế tạo cảm biến glucozơ .........................
1.4.

Các phương pháp nghiên cứu ..................................

1.4.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X ......................................................................
1.4.2. Phương pháp quang phổ UV – VIS ...........................................................
1.4.3. Kính hiển vi điện tử quét SEM ..................................................................
1.4.4. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) .....................................................
1.4.5. Quang phổ tia X (PIXE) ............................................................................

CHƢƠNG 2: MỤC ĐÍCH, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC

NGHIỆM
..............................
2.1.

Mục đích và nội dung nghiên cứu. ............................

2.2.

Hóa chất ....................................................................

2.2.1. Hóa chất .........................................................................................................
2.2.2. Pha hóa chất ...................................................................................................
2.3.

Thực nghiệm ............................................................

2.3.1. Điều chế Cu2O nano ..................................................................................
2.3.2. Điều chế hạt nano vàng ..............................................................................
2.3.3. Điều chế thanh vàng: .................................................................................
2.3.4. Điều chế Au – Cu2O nhân – vỏ..................................................................
2.3.5. Sử dụng Cu2O nano và Au – Cu2O nano xúc tác cho quá trình khử màu
xanh metylen ...........................................................................................................
2.4.

Phương pháp nghiên cứu .........................................

2.4.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) ..........................................................
2.4.2.

Ảnh hiển vi điện t

2.4.3. Phương pháp quang phổ UV –Vis .............................................................
2.4.4. Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ......................................................
2.4.5. Phương pháp quang phổ tia X (PIXE) .......................................................
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..............................................................
3.1.
3.2.

Tổng hợp Cu2O ........................................................

Tổng hợp nhân vàng kích cỡ nanomet .....................

3.2.1.

Hạt nano vàng .....

3.2.2.

Thanh nano vàng .

3.3.
3.3.1.

Điều chế cấu trúc dị thể nhân – vỏ Au –Cu2O .........

Cấu trúc dị thể với


3.3.2.

Cấu trúc dị thể với nhân là thanh vàng..................................................... 47

3.4. Khảo sát ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt............................................... 52
3.4.1.

Ảnh hưởng của CTAB và PVP khi sử dụng nhân là hạt nano vàng..........52

3.4.1.1.

Chất hoạt động bề mặt CTAB............................................................ 52

3.4.1.2.

Chất hoạt động bề mặt PVP............................................................... 55

3.4.2. Ảnh hưởng của CTAB và PVP khi sử dụng nhân là thanh nano vàng..........57
3.4.2.1. Chất hoạt động bề mặt CTAB.............................................................. 57
3.4.2.2. Chất hoạt động bề mặt PVP................................................................. 61
3.5. Sử dụng Cu2O, Au - Cu2O nano xúc tác cho quá trình khử màu dung dịch
metylen xanh............................................................................................................. 64
KẾT LUẬN................................................................................................................. 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 67


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Điều kiện tổng hợp Cu2O nano………………………………………... 26
Bảng 2: Điều kiện tổng hợp cấu trúc nhân – vỏ Au – Cu2O…………………..........28
Bảng 3: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ metylen xanh…………... 30
Bảng 4: Kết quả điều chế Cu2O với lượng chất khử khác nhau………………... 32
Bảng 5: Kết quả tổng hợp cấu trúc dị thể nhân – vỏ Au –Cu2O với nhân là hạt

nano vàng……………………………………………………………………….. 40
Bảng 6: Kết qủa phân tích đế silic và mẫu phân tán trên đế silic………………. 44
Bảng 7: Kết quả tổng hợp nhân – vỏ Au – Cu2O với nhân là thanh nano
vàng…

48

Bảng 8: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của CTAB với việc tạo cấu trúc dị thể Au
- Cu2O với nhân là hạt nano vàng……………………………………………… 52
Bảng 9: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của PVP tới việc tạo cấu trúc dị thể Au –
Cu2O với nhân là hạt nano vàng………………………………………………

55

Bảng 10: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của CTA tới việc tạo cấu trúc dị thể Au
–Cu2O với nhân là thanh nano vàng……………………………………………. 57
Bảng 11: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của PVP tới việc tạo cấu trúc dị thể Au –
Cu2O với nhân là thanh vàng…………………………………………………

61

Bảng 12: Ảnh hưởng của xúc tác và thời gian đến độ chuyển hóa của xanh
metylen.................................................................................................................................................. 64


DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Ô cơ sở của mạng tinh thể Cu2O.......................................................................3
Hình 2: Sơ đồ cấu tạo của kính hiển vi điện tử quét..................................................... 20
Hình 3: Sơ đồ nguyên lí (1) và súng phóng điện tử (2) của kính hiển vi điện tử
truyền qua.....................................................................................................................22

Hình 4: Sơ đồ nguyên lí phổ PIXE............................................................................... 23
Hình 5: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ xanh metylen .. 30

Hình 6: Giản đồ XRD của mẫu N1.................................................................................................... 32
Hình 7: Giản đồ XRD của mẫu N2.................................................................................................... 33
Hình 8: Giản đồ XRD của mẫu N3.................................................................................................... 33
Hình 9: Giản đồ XRD của mẫu N4.................................................................................................... 34
Hình 10: Ảnh SEM của mẫu N1, N2, N3, N4............................................................................... 35
Hình 11: Giản đồ XRD của hạt nano Au......................................................................36
Hình 12: Ảnh TEM và phổ UV - Vis của hạt nano Au.................................................37
Hình 13: Giản đồ XRD của thanh nano Au..................................................................38
Hình 14: Ảnh TEM và phổ UV – Vis của thanh nano vàng..........................................38
Hình 15: Giản đồ XRD của mẫu D1............................................................................ 40
Hình 16: Giản đồ XRD của mẫu D2............................................................................. 41
Hình 17: Giản đồ XRD của mẫu D3............................................................................ 41
Hình 18: Giản đồ XRD của mẫu D4............................................................................. 42
Hình 19: Phổ PIXE phân tích đế silic tinh khiết.......................................................... 43
Hình 20: Phổ PIXE phân tích mẫu D7e........................................................................43
Hình 21: Ảnh SEM của mẫu D1, D2, D3, D4.............................................................. 45
Hình 22: Ảnh TEM của mẫu D1...................................................................................46
Hình 23: Phổ UV –Vis của mẫu D1, D2, D3, D4......................................................... 47
Hình 24: Giản đồ XRD của mẫu D6............................................................................. 48
Hình 25: Giản đồ XRD của mẫu D8.............................................................................49
Hình 26: Ảnh SEM của mẫu D5, D6, D7, D8..............................................................50


Hình 27: Ảnh TEM của mẫu D5, D6............................................................................51
Hình 28: Phổ UV –Vis của mẫu D5, D6, D7, D8....................................................... 52
Hình 29: Giản đồ XRD của mẫu D4b...........................................................................53
Hình 30: Giản đồ XRD của mẫu D4c...........................................................................54

Hình 31: Ảnh SEM của mẫu D4d, D4c........................................................................54
Hình 32: Giản đồ XRD của mẫu D5a........................................................................... 56
Hình 33: Giản đồ XRD của mẫu D5b........................................................................... 56
Hình 34: Ảnh SEM của mẫu D5a, D5b........................................................................ 57
Hình 35 : Giản đồ XRD của mẫu D6c..........................................................................58
Hình 36: Giản đồ XRD của mẫu D6d........................................................................... 59
Hình 37: Ảnh SEM của mẫu D6c, D6d........................................................................59
Hình 38: Ảnh TEM của mẫu D6c................................................................................. 60
Hình 39: Phổ UV –Vis của mẫu D6c............................................................................60
Hình 40: Giản đồ XRD của mẫu D7c...........................................................................62
Hình 41: Giản đồ XRD của mẫu D7d...........................................................................62
Hình 42: Ảnh SEM của mẫu 7c, D7d...........................................................................63
Hình 43: Độ chuyển hóa của phản ứng mất màu MB theo thời gian............................65


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

CTAB
MB
PVP
PIXE
SEM
TEM
TSC
SDS
XRD

viii

MỞ ĐẦU
Ngày nay thuật ngữ “nano” không còn xa lạ với con người. Công nghệ nano
đã trở thành một vấn đề thời sự và thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học. Công
nghệ nano là một bước tiến vượt bậc của công nghệ, nó cho phép con người tạo ra
những loại vật liệu mới với tính năng tưởng chừng như không thể. Nó tham gia và
tạo sự đột phá trong nhiều nghành công nghiệp quan trọng như điện, hóa học, mỹ
phẩm, nhựa, cơ khí chế tạo…..Chúng ta có thể kể đến một vài thành tựu của khoa
học nano và công nghệ nano như: Công nghiệp điện tử, quang tử ( các linh kiện
chấn lượng tử, vi xử lí tốc độ nhanh, linh kiện lưu giữ thông tin….), công nghiệp
hóa học (xúc tác, hấp thụ, chất màu….), năng lượng ( pin mặt trời, pin liti), y – sinh
học và nông nghiệp (thuốc chữa bệnh nano, mô nhân tạo…), hàng không – vũ trụ quân sự (vật liệu siêu nhẹ, siêu bền, chịu bức xạ….), môi trường (khử độc, vật liệu
nano xốp, mao quản dùng để lọc nước…).
Đồng (I) oxit (Cu2O) nano là một trong những vật liệu nano có tính chất đặc
biệt. Cu2O nano đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: Làm bộ
cảm biến áp suất oxi màng mỏng, pin mặt trời màng mỏng, chất bán dẫn loại p,
nguyên liệu cho công nghệ dược phẩm và thiết bị y tế….
Vàng nano (Au) là vật liệu có nhiều tính chất ưu việt. Au nano đã được ứng
dụng trong nhiều lĩnh vực như: Làm điện cực, pin mặt trời silicon, làm bộ cảm
biến… Đặc biệt nó có ứng dụng to lớn trong lĩnh vực sinh, y học như hỗ trợ trong
điều trị ung thư, có khả năng cố định các nguyên tử sinh học (kháng nguyên, kháng
thể), vì vậy Au nano được dùng trong rất nhiều xét nghiệm sinh học hay chuẩn đoán
y khoa...
Khi kết hợp Cu2O và Au nano ở dạng cấu trúc dị thể sẽ tạo ra vật liệu có một
số tính chất vượt trội hơn do cấu trúc dị thể nhân – vỏ Au – Cu 2O thể hiện tính năng
cộng sinh mà rất khó có ở dạng đơn lẻ. Ví dụ như khả năng xúc tác, dẫn điện, cảm

1


biến… của nhân vỏ Au – Cu 2O nano tốt hơn nhiều so với từng dạng đơn lẻ Au và

Cu2O..
Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài luận văn là “Nghiên cứu tổng hợp một số
dạng Cu2O, Cu2O/Au nano và khả năng ứng dụng của chúng” với các nội dung cụ
thể như sau:
1.

Tổng hợp hạt nano Cu2O.

2.

Tổng hợp hạt nano vàng và thanh nano vàng.

3.
nhân

Tổng hợp cấu trúc dị thể nhân – vỏ Au – Cu2O với hai hình dạng của

vàng là hạt nano vàng và thanh nano vàng.
4.

Khảo sát khả năng xúc tác của Cu2O, Au – Cu2O nano cho quá trình khử

màu dung dịch xanh metylen.

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Đồng (I) oxit (Cu2O)
Đồng (I) oxit là một trong hai dạng oxit của đồng, có màu đỏ với công thức

0

hóa học là Cu2O. Cu2O rất bền với nhiệt (nóng chảy ở 1240 C), không tan trong
nước nhưng tan chậm trong kiềm đặc và NH 3 đặc, tan tốt trong dung dịch axit.
Trong không khí ẩm, Cu2O dễ bị oxi hóa tạo thành đồng (II) oxit (CuO).

Hình 1: Ô cơ sở của mạng tinh thể Cu2O
Cu2O có cấu trúc tinh thể kiểu lập phương với hằng số mạng a = 4.27 Å.
Mạng tinh thể của Cu2O được tạo thành bởi hai phân mạng: phân mạng Cu kiểu lập
phương tâm mặt và phân mạng oxi kểu lập phương tâm khối (Hình 1). Mỗi ô cơ sở
chứa 4 nguyên tử Cu và 2 nguyên tử O, trong đó nguyên tử đồng có số phối trí bằng
2, nguyên tử oxi có số phối trí bằng 4 [31].
Cu2O là chất bán dẫn loại p, khi ở dạng khối nó có năng lượng vùng cấm Eg
=
2.14 eV (hấp thụ photon trong vùng khả kiến có bước sóng λ = 580 nm).
Tính
chất này làm cho Cu2O nổi trội hơn một số oxit khác trong các quá trình quang hóa.
Ví dụ, TiO2 anatase có Eg = 3.2 eV, còn ZnO có E g = 3.4 eV nên chúng chỉ bị kích
thích bởi bức xạ tử ngoại.

3


1.1.1. Các phƣơng pháp tổng hợp Cu2O nano
Cu2O nano dạng bột được tổng hợp bằng nhiều phương pháp khác nhau,
nhưng phổ biến nhất là phương pháp kết tủa trong dung môi lỏng.
1.1.1.1. Phương pháp khử trong dung dịch
Cu2O có kích cỡ 2 – 18nm được điều chế bằng cách thêm từ từ dung dịch t –
BuOH trong tetrahidrofuran (THF) vào dung dịch hỗn hợp CuA 2 (A= Cl, CH3COO,
0

(CH3COO)2CH) và NaH trong THF ở 63 C [35]. Đầu tiên muối Cu

2+

bị khử bằng

-

ion H hoạt hóa để tạo ra đồng kim loại.
4NaH + 2t-BuOH →2(NaH, t-BuONa) + 2H2
2(NaH, t-BuONa) + CuA2→Cu + 2NaA + 2t-BuONa + H2
Sau đó, đồng kim loại được oxi hóa thành Cu 2O bằng cách sục dòng khí hỗn
hợp O2 – N2:
2Cu + 1/2O2



Cu2O

Sản phẩm cuối cùng Cu2O tạo thành được phân tán trong dung môi hữu cơ.
Tác giả [22] đã điều chế bột Cu2O có kích cỡ 2- 3 nm bằng cách cho dung
dịch CuSO4 tác dụng với các phối tử hữu cơ polyetylenglycolmonododecyl ete và
axit oleic trong dung môi etylen glycol (EG) và isopropan (IPA), sau đó khử bằng
KBH4.
Cu2O dạng khối hộp có kích cỡ từ 20 – 500nm được điều chế bằng cách khử
dung dịch Cu(CH3COO)2 bằng axit ascobic ở nhiệt độ phòng [5].
Cu2O nano cũng được tạo ra bằng cách khử Cu

2+

trong dung dịch có sử dụng

chất hoạt động bề mặt bằng phản ứng của phức đồng (II) clorua với hiđrazin
N2H4.H2O trong môi trường kiềm ở nhiệt độ phòng [2].
Các hạt Cu2O nano với kích thước 5-6 nm đã được tác giả [17] tổng hợp
thành công khi cho Cu(CH3COO)2.H2O tác dụng với axetamit trong dung môi

4


etylen glycol có sử dụng sóng siêu âm. Hạt Cu2O nano thu được có hình dạng bông
hoa.
1.1.1.2. Phương pháp đồng kết tủa
Các tác giả [10] đã tổng hợp được các hạt nano Fe/Cu 2O bằng cách khử hỗn
hợp CuSO4 và Fe(NO3)3 bằng hidrazin trong môi trường kiềm. Kết quả cho thấy
Cu2O có độ rộng vùng cấm 2.1eV. Khi thêm 1% Fe vào Cu 2O thì độ rộng vùng cấm
của mẫu thu được là 1.87eV, còn thêm 2% Fe thì mẫu thu được có độ rộng vùng
cấm là 1.65eV. Như vậy có sự giảm độ rộng vùng cấm của các mẫu thu được so với
0

Cu2O tinh khiết. Từ tính của Cu 2O cũng thay đổi khi thêm Fe. Ở 300 C mẫu
1%Fe/Cu2O và 2% Fe/Cu2O là thuận từ, trong khi đó Cu2O tinh khiết có tính
nghịch từ.
1.1.1.3. Phương pháp sử dụng bức xạ và sóng siêu âm.
Bằng cách chiếu tia γ vào dung dịch CuSO 4 có chứa C12H25NaSO4,
(CH3)2CHOH và đệm axetat, các tác giả [29] đã tổng hợp được Cu 2O có kích cỡ
thay đổi từ 14- 50nm tùy thuộc vào thành phần dung dịch đầu và liều lượng tia γ.
Cu2O nano hình cầu với kích thước 10 – 20nm cũng được tạo thành bằng
cách chiếu tia viba vào dung dịch hỗn hợp CuSO4, NaBH4 và etilenglycol [18].

1.1.2. Ứng dụng của Cu2O nano
Đồng (I) oxit là chất bán dẫn loại p với năng lượng vùng cấm khá thấp nên
nó là vật liệu đầy hứa hẹn cho quá trình chuyển hóa năng lượng mặt trời thành năng
lượng điện và năng lượng hóa học. Cu 2O có hệ số hấp phụ quang cao và tính chất
quang điện tốt nên được sử dụng trong các thiết bị quang điện với chi phí năng
lượng thấp. Sau đây là một số ứng dụng của Cu2O.
1.1.2.1. Xúc tác oxi hóa khử
Do có số oxi hóa trung gian (+1) nên Cu 2O có hoạt tính xúc tác oxi hóa –
khử. Ví dụ, Cu2O làm xúc tác cho phản ứng phân hủy nước thành O2 và H2 dưới

5


điều kiện của bức xạ hồng ngoại, ở nhiệt độ phòng khi có mặt WO 3 [13]. Kết quả
cho thấy khi được chiếu sáng bởi ánh sáng khả kiến thì Cu 2O thể hiện hoạt tính xúc
tác quang hóa trong phản ứng phân hủy nước thành H 2 và O2 khi có mặt n- WO3
mạnh hơn nhiều so với khả năng xúc tác khi chỉ có Cu 2O. Mặt khác, trong hỗn hợp
Cu2O - WO3, nếu Cu2O định hướng mặt (111) thì lượng khí H 2 sinh ra nhiều hơn so
với hỗn hợp chứa Cu2O định hướng mặt (110). Cu2O/C còn làm xúc tác cho phản
ứng phân hủy methanol thành H 2 và CO; Cu2O làm xúc tác cho các phản ứng
chuyển hóa CO thành CO2, NOx thành N2 và O2. Đây là các phản ứng rất có ý nghĩa
đối với xử lí khí thải [24]. Nguyên nhân làm cho Cu 2O nano có hoạt tính xúc tác tốt
hơn Cu2O khối là do diện tích bề mặt của nó lớn. Khi giảm kích thước hạt thì tỉ lệ
các nguyên tử ở trên bề mặt tăng lên, cụ thể là vật liệu với kích thước hạt 30nm có
5% nguyên tử ở trên bề mặt; hạt 10nm có 20% nguyên tử ở trên bề mặt; còn hạt
3nm có tới 50% nguyên tử ở trên bề mặt [27]. Do vậy các hạt nano kích thước nhỏ
sẽ có diện tích bề mặt rất lớn. Vì các phản ứng xúc tác dị thể diễn ra trên bề mặt,
nên khi sử dụng xúc tác nano thì phản ứng xảy ra nhanh hơn so với xúc tác là vật
liệu khối cùng loại.
Ngoài ra, Cu2O còn có khả năng xúc tác cho phản ứng oxi hóa muối

thiosunfat, góp phần giải quyết ảnh hưởng bất lợi của các muối thiosunfat trong quá
trình tuyển nổi (các muối này sẽ làm cho dung dịch có tính axit, trong khi yêu cầu
đối với dung dịch tuyển nổi là có tính kiềm hoặc trung tính [30].
1.1.2.2. Xúc tác quang hóa
Với độ rộng vùng cấm nhỏ nên Cu 2O dễ bị kích thích bởi ánh sáng trong
vùng khả kiến. Mặt khác, Cu 2O có độc tính thấp và có giá thành rẻ nên nó được sử
dụng rộng rãi để xử lí phẩm nhuộm và các chất thải công nghiệp vì đó là các chất
hữu cơ gây ô nhiễm môi trường và không dễ dàng bị phân hủy trong tự nhiên.
Cu2O/ chitosan có khả năng làm mất màu phẩm nhuộm X-3B từ nồng độ 50mg/l
xuống còn 1.545 – 0.337 mg/l (phù hợp với tiêu chuẩn nước uống của WHO) [6].
Cu2O còn được sử dụng để xúc tác cho quá trình chuyển p-nitrophenol (một chất

6


gây ô nhiềm môi trường và độc tính của nó ảnh hưởng lên cả con người, động vật và
thực vật) thành p-hydroxylaminphenol [12]. Vì Cu 2O có độ rộng vùng cấm nhỏ nên
dễ xảy ra quá trình tái kết hợp của điện tử và lỗ trống. Điều này làm giảm hoạt tính
xúc tác quang của Cu2O. Để khắc phục hiện tượng trên người ta thường tạo ra các
hạt composite giữa Cu2O với các kim loại khác. Ví dụ: khi trôn Cu 2O với TiO2 thì
các hạt composite tạo thành có hoạt tính xúc tác cao hơn Cu 2O nguyên chất trong
phản ứng làm mất màu phẩm nhuộm đỏ khi được chiếu sáng bởi bức xạ khả kiến
[19].
1.1.2.3. Xúc tác cho quá trình polime hóa
Cu2O nano là xúc tác cho quá trình tổng hợp sợi cacbon nano (CNF –
Cacbon Nano Fiber). Ngày nay lĩnh vực nghiên cứu CNF đang thu hút được sự
quan tâm của rất nhiều nhà khoa học vì chúng có cấu trúc và tính chất lí, hóa rất đặc
biệt [32] :
+

Với cấu trúc xoắn giống dạng lò xo, CNF có module đàn hồi cao, có khả

năng phản ứng với tác dụng của ngoại lực: kéo, nén, vặn, xoắn …mà vẫn giữ
nguyên được hình dạng khi ngoại lực thôi tác dụng. Chẳng hạn, CNF có thể kéo
giãn gấp 3 lần kích thước ban đầu của nó (gần như bị kéo thẳng) mà không bị biến
dạng sau khi thôi tác dụng lực và chỉ bị biến dạng đáng kể khi bị kéo dãn gấp 4-5
lần kích thước ban đầu. Vì vậy CNF là vật liệu lí tưởng để chế tạo lớp chống lại các
chấn động cho các thiết bị nano; chế tạo vật liệu mới có độ bền cao; làm phụ gia
cường lực cho polime hay các loại keo (vật liệu được gia cường bằng cacbon xoắn
bền hơn nhiều so với việc gia cường bằng sợi cacbon thông thường)…
+

Cacbon xoắn nói riêng và các sợi cacbon nói chung có độ dẫn điện khoảng

5000S/m cao gấp ≈ 3 lần so với cacbon vô định hình nên có thể được sử dụng như
các dây dẫn kích thước nano trong các lình kiện siêu nhỏ. Việc tăng độ dẫn của
polime dẫn đến cải thiện tính chất điện từ của vật liệu, trong đó các sensor được chế
tạo từ các compositepolime – sợi cacbon xoắn cho độ nhạy cao hơn. Mặt khác, CNF

7


thể hiện được tính chất điện từ đặc biệt: chúng có thể sinh ra từ trường khi có dòng
điện chạy qua cuộn cacbon hoặc sinh ra dòng điện trong từ trường biến đổi. Do vậy,
CNF đang được quan tâm nghiên cứu trong việc chế tạo nam châm điện, cuộn cảm,
thiết bị cảm ứng, thiết bị lưu trữ….
Đã có một số chất xúc tác được sử dụng để tổng hợp CNF [20]. Gần đây Cu 2O
nano bắt đầu được quan tâm sử dụng để làm xúc tác cho phản ứng polime hóa
axetylen để tổng hợp CNF vì nó không gây độc hại, giá thành rẻ, quá trình tổng hợp
khá đơn giản và đặc biệt là phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so

với khi dùng các chất xúc tác khác. Hình dạng và kích thước của các hạt Cu 2O ảnh
hưởng đến hình dạng, kích thước cũng như độ xoắn của sợi cacbon thu được.
1.1.2.4. Chế tạo cảm biến
Màng mỏng Cu2O/ RuO2 được sử dụng làm điện cực cảm biến để xác định
hàm lượng oxy hòa tan (DO) và đo pH. Trước đây màng RuO 2 đã được sử dụng cho
mục đích trên vì độ dẫn điện cũng như tính bền nhiệt và bền hóa học cao, chống ăn
mòn tốt. Sử dụng màng RuO2 làm điện cực cảm biến có thể đo được pH trong vùng
0

từ 2- 13 ở nhiệt độ 4 – 30 C và có thể xác định được DO trong khoảng 0.5 –
8.0ppm. Tuy nhiên điện cực màng mỏng RuO2 tương đối xốp nên nó dễ dàng hấp
phụ các chất, do đó dễ làm thay đổi đặc tính của cảm biến. Để khắc phục những
nhược điểm của trên, người ta đã phủ Cu 2O lên RuO2 ( tỉ lệ mol của Cu2O là 10 –
20%). Điện cực cảm biến màng mỏng Cu 2O/RuO2 không những đã khắc phục được
những hạn chế của điện cực RuO2 mà còn giữ lại được tất cả những tính chất quý
giá của điện cực này, hơn nữa tuổi thọ của điện cực Cu 2O/RuO2 cao hơn nhiều so
với điên cực RuO2 [39].
Màng Cu2O được tạo ra bằng phương pháp kết tủa điện hóa và xử lí quang
nhiệt nhanh, được sử dụng để chế tạo các tế bào cảm biến khí NO 2. Khí này là một
trong những khí gây ô nhiễm nguy hiểm nhất được tạo ra từ quá trình cháy của các
động cơ ô tô, từ quá trình nấu nướng của các hộ gia đình, từ các lò nung hay các vụ

8


cháy rừng….Do đó cần phải tạo ra những bộ cảm biến khí NO2 với đặc tính vừa
nhỏ gọn, tuổi thọ cao, cảm biến nhanh và nhạy ngay cả ở nồng độ khí thấp cỡ ppm
là rất cần thiết để góp phần chống lại sự bến đổi khí hậu toàn cầu. Đã có nhiều
nghiên cứu về cảm biến khí NO2 được công bố và đã có nhiều vật liệu làm cảm biến
được sử dụng. Trong số đó, màng Cu2O tuy mới được nghiên cứu sử dụng làm cảm

biến khí NO2 nhưng kết quả thu được rất khả quan [34]. Quá trình đo cảm biến khí
được thực hiện bằng cách đưa tế bào cảm biến Cu 2O vào dòng không khí chứa NO2
0

hàm lượng 0.5 – 1.5 ppm nhiệt độ của cảm biến được giữ ở 300 C. Kết quả cho thấy
cảm biến hoạt động tốt, độ nhạy của cảm biến tăng lên khi tăng nhiệt độ trong quá
trình tạo màng Cu2O và cao nhất là màng được chế tạo ở khoảng nhiệt độ 150 ±
0

20 C và sau 4 tháng sử dụng cảm biến vẫn hoạt động tốt.
1.1.2.5. Cu2O với quá trình chuyển hóa năng lượng
Cu2O còn được sử dụng trong cảm biến điện hóa đối với gluco. Gluco là một
trong những nhiên liệu sinh học giàu năng lượng. Khi bị oxi hóa, nó giải phóng ra
4430Wh/kg, xấp xỉ giá trị năng lượng mà methanol giải phóng ra (6100Wh/kg)
[11]:
C6H12O6 + 6O2



6CO2

+ 6H2O

Vì vậy glucozơ là một trong những nguồn nhiên liệu tốt nhất để sử dụng
trong pin nhiên liệu. Mặt khác, glucozơ không độc và rẻ tiền nên việc sử dụng trực
tiếp gluco trong pin nhiên liệu đang được quan tâm chú ý. Một số kim loại đã được
sử dụng làm anot cho pin nhiên liệu để oxi hóa glucozo như Au, Ag [17]. Tuy nhiên
quá trình oxi hóa xảy ra rất chậm. Cu2O đang được nghiên cứu để thay thế các vật
liệu trên vì hoạt tính xúc tác cho phản ứng oxi hóa gluco của oxits này cao hơn hẳn.
Trong lĩnh vực chuyển hóa năng lượng mặt trời thì các loại màng mỏng có

chứa Cu2O được nghiên cứu nhiều vì hiệu suất chuyển hóa năng lượng của pin mặt
trời có chứa Cu2O cho giá trị lớn nhất (theo lí thuyết, hiệu suất biến đổi năng lượng
của pin mặt trời Cu2O là khoảng 20%). Tuy nhiên, thật khó để đạt được hiệu suất

9


này vì để tạo ra p- Cu2O là rất khó. Pin mặt trời Schottky barrier (SB) với lớp hoạt
động Cu/Cu2O được chế tạo bằng phương pháp oxi hóa nhiệt thanh Cu có hiệu suất
chuyển hóa 1.76%. Pin SB với thành phần Ga thêm vào ZnO(GZO)/Cu 2O được chế
+

tạo bằng phương pháp lắng đọng n - GZO trên tấm Cu2O bị oxi hóa nhiệt bằng
cách hóa hơi hồ quang plasma chân không có hiệu suất chuyển hóa 1.57%. Pin SB
với cấu trúc MgF2/ITO/ZnO/Cu2O/Cu được chế tạo bằng phương pháp phún xạ
chùm tia ion cho hiệu suất chuyển hóa 2.01% [23]. Chỉ có thể tạo ra những pin mặt
trời sử dụng Cu2O với hiệu suất chuyển hóa lớn bằng việc giảm thiểu những ảnh
hưởng gây ra trên bề mặt tấm Cu2O từ quá trình chế tạo màng mỏng.
Cu2O nano còn được sử dụng làm âm cực trong pin liti. Cu 2O có vai trò tạo
ra một lớp bảo vệ cho graphit và hạn chế sự phân hủy của propylencacbonat trong
dung dịch điện li.
1.2. Vàng (Au)
0

0

Vàng là chất rắn, nóng chảy ở 1063.4 C, sôi ở 2996 C, dẫn điện dẫn nhiệt
tốt. Vàng tương đối mền, dẻo và dai, do vậy dễ kéo thành sợi (1gram Au có thể kéo
thành sợi chỉ dài 3 km) và dễ dát mỏng (có thể dát mỏng 1/8000 mm).
Vàng ở dạng khối có màu vàng, nhưng khi có kích cỡ vài nano mét thì có

màu đỏ hoặc tím nhạt. Điều này là do khi ở dạng nano mét vàng không hấp thụ ánh
sáng có bước sóng như miếng vàng khối.
Vàng không phản ứng với hầu hết các chất, nhưng tan trong nước cường
toan, dung dịch xianua của kim loại kiềm.
1.2.1. Các phƣơng pháp tổng hợp Au nano
Có nhiều phương pháp tổng hợp Au kích cỡ nano, sau đây là một số phương
pháp phổ biến.

10


1.2.1.1. Phương pháp phát triển mầm
Có nhiều quy trình khác nhau để điều chế thanh nano vàng, nhưng
phương pháp mầm trung gian là phổ biến nhất. Công trình của Murphy [26] cho
thấy các thanh nano vàng có thể được điều chế từ các hạt nano vàng rất nhỏ (“mầm”
có kích thước 3-4nm), với vai trò là các nhân để hình thành các hạt mong muốn.
Mầm được thêm vào dung dịch phát triển (chứa ion Au (I)). Ion Au (I) dễ dàng bị
khử về Au (0) ở bề mặt của một hạt mần khi có mặt axit ascobic. Một lượng nhỏ
AgNO3 được thêm vào trong dung dịch phát triển. Nó đóng vai trò quan trọng trong
hiệu suất điều chế các thanh nano vàng, tuy nhiên điều đó vẫn đang được bàn luận.
Bên cạnh đó, trong phương pháp này không thể thiếu CTAB vì CTAB không những
có tác dụng bảo vệ, tránh sự tích tụ hạt, mà còn cho phép phát triển hạt bất đối xứng
[25].
Các hạt nano Au với nhiều hình dạng khác nhau, có kích thước 5 – 50 nm
cũng được điều chế bằng phương pháp phát triển mầm trong dung dịch có chứa
nhiều muối vàng, SDS, và một lượng axit ascorbic [8].
1.2.1.2. Phương pháp thủy nhiệt
Tác giả [7] đã tổng hợp được Au nano hình bát diện bằng cách nung hỗn hợp
CTAB, HAuCl4, natri citrat trong một bình tráng Teflon có nắp bằng polypropylene
0

ở 110 C, sau đó làm nguội ở nhiệt độ phòng đã thu được các hạt có kích thước thay
đổi 31 – 149 nm, tùy thuộc vào thời gian nung. Hiệu suất phản ứng đạt được là trên
90%.
1.2.1.3. Phương pháp khử nhiệt
Các tấm nano vàng tam giác, lục giác có kích cỡ vài chục nano mét được điều
0

chế bằng cách: thêm dung dịch hỗn hợp HAuCl 4 và CTAB ở 50 C vào dung dịch
0

0

TSC ở 68 C, sau đó tăng nhanh nhiệt của dung dịch lên 82 C. Sản phẩm thu được
được làm nguội trong không khí. Kích thước của tấm nano có thể thay đổi từ vài
chục tới vài trăm nano mét bằng cách thay đổi lượng chất khử, nhiệt độ phản ứng và
thời gian phản ứng [15].

11


1.2.2. Ứng dụng của Au nano
Các hạt nano vàng đã được sử dụng rộng dãi trong khoa học nano, như
trong nghiên cứu liên kết hay hấp thụ của các phân tử chức năng. Au nano có nhiều
ứng dụng hữu ích. Liên kết các phân tử sinh học như DNA và cacbohydrat là ví dụ,
đã được ứng dụng rộng dãi trong việc nhận diện và các xét nghiệm sinh học. Do
vàng bền trong nhiều môi trường khác nhau nên nó được sử dụng làm điện cực
trong các môi trường mà các chất thông thường dễ bị oxi hóa. Sau đây là một số
ứng dụng của nano Au.
1.2.2.1. Xúc tác quang hóa

Một nhà nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne (DOE) thuộc
Bộ Năng lượng Mỹ đã chế tạo thành công một loại xúc tác ánh sáng khả kiến, bằng
cách sử dụng các dây nano bạc clorua được gắn các hạt nano vàng. Xúc tác này có
thể phân hủy các phân tử hữu cơ trong nước bị ô nhiễm [40].
Các tính chất xúc tác quang hóa của bạc clorua thường bị giới hạn ở các bước
sóng cực tím và xanh da trời, nhưng khi được bổ sung thêm các hạt nano vàng thì
chúng trở thành xúc tác quang hóa hoạt động ở vùng ánh sáng khả kiến. Ánh sáng
khả kiến kích thích các electron ở các hạt nano vàng và khơi mào các phản ứng, tạo
ra hiệu ứng tách điện tử lên đến cực điểm ở các dây nano bạc clorua. Các thử
nghiệm đã chứng tỏ các dây nano bạc có gắn các hạt nano vàng có thể phân hủy các
phân tử hữu cơ như xanh metylen.
Nếu có thể tạo ra một màng dây nano được gắn vàng và cho nước ô nhiễm
chảy qua, các phân tử hữu cơ có thể bị phân hủy bởi bức xạ ánh sáng khả kiến từ
các đèn huỳnh quang thông thường hoặc ánh sáng Mặt trời. Các nhà khoa học đã bắt
đầu nghiên cứu các dây nano bạc thông thường được oxy hóa bằng sắt clorua để tạo
ra các dây nano bạc clorua, tiếp theo là phản ứng với natri tetracloroaurat để làm
lắng các hạt nano vàng lên các dây.

12


1.2.2.2. Xúc tác oxi hóa khử
Hiện nay, một thách thức lớn về mặt môi trường là tình trạng ô nhiễm thủy
ngân ở nhiều nơi trên thế giới. Thủy ngân là chất có độc tính cao, thường có mặt
trong các mỏ khoáng chất trên khắp thế giới. Mỗi năm, có khoảng 150 tấn thủy
ngân bị thải vào khí quyển, trong đó 1/3 là từ khí thải của các lò hơi đốt than.
Nhiễm độc thủy ngân có thể gây ra một số căn bệnh như bệnh alzheimer, chứng tự
kỷ,...Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) đã đặt ra những giới hạn nghiêm ngặt về
phát thải thủy ngân ở nồi hơi của các nhà máy điện. Nhiệm vụ cấp bách hiện nay là
tìm ra giải pháp để ngăn chặn có hiệu quả sự phát tán thủy ngân vào khí quyển.

Theo nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Công nghệ năng lượng quốc gia Mỹ
(NETL), các hạt nano vàng có thể xúc tác quá trình oxy hóa thủy ngân để thu giữ
hơi thủy ngân. Những thí nghiệm quy mô lớn hiện đang thực hiện tại một số nhà
máy điện của Mỹ.
Một vấn đề nghiêm trọng khác là tình trạng ngộ độc khí CO. Theo thống kê,
mỗi năm tại Mỹ có hơn 4000 người bị ngộ độc khí CO, trong đó 10% các trường
hợp dẫn đến tử vong.
Các nhà khoa học đã chứng minh rằng, các hạt nano vàng có thể tham gia phản
ứng oxy hóa CO ở nhiệt độ thấp để tạo thành CO 2. Trên thực tế, nhiều nhân viên
cứu hỏa và thợ mỏ đã sử dụng mặt nạ phòng hơi độc có chứa xúc tác nano vàng để
tránh ngộ độc khí CO.
Một bước đột phá mới đây trong công nghệ xử lý nước là việc phát triển các
hạt nano lưỡng kim vàng - palađi có hoạt tính xúc tác cao, có khả năng phân hủy
các hợp chất hydrocacbon clo hóa, chẳng hạn tricloetan (TCE). TCE là chất tẩy dầu
mỡ được dùng trong các ngành công nghiệp điện tử, sản xuất xe ô tô và cũng
thường được sử dụng trong sản xuất hóa chất. Tuy nhiên, TCE ảnh hưởng nghiêm
trọng đến sức khỏe con người, có thể làm tổn thương gan, ảnh hưởng đến thai nhi và
gây ung thư.
Ở

nhiệt độ phòng và khi có mặt xúc tác palađi, hydro có khả năng phân hủy

TCE và các hợp chất clo hóa trong nước:

13


CHCI = CCl2 + 4 H2 ⟶ CH3CH3 + 3HCI
Tuy nhiên do giá thành cao nên xúc tác palađi vẫn chưa được sử dụng phổ
biến.

Để giải quyết vấn đề này, một nhóm nghiên cứu người Mỹ đã phủ palađi lên
các hạt nano vàng. Mặc dù vàng đắt hơn palađi nhiều nhưng bù lại hợp kim này có
khả năng xúc tác các phản ứng hóa học tốt hơn hàng trăm lần so với palađi. Hơn thế
nữa, việc sử dụng vàng có thể ngăn ngừa được hiện tượng ngộ độc xúc tác [40].
1.2.2.3. Chế tạo pin năng lượng mặt trời
Theo tác giả [4] đã nghiên cứu thử nghiệm khả năng tăng hiệu suất của pin
năng lượng mặt trời bằng cách đưa màng vàng có độ dày khoảng 2 nm vào giữa lớp
phát quang và dựa trên một cấu trúc điot bán dẫn silicon. Các mẫu (mẫu có xen
màng vàng và mẫu không có màng vàng) được đo trong cùng điều kiện ở một nhiệt
0

độ ổn định 20 C dưới ánh sáng của đèn sợi đốt (quang phổ bức xạ của nó đáng kể
trong vùng hồng ngoại) với khoảng cách là 10 cm, cường độ ánh sáng ≈ 79,000 Ix
2

(tương ứng 118W/m ). Kết quả cho thấy dòng điện và điện áp tạo ra bởi mẫu có
màng vàng xen ở giữa tăng xấp xỉ 10 lần mỗi loại. Các tác giả tin tưởng rằng công
nghệ mới của họ có thể áp dụng cho tất cả các loại pin quang điện vô cơ. Công nghệ
này cho phép thay đổi mạnh giá trị năng lượng được tạo ra bởi các pin quang điện
trong toàn cầu.
1.2.2.4. Ứng dụng trong sinh, y học.
Trong thập kỉ qua các hạt nano vàng đã được nghiên cứu nhiều và sử dụng
rộng dãi trong phân tích sinh học bởi vì các hạt nano vàng có tính chất vật lí và hóa
học độc đáo, cực kì nhạy cảm với điều kiện môi trường. Các hạt Au nano được chức
năng hóa với các phối tử sinh học có chứa lưu huỳnh như thiolat hoặc disunfit đã
thay đổi DNA, peptit xystin, alanin-lysin – asparagines - asparagine…được ứng
dụng trong phân tích tế bào, phát hiện các cation kim loại nặng, phân tử hợp chất
hữu cơ nhỏ, axit nucleic và protein. Bằng việc quan sát sự thay đổi màu sắc của các
hạt vàng nano (cảm biến so màu) đã được chức năng hóa, người ta có thể phát hiện

14


được ion Pb

2+

với nồng độ tối thiểu là 3 nM, nhỏ hơn rất nhiều so với lượng chì cho

phép trong nước uống.
Phương pháp so màu cũng được sử dụng để phát hiện các phân tử nhỏ. Các
hạt nano vàng đã được chức năng hóa có một ái lực nhất định liên kết với các phân
tử nhỏ. Sự thay đổi màu sắc của các hạt nano Au là do tạo thành liên kết hidro, từ đó
phát triển một loại cảm biến mới cho việc xác định tại chỗ và hiện thực của
melamin có trong nguyên liệu sữa và sữa công thức cho trẻ sơ sinh mà không cần
trợ giúp của bất kì công cụ tiên tiến nào. Cảm biến so màu này có thể xác định được
melamin 20 nM trong vòng 1 phút, thậm chí bằng mắt thường. Gần đây, sự chú ý
ngày càng tăng [21].
1.3. Cấu trúc dị thể Au –Cu2O nhân – vỏ
Vật liệu nano lai đang thu hút sự chú ý đáng kể vì chúng thể hiện các tính năng
cộng sinh mà rất khó có thể có được từ các thành phần riêng lẻ. Một lỗ lực rất lớn
đã được thực hiện để tạo ra các vật liệu nano lai không chỉ bởi những thách thức của
việc tìm ra phương pháp tổng hợp mà còn bởi những tính chất đầy hứa hẹn của vật
liệu. Đặc biệt, vật liệu nano lai của kim loại – chất bán dẫn rất hiệu quả trong việc
tách điện tích dưới ánh sáng đèn, một phần quan trọng trong quá trình xúc tác quang
hóa. Mặt khác việc đưa kim loại vào có thể thúc đẩy sự hấp thụ các phân tử khí trên
bề mặt chất bán dẫn, cũng như thay đổi cấu trúc điện tử của các chất bán dẫn. Cả hai
điều này đều có lợi cho ứng dụng cảm biến khí [37].
Hạt nano Au có những tính chất hóa học đặc biệt và sở hữu nhiều tính chất thú
vị, được ứng dụng nhiều trong xúc tác và sinh học. Oxit Cu 2O là một chất bán dẫn

loại p, có nhiều ứng dụng trong việc chuyển hóa năng lượng mặt trời và xúc tác
quang hóa. Tuy nhiên, khi chế tạo cấu trúc dị thể nhân – vỏ Au – Cu 2O nano thì sẽ
tạo ra vật liệu có nhiều tính chất độc đáo và nhiều ứng dụng hữu ích hơn khi ở dạng
đơn lẻ [38].

15