Nghiên cứu chế tạo và biến tính vật liệu mos2 bằng phương pháp thủy nhiệt ứng dụng trong cảm biến khí

..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

Lê Thị Hồng

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ BIẾN TÍNH VẬT LIỆU MoS2
BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT ỨNG DỤNG TRONG
CẢM BIẾN KHÍ

Chuyên ngành: Khoa học và Kỹ thuật vật liệu

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Khoa học và Kỹ thuật vật liệu

Hà Nội – 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

Lê Thị Hồng

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ BIẾN TÍNH VẬT LIỆU MoS2
BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT ỨNG DỤNG TRONG
CẢM BIẾN KHÍ

Chuyên ngành: Khoa học và Kỹ thuật vật liệu

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Khoa học và Kỹ thuật vật liệu

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. CHỬ MẠNH HƯNG

Hà Nội – 2019


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ i
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................1
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .............................................3
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................4
DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................8
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................9
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ...................................................................................13
1.1. Kim loại chuyển tiếp Dichalogenides ..........................................................13
1.2. Molybdenum disulfide (MoS2) .....................................................................14
1.3. Các phương pháp tổng hợp và biến tính MoS2 ..........................................16
1.3.1. Phương pháp tổng hợp nano MoS2 .......................................................16
1.3.2. Phương pháp biến tính MoS2 ................................................................18
1.4. Cảm biến khí trên cơ sở MoS2 .....................................................................18
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM .............................................................................21
2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thực nghiệm.................................................21
2.2. Quy trình tổng hợp vật liệu nano MoS2 bằng phương pháp thủy nhiệt ..22
2.2. Quy trình biến tính hạt nano Pt lên bề mặt cấu trúc nano MoS2 bằng
phương pháp khử trực tiếp .................................................................................24

2.3. Quy trình chế tạo cảm biến ..........................................................................25
2.3. Các phương pháp khảo sát và phân tích vật liệu.......................................26
2.3.1. Phổ tán xạ Raman ..................................................................................26
2.3.2. Hiển vi điện tử quét ................................................................................27

LÊ THỊ HỒNG

1

ITIMS 2017-2019


2.3.3. Hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao .............................................27
2.3.4. Nhiễu xạ tia X .........................................................................................28
2.3.5. Tán sắc năng lượng tia X .......................................................................28
2.3.6. Phép đo diện tích bề mặt riêng BET .....................................................28
2.4. Phương pháp khảo sát tính chất nhạy khí của vật liệu .............................29
2.4.1. Cấu tạo hệ đo nhạy khí ..........................................................................29
2.4.2. Các thao thác khảo sát tính chất nhạy khí ...........................................30
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................32
3.1. Nghiên cứu chế tạo và khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ chế tạo tới đặc
tính cấu trúc và tính chất nhạy khí của vật liệu MoS2 .....................................32
3.1.1. Đặc tính cấu trúc của vật liệu MoS2 .....................................................32
3.1.2. Tính chất nhạy khí .................................................................................36
3.2. Nghiên cứu chế tạo và khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian chế tạo tới đặc
tính cấu trúc và tính chất nhạy khí của vật liệu MoS2 .....................................43
3.2.1. Đặc tính cấu trúc của vật liệu MoS2 .....................................................43
3.2.2. Tính chất nhạy khí .................................................................................49
3.3. Nghiên cứu biến tính bề mặt cấu trúc nano MoS2 bằng Pt để cải thiện đặc
trưng nhạy khí NH3 .............................................................................................58

3.3.1. Hình thái, cấu trúc của nano MoS2 biến tính ......................................58
3.3.2. Khảo sát tính chất nhạy khí NH3 ..........................................................62
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................71
CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN .......................73
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................74

LÊ THỊ HỒNG

2

ITIMS 2017-2019


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
STT

Viết tắt

Tên Tiếng Anh

Nghĩa Tiếng Việt

1

2D

Two dimension

Hai chiều

2

ads

adsorption

Hấp phụ

3

BET

Brunauer- Emnet-Teller

Brunauer, Emnet và Teller

4

CVD

Chemical Vapour Deposition

Lắng đọng pha hơi hóa học

5

EDS/EDX

Energy Dispersive X-ray

Phổ tán sắc năng lượng tia X

Spectroscopy
6

7

HRTEM

ITIMS

High Resolution Transmission

Kính hiển vi điện tử truyền

Electron Microscope

qua phân giải cao

International Training Institute for

Viện đào tạo quốc tế về khoa

Materials Science

học vật liệu

8

MFC

Mass Flow Controllers

Bộ điều khiển lưu lượng khí

9

ppb

Parts per billion

Một phần tỷ

10

ppm

Parts per million

Một phần triệu

11

R

Resistance

Điện trở

12

Ra

Rair

Điện trở đo trong khơng khí

13

Rg

Rgas

Điện trở đo trong khí thử

14

RT

Room temperature

Nhiệt độ phịng

15

S

Sensitivity

Độ hồi đáp/Độ đáp ứng

16

SEM

Scanning Electron Microscope

Kính hiển vi điện tử quét

17

T

Temperature

Nhiệt độ

18

TEM

Transmission Electron Microscope

Kính hiển vi điện tử quét

19

TMDs

Transition metal dichalcogenides

Kim loại chuyển tiếp
dichalcogenides

20

XRD

LÊ THỊ HỒNG

X-Ray Diffraction

3

Nhiễu xạ tia X

ITIMS 2017-2019


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Cấu trúc tinh thể của TMDs ............................................................................... 13
Hình 1.2. (a) Vật liệu MoS2 dạng khối, chiều dài khoảng 1cm. (b) Ảnh TEM của MoS2 dạng
lớp. (c) Cấu trúc phân lớp của MoS2. (d) Cấu trúc tinh thể: 2H (Hexagonal), 3R
(Rhombohedral) and 1T (Tetragonal) ....................................................................................................................... 14
Hình 1.3. (a) Vùng cấm xiên của MoS2 dạng khối, (b) Vùng cấm thẳng của MoS2 đơn lớp.
Vòng tròn màu xanh là đáy vùng dẫn, vòng tròn màu đỏ là đỉnh vùng hóa trị .................. 15
Hình 2.1. Một số trang thiết bị chính sử dụng tổng hợp vật liệu nano MoS2 bằng phương
pháp thủy nhiệt như (a) cốc đựng dung dịch, (b) bình thủy nhiệt, (c) lị thủy nhiệt, (d) máy
quay li tâm ........................................................................................................................ 22
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình tổng hợp vật liệu nano MoS2 có cấu trúc hình thái khác nhau bằng

phương pháp thủy nhiệt ...................................................................................................... 23
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình biến tính hạt Pt trên bề mặt cấu trúc nano MoS2 bằng phương pháp
khử trực tiếp ....................................................................................................................... 25
Hình 2.4. Sơ đồ chế tạo cảm biến bằng phương pháp nhỏ phủ ............................................................. 26
Hình 2.5. Hai mode dao động đặc trưng E12g và A1g của MoS2 ............................................................ 27
Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý hệ trộn khí bằng MFC ............................................................. 29
Hình 2.7. Buồng khí đo (a, b) và máy đo điện trở Keithley 2450 ...................................... 30
Hình 3.1. Phổ Raman của các mẫu MoS2 chế tạo ở nhiệt độ khác nhau ........................... 33
Hình 3.2. Ảnh SEM của các mẫu vật liệu nano MoS2 tổng hợp ở nhiệt độ khác nhau (a, b):
160 oC; (c, d): 180 oC; (e, f): 200 oC ................................................................................... 35
Hình 3.3. Phổ nhiễu xạ tia X của các mẫu MoS2 chế tạo ở nhiệt độ khác nhau ................ 36
Hình 3.4. Các đồ thị đặc trưng cho cảm biến MoS2-160: (a) Điện trở theo thời gian theo
nồng độ khí NO2 tại các nhiệt độ làm việc từ 50 oC đến 150 oC; (b) Độ đáp ứng theo nồng
độ khí NO2 tại các nhiệt độ khác nhau................................................................................ 38

LÊ THỊ HỒNG

4

ITIMS 2017-2019


Hình 3.5. Các đồ thị đặc trưng cho cảm biến MoS2-180: (a) Điện trở theo thời gian theo
nồng độ khí NO2 tại các nhiệt độ làm việc từ 50 oC đến 150 oC; (b) Độ đáp ứng theo nồng
độ khí NO2 tại các nhiệt độ khác nhau................................................................................ 39
Hình 3.6. Các đồ thị đặc trưng cho cảm biến MoS2-200: (a) Điện trở theo thời gian theo
nồng độ khí NO2 tại các nhiệt độ làm việc từ 50 oC đến 150 oC; (b) Độ đáp ứng theo nồng
độ khí NO2 tại các nhiệt độ khác nhau................................................................................ 41
Hình 3.7. Đồ thị so sánh độ đáp ứng của các cảm biến MoS2-160, MoS2-180 và MoS2-200
tại nhiệt độ làm việc 50 oC với các nồng độ 1-2.5-5-10 ppm khí đo NO2 .......................... 42

Hình 3.8. Độ chọn lọc của cảm biến MoS2-200 ................................................................ 42
Hình 3.9. Phổ Raman của các mẫu MoS2 chế tạo với thời gian thủy nhiệt khác nhau ...... 44
Hình 3.10. Ảnh SEM của các mẫu vật liệu nano MoS2 tổng hợp với các thời gian thủy nhiệt
khác nhau (a, b): 24h; (c, d): 36h; (e, f): 48h; (g, h): 60h ................................................... 46
Hình 3.11. Giản đồ đo diện tích bề mặt riêng BET của các mẫu chế tạo với các thời gian
thủy nhiệt khác nhau (a): 24h; (b): 36h; (c): 48h; (d): 60h; (e): so sánh diện tích bề mặt riêng
của các mẫu ......................................................................................................................... 47
Hình 3.12. Phổ nhiễu xạ tia X của các mẫu MoS2 chế tạo với các thời gian thủy nhiệt khác
nhau ..................................................................................................................................... 48
Hình 3.13. Ảnh TEM (a, b) và HR-TEM (c) của mẫu MoS2-48h ..................................... 49
Hình 3.14. Các đồ thị đặc trưng cho cảm biến MoS2-36h: (a) Điện trở theo thời gian theo
nồng độ khí NO2 tại các nhiệt độ làm việc từ 50 oC đến 150 oC; (b) Độ đáp ứng theo nồng
độ khí NO2 tại các nhiệt độ khác nhau................................................................................ 50
Hình 3.15. Các đồ thị đặc trưng cho cảm biến MoS2-48h: (a) Điện trở theo thời gian theo
nồng độ khí NO2 tại các nhiệt độ làm việc từ 50 oC đến 150 oC; (b) Độ đáp ứng theo nồng
độ khí NO2 tại các nhiệt độ khác nhau................................................................................ 52
Hình 3.16. Các đồ thị đặc trưng cho cảm biến MoS2-60h: (a) Điện trở theo thời gian theo
nồng độ khí NO2 tại các nhiệt độ làm việc từ 50 oC đến 150 oC; (b) Độ đáp ứng theo nồng
độ khí NO2 tại các nhiệt độ khác nhau................................................................................ 53

LÊ THỊ HỒNG

5

ITIMS 2017-2019


Hình 3.17. Đồ thị so sánh độ đáp ứng của các cảm biến MoS2-24h, MoS2-36h, MoS2-48h
và MoS2-60h tại nhiệt độ làm việc 50 oC với các nồng độ 1-2.5-5-10 ppm khí đo NO2 .......
............................................................................................................................................ 54

Hình 3.18. Độ chọn lọc của cảm biến MoS2-48h .............................................................. 55
Hình 3.19. Minh họa cơ chế nhạy khí của vật liệu p-MoS2 đối với khí NO2. (a) Quá trình
hình thành ion O2- trên bề mặt các tấm MoS2 khi tiếp xúc với khơng khí; (b) Nồng độ lỗ
trống tăng sau khi ion O2- được hình thành; (c) Quá trình hình thành ion NO2- trên bề mặt
các tấm MoS2 khi tiếp xúc với khí NO2; (d) Nồng độ lỗ trống tăng bởi sự hấp thụ hóa học
của NO2. .............................................................................................................................. 56
Hình 3.20. Các đồ thị đặc trưng cho cảm biến MoS2-48h: (a) Điện trở theo thời gian theo
nồng độ khí NH3 tại các nhiệt độ làm việc từ 50 oC đến 200 oC; (b) Độ đáp ứng theo nồng
độ khí NH3 tại các nhiệt độ khác nhau................................................................................ 58
Hình 3.21. Phổ Raman của các mẫu nano MoS2 biến tính Pt với các nồng độ khác nhau ....
...................................................................................................................................... 59
Hình 3.22. Ảnh SEM của các mẫu Pt biến tính trên bề mặt vật liệu nano MoS2 với các nồng
độ khác nhau (a, b): 0.1%; (c, d): 0.5%; (e, f): 1% ............................................................. 60
Hình 3.23. Phổ tán sắc năng lượng tia X của mẫu MoS2-Pt-0.5% .................................... 61
Hình 3.24. Phổ nhiễu xạ tia X của các mẫu nano MoS2 biến tính Pt với các nồng độ khác
nhau ..................................................................................................................................... 62
Hình 3.25. Các đồ thị đặc trưng nhạy khí NH3 của cảm biến MoS2-48h-Pt-0.1%: (a) Điện
trở theo thời gian theo nồng độ khí NH3 tại các nhiệt độ làm việc từ 150 oC đến 250 oC; (b)
Độ đáp ứng theo nồng độ khí NH3 tại các nhiệt độ khác nhau ........................................... 63
Hình 3.26. Các đồ thị đặc trưng nhạy khí NH3 của cảm biến MoS2-48h-Pt-0.5%: (a) Điện
trở theo thời gian theo nồng độ khí NH3 tại các nhiệt độ làm việc từ 150 oC đến 250 oC; (b)
Độ đáp ứng theo nồng độ khí NH3 tại các nhiệt độ khác nhau ........................................... 64
Hình 3.27. Các đồ thị đặc trưng nhạy khí NH3 của cảm biến MoS2-48h-Pt-1%: (a) Điện trở
theo thời gian theo nồng độ khí NH3 tại các nhiệt độ làm việc từ 150 oC đến 250 oC; (b) Độ
đáp ứng theo nồng độ khí NH3 tại các nhiệt độ khác nhau ................................................. 65

LÊ THỊ HỒNG

6

ITIMS 2017-2019


Hình 3.28. Đồ thị so sánh độ đáp ứng của cảm biến khơng biến tính MoS2-48h và các cảm
biến biến tính Pt: MoS2-48h-Pt-0.1%, MoS2-48h-Pt-0.5% và MoS2-48h-Pt-1% ở nồng độ
500 ppm khí NH3 theo nhiệt độ .......................................................................................... 66
Hình 3.29. Đồ thị so sánh độ đáp ứng của các cảm biến: MoS2-48h-Pt-0.1%, MoS2-48hPt-0.5% và MoS2-48h-Pt-1% tại nhiệt độ làm việc tối ưu 200 oC với các nồng độ 50-100250-500 ppm khí đo NH3 .................................................................................................... 68
Hình 3.30. Độ đáp ứng với các khí khác nhau của cảm biến MoS2-48h-Pt-0.5% tại cùng
nhiệt độ làm việc 200 oC ..................................................................................................... 69
Hình 3.31. Minh họa cơ chế nhạy khí NH3 của vật liệu nano MoS2 biến tính Pt đối với khí
NH3 ..................................................................................................................................... 69

LÊ THỊ HỒNG

7

ITIMS 2017-2019


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Một số cơng trình nghiên cứu về cảm biến khí trên cơ sở vật liệu MoS2 .... 19, 20
Bảng 2.1. Nồng độ khí chuẩn (NO2, SO2, H2S: 0.01%) tương ứng với các lưu lượng khí
khác nhau ........................................................................................................................... 31
Bảng 2.2. Nồng độ khí chuẩn (H2, NH3: 0.5%) tương ứng với các lưu lượng khí khác nhau
..................................................................................................................................... 31
Bảng 3.1. Các mẫu vật liệu MoS2 tổng hợp ở các nhiệt độ khác nhau ............................. 32
Bảng 3.2. Kí hiệu các mẫu được chọn để chế tạo cảm biến ............................................. 37
Bảng 3.3. Các mẫu vật liệu MoS2 tổng hợp với thời gian thủy nhiệt khác nhau .............. 43
Bảng 3.2. Kí hiệu các mẫu được chọn để chế tạo cảm biến ............................................. 49

LÊ THỊ HỒNG

8

ITIMS 2017-2019


MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài
Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp, giao thông vận
tải, v.v đã đem lại những lợi ích to lớn cho đất nước, đồng thời cũng kéo theo nhiều
vấn đề nhức nhối trong đó vấn đề ơ nhiễm mơi trường, ơ nhiễm khơng khí ngày càng
trở nên nghiêm trọng. Vấn đề ô nhiễm gây ra bởi các khí độc như NO2, H2S, CO, H2,
NH3, v.v có nguồn gốc từ các nhà máy, khu công nghiệp và các phương tiện giao
thông vận tải gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người cũng như hủy hoại mơi
trường. Ngồi ra các khí độc và khí dễ cháy nổ này cịn là một trong những tác nhân
gây ra hiện tượng cháy nổ, mưa axit làm phá hủy các cơng trình xây dựng và gây thiệt
hại về kinh tế. Quan trắc và điều khiển nhằm hạn chế sự ảnh hưởng tiêu cực của các
loại khí độc và khí dễ cháy nổ đang là thách thức cho con người, đặc biệt là ở các
nước đang phát triển như Việt Nam. Vì vậy, ứng dụng các vật liệu nano trong chế tạo
cảm biến khí có thể phát hiện các loại khí độc ở nồng độ thấp có trong mơi trường là
cần thiết và quan trọng đối với sức khỏe cũng như mang lại những lợi ích kinh tế cho
xã hội.
Hiện nay, một số vật liệu oxit bán dẫn có tiềm năng ứng dụng trong cảm biến
khí, phát hiện các loại khí độc do có độ nhạy cao như ZnO, SnO2, WO3[10, 18, 27,
38]. Tuy nhiên, chúng lại hoạt động hầu hết ở nhiệt độ cao (> 200 oC), dẫn đến tiêu
thụ công suất cao và chế tạo phức tạp. Điều này làm hạn chế khả năng tích hợp và
ứng dụng của cảm biến khí loại này trong các thiết bị cầm tay trong tương lai. Chính
vì vậy, để làm giảm nhiệt độ làm việc và công suất tiêu thụ của cảm biến, các nhà

nghiên cứu đã và đang tìm kiếm vật liệu mới thay thế cho các vật liệu này.
Trong số đó, vật liệu Molybdenum disulfide (MoS2) cấu trúc nano – họ của
vật liệu hai chiều kim loại chuyển tiếp dichacogendies, được quan tâm và nghiên cứu
nhiều nhờ thể hiện những tính chất cơ học, quang học và cơ điện tử vô cùng độc đáo.
Đặc biệt, MoS2 dạng khối có vùng cấm xiên trong khoảng 1.2 eV trái ngược với vùng

LÊ THỊ HỒNG

9

ITIMS 2017-2019


cấm 0 eV của graphen và vùng cấm thẳng có bề rộng 1.8 eV khi ở dạng đơn lớp. Tính
chất này đóng vai trị quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất cảm biến. Hơn nữa,
với cấu trúc nano MoS2 có tỉ số diện tích-thể tích lớn và độ linh động hạt tải cao. Vì
vậy, MoS2 cấu trúc nano được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực
khác nhau như: cảm biến khí, transistor hiệu ứng trường, năng lượng, pin mặt trời,
quang điện tử…Hiện nay có rất nhiều phương pháp để tổng hợp MoS2 như: thủy
nhiệt, bóc tách cơ học, phún xạ và lắng đọng pha hơi hóa học. Giữa các phương pháp
đó, phương pháp thủy nhiệt được xem là một cách tổng hợp hiệu quả do chi phí thấp,
dễ tổng hợp, các sản phẩm mẫu có độ kết tinh cao, dễ dàng kiểm sốt hình thái mẫu
bằng cách thay đổi các điều kiện mọc, không cần xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao và phù
hợp với điều kiện thí nghiệm ở Việt Nam.
Hạn chế của MoS2 trong ứng dụng cảm biến khí chính là độ nhạy thấp, thời
gian đáp ứng – hồi phục dài và độ ổn định kém. Do đó, vẫn cịn khó khăn khi nghiên
cứu vật liệu nano MoS2 cho cảm biến khí có độ đáp ứng cao, giới hạn phát hiện thấp,
thời gian đáp ứng – hồi phục ngắn. Một trong những biện pháp khá hiệu quả để có
thể làm tăng độ đáp ứng, giảm thời gian đáp ứng – hồi phục và tăng tính chọn lọc của
cảm biến là biến tính bề mặtcác cấu trúc nano với các kim loại có hoạt tính xúc tác

thích hợp với khí cần phân tích.
Chính vì vậy, tác giả lựa chọn đề tài nghiên cứu của luận văn là: “Nghiên cứu
chế tạo và biến tính vật liệu MoS2 bằng phương pháp thủy nhiệt ứng dụng trong
cảm biến khí ”.
 Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
(i) Nghiên cứu chế tạo thành công vật liệu MoS2 có cấu trúc nano bằng phương
pháp thủy nhiệt, khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện chế tạo như nhiệt độ, thời gian
đến hình thái cấu trúc và tinh chất của vật liệu. (ii) Nghiên cứu biến tính thành công
hạt Pt trên bề mặt vật liệu MoS2 cấu trúc nano bằng phương pháp hóa để cải thiện các
đặc tính của vật liệu. (iii) Chế tạo được các loại cảm biến khí trên cơ sở vật liệu nano
MoS2 và vật liệu nano MoS2 biến tính bằng phương pháp nhỏ phủ. Bước đầu khảo
LÊ THỊ HỒNG

10

ITIMS 2017-2019


sát tính chất nhạy khí của cảm biến đối với các khí độc và dễ cháy nổ như NO2, NH3
với nồng độ và dải nhiệt độ làm việc thấp. Từ đó, so sánh được các thơng số đặc trưng
giữa cảm biến trên cơ sở vật liệu nano MoS2 không biến tính với cảm biến trên cơ sở
MoS2 được biến tính bề mặt bằng Pt để có những hiểu biết sâu sắc hơn về cơ chế
nhạy khí của vật liệu.
 Phương pháp nghiên cứu
Luận văn được thực hiện trên cơ sở các kết quả từ thực nghiệm kết hợp với
nghiên cứu tài liệu. Phương pháp thủy nhiệt được sử dụng để chế tạo vật liệu. Hình
thái cấu trúc và tính chất cấu trúc của vật liệu được phân tích lần lượt bằng phổ tán
xạ Raman, kính hiển vi điện tử quét (SEM), hiển vi điện tử truyền qua (TEM), hiển
vi điện tử truyền qua phân giải cao (HR-TEM), giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD), phổ
tán sắc năng lượng tia X (EDX) và phép đo diện tích bề mặt riêng BET. Tính chất

nhạy khí của cảm biến trên cơ sở vật liệu MoS2 được khảo sát qua phép đo sự thay
đổi điện trở của cảm biến theo thời gian trong môi trường khơng khí so với mơi trường
có khí đo trên hệ đo tính chất nhạy khí của nhóm cảm biến khí (isensors.vn) tại viện
ITIMS - Viện đào tạo quốc tế về khoa học vật liệu – Trường đại học bách khoa Hà
Nội.
 Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả
Bằng phương pháp đơn giản, cụ thể là phương pháp thủy nhiệt, sử dụng các
tiền chất là ammonium molybdate ((NH4)6Mo7O24.4H2O), thiourea (CH4N2S) and
hydroxylammonium chloride (NH2OH.HCl), chúng tôi đã tổng hợp được MoS2 có
cấu trúc nano với hình thái khác nhau để ứng dụng trong chế tạo cảm biến khí phù
hợp với điều kiện cũng như thiết bị hiện có ở Việt Nam. Chúng tơi đã khảo sát được
tính chất nhạy khí của các bộ cảm biến trên cơ sở vật liệu nano MoS2 có cấu trúc hình
thái khác nhau với hai loại khí độc là NO2, NH3 và tính chọn lọc của cảm biến cũng
được khảo sát. Đồng thời chúng tôi sử dụng phương pháp khử trực tiếp để biến tính
thành cơng Pt lên bề mặt cấu trúc nano MoS2 với các nồng độ khác nhau nhằm cải
thiện hiệu suất cho cảm biến khí NH3.
LÊ THỊ HỒNG

11

ITIMS 2017-2019


Trong khuôn khổ luận văn này, chúng tôi sử dụng phương pháp thủy nhiệt để
chế tạo vật liệu MoS2 cấu trúc nano và phương pháp khử trực tiếp để biến tính bề mặt
vật liệu nano MoS2. Nội dung của luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan
Giới thiệu chung về kim loại chuyển tiếp Dichalcogenides, vật liệu MoS2, các
phương pháp tổng hợp và biến tính vật liệu MoS2, cảm biến khí trên cơ sở vật liệu
nano MoS2 và vật liệu nano MoS2 biến tính.

Chương 2: Các phương pháp thực nghiệm
- Trình bày quy trình tổng hợp vật liệu MoS2 cấu trúc nano bằng phương pháp
thủy nhiệt và quy trình biến tính bề mặt cấu trúc nano MoS2 băng phương pháp khử
trực tiếp.
- Trình bày phương pháp khảo sát cấu trúc, hình thái và phân tích vật liệu
chưa biến tính và biến tính.
- Trình bày phương pháp khảo sát tính chất nhạy khí của vật liệu nano MoS2
và vật liệu nano MoS2 biến tính.
Chương 3: Kết quả và thảo luận
- Đưa ra các kết quả phân tích vi cấu trúc và hình thái bề mặt bằng hiển vi
điện tử quét (SEM), hiển vi điện tử truyền qua (TEM), hiển vi điện tử truyền qua phân
giải cao (HR-TEM), nhiễu xạ tia X (XRD), phổ tán sắc năng lượng tia X
(EDX), phổ tán xạ Raman và phép đo diện tích bề mặt riêng BET.
-

Khảo sát tính chất nhạy khí của cảm biến trên cơ sở vật liệu nano MoS2 và

vật liệu nano MoS2 biến tính với các khí NO2, NH3.
Kết luận và kiến nghị

LÊ THỊ HỒNG

12

ITIMS 2017-2019


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Kim loại chuyển tiếp Dichalogenides

Kim loại chuyển tiếp họ Dichalcogenides (TMDs) là nhóm vật liệu có cơng
thức hóa học là MX2, trong đó M là kim loại chuyển tiếp từ nhóm IV (Ti, Zr, Hf…),
nhóm V (Ta, V…) hoặc nhóm VI (Mo, W…) và X là nguyên tử chalcogenide (S, Se
hoặc Te)[16]. Cấu trúc của TMDs ở dạng khối gồm các lớp mỏng nguyên tử xếp
chồng lên nhau và liên kết với nhau bởi lực Van der Waals yếu. TMDs có cấu trúc
tinh thể phức tạp, với một lớp nguyên tử chalcogen nằm bên ngoài và một lớp nguyên
tử kim loại chuyển tiếp nằm bên trong- hình 1.1. Hai lớp nguyên tử chalcogenide nằm
trong một mạng tinh thể lục giác kẹp giữa một lớp nguyên tử kim loại chuyển tiếp.
Sáu nguyên tử chalcogenide ở các đỉnh của ô đơn vị tam giác và nguyên tử kim loại
nằm chính giữa liên kết với nhau bằng lực liên kết cộng hóa trị [44]. TMDs có thể là
các bán dẫn (MoS2, WSe2, WS2, SnS2), bán kim loại (WTe2, TiSe2), kim loại (NbS2,
VS2) và siêu dẫn (NbSe2, VSe2).

Hình 1.1. Cấu trúc tinh thể TMDs [50, 60].

LÊ THỊ HỒNG

13

ITIMS 2017-2019


Hình 1.1 là cấu trúc tinh thể của TMDs đa lớp với các nguyên tử chalcogenide
màu vàng và các nguyên tử kim loại chuyển tiếp màu xanh (hình 1.1a). Ơ đơn vị của
TMDs và góc nhìn từ trên xuống của tinh thể TMDs đơn lớp (hình 1.1b).
Trong nhóm vật liệu TMDs này, Molyden disulfide (MoS2) thu hút sự quan
tâm hơn cả nhờ những đặc tính điện, quang, cơ, nhạy khí, cơ học nổi bật của chúng
so với các loại vật liệu khác [11, 20, 21]. Hơn nữa, nó cịn là vật liệu thân thiện với
mơi trường, có độ rộng vùng cấm thay đổi tùy thuộc vào số lớp, có độ bền cao, độ
linh động điện tử cao 400 cm2V-1s-1 [44]. Do vậy, vật liệu này có khả năng ứng dụng

cao trong nhiều lĩnh vực khác nhau như transistor hiệu ứng trường, làm chất xúc tác,
thiết bị điện hóa/quang điện tử, các thiết bị tích trữ năng lượng, pin ion Li, cảm biến
nhạy khí hay cảm biến sinh học [41, 46, 58, 61].
1.2. Molybdenum disulfide (MoS2)

Hình 1.2. (a) Vật liệu MoS2 dạng khối, chiều dài khoảng 1cm [34].(b), Ảnh TEM của MoS2
dạng lớp [41].(c), Cấu trúc phân lớp của MoS2 [15].(d), Cấu trúc tinh thể: 2H
(Hexagonal), 3R (Rhombohedral) and 1T (Tetragonal) [34].

LÊ THỊ HỒNG

14

ITIMS 2017-2019


Molydennum disulfide (MoS2) có cấu trúc tinh thể bao gồm các lớp S-Mo-S
liên kết yếu với nhau, trong đó một lớp nguyên tử Mo được kẹp giữa hai lớp nguyên
tử S. Liên kết giữa nguyên tử Mo với Mo, các nguyên tử S với nhau hay giữa các
nguyên tử Mo với các nguyên tử S đều là liên kết cộng hóa trị. Bề dày của một đơn
lớp MoS2 là 0.65 nm (Hình 1.2c) [32]. MoS2 dạng khối gồm nhiều đơn lớp xếp chồng
lên nhau, các lớp liên kết yếu với nhau bằng lực Val der Waals. MoS2 có ba cấu trúc
phổ biến: 1T, 2H và 3R. Các chữ số thể hiện số lớp S-Mo-S trong một ô đơn vị, các
chữ cái H, R, T lần lượt đại diện cho sự sắp xếp của các nguyên tử Mo gồm: cấu trúc
sáu phương (hexagonal), hình thoi (rhombohedral), tam giác (trigonal). Hình ảnh ba
chiều cấu trúc được thể hiện trong hình 1.2d. MoS2 dạng khối khơng được hình thành
bởi duy nhất một loại cấu trúc mà gồm cả ba loại cấu trúc này. Khi MoS2 tồn tại ở
dạng khối, cấu trúc 2H là là cấu trúc ổn định nhất. Trong cấu trúc 2H, MoS2 có sự
phối hợp lăng trụ tam giác xung quanh Mo và hai đơn vị S-Mo-S trong mỗi ô cơ bản.
Trong khi đó, cấu trúc 1T- MoS2 sắp xếp theo hình bát diện bởi các nguyên tử lưu

huỳnh và một nguyên tử Mo trong một ô đơn vị và dạng cấu trúc 3R-MoS2 cũng có
sự phối hợp lăng trụ tam giác nhưng có ba đơn vị S-Mo-S theo trục c.

Hình 1.3. (a)Vùng cấm xiên của MoS2 dạng khối, (b) vùng cấm thẳng của MoS2 đơn lớp.
Vòng tròn màu xanh là đáy vùng dẫn, vòng tròn màu đỏ là đỉnh vùng hóa trị [48].

LÊ THỊ HỒNG

15

ITIMS 2017-2019


MoS2 là một bán dẫn, có độ rộng vùng cấm xiên 1.2 eV ở dạng khối và độ
rộng vùng cấm thẳng 1.8 eV ở dạng đơn lớp [44]. Sự khác biệt rõ rệt hơn về cấu trúc
vùng cấm giữa vật liệu khối và vật liệu lớp được thể hiện trong hình 1.3. Cấu trúc
vùng cấm xiên dần chuyển thành cấu trúc vùng cấm thằng khi vật liệu từ dạng khối
sang dạng lớp. Đỉnh vùng hóa trị và đáy vùng dẫn dần thay đổi khi vật liệu chuyển từ
dạng khối sang dạng lớp và cuối cùng là đơn lớp đạt đến vùng cấm thẳng. MoS2 ở
dạng khối, đỉnh vùng hóa trị nằm ở điểm Γ, đáy vùng dẫn nằm giữa điểm K và điểm
Γ. Các obitan d của nguyên tử Mo và các obitan phản liên kết p của nguyên tử S ảnh
hưởng đến điểm cao nhất của đỉnh vùng hóa trị, dễ bị ảnh hưởng bởi tương tác lớp.
Các obitan này giúp điểm K tại đáy vùng dẫn nằm vào trong các lớp S-Mo-S [31].
Khi số lớp giảm, trạng thái điểm K gần như không đổi trong khi các trạng thái khác
lại giảm. Với MoS2 đơn lớp, điểm K của đỉnh vùng hóa trị trở thành điểm cao nhất
và điểm K của đáy vùng dẫn trở thành điểm thấp nhất. Vì vậy, ở đơn lớp MoS2 là bán
dẫn có vùng cấm thẳng tại điểm K [32].
1.3. Các phương pháp tổng hợp và biến tính MoS2
1.3.1. Phương pháp tổng hợp nano MoS2
Vật liệu nano MoS2 có thể được chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau

như phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học (CVD) [13, 29, 39], phương pháp bóc
tách (bóc tách cơ học, bóc tách hóa học) [3, 7, 8, 28]v.v. Mỗi một phương pháp khác
nhau đều có ưu nhược điểm riêng, có thể tạo ra vật liệu nano MoS2 với kích thước,
hình dạng, tính chất và ứng dụng khác nhau. Trong khuôn khổ luận văn, chúng tôi
tập trung trình bày phương pháp thủy nhiệt do có nhiều ưu điểm so với các phương
pháp khác như: dễ dàng kiểm soát được thành phần chất tham gia phản ứng, khối
lượng mẫu thu được lớn, sản phẩm có độ tinh khiết, kích thước đồng đều, quy trình
đơn giản, rẻ tiền, tiết kiệm thời gian…
Phương pháp thủy nhiệt là phương pháp sử dụng những phản ứng hóa học xảy
ra với sự có mặt của dung mơi thích hợp (thường là nước) ở nhiệt độ trên nhiệt độ
phòng dưới áp suất cao (trên 1atm) trong hệ thống kín [30]. Đây là phương pháp liên

LÊ THỊ HỒNG

16

ITIMS 2017-2019


quan đến việc làm nóng dung dịch hóa chất trong bình kín (nồi hấp), do đó làm tăng
áp suất bên trong bình kín trên mức áp suất khí quyển khi nhiệt độ vượt quá nhiệt độ
sôi của dung môi. Điều này làm tăng độ hòa tan và tốc độ phản ứng của các tiền chất
sử dụng trong quá trình tổng hợp vật liệu. Đối với vật liệu MoS2, các tiền chất Mo
thường được sử dụng là (NH4)6Mo7O24.4H2O, Na2MoO4.2H2O, (NH4)2MoO4, MoO3
kết hợp với các tiền chất S như CH4N2S, C2H5NS, Na2S [4, 26, 40]. Một số báo cáo
về việc chế tạo MoS2 bằng phương pháp thủy nhiệt sử dụng các tiền chất khác nhau
đã được công bố như: Năm 2002 Wen-Jun Li cùng cộng sự chế tạo thành công dây
nano MoS2 từ tiền chất MoO3 và Na2S [22]. Năm 2009 Lin Ma cùng cộng sự đã chế
tạo được các khối dạng hoa được xây dựng bởi các tấm nano MoS2 từ tiền chất
Na2MoO4.2H2O và C2H5NS [26]. Năm 2010 Hongtao lin và các tác giả đã tổng hợp

được thanh nano MoS2 từ 2 tiền chất Na2MoO4.2H2O và C2H5NS [24]. Năm 2014,
Dezhi Wang cùng nhóm tác giả đã chế tạo thành cơng cấu trúc hoa nano được lắp ráp
bởi nhiều tấm nano một vài lớp từ tiền chất (NH4)6Mo7O24.4H2O và Na2S.9H2O [41].
Đồng thời, Guogang Tang và nhóm tác giả đã chế tạo được khối cầu dạng hoa gồm
các tấm nano MoS2 từ tiền chất ban đầu là (NH4)2MoO4 và CH4N2S [36]. Năm 2015
Xianghua Zhang và nhóm tác giả đã chế tạo được khối cầu dạng hoa gồm các tấm
nano MoS2 mỏng từ tiền chất (NH4)6Mo7O24.4H2O và CH4N2S [54]. Năm 2018 Nahid
Chaudhary và nhóm tác giả đã chế tạo được tấm nano MoS2 sử dụng tiền chất
Na2MoO4.2H2O và C2H5NS [5]. Cũng trong năm 2018, Zhongcheng Li và cộng sự
đã chế tạo thành công cấu trúc hoa nano bao gồm nhiều tấm nano MoS2 từ tiền chất
ban đầu Na2MoO4.2H2O và KSCN [23].
Với những ưu điểm của thủy nhiệt trong việc chế tạo vật liệu nano, trong luận
văn này chúng tôi đã lựa chọn phương pháp thủy nhiệt để chế tạo các hình thái cấu
trúc nano MoS2 nhằm ứng dụng trong cảm biến khí. Vật liệu nano MoS2 được chế
tạo từ tiền chất ban đầu là (NH4)6Mo7O24.4H2O, NH2OH.HCl và CH4N2S. Chúng tôi
thay đổi các điều kiện như nhiệt độ thủy nhiệt, thời gian thủy nhiệt để tổng hợp được
vật liệu nano MoS2 với các hình thái và cấu trúc khác nhau. Tiến hành khảo sát tính

LÊ THỊ HỒNG

17

ITIMS 2017-2019


chất nhạy khí của vật liệu nano MoS2 với một số khí độc hại như NO2, NH3, SO2,
H2S, H2.
1.3.2. Phương pháp biến tính MoS2
Để cải thiện tính chọn lọc của cảm biến và tăng cường tính chất nhạy khí, các
nhà nghiên cứu đã tiến hành nhiều phương pháp pha tạp như pha tạp khối (tạp chất

nằm trong khối vật liệu), pha tạp vào tinh thể (tạp chất thay thể nguyên tử nút mạng)
và biến tính bề mặt (tạp chất nằm trên bề mặt vật liệu).
Việc sử dụng các hạt nano kim loại có khả năng xúc tác (Pt, Au, Pd… ) hoặc
các oxit kim loại [25, 46] để biến tính bề mặt các vật liệu có cấu trúc nano nhằm tăng
cường khả năng nhạy khí của cảm biến đã thu hút sự quan tâm từ nhiều nhóm nghiên
cứu. Đây cũng là phương pháp dễ thực hiện và dễ điều khiển hơn nhiều phương pháp
pha tạp khác. Ngày nay có nhiều phương pháp để nghiên cứu biến tính bề mặt các
cấu trúc nano cho cảm biến khí. Tuy nhiên, người ta thường quy về hai phương pháp
chính là phương pháp vật lý và phương pháp hóa học.
Phương pháp vật lý: Phương pháp bốc bay chùm điện tử, phương pháp phún
xạ magetron, phương pháp bốc bay nhiệt [14, 17, 33, 53].
Phương pháp hóa học: Phương pháp hóa ướt, phương pháp khử trực tiếp,
phương pháp thủy nhiệt [9, 46, 51, 52, 57].
1.4. Cảm biến khí trên cơ sở MoS2
Theo sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ nano, nhiều cấu trúc
nano khác nhau trên cơ sở vật liệu nano MoS2 đã được nghiên cứu chế tạo thành công
và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, nhất là trong lĩnh vực cảm biến khí.Trong
những năm gần đây, có rất nhiều nghiên cứu về tính chất nhạy khí của cảm biến khí
trên cơ sở vật liệu nano MoS2. Tuy nhiên cho đến nay các hiểu biết về ảnh hưởng của
cấu trúc nano và hình thái của vật liệu MoS2 vào tính chất nhạy khí vẫn chưa đầy đủ.
Cảm biến khí trên cơ sở vật liệu nano MoS2 có thể nhạy với các khí như NO2, CO,
NH3, SO2, H2S, H2. Vật liệu nano MoS2 có thể hoạt động ở nhiệt độ thấp tuy nhiên

LÊ THỊ HỒNG

18

ITIMS 2017-2019

độ đáp ứng thấp, thời gian đáp ứng – hồi phục dài. Do đó để nâng cao các đặc tính
nhạy khí, cũng như tính chọn lọc, người ta có thể biến tính vật liệu MoS2 bằng các
kim loại quý như Pt, Pd, Au, v.v. nhằm phân tách các phân tử khí thành các ion có
tính hoạt hóa cao hơn để dễ dàng phản ứng với bề mặt vật liệu dẫn đến độ đáp ứng
của cảm biến được cải thiện. Một số nghiên cứu về cảm biến khí trên cơ sở vật liệu
nano MoS2 và vật liệu nano MoS2 được pha tạp/biến tính bằng các hạt nano kim loại
q được trình bày trong bảng 1.1. Ví dụ, Lingmin Yu cùng cộng sự [49] đã chế tạo
được khối cầu dạng hoa bao gồm nhiều tấm nano mỏng MoS2 bằng phương pháp thủy
nhiệt và ứng dụng trong chế tạo cảm biến khí NO2. Qu Zhou cùng cộng sự [59] đã
tổng hợp được cấu trúc nano dạng tấm bằng phương pháp thủy nhiệt ứng dụng cho
cảm biến khí CO. Trong khí đó, Rahul Kumar cùng cộng sự [19] chế tạo thành công
dây nano MoS2 bằng phương pháp CVD ứng dụng cho cảm biến khí NO2. Yajie
Zhang và nhóm tác giả [55] tổng hợp được khối cầu gồm nhiều tấm nano MoS2 bằng
phương pháp thủy nhiệt ứng dụng cảm biến H2. Có thể thấy, các phương pháp hóa
ướt-đặc biệt phương pháp thủy nhiệt vượt trội hơn trong việc chế tạo vật liệu có cấu
trúc nano. Hơn nữa phương pháp này còn chế tạo vật liệu có độ đồng đều, kết tinh
cao và chế tạo tại nhiệt độ thấp so với các phương pháp khác.
Bảng 1.1. Một số cơng trình nghiên cứu về cảm biến khí trên cơ sở vật liệu MoS2 chế
tạo bằng phương pháp hóa.

Vật

Hình

liệu

thái

Khí đo

nhạy

Nồng

Độ đáp

Nhiệt độ

Năm

Tham

độ

ứng

làm việc

cơng

khảo

(oC)

bố

150oC

2016

(ppm)

khí
MoS2

Khối cầu

NO2

50

78%

[49]

dạng hoa
MoS2

NO2
Khối cầu
dạng hoa

LÊ THỊ HỒNG

60%

2018
100oC

50

NH3

[56]

20%

19

ITIMS 2017-2019


MoS2

CO
Tấm

92.6%

2018
230oC

500

[59]

nano

NH3

49%

MoS2

Dây

NO2

5

18.1%

60oC

2018

[19]

MoS2

Khối

H2

500

20.5%

120oC

2018

[55]

cầu-tấm
nano
MoS2

Methanol
Tấm

55%
200oC

200

nano

Xylene

Au-

Tấm

NH3

MoS2

nano

2018

[1]

3%
1000

MoS2

10 lần

60oC

0.5%

2016

[46]

2017

NiMoS2

Hoa nano

SO2

500

15%

RT

[52]

FeMoS2

5%

CoMoS2

4.5%

Pd-

Tấm

MoS2

nano

LÊ THỊ HỒNG

H2

10000

20

35.3%

RT

2017c

[9]

ITIMS 2017-2019


CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM

Trong chương này, tác giả giới thiệu chi tiết các quy trình tổng hợp cấu trúc
nano MoS2 bằng phương pháp thủy nhiệt. Tác giả cũng giới thiệu quy trình biến tính
hạt nano Pt trên bề mặt vật liệu nano MoS2 bằng phương pháp khử trực tiếp. Cấu trúc,
quy trình chế tạo cảm biến, và cấu tạo, nguyên tắc của hệ đo khí cũng được tác giả
giới thiệu trong chương này. Các phương pháp khảo sát hình thái, cấu trúc, tính chất
của vật liệu cũng được trình bày
2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thực nghiệm
Các vật liệu nguồn và các dung môi được sử dụng cho q trình tổng hợp vật
liệu nano MoS2 có hình dáng và kích thước khác nhau bằng phương pháp thủy nhiệt
gồm:
Hóa chất: Amonium Molybdate Tetrahydrate (NH4)6Mo7O24. 4H2O (99%),
Thiourea CH4N2S (99%), Hydroxylammonium chloride NH2OH.HCl (>98.5%) và
nước khử ion.
Dụng cụ thiết bị: Cân điện tử, cốc đựng dung dịch, máy khuấy từ, bình thủy
nhiệt, lò thủy nhiệt, lò ủ nhiệt, máy rung siêu âm, máy và ống quay li tâm.
Tất cả các hóa chất và thiết bị để tổng hợp vật liệu đều có tại phịng thí nghiệm
của viện ITIMS.

LÊ THỊ HỒNG

21

ITIMS 2017-2019


Hình 2.1. Một số trang thiết bị chính sử dụng tổng hợp vật liệu nano MoS2 bằng
phương pháp thủy nhiệt như (a) cốc đựng dung dịch, (b) bình thủy nhiệt, (c) lị thủy nhiệt,
(d) Máy quay ly tâm.

2.2. Quy trình tổng hợp vật liệu nano MoS2 bằng phương pháp thủy nhiệt
Vật liệu nano MoS2 có cấu trúc hình thái, kích thước khác nhau được tổng hợp
bằng phương pháp thủy nhiệt theo quy trình được mơ tả theo sơ đồ tổng quát gồm
các bước sau:

LÊ THỊ HỒNG

22

ITIMS 2017-2019


Hình 2.2. Sơ đồ quy trình tổng hợp vật liệu nano MoS2 có cấu trúc hình thái khác
nhau bằng phương pháp thủy nhiệt.

Sơ đồ tổng hợp vật liệu nano MoS2 bằng phương pháp thủy nhiệt được trình
bày trên hình 2.2, trong đó nguồn vật liệu ban đầu là (NH4)6Mo7O24.4H2O,
NH2OH.HCl và CH4N2S. Để tổng hợp vật liệu MoS2 có hình thái và kích thước khác
nhau thì chúng tơi phải nghiên cứu và điều chỉnh các thơng số cho q trình thủy
nhiệt như: thay đổi nhiệt độ và thay đổi thời gian của q trình thủy nhiệt. Cụ thể,
chúng tơi tiến hành theo hai quy trình với các điều kiện như sau:

 Quy trình 1: Thay đổi nhiệt độ thủy nhiệt
Trong quy trình tổng hợp này, chúng tơi dùng 3 cốc thủy tinh có thể tích 200ml,
mỗi cốc chứa 0.617g (NH4)6Mo7O24.4H2O, 0.69g NH2OH.HCl và 0.76g
CH4N2S, được hòa tan trong 80ml nước khử ion bằng máy khuấy từ. Đánh số
thứ tự các cốc từ 1 đến 3. Đổ lần lượt 3 cốc vào 3 bình thủy nhiệt bằng Teflon

LÊ THỊ HỒNG

23

ITIMS 2017-2019