Link tải luận văn miễn phí cho ae
Tổng quan về vật liệu nano; vật liệu Zno; vật liệu Zno nano cấu trúc 1D; ứng dụng; chất hoạt động bề mặt. Nghiên cứu về phương pháp chế tạo và phân tích vật liệu: phương pháp điện hóa; các phương pháp phân tích mẫu (phương pháp đo quang phát quang (PL), phương pháp nhiễu xạ tia X, kính hiển vi điện tử quét SEM, phương pháp đánh siêu âm, phương pháp spin, phổ truyền qua UV-Vis). Trình bày quá trình thực nghiệm: Khảo sát ảnh hưởng các thông số lên quá trình hình thành thanh nano ZnO (chiều dài, đường kính, khoảng cách giữa các thanh); kiểm tra sự định hưởng, độ tinh thể, độ tinh khiết cũng như độ bám dính của các thanh ZnO trên đế và đánh giá độ truyền qua của hệ ITO/ZnO. Quá trình thực nghiệm qua các phương pháp điện hóa và phương pháp sol-gel. Đưa ra kết quả và bàn luận: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ hexamethylene tetramine lên sự phát triển của ZnO cấu trúc nano trên đế ITO; khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Zn(NO3)2. 6H2O lên sựu phát triển của ZnO caaus trúc 1D trên ITO; khảo sát ảnh hưởng của lớp mầm lên sự hình thnahf thanh nano Zno; khảo sát sự ảnh hưởng của dung dịch Amoniac (NH3), và CTAB đến quá trình hình thành các ống nano ZnO
Trong điều kiện khí hậu biến đổi nhanh chóng, yêu cầu về nghiên cứu sáng chế
ra các sản phẩm mới thân thiện với môi trƣờng và ứng dụng phổ biến là rất cấp thiết.
Mỗi năm thế giới tiêu tốn hàng tỷ kwh cho hệ thống điều hòa gia dụng và công nghiệp,
đƣợc cung cấp từ những nguồn điện phổ biến hiện nay là thủy điện, điện hạt nhân,
nhiệt điện … Nhƣng nhìn chung, những nguồn cung cấp điện này không đáp ứng đƣợc
yêu cầu của con ngƣời về lâu dài, đặc biệt là do những hậu quả mà chúng để lại cho
môi trƣờng. Do đó, con ngƣời phải tìm một nguồn năng lƣợng mới để thay thế trong
tƣơng lai.
Vào thập niên 40 của thế kỷ trƣớc, sự ra đời của pin mặt trời làm cho giới khoa
học nghiên cứu về năng lƣợng xôn xao, vì sự vô tận của nguồn năng lƣợng mặt trời.
Pin mặt trời thế hệ thứ nhất ra đời đáp ứng đƣợc nhu cầu hiện tại nhƣng giá thành và
hiệu quả chƣa phải là tối ƣu. Do đó, đòi hỏi khoa học về vật liệu phải vào cuộc để lãnh
đạo cuộc cách mạng công nghệ mang tính lịch sử.
Trên quan điểm của các nhà khoa học, căn cứ vào kết cấu của vật liệu làm nên
pin mặt trời họ chia thành 4 thế hệ: thế hệ 1 dùng tinh thể silicon dạng đơn lớp (đơn
tinh thể) theo tiếp xúc p-n[2], thế hệ thứ 2 vẫn là silicon màng mỏng và đa lớp theo tiếp
xúc p-n, thế hệ thứ 3 dùng những vật liệu polyme hay dye ở kích thƣớc nano nhƣng
không theo tiếp xúc p-n, thế hệ thứ 4 sử dụng những vật liệu lai hóa (hybrid materials).
Pin mặt trời thế hệ thứ tƣ sử dụng vật liệu lai hóa với những ƣu điểm nhƣ giá
thành rẻ, dễ lắp đặt, thân thiện với môi trƣờng đã mở ra một thời kỳ hứa hẹn cho ngành
năng lƣợng. Cũng nhƣ vậy, vật liệu lai hóa đã kết hợp đƣợc những tính chất độc đáo
duy nhất của các hạt nano vô cơ với tính chất hình thành màng của các polymer mở ra
cánh cửa dẫn đến việc chế tạo loại vật liệu thế hệ mới hoạt động nhƣ một lớp quang
hoạt trong pin mặt trời.
Trong các loại vô cơ bán dẫn, ZnO nổi trội với độ rộng vùng cấm lớn, có nhiều
trong tự nhiên, không độc hại, tinh thể nano có những tính chất tuyệt vời nhƣ phát sáng
ở vùng tử ngoại ở nhiệt độ phòng. Đồng thời, ZnO là một trong những vật liệu có thể
tạo ra cấu trúc nano với nhiều hình thái nhất.
Cấu trúc nano ZnO dạng thanh đƣợc sử dụng làm lớp quang hoạt trong pin mặt
trời thế hệ thứ tƣ. Nhƣng để kết hợp đƣợc cấu trúc nano dạng thanh này vào hệ pin mặt
trời đòi hỏi thanh nano ZnO phải mọc đều, định hƣớng theo trục trực giao với đế.
Hiện nay, các phƣơng pháp chế tạo thanh nano ZnO rất đa dạng, nhƣ phƣơng
pháp CVD, phƣơng pháp hóa ƣớt, phƣơng pháp phún xạ, phƣơng pháp điện hóa...[13]
Tuy nhiên, chọn ra một phƣơng pháp có nhiều lợi điểm là vấn đề mà các nhà sản xuất
chú ý đến. xiii
Từ những nhận định trên, trong phạm vi đề tài này, chúng tui tiến hành chế tạo
ZnO có cấu trúc 1D (thanh nano ZnO) bằng phƣơng pháp điện hóa và khảo sát các
thông số ảnh hƣởng đến quá trình hình thành và định hƣớng của thanh nano ZnO. Các
thanh nano ZnO đƣợc chế tạo bằng phƣơng pháp này có cấu trúc phù hợp cho cấu trúc
pin mặt trời lai hóa. Đây là phƣơng pháp dễ thực hiện tại điều kiện bình thƣờng, nhiệt
độ không cao, giá thành rẻ, có thể tạo ra các thanh nano ZnO trên những đế có hình
dạng theo ý muốn, dễ dàng điều khiển kích thƣớc mong muốn cho phù hợp với pin
mặt trời.
PHẦN A: TỔNG QUAN
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU
1.1. Tổng quan về vật liệu nano
1.1.1. Vật liệu nano là gì?
Để hiểu rõ khái niệm vật liệu nano, chúng ta cần biết hai khái niệm có liên quan
là : khoa học nano (nanoscience), và công nghệ nano (nanotechnology). Theo viện hàn
lâm hoàng gia Anh quốc: [1]
Khoa học nano là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tƣợng và sự can thiệp
vào vật liệu ở quy mô nguyên tử, phân tử và đại phân tử. Ở các quy mô đó, tính chất
của vật liệu khác hẳn với tính chất của chúng tại các quy mô lớn hơn.
Công nghệ nano là việc thiết kế, phân tích đặc trƣng, chế tạo và ứng dụng các
cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dạng và kích thƣớc đến mức
nano mét (nm).
Vật liệu nano là đối tƣợng của hai lĩnh vực trên, nó liên kết hai lĩnh vực này lại
với nhau. Kích thƣớc của vật liệu nano trải một khoảng từ vài nm đến vài trăm nm.
1.1.2. Phân loại vật liệu nano dạng rắn
Vật liệu nano dạng rắn đƣợc phân thành 3 loại:
Vật liệu nano không chiều: loại vật liệu này ở đó cả ba chiều đều bị giới hạn ở
thang nano mét, điện tử bị giam cầm ở cả ba chiều (các hạt nano, chấm lƣợng tử…).
Vật liệu nano một chiều: là vật liệu trong đó hai chiều có kích thƣớc nano, điện
tử đƣợc tự do trên một chiều (hai chiều cầm tù). Ví dụ: dây nano, ống nano…
Vật liệu nano hai chiều: là vật liệu trong đó một chiều có kích thƣớc nano, hai
chiều tự do. Ví dụ: màng mỏng,..
1.1.3. Các hiệu ứng ở cấp độ nano
1.1.3.1. Hiệu ứng kích thƣớc
Các tính chất vật lý, hóa học của các vật liệu đều có một giới hạn về kích thƣớc.
Nếu vật liệu mà nhỏ hơn kích thƣớc này thì tính chất của nó sẽ bị thay đổi. Chính sự
thu nhỏ kích thƣớc về thang nano đã làm cho tính chất của vật liệu khác hẳn hoàn toàn
với tính chất của vật liệu dạng khối, đó đƣợc gọi là hiệu ứng kích thƣớc của vật liệu.
Ví dụ: cho dòng điện chạy qua một dây dẫn kim loại, nếu kích thƣớc của dây rất
lớn so với quãng đƣờng tự do trung bình của điện tử trong kim loại này (vài chục nano
mét), chúng ta sẽ có định luật Ohm cho dây dẫn. Định luật cho thấy sự tỉ lệ tuyến tính
của dòng và thế đặt ở hai đầu sợi dây. Thu nhỏ kích thƣớc của sợi dây cho đến khi nhỏ
hơn độ dài quãng đƣờng tự do trung bình của điện tử trong kim loại thì sự tỉ lệ liên tục
giữa dòng và thế không còn nữa, mà tỉ lệ gián đoạn với một lƣợng tử độ dẫn là e2/ħ,
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Tổng quan về vật liệu nano; vật liệu Zno; vật liệu Zno nano cấu trúc 1D; ứng dụng; chất hoạt động bề mặt. Nghiên cứu về phương pháp chế tạo và phân tích vật liệu: phương pháp điện hóa; các phương pháp phân tích mẫu (phương pháp đo quang phát quang (PL), phương pháp nhiễu xạ tia X, kính hiển vi điện tử quét SEM, phương pháp đánh siêu âm, phương pháp spin, phổ truyền qua UV-Vis). Trình bày quá trình thực nghiệm: Khảo sát ảnh hưởng các thông số lên quá trình hình thành thanh nano ZnO (chiều dài, đường kính, khoảng cách giữa các thanh); kiểm tra sự định hưởng, độ tinh thể, độ tinh khiết cũng như độ bám dính của các thanh ZnO trên đế và đánh giá độ truyền qua của hệ ITO/ZnO. Quá trình thực nghiệm qua các phương pháp điện hóa và phương pháp sol-gel. Đưa ra kết quả và bàn luận: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ hexamethylene tetramine lên sự phát triển của ZnO cấu trúc nano trên đế ITO; khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Zn(NO3)2. 6H2O lên sựu phát triển của ZnO caaus trúc 1D trên ITO; khảo sát ảnh hưởng của lớp mầm lên sự hình thnahf thanh nano Zno; khảo sát sự ảnh hưởng của dung dịch Amoniac (NH3), và CTAB đến quá trình hình thành các ống nano ZnO
Trong điều kiện khí hậu biến đổi nhanh chóng, yêu cầu về nghiên cứu sáng chế
ra các sản phẩm mới thân thiện với môi trƣờng và ứng dụng phổ biến là rất cấp thiết.
Mỗi năm thế giới tiêu tốn hàng tỷ kwh cho hệ thống điều hòa gia dụng và công nghiệp,
đƣợc cung cấp từ những nguồn điện phổ biến hiện nay là thủy điện, điện hạt nhân,
nhiệt điện … Nhƣng nhìn chung, những nguồn cung cấp điện này không đáp ứng đƣợc
yêu cầu của con ngƣời về lâu dài, đặc biệt là do những hậu quả mà chúng để lại cho
môi trƣờng. Do đó, con ngƣời phải tìm một nguồn năng lƣợng mới để thay thế trong
tƣơng lai.
Vào thập niên 40 của thế kỷ trƣớc, sự ra đời của pin mặt trời làm cho giới khoa
học nghiên cứu về năng lƣợng xôn xao, vì sự vô tận của nguồn năng lƣợng mặt trời.
Pin mặt trời thế hệ thứ nhất ra đời đáp ứng đƣợc nhu cầu hiện tại nhƣng giá thành và
hiệu quả chƣa phải là tối ƣu. Do đó, đòi hỏi khoa học về vật liệu phải vào cuộc để lãnh
đạo cuộc cách mạng công nghệ mang tính lịch sử.
Trên quan điểm của các nhà khoa học, căn cứ vào kết cấu của vật liệu làm nên
pin mặt trời họ chia thành 4 thế hệ: thế hệ 1 dùng tinh thể silicon dạng đơn lớp (đơn
tinh thể) theo tiếp xúc p-n[2], thế hệ thứ 2 vẫn là silicon màng mỏng và đa lớp theo tiếp
xúc p-n, thế hệ thứ 3 dùng những vật liệu polyme hay dye ở kích thƣớc nano nhƣng
không theo tiếp xúc p-n, thế hệ thứ 4 sử dụng những vật liệu lai hóa (hybrid materials).
Pin mặt trời thế hệ thứ tƣ sử dụng vật liệu lai hóa với những ƣu điểm nhƣ giá
thành rẻ, dễ lắp đặt, thân thiện với môi trƣờng đã mở ra một thời kỳ hứa hẹn cho ngành
năng lƣợng. Cũng nhƣ vậy, vật liệu lai hóa đã kết hợp đƣợc những tính chất độc đáo
duy nhất của các hạt nano vô cơ với tính chất hình thành màng của các polymer mở ra
cánh cửa dẫn đến việc chế tạo loại vật liệu thế hệ mới hoạt động nhƣ một lớp quang
hoạt trong pin mặt trời.
Trong các loại vô cơ bán dẫn, ZnO nổi trội với độ rộng vùng cấm lớn, có nhiều
trong tự nhiên, không độc hại, tinh thể nano có những tính chất tuyệt vời nhƣ phát sáng
ở vùng tử ngoại ở nhiệt độ phòng. Đồng thời, ZnO là một trong những vật liệu có thể
tạo ra cấu trúc nano với nhiều hình thái nhất.
Cấu trúc nano ZnO dạng thanh đƣợc sử dụng làm lớp quang hoạt trong pin mặt
trời thế hệ thứ tƣ. Nhƣng để kết hợp đƣợc cấu trúc nano dạng thanh này vào hệ pin mặt
trời đòi hỏi thanh nano ZnO phải mọc đều, định hƣớng theo trục trực giao với đế.
Hiện nay, các phƣơng pháp chế tạo thanh nano ZnO rất đa dạng, nhƣ phƣơng
pháp CVD, phƣơng pháp hóa ƣớt, phƣơng pháp phún xạ, phƣơng pháp điện hóa...[13]
Tuy nhiên, chọn ra một phƣơng pháp có nhiều lợi điểm là vấn đề mà các nhà sản xuất
chú ý đến. xiii
Từ những nhận định trên, trong phạm vi đề tài này, chúng tui tiến hành chế tạo
ZnO có cấu trúc 1D (thanh nano ZnO) bằng phƣơng pháp điện hóa và khảo sát các
thông số ảnh hƣởng đến quá trình hình thành và định hƣớng của thanh nano ZnO. Các
thanh nano ZnO đƣợc chế tạo bằng phƣơng pháp này có cấu trúc phù hợp cho cấu trúc
pin mặt trời lai hóa. Đây là phƣơng pháp dễ thực hiện tại điều kiện bình thƣờng, nhiệt
độ không cao, giá thành rẻ, có thể tạo ra các thanh nano ZnO trên những đế có hình
dạng theo ý muốn, dễ dàng điều khiển kích thƣớc mong muốn cho phù hợp với pin
mặt trời.
PHẦN A: TỔNG QUAN
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU
1.1. Tổng quan về vật liệu nano
1.1.1. Vật liệu nano là gì?
Để hiểu rõ khái niệm vật liệu nano, chúng ta cần biết hai khái niệm có liên quan
là : khoa học nano (nanoscience), và công nghệ nano (nanotechnology). Theo viện hàn
lâm hoàng gia Anh quốc: [1]
Khoa học nano là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tƣợng và sự can thiệp
vào vật liệu ở quy mô nguyên tử, phân tử và đại phân tử. Ở các quy mô đó, tính chất
của vật liệu khác hẳn với tính chất của chúng tại các quy mô lớn hơn.
Công nghệ nano là việc thiết kế, phân tích đặc trƣng, chế tạo và ứng dụng các
cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dạng và kích thƣớc đến mức
nano mét (nm).
Vật liệu nano là đối tƣợng của hai lĩnh vực trên, nó liên kết hai lĩnh vực này lại
với nhau. Kích thƣớc của vật liệu nano trải một khoảng từ vài nm đến vài trăm nm.
1.1.2. Phân loại vật liệu nano dạng rắn
Vật liệu nano dạng rắn đƣợc phân thành 3 loại:
Vật liệu nano không chiều: loại vật liệu này ở đó cả ba chiều đều bị giới hạn ở
thang nano mét, điện tử bị giam cầm ở cả ba chiều (các hạt nano, chấm lƣợng tử…).
Vật liệu nano một chiều: là vật liệu trong đó hai chiều có kích thƣớc nano, điện
tử đƣợc tự do trên một chiều (hai chiều cầm tù). Ví dụ: dây nano, ống nano…
Vật liệu nano hai chiều: là vật liệu trong đó một chiều có kích thƣớc nano, hai
chiều tự do. Ví dụ: màng mỏng,..
1.1.3. Các hiệu ứng ở cấp độ nano
1.1.3.1. Hiệu ứng kích thƣớc
Các tính chất vật lý, hóa học của các vật liệu đều có một giới hạn về kích thƣớc.
Nếu vật liệu mà nhỏ hơn kích thƣớc này thì tính chất của nó sẽ bị thay đổi. Chính sự
thu nhỏ kích thƣớc về thang nano đã làm cho tính chất của vật liệu khác hẳn hoàn toàn
với tính chất của vật liệu dạng khối, đó đƣợc gọi là hiệu ứng kích thƣớc của vật liệu.
Ví dụ: cho dòng điện chạy qua một dây dẫn kim loại, nếu kích thƣớc của dây rất
lớn so với quãng đƣờng tự do trung bình của điện tử trong kim loại này (vài chục nano
mét), chúng ta sẽ có định luật Ohm cho dây dẫn. Định luật cho thấy sự tỉ lệ tuyến tính
của dòng và thế đặt ở hai đầu sợi dây. Thu nhỏ kích thƣớc của sợi dây cho đến khi nhỏ
hơn độ dài quãng đƣờng tự do trung bình của điện tử trong kim loại thì sự tỉ lệ liên tục
giữa dòng và thế không còn nữa, mà tỉ lệ gián đoạn với một lƣợng tử độ dẫn là e2/ħ,
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links