BG I Á O DỤCVÀÐÀOTẠO

VINHÀNLÂMKHOAHOC
VÀCÔNGNGHVIT NAM

HOCVIN KHOA HOCVÀCÔNG NGH

……..….***…………

NGUYENTHEDUYEN

NGHIÊNCỨUTONGHPVÀÐCTRƯNGÐ I NCỰCTi/TiO2PANi,Ti/TiO2-PANiCNTsбNHHƯN G ỨNGDỤNGLÀMANOTCHOPINNHIÊNLI
UVISINH

Chun ngành: Hóa lý thuyet và Hóa
lýMãso:62.44.01.19

TĨMTATLUNÁNTIENSĨHĨAHOC

Hà Ni - 2017


Cơngtrìnhđvợc hồnthànhtại: HQc vinKhoa hQc vàCơng nghVinHànlâmKhoahQcvàCơngnghV i tNam

Ngvờihvớngdȁn khoahQc:PGS.TS.PhanThịBình

Phảnbin1:
Phảnbin2:
Phảnbin3:

Lunánsẽđưcbăov trướcHiđongchamlunántiensĩ,hoptạiHocvi n Khoa hoc và

Cơngngh -VinHànlâmKhoahocvàCơngnghVi tNamvàohoi…gi..’,ngày…tháng…
năm201….

Cóthetìmhieulunántại:
- ThưvinHocvinKhoahocvàCơngngh
- ThưvinQuocgiaVitNam


M"ÐAU
Hi nnayvicchetạovtliucompozitlàxuthemớitrênthegiớibikhănăngtạoravtliumớicótínhchat
đ
t
phá
nham
đáp
ứng
nhu
cau
sư
dụng
trong
các
ngànhcơngnghipcơngnghc a o sovớivtliunguonriêngrẽbanđau,trongđócóqtrìnhlai ghép giữa
TiO2với polianilin (PANi) và CNTs. Ðây là các v t li u đư c các nhàkhoahocđcbi
tquantâmvìđư cứngdụngkhánhieutrongcáclĩnhvựcnhưlàmvtliuanotchonguonđin,sưdụnglàmsen
s#đinhóahaylàmvtliuxúctácđinhóachocácqtrìnhđincực.
Các compozit TiO2-PANi và TiO2-PANi-CNTs có the đưcche tạo theo
nhieuphư#ngphápkhácnhaunhưphư#ngphápsolgel,hóahoc,đinhóahayoxihóanhitkethpnhúng tamtùytheotừngmụcđíchứngdụng.
Hinnaycácnhàkhoahocđangquantâmnghiêncứuchetạovtliuđincựctrênc#sTiO2lai
ghép PANi và CNTs sư dụng làm anot cho pin nhiên li u vi sinh(microbial fuel cell MFC) nham mục đích thay the cho các v t li u anot đat tien vàkémben.

MFC là m t nguon năng lư ng xanh vì nó cho phép chuyen hóa năng lư ng
tíchlũytrongcácchatthăihữuc#thànhđi nnăngnhh enzimtrongtebàovisinhvt.
Từkhipháthinrapolimedan,PANilàpolimedanthơngdụng,detonghp,cóđdankhácao,thâ
nthinvớimơitrưng,tư#ngthíchsinhhocđưcsưdụngphobienđechetạoanotchoMFC.PANicótheđưc
laighépvớimuicacbonhaygraphenhocong nano cacbon. PANi cũng có the đư c lai ghép với các
oxit kim loại như vonframtrioxit.Trongsocácoxitkimloạithìtitanđioxitlàoxitcótínhbándan,cóhoạttínhquanghóavà
quang đi n hóa, thân thi n với mơi trư ng, tư#ng thích sinh hoc và
benratphùhpđelaighépvớiPANisưdụnglàmanotchoMFC.Trongcácvt liutrênc#scacbon, ong
nano cacbon với c# tính tot,đdan cao, tư#ng thích sinh hoc là m t v
tliuhứahendùngbientínhđenângcaoh#nnữađctínhtotcŭađincực.
Vớitínhcapthietvàýnghĩathựctiennêutrên,lunánđãchonđetài:
“Nghiên cứu tong hop và k¾c trưng ki n cực Ti/TiO 2-PANi, Ti/TiO2-PANiCNTskịnhhướngứngdnnglàmanotchopinnhiênliuvisinh”.
1. Mụctiêunghiêncúucủalunán
- Chet ạo cá cđ i ncự cT i / T i O 2-PANi,T i /T i O 2-PANiCNTsba ng các p hư #n gp há p khácnhau.
- Nghiêncứutínhchatcŭacácloạiđincựcchetạođưc.
- Ðịnhhướngứngdụnglàmanotchopinnhiênliuvisinh.
2. Nidungnghiêncúucủalunán
- Che tạo đi n cực compozit TiO 2-PANi trên nen Ti bang các phư#ng pháp
khácnhau(phư#ngphápCV;phư#ngphápnhitkethpnhúng;phư#ngpháppast).NenTicũngđư c
sư dụngc á c d ạ n g k h á c n h a u ( d ạ n g h ì n h t r ụ v à d ạ n g h ì n h
t a m ) . T o n g h p đincựcTi/TiO2-PANi-CNTsbangphư#ngpháppast.
- Sư dụng phư#ng pháp CV và phư#ng pháp đo đdan đe khăo sát tính chat đi
nhóacŭađincựcđãchetạobangcácphư#ngphápkhácnhau.
- Sư dụng phư#ng pháp tong trđe nghiên cứu c# che đi n hóa cŭa các q
trìnhxăyratrênbemtđincựcđãchetạo.

1


- Sưdụngdungdịchnướcthăinhàmáybiaphụcvụchonghiêncứutínhchatsinhđinhóacŭađi

ncựchướngtớivicsưdụngđincựclàmanotchoMFC.
- Sưdụngphư#ngphápphâncựcthetĩnhvàphâncựcdịngđngnhamnghiêncứuhoạttínhsinhđ
inhóacŭavtliuđincựctrongnướcthăinhàmáybia.
3. Ýngh…akhoahQcvàthựctiencủalunán
Pin nhiên li u vi sinh đang thu hút đư c sự quan tâm rat lớn cŭa các nhà khoa
hoctrênthegiớibivìhiuứngkép:sinhranănglưngtừchatthăinhvisinhvtđongthisưdụ
ngnănglưngnàyđexưlýmơitrưng.Ýnghĩathựctiencŭalunánlàcho, lu n án t p
trung nghiên cứu che tạo ra v t li u anot cho pin nhiên li u vi sinh cóhoạt tính sinh đi
n hóa nham thay the cho các v t li u anot đat tien (như Pt) ho c
kémbenvàdenhiemban(nhưvtliucacbon).
Lunánlàcơngtrìnhtrìnhnghiêncứuđclpvàht h o n g vecácphư#ngpháptonghpvtliucompozit
TiO2-PANi
và
TiO2-PANi-CNTs
trên
nen
Ti.
Các
khăo
sát
vetínhchatcŭavtliubaogomcautrúchìnhtháihocvàtínhchatđinhóađãđưcthựchinđetìmrađieuki
ntonghptoiưu.Cáccompozittonghptạicácđieukintoiưuđưcsưdụngđenghiêncứutínhchatsinhđinhóatrongmơitrưngnước
thăinhàmáy bia. Từ các nghiên cứu này có the định hướng đe ứng dụng các compozit
TiO2-PANi và TiO2-PANi-CNTs làm anot cho pin nhiên li u vi sinh, t n thu năng lư
ng từchatthăivàxưlýmôitrưng.
4. Ðiemmớicủalunán
- Ðãtonghpthànhcôngđi ncựcTi/TiO 2-PANibangphư#ngphápCVđ i e u kin
toi ưu (150 chu ky quét, tocđquét 20 mV/s, dung dịch tonghp: H2SO40,1
M;Ani0,1MvàTiO2/Ani=8,3%).
- Nghiên cứu tính chat quang đi n hóa cŭa Ti/TiO 2-PANi tong h p bang

phư#ngpháp phân hŭy nhi t kethp nhúng, trong đó TiO2là chat bán dan dạng n và
PANi đãlàmtăngmt đdịngquangđinhóa.
- Chet ạ o đ i nc ự c T i / T i O 2-PANiv à T i / T i O 2-PANiCNTsb a n g p h ư # n g p h á p p a s t sưdụngchatket dínhchitosanaxit axetic1%.
- Úng dụng phư#ng pháp nghiên cứu tong trđi n hóa đe xem xét c# che đi n
hóaxăyratrêncácđi ncựccompozittrongmơitrưngnướcthăinhàmáybia.
5. Bocụccủalunán
Lu n án gom 140 trang với 23 băng và 69 hình, trình bày trong các phan:
Mđau:5trang,c h ư # n g 1 : T o n g q u a n : 4 1 t r a n g ,c h ư # n g 2 : P h ư # n g p h á p n g h i
ê n c ứ u v à t h ự c nghim:1 7 t r a n g ,c h ư # n g 3 : K e t q u ă v à t h ă o l u n: 5 7 t r a n g ,K e t l u n
:2 t r a n g ,d a n h mụccáccơngtrìnhcơngbocŭatácgiă:1trangvàtàiliuthamkhăo:17trang.
N I DUNG CỦA LU N
ÁNChvơng1:PHANTONGQUAN
PhanTongquantphp vàphântíchcácnghiêncứutrongnướcvàquoctevecácvanđeliênquanđe
nnidunglunán.
1.1. TongquanvevtliucompozitTiO2-PANi,TiO2-PANi-CNTs
1.2. TongquanvetìnhhìnhnghiêncứuvtliuanotchoMFC
1.3. GiớithiuveTiO2
1.4. Giớithiuvepolyanilin(PANi)
1.5. Giớithiuveongnanocacbon(CNTs)
1.6. Giớithi uthi uvepinnhiênliuvisinh(MFC)


1.7. Tong quan ve tình hình nghiên cứu sư dụng nước thăi nhà máy bia làm dung
dịchanottrongMFC
Chvơng2:P H Ư Q N G PHÁPNGHIÊNCỨUVÀTHỰCNGHIM
2.1. Cácphvơngphápnghiêncúu
Cácphuơngphápdinhóa:Phư#ngphápqtthetuanhồn(CV),phư#ngphápđotongtr ,đd a
n , thetĩnh,phâncựcdịngđngtrênthietbịIM6(Ðức)
Cácp h u ơ n g p h á p n g h i ê n c uc a u t r ú c , h ì n h t h á i h o c : K í n h h i e n v i đ i nt ư
q u é t (SEM)trênmáyHitachiS-4800cŭaNhtBăn,kínhhienviđintưtruyenqua(TEM)trên máy JEM 1010, chụp pho

EDX trên thiet bị Jeol JSM - 6490 & JED 2300 cŭa Nh tBăn, giăn đo nhieu xạ tia X trên
máy D 5000 cŭa hãng Siemens - Ðức, pho hong ngoạitrênFTIR- IMPACT410- Ðức.
Phuơngphápphântíchnhitvisai:PhântíchnhitvisaisưdụngthietbịThermalDetector(
LabsysEvo,Pháp).
2.2. Thựcnghim
2.2.1. Ch0tạođincựcTi/TiO2-PANivàbi0ntính
-ChetạođincựcTi/TiO 2PANibangcácphư#ngphápCV,phư#ngphápoxihóanhit(OXHN)kethpnhúngvàphư#
ngpháppast(PPpast).
-TonghpđincựcTi/TiO 2-PANi-CNTsbangphư#ngpháppast.
H2SO4+Anilin
+TiO2

Dung dcch ket
dínhChitosanaxitaxeti
c1%

Titan hình trụ
(Tien xủ lý)

Dung dcch Ani 0,1M
+HCl0,1M+TiO2
Amonipesunfat0, 1 M

CompozitTiO 2PANiDạngb®t
Tr®ndeu

Khuay
Hon
hạpDạngcao
uát


Dung dịch H2SO4
+ Anilin + TiO2

Ti
dạngtamTi
enxùlý
Ti/TiO2-PANi

Thi0t bị đo đi n hóa (IM6)

Say
(120oC,2già)

Ði n cục
compozitTi/TiO2
-PANi

Ti/TiO2-PANi
Dung dịch chat k0t dính Chitosan axit axetic 1% Compozit TiO2-PANi Dạng b t

Dung dịch Ani 0,1M + HCl 0,1M + TiO2 +
pesunfat 0,1M

0÷5 oC
7 giàAmoni

Tr n đeu

TiO2/Ani = 30%, 40%,

60%, 80%

Hőn hợp Dạng past
Ti dạng tam Tien xủ lý

Ti/TiO2-PANi
Say
(120 oC, 2 giờ)
Ði n cực compozit Ti/TiO2-PANi

Hình2.2.Quytrìnhtonghợpdinc?cTi/
TiO2-PANibangphuơngphápCV
Oxi(khơn
gkhí)

Tihình
tam(tienxủl
ý)

Hình2.5.Quytrìnhtonghợpdinc?cTi/TiO2PANibangphuơngpháppast
Dung dịch chat k0t dính Chitosan axit axetic 1%
Dung dcch ket
dínhChitosanaxitaxetic
1%

Compozit TiO2- PANi-CNTs
Dung dịch Ani 0,1M + HCl 0,1M + TiO2 + CNTs + DBSA 0,0
DungdcchAni0,1M+H
Dạng b t
0ữ5 oC

Amoni pesunfat 0,1M
Compozit TiO 2

PANiDngbđt

Tr n Trđndeu
eu
Lũnung

Hon

Hn
hp Dng past
hpDngcao
uỏt

Ti/TiO2

Ti dạng tam Tien xủ lý

Ti/TiO2-PANi-CNTs

7 già

Cl0,1M+TiO2
Amonipesunfat0,1M
TiO/
A n i =30%,40%,
2
60%,80%

TiO2/Ani
= 16,6%

CNTs/Ani = 10%, 20%,
30%


Say
(120 oC, 2 giờ)
Ði n cực compozit Ti/TiO2-PANi-CNTs

Ti dạng
tamTienxùl
ý
Ti/TiO2-PANi

DungdịchP
ANi

Ti/TiO2-PANi

Anilin + HCl
+Amonipesunfat

Ti/TiO2-PANi

Hình 2.4.Quy trình tong hợp di n c?
cTi/TiO2PANibangphuơngphápOXHN kethợpn
húng


Say
(120oC, 2già)

Ðin cụccompozitTi/
TiO2-PANi

Hình2.6.Quytrìnhtonghợpdi nc?cTi/TiO2-PANiCNTsbangphuơngp h á p past


2.2.2. Nghiêncúutínhchatđinhóa
Các đi n cực đư c khăo sát tính chat đi n hóa trên thiet bị IM6 trong dung
dịchH2SO40,5 M và dung dịch nước thăi nhà máy bia (COD = 2100 và 3555 mg/L) sư
dụngcácphư#ngpháp:QtthetuanhồnCV,đophotongtr,phâncựcthetĩnh,phâncựcdịngđng.
Chvơng3:KETQUẢVÀTHẢOLUN
3.1. Khảosátđ[ctrvngcautrúcvtliuđincựcTi/TiO2-PANivàTi/TiO2-PANi-CNTs

3.1.1.Phântíchphohongngoại(IR)
Hình 3.1. Pho hong ngoại cũa v¾tliu Ti/TiO2PANichetạobangphuơngp h á p CV(150chuky,tocdq u
é t 20mV/s,tĭlTiO2/Ani=1/12(8,3%)

Hình 3.2.Pho hong ngoại cũa v¾t li u Ti/TiO2PANichetạobangphuơngphápoxihóanhitkethợpnhúngtro
ngdungdịchPANi(Nhitdnung nen Ti
500oC,thờigiannhúng60phút)


4000

3000
2000
-1

Wavenumbers(cm
)
Sosóng(cm-1)

480.85
538.52

1110.32

1000

).
.u
a( 1.8
tn
ei
c
ffi
eo 1.2
c
yt
is
ne
t 0.6
In

CHưsnog hđaphtahpụt(haụ.u)

0.00


876.51
804.74
709.83
642.69

0.01

C-Hstretching
C=Cs tr et ch ing ofbenzoid
C=Nstretchingofquin oid
C-Nstretching ofaro ma ti c ring
C-N+
1652.02

0.02

2855.81

0.03

2921,3090
1652
1564,1455
1226
1110, 1073

1564.05

Hs tretching


432.03

(c)
Binding3550,3484,3393
N-

2918.32

0.04

Signals(cm-1)

3393.35
3550.05
3484.15

Cưngđhapthụ
Intensitycoefficien

0.07
).
u
)u . 0.06
. a(
a(t 0.05

Hình3.3.Phohongngoạicũav¾tliuTi/TiO 2PANichetạobangphuơngphápoxihóanhitkethợpnhúngtrong
dungdịcha n i l i n (NhitdnungnenTi500oC,dnhám180,t
hờigiannhúng8phút)


(d)

0.0
4000

3000
2000
1000
-1
Wavenumbers(cm
Sosóng(cm -1) )

Hình 3.4.Pho hong ngoại cũa v¾t li u Ti/TiO2PANichetạobangphuơngpháppast(hàmluợngTiO2/A
ni=40%)

3490.68

Ket quă cho thay, pho hong ngoại cŭa tat că v t li u đi n cực compozit Ti/TiO 2PANitonghpbangcácphư#ngphápdướicácđieukincụthetư#ngứngđeucócácpíc đ c trưng cho
dao đ ng liên ket cŭa vòng benzen và quinoid thu c cau trúc
cŭaPANi.Ngồiracịnxuathincácpícđctrưngchodaođngliênketcŭamt sonhóm
khác như N-H, C-H, C-N th#m, CN+, C-H th#m trong phân tư
PANi.Ketquăthuđư
cchứngtŏt r o n g thànhphancŭacácđ i
n c ự c compozit đeu có chứa phân tư
PANiton tạidạng muoi vì xuat hi n
cácpíchapphụcŭaSO42-vàCl-.
3383.86

3226.77


2969.15

2830.91

2755.51
2610.99

1571.43

1480.88
1294.89
1145.61

1104.00

1067.29
988.98
807.88

648.81
543.58
416.32

Hình 3.5.Pho hong ngoại cũa v¾t li u Ti/TiO2-PANiCNTstonghợpbangphuơngpháppast(khoiluợngCNTs/Ani=30%)


Bảng3.1.Tínhiudaodngtrênphohongngoạicũacácv¾tliuTi/TiO2PANitonghợpbangcácphuơngphápkhácnhauvàdinc?cTi/TiO2-PANiCNTstonghợpbangphuơngpháppast
Liênket

Ti/TiO2PANiOXHN+

nhúngPANi
3457
2921
1667
1508
1202
1112
896
564
-

Ti/TiO2PANiPPCV
3426
2930
1647
1589
1085
1000
800
581

N-H
C-H
C=Cbenzoid
C=Nquinoid
C-Nth#m
C-N+
C-Hth#m
HapphụClHapphụSO42-


Sosóng(cm -1)
Ti/TiO2PANiOXHN+
nhúnganilin
3484
2918
1652
1564
1226
1110
876
538
-

Ti/TiO2PANiPPpast
3490
2969
1571
1480
1294
1104
807
543
-

Ti/TiO2PANi-CNTs
PPpast
3432
2968
1557
1488

1298
1125
800
580
-

3.1.2.PhântíchgiảnđonhieuxạtiaX(XRD)
Băng 3.2 là ket quă phân tích từ giăn đo nhieu xạ tia X cŭa v t li u đi n
cựcTi/TiO2-PANi che tạo bang các phư#ng pháp khác nhau (hình 3.6 đen 3.9) cũng
nhưđi n cực bien tính Ti/TiO2-PANi-CNTs tonghp bang phư#ng pháp past (hình
3.10).Trừphư#ngpháptonghpbangCV,cácphư#ngphápcịnlạiđeuxuathincácgóc2θđctrưngc
hocácdạngtinhthecŭaTiO2làrutinvàanatat.
120

600

Ti

500

80
Lin(Cps)

Lin(Cps)

100

60
40


300
200
100

20
0

TiO2 Rutin TiO2 Anatat

400

0
20

30

40

50

60

70

20

30

Hình 3.6.Giăn do nhieu xạ tia X cũa v¾t li
uTi/TiO2PANitonghợpbangphuơngphápCV(150chuky,

tocdquét 20 mV/s,
tĭlTiO2/anilin=1/12( 8 , 3 %)

50

60

70

Hình3.7.GiăndonhieuxạtiaXcũav¾tliuTi/TiO2-PANitong
hợpbangphuơngphápoxihóanhitkethợp nhúng trong dung
dịch PANi (Nhi tdnung 500oC,thờigiannhúng60phút)

80

140
120

TiO2 Rutin TiO2 Anatat

60

100

Lin(Cps)

Lin(Cps)

40


Góc2θ(đ)

Góc2θ(đ)

80
60
40

PANi
TiO2 Anatat TiO2 Rutin

40
20

20
0

0

20

30

40

50

60

70


Góc2θ(đ)

Hình3.8.GiăndonhieuxạtiaXcũav¾tliuTi/TiO2-PANitonghợp
bangphuơngphápoxihóanhitkethợp
nhúngtrongdungdịchanilin(Nhitdnung500oC,dnhám180,th
ờigiannhúng8phút)

20

30

40

50

60

70

Góc2θ(đ)

Hình3.9.GiăndonhieuxạtiaXcũav¾tliuTi/TiO2PANi tong hợp bang phuơng
pháppast(TiO2/Ani=40%)


Ngồira,trêngiănđonhieuxạtiaXcŭavtliuTi/TiO 2-PANiCNTstonghpbangphư#ngpháppastcịnxuathingóc2θv ị trí23đđctrưngchoCNTs.


Sukhịngx u a t h i e n cácg ó c 28d}act n m g chocácd ąng ti nht he cùaTiO 2cùa vat l i e

u dien cfc Ti/TiO -PANi tong hip bang phuong pháp qt CVcó thê do hàm
lupngTitmàmàngdienhóaląi ratmịngnêng}apkhókhăntrongkythuatdophonày.
-.
.

Hình3 . l t ì . Giándonhieuxgm a X c ú a P A N i (a),T i O › (b),( c ) T i O z-PANi-CNTs( k h ô i lvp'ngCNTS/Ani—-3û% )
Bäng3.2.Cóctin hien cúa góc 28 dcc trvng clio cóc dgnfftinh thê tv‹rrig Eng cûa TiO› trorigvat
lieuTi/TiO.•-PANitónghppbăngcácphirongphápkhácnhauvàdiêncyc
Ti/TiO›-PANi-CNT.stơngho'pbăngf › h i c ‹ x n g phápp a s t
Góc28(d9)
Ti/TiO,-PANi
Ti/TiO,-PANi
Ti/TiO,Tinhthe
Ti/TiO,-PANi
Tiwio.-PANi
PANi-CNTs
OXHN+nhúng
OXHN+
PPpast
PPCV
PANi
nhúngAni
PPpast
27s5;39,2
Rutin
36,2
27,4: 39,4
27,0;44,0
25,2;38,0;
25,4;37,8;48,1;

Anatat
25,5
38,6
48,0
55,0;62,7

3.1.3.Phåntíchphơ ténxąnãngloqøgEDX

De khac phuc khó khăn khi phân tích giàn do nhieux tia Xdoivúivatlieu dien
cfccompozitTi/TiO-PANitong hỗp bang phirnngphỏp quột CVũtrờn, pho tánxą năng
lirpngEDXl à ratcanthietgiúpchoviecminhchúngv e sn
cómatcùaTiO2trongcompozit.Kêt
quàp h â n t í c h t r ê n h ì n h 3 . 1 1

cho thâystr tơn tąi cùa
hainguntơ
Tivà
Ovóitilekhơilupngtunngúngl
à 6161
% và 12,26 % chúng tị sq
cómeatcùa TiOz.

Hình3.11.P l i ơ t ó n xanănglvangtiaXcúavatlieuTi/TiO›-PANichê tao
apCV(U0
oc
120 V7, Ocariilin 1/12(

3.1.4.PhântíchănhSEM
3.1.4.1. PhántíchänhSEMcüaaTi/TiO2PANito nghqjibangphirnngphźpqtCV


Hình3 . 1 2 (a,bec)chothàyva t lieudu‹yeh i nh thànhịd ą n g sqidanx envàonhau dn$
kính trong vùng kích thc nano. So chu kì qt täng làm cau trííc hình thái
hoccùabemeatth aydơitąocácbúis‹yitohonnhịlupngvatli eu hinhthànhnhiêuhon.

(fl

p)

(d)

(e)

Hình3.12.Änh SEMc ú a compozit( a , b , c ) t ô n g helpv á i T i O › / A n i —
I7I2(8, 3% ) v ù P A N i (d)c h e t g o b ă n g phicangphápCV( t i c dq u e t 20mV/
s)v'is t c h u kiquetkhócnhaua ) 50,b)10û,c&d) 150,e ) TiO›
6


Ơcùngcheđt o n g hp150chukychothayPANihìnhthànhcácsinanođanxennhau(hình3.12d),
trong khi compozit TiO2-PANi
(hình
3.12
c)
tạo
thành
các
búis
inhs ự cómt cŭaTiO2.Hình3.12elàhìnhtháihoccŭaTiO2cócautrúcdạnghạtvớikíchthướcnhŏh
#n20nmđãsưdụngđechetạođincựccompozit.
3.1.4.2. Phân tích ảnh SEM của Ti/TiO2-PANi tong hợp bang phvơng pháp oxi

hóanhitk0t hợp nhúngtrongdungdịch PANi
Hình 3.13 cho thay có sự khác bi t ve cau trúc hình thái hoc giữa
Ti/TiO2vàTi/TiO2-PANi.ÐincựcTi/TiO2(hình3.13a)cókíchthướchạtvàsựphânbokhơngđ
ongđeunênbemtxuathinloilõm,trongkhitrênbemtcácđincựcTi/TiO2-PANi (hình 3.13 b, c, d, e) xuat hi
n các s i PANi đan xen giữa các hạt TiO 2. Sự đanxen này phụ thu c vào thigian
nhúng Ti/TiO2trong dung dịch PANi. Thigiannhúng càng lâu thì các s i PANi xuat
hi ncàng nhieu tạo ra be m t đi n cực đongđeuh#n.
Hình3.13.ÃnhSEMcũadin(a)Ti/TiO 2vàT i / T i O 2-PANi(hìnhthànhtTi/

(a)

(a)

(b)

(c)

(d)

(b)

(c)

(d)

(e)

TiO 2nhúngtrongdungdịchPANivớicácthờigiankhácnhau(b):30phút;(c):60phút;(d)90phút;(e):120phút

3.1.4.3. Phân tích ảnh SEM của Ti/TiO2-PANi tong hợp bang phvơng pháp oxi

hóanhitk0t hợp nhúng trong dungdịch hőn hợpanilin
Qua ănh SEM (hình 3.14) ta thay rang, Ti sau khi đư c nung5 0 0 oC tạo
thànhTi/TiO2bemt khơngđongnhatcónhieukhoăngtrong.Saukhiđưcpolimehóatr
ực
tieptrongdungdịchanilin,v tli uđi ncựcTi/TiO2PANi đã đư c hình thành và cau trúc hìnhthái hoc
be m t đi n cực đã thay đoi. PANi đã đư cđien vào
những khoăng trong cũng như đan xen
(a)
(b)
trênbemt đincựclàmchocautrúcchtsíth#n.
Hình3.14.ÃnhSEMcũaTi/TiO2truớc(a)vàsau(b)khiduợcpolimehóa
tr?ctieptronghonhợpdungdịchanilin(nhitdnungnen500oC,dnhám180,nhúng8phút)

3.1.4.4. PhântíchảnhSEMcủaTi/TiO 2-PANitonghợpbangphvơngpháppast

Ănh SEM (hình 3.15) cho thay compozit hình thành các búi s i ket lại như quă bóng
lớnkhichứa30%TiO2.Trưnghp40%TiO2,cácquăbóngthunhŏlạilàmchovtliucóbe
m
tđongn h a t h # n . Hình
t h ù c á c q u ă b ó n g bịbi
endạngkhiT i O 2vt40
%.
30%

40%

80%

60%


Hỡnh3.15.nhSEMcacỏccompozitTiO2-PANichahmlungTiO2khỏcnhau(t3 0 ữ 8 0 %)

SosỏnhketqunhSEMtc ỏ c phungphỏpchetovắtliudinc?cTi/TiO2-PANikhỏcnhau:

Hỡnh 3.16 là ket quă so sánh đại di n ănh SEM từ các phư#ng pháp che tạo
khácnhau: (a) Phư#ng pháp CV (150 chu ky, tocđquét 20 mV/s, tĭlTiO2/anilin =
1/12(8,3%)),(b)Phư#ngphápoxihóanhitkethpnhúngtrongdungdịchPANi(Nhitđnung
500oC, thigian nhúng 60 phút), (c) Phư#ng pháp oxi hóa nhi t ket h p
polimehóatrựctieptrongdungdịchAni(Nhitđn u n g 500oC,đn h á m 180,thigiannhúng8ph
út),(d)Phư#ngpháppast(hàmlưngTiO2/Ani=40%).Ketquăchothayvtliu
7


diencfcT i / T i O › - P A N i tonghipb a n g phuongpháppastcóbemeat
dongdeunhattrêncøsịnhđngqb ó n g kícht h i r ó c t r ong vùngnano.D o dóphirongp
h á p p a s t duqcsùu
qa
dungdechetąodiencfcTi/TiO-PANi
biên tính
bangongnanocacbon.

3.1.4.5. PhântíchánhSEMcúaTi/TiO 2-PANi-CNTstong hipb a n g phirøngpháp
past
Hìnho . 1 7 chothaysutontąicùaTiOdąnghątvóik í c h thck h o à n g 20nm(a),tron
gkhiCNTscódąngsoivóidirơngkínhkhồng100nm(b).CácvatlieuTiO-PANi
CNTst o n l ą i d ą n g s q i ( c , d , e ) v ó i d u ị n g k í n h d o n g n h a t v à l ó n h o n s o v ó i v a t l i e u
CNTs.DiennàycónghialàCNTsdupcbaophùbóilópmàngmịngPANi.

3.1.5.PhântíchánhTEM
3.1.5.1. PhõntớchọnhTEMcỹaTi/TiO-PANi

Hỡnh.18 l ỏnh TEM cựa compozit Ti/TiO-PANi tụng hỗp bng các phunng
phápkhácnhau:(a)PhirongphápCV(150chuky,tơcdoqt20mV/s,tileTiO/Ani=1/12(8,3 %)),
(b) Phuong pháp oxi hóa nhiet kêt hipnhúng trong dung dich PANi (Nhiet
donung500"C,thũigiannhỳng60phỳt),(c)Phuongphỏppast(hlnlirỗmgTiO/Ani
40%). Ket qu cho thay cú các
vùngsángtơikhácnhau,vùngsáng
dactrung
cho
nenPANivà
vùng
toidMactrimgchocotTiO.
Hình3 . 1 8 . A r i h I C M cuac ’ à ‹ ’ ‹ ’ o r n ¡ › ‹ » - i l T i / T i O _ • P A i Ń ' i tôngh e ’ d › K i n g c ú ‹ J › / i i r J i i y p h ‹ ì ¡ › kht ’ỉ- n l n m

3.1.5.2. Phânt í c h á n h TEMc u a Ti/TiO 2-PANi-CNTs

“

—
‘°'

TO ket q phân tích ành SEM, chon
compoZithàmlirpng30%CNTsdechupánhTEM.ÂnhT
EMchothaytontąiGácm à u Sickhácnhau(Hình3 . 1
9).
Vùngsáng dángkêlà doPANi,kèmtheomotvùng

'

toilónlàdoCNTsvàphantoinhócịnlaiìàdoTiO.


Hình3.19.AnłiTEMcouncoitlpØ2'ỴlÉỴO°-PA.S’i-Ch’T.svć’i3í1°X›khuilv‹ingC.'S'"T .s

3.1.6.Kháosátdodândien
3.1.6.1. Khăosńtdędan dięncúaTi/TiOt-PANitonghipb a n g phu'œigpháppast

Bàng3.3Iàketqdirqcxác
dinhthhình3.20chothaydodândìencùavatlięubigiamkhihàm1tring TiO,tăngdo
TiOl à châtbandândândienkéni.


Bảng3.3.ÃnhhuỡngcũahàmluợngTiO2denddandincũaTiO2-PANi

1.6
I(mA)

0.8

30%
1: 30%
40%
2: 40%
60%
3: 60%
80%
4: 80%

2
1
3
4


0.0
-0.8
-1.6
-400

0.0
E(mV)

Ty lkhoi lư
ngTiO2/Ani(%)
30
40
60
80

Ðd an 
(mS/cm)
13.33
13.37
8.45
5.80

400

Hình3.20.оctrungI-Etrongkhăosátdd a n dincũav¾tli u.Tocdq u é t : 100mV/s

3.1.6.2. Khảo sát đdȁn đi n của Ti/TiO2-PANi-CNTs tong hợp bang
phvơngpháppast
Hình3.21abieudiencácđư ngcongdịng-theđctrưngchovtliudanđinOhm

cŭacompozitTiO2PANi-CNTsvớicác
tĭlkhoi
lưngCNTsl à
(a)
0%,10
%,20%và30%.
Hình 3.21.Ãnh huỡng cũa tĭ lCNTs den duờng cong dòng-the doi với v¾t li
ucompozitTiO2-PANi-CNTs(a)vàddandincũanó(b).Tocdqt100mV/s.

Ket quă chĭ ra rang m tđdịng tăng lên khi tĭlkhoi lư ng CNTs tăng. Sự
tăngđdan đi n này là do CNTs có tính dan đi n cao đã đư c thêm vào chat nen
compozit.Tuy nhiên, sự tăngđdan khơng tuyen tính với tĭlCNTs vàđdoc tăng lớn nhat
cŭađothịthehint ĭ lCNTstừ10đen20%(hình3.21b).
3.1.7.Phântíchnhittrqnglvợng
Tĭ lCNTs càng lớn, v t li u hữu c# càng ít bị phân hŭy. Ðieu này giăi thích
rangTiO2-PANi-CNTs là chat ben nhi t h#n TiO 2-PANi do sự phân hŭy nhi t PANi giăm
khi cóCNTsđanxenvàochatnenvtliu.

Hình3.22.ÃnhhuỡngcũaCNTsdengiăndophânhũynhitcũacácv¾tliu

Bảng3.4.D$liuTGAcũacáccompozitvớitĭlk h o i luợngCNTs/Anithaydoit0 den30%
Hàmlưng
CNTs(%)
0
10
20
30

Sựmatnước
vtlý(%)

7,0
6,0
5,0
5,4

Nhitđp h â
hŭy( oC)
293
305
305
308
9

Khoilưngv tli
mat8 0 0 oC(%)
51,90
47,47
47,55
42,25

Khoilưngvtliu
mat1 0 0 0 oC(%)
59,20
54,70
54,19
48,77


3.2. Khảosáttínhchatđi


nhóacủađi
ncựcTi/TiO 2-PANiv à T i / T i O 2-PANiCNTstrong môitrvờngH2SO40,5M
3.2.1.KhảosátđvờngcongquétCV
V t li u đư c sư dụng làm anot cho MFC phăi là v t li u có đdan và hoạt tínhđi
n hóa cao. Do đó trong phan này, các đi n cực compozit Ti/TiO 2-PANi tong h pbang
các phư#ng pháp khác nhau cũng như đi n cực Ti/TiO 2-PANi-CNTs đư c khăosát
đư ng cong quét CV trong môi trư ng H 2SO40,5 M nham đánh giá hoạt tính đi
nhóavàlựachonđincựcanotcóhoạttínhđi
nhóatotnhat.M
tđdịngphănhoitrênđưn g congqtCVcàngcaothìhoạttínhđinhóacŭađincựccàngtot.
3.2.1.1. Khảo sát đvờng cong qt CV của đi n cực compozit Ti/TiO 2-PANi
tonghợpbangphvơngphápđin hóa
Ãnhhưõngcŭasochukq u é t CVsưdnngkhichetạokincực
i(mA/cm2)

i
i(mA/cm 2)

2

0.06
(a)

(b)

0.00
ck 1
ck 2
ck 3


-0.06

i(mA/cm2)

1

1

0

(d)
0
-4

-2

ck1 ck2 ck3

-2

-3

0.0

0.5

-0.5

1.0EAg/AgCl(V)


0.0

0.5

1.0
EAg/AgCl(V)

1.5

-8

ck 1
ck 2
ck 3

-0.5

0.0

0.5

-12

1.0EAg/AgCl(V)

(e)

0

0

-1

-1

-3
-0.5

i
(mA/cm2)4

(mA/cm2)4
(c)

-4
a
bcd

ck 1

-8
ck 3

-12
-0.50 . 0

-0.50 . 0 0 . 5 1.0E AgCl(V)

0.5

1.0E AgCl(V)


Hình3.23.Ð u ờ n g congquétCVcũacompozitchetạovới(a)50chuky;(b)100chuky;(c)150chuky;(d)200 chu ky,(e)
so sánh chu ky thnhat cũa a, b, c và d.Toc d quét 20 mV/s. Tĭ l TiO 2/Ani = 1/12 (8,3 %)Píc oxy hóa

chĭ xuat hi ntrư ng h p 50 chu ky (a), 100 chu ky (b) và 150 chu ky
(c),khơngxuathint r ư nghp200chuky(d).Chieucaopícanott r ư nghp150chuky
(c) gan như khơng suy giăm m c dù có sự dịch chuyen vị trí đi n the píc m t chút
vephía dư#ng. Ket quă này the hi n hoạt tính đi n hóa on định h#n cŭa mau che tạo
với150chuky(c)sovớimau50chuky(a)và100chuky(b).
Hình 3.23 e) the hi n sự so sánh chu ky thứ nhat cŭa 4 đo thị a, b, c và d cho
thaycompozitchetạođieu ki n 150 chu ky đạt chieu cao pic oxy hóa lớn nhat, khoăngcách
vị trí đi n the xuat hi n pic cũng lớn nhat. Có the nói rang compozit che tạo
với150chukyCVcóhoạttínhđinhóatotnhattrongsobonmauđãkhăosát.
ÃnhhưõngcŭatĭlT i O 2/Ani:
(b)

0
-1
-2

ck 1
ck 2
ck 3

-3

0
-1
ck1 ck2 ck3


-2

0.0

0.5

1.0EAg/AgCl(V)

1

0
-1

ck1 ck2 ck3

0.5

1.0

EAg/AgCl( V )

1.5

0
-1
ck1
ck2
ck3

-2

-3
-4

-3
0.0

(d)

2

-2

-3
-0.5

-0.5

3

(c)

1
i(mA/cm2)

1
i (mA/cm2)

1

2


2

(a)
(c)

i(mA/cm 2)

i(mA/cm 2)

-0.5

0.0

0.5

1.0
EAg/AgCl(V)

1.5

-0.5

0.0

0.5
1.0
EAg/AgCl(V)

1.5


Hình 3.24.Ðuờng cong quét CV cũa di n c?c Ti/TiO 2-PANi che tạo với 150 chu ky CV t dung dịch ch a
tĭlTiO2/Anikhácnhau(a)1/12(8,3%);(b)1/6(16,6%)và(c)1/3(33,3%)sosánhvới(d)dinc?cTi/PANi.
Tocdq u é t 20mV/s,dungdịchdoH2SO40,5M

CóthethaykhithayđoitĭlT i O 2/
AniđãlàmănhhưnglớnđenhoạttínhđinhóacŭađincựccompozitTi/TiO2PANitrongmơitrưngH2SO4.TrongđócompozittonghptừtĭlTiO2/Ani bang 8,3 % có hoạt
tính đi n hóa on định nhat. Ðieu này có theđư c giăi thích trên đư ng cong qt CV
hình 3.24, chieu cao cŭa píc oxi hóa và khưkhơngsuygiămsaucácchukyqtCV.


2

Ket quă trên hình 3.25 cho thay tính chat đi n hóa
cŭađi n cực Ti/TiO 2-PANi che tạo từ dung dịch chứa
tĭlTiO2/anilinb a n g 8 , 3 % đ ạ t t ư # n g đ ư # n g n h ư đ
i nc ự c Ti/PANi ve chieu cao c p pic oxy hóa khư cũng như vị
tríxuathinc ppicnày.

i (mA/cm2)

1
0
-1

PANi

-2

PANi 8,3 %

16,6 %
33,3 %

-3
-4
-0.5

0.0

8,3%
1:12
16,6%
1:6
33,3%

1:3

0.5

1.0

1.5

EAg/AgCl(V)

Hình 3.25.Ãnh huỡng cũa tĭ lTiO2/anilin den duờng cong quét CV (chu ky 1) cũa di n c?
cTi/TiO2-PANi che tạo với 150 chu ky. Toc dquét 20 mV/s, dung dịch do H2SO40,5
M3.2.1.2.KhảosátđvờngcongquétCVcủađincựccompozitTi/TiO 2-PANitong

hợpbangphvơngphápoxihóanhitk0thợpnhúngtrongdungdịchPANi

Khăosáttockq u é t CV:
KhikhơngchieutiaUV,trênhình3.26ataquansátthaycácpícanotcóchieucao ratt
hapvàxuathinkhơngrõrànglamcótheđưcgiăithíchdolưng PANiđanxentrênbem
t đi ncự ckhơng nh i e u, tr ongkhi p í c cat ot khá r õ vùngđi nt h e gan0 V
minh chứng cho dạng khư cŭa
PANi.Khichieu tia UV (hình 3.26 b) thì
dịng anottăng lên rat nhieu và sẽ khơng
cịn the hi npic oxi hóa cŭa PANi mà ưu tiên the hi
ndịngquangđinhóa.Ðieuđóchứngtŏđincực có
tính chat quang đi n hóa cŭa v t li
ubándandạngn,tuynhiênsựkhácbitnhaugiữacáct
ocđq u é t CVkhơngnhieulam.
i(µA/cm2)120

i

(µA/cm2)1

(b)

(a)

0

80

0

40


20mV/s 50mV/s 80mV/s 100mV/s

20mV/s 50mV/s 80mV/s 100mV/s

-10

0

-20

-40

-0.5

0.0

-0.5

0.5

1.0

1.5

EAg/AgCl(V)

-30

0.0


0.5

1.0

1.5

EAg/AgCl(V)

Hình3.26.ÐuờngcongqtCV(chuky1)cũadinc?cTi/TiO2-PANi(nhúng90phút)
ỡcáctocdq u é t khácnhautrongdungdịchH 2SO40,5M:a ) khơngchieuUV,b)chieuUV

Phút

Ag/AgCl

i(µA/cm2)

i(µA/cm2)

M c dù v y thì m t đdịng đáp ứngđqt the 20 mV/s cao gan bang với toc đquét
the 100 mV/s và cao h#n khá nhieu so với các toc đqt cịn lại. Vì v y toc đquét
the 20 mV/s đư c chon trong các thí nghi m tiep theo đe nghiên cứu hoạt
tínhquangđinhóacŭavtliu.
KhăosátănhhưõngcŭathịigiannhúngkenkưịngcongqtCV:
Trên hình 3.27achothay cácpíccatot chĭxuath i n k h i n h ú n g đ i n c ự c
T i / T i O 2trongd u n g d ị c h P A N i , c h ứ n g t ŏ P A N i đ ã c ó m t t r o n g t h à n h p h a n đ i nc
ự c T i / T i O 26
PANi. So với đi n cực
120
(a)

3
(b)
Ti/TiO2thìđi
ncựcTi/TiO20
60
PANicódịng quang đi n hóa cao
-3
0 min
h#n lànhsự có m t cŭa PANi
0
min
min
30
-6
min
30
min
0
60
min
trongcompozit. Dịng quang đi
60 min
-9
90 min
min
90
120
min
n
120

-12
-60
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
hóađâyp h ă n á n h đ c t r ư n g c ŭ a
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
E
(V)
E
(V)
v t liubándandạngn(hình3.27b).
Phút

Ag/AgCl

Hình 3.27.Ðuờng cong quét CV (chu ky 1) cũa di n c?c Ti/TiO 2-PANi (hình thànhtdi n c?c
Ti/TiO2nhúngtrongdungdịchPANivớithờigiankhácnhau).DungdịchdoH2SO40,5M:a ) khơngchieuUV,b)chieuUV


Ket quă băng 3.5 cho thay khi tăng thigian nhúng thì m tđdịng khi chieu tiaUV
tăng lên. Khith igian nhúng 90 phút, m tđdòng cao gan bang khith
igiannhúng120phútnênthigiannhúngtoiưulà90phút.



Bng3.5.nhhungcathigiannhỳngdenmắtdd ũ n g quangdinhúati1,4Vca
dinc?ctrongdungdchH2SO4
Mtd ũ n g quanginhúatiinthe1,4V(àA/cm2)
Thigiannhỳng(p
éincc
KhụngchieutiaUV
ChieutiaUV
hỳt)
Khụngnhỳng
Ti/TiO2
1,84
76,90
Ti/TiO2-PANi
30
2,30
96,40
60
Ti/TiO2-PANi
1,18
92,60
90
Ti/TiO2-PANi
2,17
107,57
Ti/TiO2-PANi
120
4,07
110,76


Khosỏtsochukq u é t CV:

ck 1
ck 2
ck 5
ck 10

ck 1
ck 2
ck 5
ck 10

EAg/AgCl(V)

EAg/AgCl(V)

Trên hình 3.28a xuat hi n píc
khưdo sự có mtcŭa PANi, píc khư
nàygiăm dan và on định khisoc h u
k y quétC V t ă n g l ê n đ e n 1 0 , v ị t r í
x u a t hi n píc khư này cũng bị dịch
chuyenkhoăng50mVvephíadư#ngh#n.

Hình 3.28.Các chu ky qt CV cũa di n c?c Ti/TiO 2-PANi (hình thànhtdi n c?c Ti/TiO2nhúng trong
dungdịchPANivớithờigian90phút).DungdịchdoH2SO40,5M:a ) khơngchieuUV,b)chieuUV

Trên hình 3.28b xuat hi n dịng quang đi n hóa
phía anot phăn ánh chat bán
danloại n. So chu ky qt tăng lên thì dịng quang đi n hóa giăm dan, tuy nhiên nó gan
nhưkhơnggiămsau5chukyCV.

3.2.1.3. Khảo sát đvờng cong qt CV của đi n cực compozit Ti/TiO 2-PANi
tonghợpbangphvơngphápoxihóanhitk0thợpnhúngtrongdungdịchanilin
Ãnhhưõngcŭathịigianpolimehóa:
Trênhình3.29acácpíckhưcŭaPANichĭxuathinkhicóqtrìnhpolimehóaxăy
120
ra,cácpícnàylớndankhithigian
(b)
(a)
40
80
1
5

40
0

i(µA/cm2)

i( µ A/cm2)

2
3
4

0 phút
8 phút
10 phút
12 phút
14 phút


0 min
8 min
10 min
12 min
14 min

-40
-80
-0.5

0.0
1.5

0.5

0

1: 00 min
phút
2: 88 min
phút
3: 10
10 min
phút
4: 12
12 min
phút
5: 14
14 min
phút


-40

-80

1.0

-0.50 . 0

0.5

1.0

1.5

EAg/AgCl( V )

EAg/AgCl(V)

polimehóatănglên.Trênhình3.29bchothayd
ịngquangđi
nhóa
xuat
hi
nvùnganot,chứngtŏsựcómtcŭaTiO 2
thu cloạibánd a n n , t r o n g đ ó đ i
n c ự c che tạođieu ki n polime hóa 8 phút
chodịngquangđinhóaphănhoicaonhat.

Hình 3.29.Ãnh huỡngcũa thời gian polime hóa di n c?c Ti/TiO 2trong hon hợp dung dịch anilin den

duờngcong quét CV trong H2SO40,5 M (a) khơng chieu tia UV và (b) có chieu tia UV (Nhi t d nung Ti 500 oC,
30phút,dnhám180)

ÃnhhưõngcŭanhitknungnenTi:
KhichieutiaUV(hình3.30b),dịngquangđinhóaxuathinv ù n g anotchứngtŏ

-4
-8
-0.5

500 oC
550 oC
600 oC

0.0

1
2
3

(b)
i( µ A / c m 2)

0

60

(a)

i( µ A/cm2


)

4

0.5

40
20

1: 500 oC
2: 550 oC
3: 600 oC

0

1.0

1.5

-20

0.0

0.5

1.0

1.5


sự có m t cŭa chat bán dan TiO2dạng
n,trong đó dịng quang đi n hóa đạt cao
nhattại nhitđnung nen Ti5 0 0 oC. Ngồi
ra,trên hình 3.30a quan sát thay sự xuat hi
ncŭa các píc oxy hóa khư chứng minh cho
sựcóm t c ŭ a P A N i , c á c p í c n à y c ũ n g t
ăng
dantheonhitđn u n g .


EAg/AgCl(V)

-0.5
EAg/AgCl(V)

Hình3.30.Ãnhhuỡngc ũ a nhitdn u n g nenTidenduờngcongqtCVcũaTi/TiO 2-PANitrongH 2SO40,5M:
(a)khơngchieutiaUVvà(b)cóchieutiaUV(Thờigianpolimehóa8phút,dnhám180)

Ãnhhưõngcŭakn h á m trongtienxưlýTi:


Trướchettaquansáthình 3.31(b)thayhiu ứngquang đin
hóaxuathinv ù n g anotkhangđịnhsựcómt cŭachatbándanTiO2dạngn,hiuứngnàycàngtăngkhi
sư
30
10

(a)

60

grit
gritg
ritgrit

0
-10

180
320
400
600

-20
-30

-0.5

i(μA/cmA/cm2)

i(μA/cmA/cm2)

20

Nhám

0.0

0.5
1.0
EAg/AgCl(V)


180

(b)

320
400

40

600

20
0
-20

1.5

-0.5

0.0

0.5
1.0
EAg/AgCl(V)

1.5

dụng
đnhám

càng
thap.
Tuynhiên, khi khơng chieu tia
UV(hình3.31a)thìcácpícoxyhóa
khưcŭaPANiđãxuathin,nótăng theo đ
mịn
cŭa
giay
nhám.Ðieunàycũngkhangđịnh
sự có
mt c ŭ a P A N i t r o n g đ i nc ự c đ ã c
hetạo.

Hình3 . 3 1 . Ã n h h u ỡ n g c ũ a d n h á m ne n T i d e n d u ờ n g c o n g q ué t C V c ũ a T i / T i O 2-PANit r o n g H 2SO40,5M :
(a) khơngchieutiaUVvà(b)cóchieutiaUV(Thờigianpolimehóa8phút,nhi tdnungTi500oC)

So sánh ve hoạt tính quang đi n hóa cŭa đi n cực compozit che tạo bang
phư#ngpháp oxi hóa nhi t ket h p nhúng cho thay nhúng trong dung dịch PANi có
hoạt tínhcao h#n (mt đdịng quang đi n hóa khi chieu UV là 107,57 µA/cm 2) so với
nhúngtrongdungdịchAni(mtđd ị n g quangđinhóakhichieuUVlà58,6µA/cm2)
(xembăng3.5và3.6).Dođó,đincựccompozitTi/TiO2PANitonghpbangphư#ngphápoxihóanhitkethpnhúngtrongdungdịchPANiđưclựachonđe
khăosátphotongtrđ i nhúatrongphansau.
Bng3.6.nhhungcadnhỏmdenmắtddũngquangdinhúati1,4Vcadinc?
ctrongdungdchH2SO4
éỏpngdũngtii nthe1,4V(àA/cm2)
én h ỏ m
éin cc
KhụngchieutiaUV
ChieutiaUV
180

1,38
58,6
Ti/TiO2-PANi
320
3,38
46,1
Ti/TiO2-PANi
400
1,79
49,8
Ti/TiO2-PANi
600
25,7
27,3
Ti/TiO2-PANi

3.2.1.4. Khos ỏ t v ờ n g c o n g q u é t C V c ủ a đ i nc ự c c o m p o z i t T i / T i O 2PANit o n g hợpbangphvơngpháppast
Ket quă trên hình 3.32 cho thay v t li u compozit với 40 % TiO 2có m t
đdịngphănhoicaonhat.Ðieuđóchứngtŏvtliunàycóhoạttínhđinhóatotnhat.
20

i(mA/cm2)

0
-20
%TiO2 30%

-40

40%

60%
80%

-60
-80
-100
-0.8

-0.4

0.0

0.4

0.8

1.2

EAg/AgCl(V)

Hình3.32.ÃnhhuỡngcũahàmluợngTiO2denduờngcongqtCV(chuky1)cũaT/TiO2PANitonghợpbangphuơngpháppasttrongH2SO40,5M

Sosánhvớiđưn g congquétCVkhikhăosáttrongdungdịchH2SO4cŭacácđintongh
pbangphư#ngphápCV,p h ư # n g phápoxihóanhitketnhúngtrongdungdịchPANivàphư#ngphápoxi
hóa nhi t ket h p nhúng trong dung dịch anilin có the thayrangđi