Cảm biến khí trên nền vật liệu Graphen - pdf 25

Link tải luận văn thạc sỹ cho ae ketnoi

Lời mở đầu
Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của khoa học và kĩ thuật, đã giúp con người đạt
được nhiều tiện ích trong cuộc sống tuy nhiên cùng với những tiện ích đó thì các tác
nhân gây hại song hành cũng xuất hiện, ví dụ: tủ lạnh, máy lạnh và các thiết bị làm
lạnh nói chung được sử dụng để bảo quản thực phẩm cũng như tạo môi trường dễ chịu,
tuy nhiên các loại khí làm lạnh mà các thiết bị này sử dụng như NH3, CH3Cl, SO2, hay
gần đây là khí freon đều rất độc hại. Khí freon là một chất khí không màu không mùi,
khi nồng độ chất khí này là 20% thì con người sẽ không cảm nhận được, nếu tăng lên
80% thì con người sẽ ngạt thở và chết, ngoài ra freon còn là chất có hại cho tầng ozôn
gây ảnh hưởng đến bầu khí quyển chung của trái đất. Tổng thể các nguy hại này thể
hiện qua việc nóng lên của toàn cầu dẫn đến các hậu quả khó lường như thiên tai bão
lụt, hạn hán, biến đổi khí hậu toàn cầu...
Việc phát hiện ra các khí thải độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi
trường là một vấn đề cấp bách cần nghiên cứu. Tuy chúng chỉ đóng một vai trò nhỏ
trong toàn bộ quá trình cấp tiến để khôi phục môi trường và an toàn sức khỏe cộng
đồng, nhưng rất quan trọng vì chúng thông báo được các nguy cơ tiềm ẩn và đưa ra các
chỉ tiêu thông số định hướng cho các ngành công nghiệp khác phải tuân theo (ví dụ
nồng độ (mg/Nm3
) khí thải tối đa của một số chất như CO là 1000, NH3 là 76, Cl2 là
32… [QCVN 19: 2009/BTNMT] ). Trên cơ sở đó sẽ tạo ra một nền công nghiệp phục
vụ cho nhu cầu lợi ích con người nhưng vẫn thỏa mản yêu cầu sạch và xanh.
Bởi bản chất khó phát hiện của hầu hết các chất khí độc hại, yêu cầu phải có những hệ
thống phát hiện hay những cảm biến có hiệu quả cao. Một cảm biến đạt yêu cầu, sẽ
phải có khả năng phát hiện khí hay chất hóa học mong muốn ở mức độ một nguyên
tử/phân tử khí hay chất hóa học đó. Có thể kể ra một số loại cảm biến như:
 Cảm biến điện giải rắn: cảm biến dựa trên độ dẫn của ion  Cảm biến xúc tác: cảm biến dựa trên sự thay đổi điện trở bởi nhiệt độ
 Cảm biến khí oxit bán dẫn : cảm biến dựa trên sự thay đổi của hạt tải gây ra bởi
phản ứng của các phân tử.
Thế hệ cảm biến mới được phát triển sau khi những hợp chất mới được cấu thành từ
carbon như fullerene và carbon nanotube CNT… được khám phá. Những cảm biến
điện tử chế tạo bởi fullerene rất nhạy với các phân tử ngoại lai hấp thụ lên nó. Nguyên
nhân của điều đó là do mỗi nguyên tử trên fullerene đều là một nguyên tử bề mặt, điều
này làm tăng khả năng tương tác của các nguyên tử trên fullerene với phân tử hấp thụ.
Đối với CNT, điện tử truyền tải qua CNT bị ảnh hưởng bởi nhóm chức của những bức
tường xung quanh, vì vậy bằng việc điều khiển những vị trí sai hỏng người ta có thể
tăng cường độ nhạy của cảm biến sử dụng CNT làm lớp nhạy khí. Gần đây nhất, một
thù hình mới của carbon, graphene, tổ hợp các đặc tính tốt của Fullerene, graphene có
một diện tích bề mặt cực lớn mỗi nguyên tử đều là một nguyên tử bề mặt (số lượng
nguyên tử bề mặt không hạn chế như fullerene), graphene có khả năng đính những
nhóm chức khác nhau (tùy vào phương pháp chế tạo) cho phép mở rộng dải khí hấp thụ
mà nó có thể nhận biết được bằng cách đính vào hay pha tạp nhóm chức hay vật liệu
phù hợp. Những khám phá gần đây, graphene là vật liệu hứa hẹn, đã và đang mở ra
một hướng mới về những cảm biến điện siêu nhanh, siêu nhạy và có độ nhiễu điện thấp
[7].
Trên cơ sở các nghiên cứu của bộ môn Vật lý Chất rắn về chế tạo graphene và nghiên
cứu các tính chất đặc trưng của chúng tui được thực hiện thành công trong những năm
gần đây, chúng tui mong muốn phát triển định hướng nghiên cứu ứng dụng cho loại vật
liệu này, điển hình nhất được thể hiện qua luận văn này chính là cảm biến khí trên nền
vật liệu graphene. Từ mục đích đó, đề tài nghiên cứu được trình bày heo cấu trúc sau:
Tổng quan – Thực nghiệm và kết luận, trong đó phần thực nghiệm bao gồm tiến trình
thực nghiệm và kết quả thảo luận.  Trong phần tổng quan chúng tui nêu rõ một số vấn đề, khái niệm về cảm biến,
cảm biến khí hóa học, cũng như vật liệu chế tạo cảm biến khí hóa học gồm có
graphene và một số vật liệu nano.
 Trong phần tiến trình thực nghiệm chúng tui giới thiệu các thiết bị sử dụng
trong đề tài đặc biệt là hệ đo nhạy khí được chúng tui xây dựng phục vụ cho
việc khảo sát linh kiện cảm biến mà chúng tui chế tạo được.
 Trong phần kết quả thảo luận chúng tui sẽ trình bày các khảo sát nhạy khí đối
với cảm biến sử dụng vật liệu graphene, và cảm biến sử dụng tổ hợp vật liệu
graphene- dây nano Ag. Ngoài ra đối với tổ hợp vật liệu graphene-dây nano Ag
chúng tui còn tiến hành các khảo sát thay đổi các thông số tạo mẫu cũng như
thông số hệ đo.
Phần kết luận nêu rõ các kết quả đạt được của quá trình nghiên cứu và nhìn nhận thấy
được các khiếm khuyết và các định hướng khắc phục nhằm mục đích hướng đến khả
năng ứng dụng thực tiễn của cảm biến khí trên nền vật liệu graphene.

https://mega.nz/#!4VcGGQRb!QqiC40s7gmsY ... XTaMx2Dnso
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status