Họ và tên NCS: NGUYỄN VĂN NGHĨA

Đề tài luận án: Nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp nano TiO2 dạng sợi ứng dụng trong lĩnh vực quang điện hóa

Ngành: Vật lý chất rắn

Mã số: 9 44 01 04

Người hướng dẫn: TS. Đoàn Minh Thủy PGS. TS. Nguyễn Mạnh Sơn

Đơn vị đào tạo sau đại học: Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế. Khóa đào tạo: Khóa 2016

Những đóng góp mới của luận án:

Bằng phương pháp phun điện, chúng tôi đã tổng hợp thành công vật liệu TiO2 có cấu trúc sợi. Bằng phương pháp hóa ướt, chúng tôi đã thực hiện mọc trực tiếp các hạt tinh thể nano CdS trên nền cấu trúc vật liệu TiO2 dạng sợi. Vật liệu plasmonic Au có cấu trúc nano đính trên bề mặt sợi vật liệu cũng được chế tạo thành công.

Đã chế tạo thành công điện cực quang có cấu trúc tổ hợp đa lớp CdS/Au/TiO2. Điện cực chế tạo được có khả năng làm việc tại vùng bước sóng kích thích bé hơn 680 nm. Cấu trúc này cho hiệu suất cao nhất là 4% tại 0,3V (đối với điện cực Ag/AgCl) khi được kích thích bằng ánh sáng đèn Xenon. Điện cực có độ hồi đáp tốt và độ bền điện hóa cao. Cơ chế truyền điện tích trong các cấu trúc trên cũng đã được bàn luận.

Đã thiết kế thành công hệ thống thu khí hiđrô sinh ra trong phản ứng quang điện hóa tách nước theo qui mô phòng thí nghiệm. Thể tích khí hyđrô thu được sau 1 h là 35 mL ứng với điện cực có diện tích 1 cm2. Kết quả lượng khí hiđrô thu được từ hệ thống này khá triển vọng cho việc ứng dụng vào thực tế.

THE NEW CONTRIBUTIONS OF THE THESIS

Full name of PhD student: NGHIA VAN NGUYEN Date of birth: 24/02/1982

Training Institution: University of Sciences, Hue University Training course: 2016

Thesis  title:  “Research  on  the  fabrication  of  fiber-like  TiO2    nanocomposites  for application in the photoelectrochemical field”.

Major: Solid State Physic Code number: 9 44 01 04

Scientific supervisor:      Ph. D. Thuy Minh Doan

Assoc. Prof. Ph.D. Son Manh Nguyen

The new contributions of the thesis:

By electrospinning method, we have successfully synthesized TiO2 fiber structure on ITO substrate. By wet chemical method, we have grown CdS nanocrystals on the TiO2 fibers structure. Au plasmonic materials with nanostructures attached to the surface of the materials are also successfully manufactured.

The photoelectrode with the CdS/Au/TiO2 multilayer composite structure has been successfully fabricated. Fabricated electrodes are capable of working in the region with excitation wavelengths less than 680 nm. This structure gives a maximum efficiency of 4% at 0.3V (for Ag/AgCl electrode) when excited by Xenon light. The electrode has a good response and high electrochemical strength. The mechanism of charge transfer in the above structures has also been discussed.

A system to capture hydrogen gas generated in a water-splitting photo- electrochemical reaction on a laboratory scale was successfully designed. The volume of hydrogen gas obtained after 1 hour is 35 ml corresponding to an area of 1 cm2 electrode. The results of hydrogen gas obtained from this system are quite promising for practical application.