ỨNG DỤNG NANOCOMPOSITE GRAPHENE/LDHS TRONG VIỆC CHỐNG ĂN MÒN - PHAN THỊ BÍCH NGỌC (2017)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM 

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & VẬT LIỆU 

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 

ĐỀ TÀI: 

ỨNG DỤNG NANOCOMPOSITE 

GRAPHENE/LDHS TRONG VIỆC CHỐNG 

ĂN MÒN 

GVHD: Th.s VÕ THỊ NHÃ UYÊN 

SVTH: PHAN THỊ BÍCH NGỌC 

MSSV: 2004140168 

Lớp: 05DHHH1 

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2017

https://twitter.com/daykemquynhon 

plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn 

www.facebook.com/daykem.quynhon 

http://daykemquynhon.blogspot.com 

LỜI CẢM ƠN 

http://daykemquynhon.ucoz.com 

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / 

Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định 

Được sự phân công của Khoa công nghệ hóa học trường ĐH Công nghiệp 

Thực phẩm TP HCM và sự đồng ý của cô giáo hướng dẫn Ths. Võ Thị Nhã Uyên 

em đã thực hiện đề tài 

Để hoàn thành bài đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã tận 

tình hướng dẫn, giảng dạy tận tình trong suốt quá trình học tập, rèn luyện ở trường 

ĐH Công nghiệp Thực phẩm cho đến nay. 

Xin chân thành cảm ơn cô giáo hướng dẫn Ths. Võ Thị Nhã Uyên đã tận 

tình, chu đáo hướng dẫn em thực hiện bài đồ án công nghệ hoá học này. 

Mặc dù đã cố gắng thực hiện bài đồ án này một cách hoàn chỉnh nhất. Song 

do buổi đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế 

cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không tránh khỏi những thiếu 

xót nhất định mà bản thân chưa thấy được, rất mong nhận được sự góp ý của cô để 

bài đồ án được hoàn chỉnh hơn. 

Em xin chân thành cảm ơn! 

DIỄN ĐÀN TOÁN - LÍ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN 

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM 

HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO) 

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/ 

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN 

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú 

www.facebook.com/daykemquynhonofficial 

www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial





MỤC LỤC 




Trang 

MỤC LỤC ................................................................................................................................... i 

DANH SÁCH HÌNH ẢNH ......................................................................................................... iv 

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................................. vi 

MỞ ĐẦU .................................................................................................................................. vii 

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GRAPHENE ............................................................... 1 

1.1. Giới thiệu về graphene ................................................................................................. 1 

1.2. Lịch sử hình thành và phát triển của graphene ............................................................ 1 

1.3. Phân loại ...................................................................................................................... 2 

1.3.1. Graphene đơn ....................................................................................................... 2 

1.3.2. Graphene kép ....................................................................................................... 2 

1.3.3. Graphene mọc ghép đa lớp (MEG) ....................................................................... 4 

1.4. Tính chất của graphene ................................................................................................ 4 

1.4.1. Graphene là vật liệu mỏng nhất trong tất cả các vật liệu....................................... 4 

1.4.2. Graphene có tính dẫn điện và nhiệt tốt ................................................................. 4 

1.4.3. Độ bền của Graphene ........................................................................................... 5 

1.4.4. Graphene cứng hơn cả kim cương ....................................................................... 5 

1.4.5. Graphene hoàn toàn không để cho không khí lọt qua ........................................... 5 

1.4.6. Graphene dễ chế tạo và dễ thay đổi hình dạng ...................................................... 5 

1.4.7. Hiệu ứng Hall lượng tử trong Graphene ............................................................... 5 

1.4.8. Chuyển động của điện tử trong Graphene ............................................................ 6 

1.5. Tổng hợp graphene ...................................................................................................... 6 

1.5.1. Phương pháp chemical exfoliation ........................................................................ 6 

1.5.2. Phương pháp micromechanical cleavage .............................................................. 6 

1.5.3. Phương pháp băng keo Scotch .............................................................................. 6 

1.5.4. Ma sát các cột graphite lên bề mặt silicon xốp ...................................................... 7 

1.5.5. Cho các phân tử hydrocacbon đi qua bề mặt iridi ................................................ 7 


1.5.6. Phương pháp tổng hợp graphene trên diện tích lớn .............................................. 7 

1.5.7. Kết hợp siêu âm tách lớp và ly tâm. ...................................................................... 7 

1.5.8. Phương pháp bóc tách ......................................................................................... 7 





i 











1.5.9. Gắn kết dương cực trên nền thủy tinh ................................................................. 7 

1.5.10. Chế tạo graphene trong một lóe sáng đèn flash .................................................... 7 

1.6. Ứng dụng ..................................................................................................................... 8 

1.6.1. Dây dẫn và điện cực trong suốt ............................................................................. 8 

1.6.2. FET graphene ....................................................................................................... 8 

1.6.3. Chíp máy tính ....................................................................................................... 8 

1.6.4. Màn hình ti vi cảm ứng ......................................................................................... 9 

1.6.5. Chất phụ gia trong dung dịch khoan .................................................................... 9 

1.6.6. Làm đế cho các mẫu nghiên cứu trong kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) .... 9 

1.7. Ưu nhược điểm ............................................................................................................ 9 

1.7.1. Ưu điểm của chất bán dẫn Graphene .................................................................... 9 

1.7.2. Nhược điểm của chất bán dẫn Graphene ............................................................ 10 

Chương 2. GIỚI THIỆU VỀ HYDROTALXIDE ................................................................. 11 

2.1. Hydrotalxide (HT) ..................................................................................................... 11 

2.2. Đặc điểm .................................................................................................................... 11 

2.2.1. Công thức tổng quát ........................................................................................... 11 

2.2.2. Cấu tạo ............................................................................................................... 12 

2.2.3. Đặc điểm ............................................................................................................. 12 

2.3. Tính chất .................................................................................................................... 13 

2.3.1. Tính trao đổi ion ................................................................................................. 13 

2.3.2. Tính hấp phụ ...................................................................................................... 14 

2.4. Điều chế ..................................................................................................................... 15 

2.4.1. Phương pháp muối – oxit .................................................................................... 15 

2.4.2. Phương pháp xây dựng lại cấu trúc .................................................................... 15 

2.4.3. Phương pháp đồng kết tủa .................................................................................. 16 

2.5. Ứng dụng ................................................................................................................... 16 

2.5.1. Vật liệu hấp phụ ................................................................................................. 16 

2.5.2. Các ứng dụng khác ............................................................................................. 17 

Chương 3. VẬT LIỆU COMPOSITE CỦA LHDs VÀ GRAPHENE.................................... 18 

3.1. Tính chất của graphene .............................................................................................. 19 


3.2. Tính chất của LDHs ( layer double hydroxides) ......................................................... 19 

3.3. Tính chất của vật liệu composite graphene/LDH ........................................................ 20 

3.4. Tổng hợp nano composite graphene/LDH .................................................................. 20 

3.4.1. Sự tự sắp xếp của graphene và LDHs ................................................................. 21 





ii 











3.4.2. Sự tăng trưởng của LDHs (graphene) trên graphene (LDHs) ............................. 23 

Chương 4. ỨNG DỤNG CỦA NANO COMPOSITE GRAPHENE/LDH TRONG LĨNH 

VỰC CHỐNG ĂN MÒN .......................................................................................................... 26 

4.1. Vật liệu nano composite trong chống ăn mòn ............................................................. 26 

4.2. Cơ chế chống ăn mòn ................................................................................................. 27 

4.3. Tổng hợp màng nanocomposite graphene/LDH ......................................................... 28 

4.3.1. Chuẩn bị GO và RGO ........................................................................................ 28 

4.3.2. Tổng hợp nanocomposite RGO/ZnAl-LDH ........................................................ 29 

4.4. Kết quả ...................................................................................................................... 30 

4.4.1. Phổ XRD............................................................................................................. 30 

4.4.2. Phổ FT-IR........................................................................................................... 31 

4.4.3. Quang phổ Raman .............................................................................................. 32 

4.4.4. Phổ XPS .............................................................................................................. 33 

4.4.5. Phổ SEM, TEM .................................................................................................. 35 

4.5. Các phương pháp gia công ......................................................................................... 38 

4.5.1. Lớp phủ dập (dip coasting) ................................................................................. 38 

4.5.2. Lớp phủ quay (spin coasting) .............................................................................. 40 

4.5.3. Lớp tự lắp ráp ( layer by layer self-assembling: LBL) ........................................ 41 

4.5.5. Áp dụng trực tiếp và bảo dưỡng (Direct apply and curing) ................................. 43 

4.5.6. Phun khô (Spray drying) .................................................................................... 43 

4.5.7. Lớp phủ phun (Sray coating) .............................................................................. 44 

4.5.8. Sự tích tụ điện tử (Electrophoretic deposition: EPD) .......................................... 44 

KẾT LUẬN .............................................................................................................................. 48 

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................................... 49 






iii 











DANH SÁCH HÌNH ẢNH 

Hình 2.1. Cấu trúc điển hình của HT ..................................................................... 12 

Hình 3.1. Tiến trình tổng hợp các lớp graphene/LDH nanocomposite: (a) sơ đồ đại 

diện và (b) bức ảnh kỹ thuật số tương ứng ............................................................ 22 

Hình 3.2 Quá trình sắp xếp từng lớp một cho màng đa lớp của tấm nano LDH tích 

điện dương và mẫu nano GO tích điện âm ............................................................ 23 

Hình 3.3 Sơ đồ biểu diễn quá trình hình thành nano graphene / NiAl-LDH. ......... 24 

Hình 3.4 Sơ đồ minh hoạ sự hình thành nano graphene có nguồn gốc từ MMA với số 

lớp khác nhau trong cấu trúc giữa các lớp: (a) đơn lớp, (b) lớp hai lớp / lớp ba lớp và 

(c) các nano graphene đa lớp. ................................................................................ 25 

Hình 4.1. Mô hình cơ học để bảo vệ ăn mòn ......................................................... 27 

Hình 4.2. Phổ XRD (a) của Graphite, GO và RGO; Phổ XRD (b) của 6N01 Al hợp 

kim, phim ZnAl-LDH, phim RGO / ZnAl-LDH-t1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2 . 30 

Hình 4.3. Quang phổ FT-IR (a) của GO và RGO; Phổ FT-IR (b) của màng ZnAl- 

LDH, Phim RGO / ZnAl-LDH-t1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2 và phim RGO / ZnAl- 

LDH-t3. .................................................................................................................. 31 

Hình 4.4. Quang phổ Raman (a) của GO và RGO; Phổ Raman (b) của màng ZnAl- 

LDH, Phim RGO / ZnAl-LDH-t1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2 và phim RGO / ZnAl- 

LDH-t3và bộ phim RGO / ZnAl-LDH-t3 .............................................................. 32 

Hình 4.5. Phổ XPS (a) của GO và RGO; XPS sspectra (b) của màng ZnAl-LDH, Phim 

RGO / ZnAl-LDH-t1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2 và phim RGO / ZnAl-LDH-t3; C 1s 

Quang phổ XPS của GO (c), RGO (d) và phim RGO / ZnAl-LDH-t2 (e) ............. 34 

Hình 4.6. SEM (a), TEM (b) và HRTEM (c) hình ảnh của RGO; SEM hình ảnh của 

(d) phim ZnAl-LDH, (e) phim RGO / ZnAl-LDH-t1, (f) phim RGO / ZnAl-LDH-t2 và 

(g) Màng RGO / ZnAl-LDH-t3; Hình ảnh trong (d-1), (e-1), (f-1), (g-1) tương ứng với 

mặt cắt ngang của bốn bộ phim; Hình ảnh SEM (h) và HRTEM (h-1) của Hợp chất 

RGO / ZnAl-LDH được cạo từ phim RGO / ZnAl-LDH-t2. ................................. 36 

Hình 4.7. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp phủ dập .............................. 37 






iv 











Hình 4.8. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp spin coasting ...................... 39 

Hình 4.9. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp LBL .................................... 40 

Hình 4.10. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp sol-gel .............................. 41 

Hình 4.11. Quá trình tạo lớp phun khô .................................................................. 43 

Hình 4.12: Quá trình tạo lớp phủ phun .................................................................. 44 

Hình 4.13.Quá trình tích tụ điện tử ........................................................................ 46 






v 











GO: graphene oxit 

RGO: graphen oxit đã khử 

MGO: graphene ghép đa lớp 

HT: hydrotalcite 

LDH: hydrotalcide đã tách lớp 

LDHs: nhiều lớp hydrotalcide tách lớp 

LDOs: hydrotalcide oxit đôi lớp 

CNTs: ống nano cacbon 

CVD: sự lắng đọng hóa học 

ITO: indium tin oxide (ITO) 

PDDA: poly (diallyldimethylamoni clorua) 

DSO: dodecyl sulfonat 

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT 






vi 











MỞ ĐẦU 

Kim loại và hợp kim vốn là những loại vật liệu có vai trò rất quan trọng 

trong cuộc sống, công nghiệp và dịch vụ. Ăn mòn kim loại vốn là một trong những 

vất đề rất quan trọng trong việc sử dụng, sản xuất và bảo quản. Hiện nay,các nhà 

khoa học đã tìm ra rất nhiều phương pháp khác nhau để hạn chế qua trình ăn mòn 

của kim loại và hợp kim trong môi trường và phương pháp đơn giản nhất đó chính 

là tạo ra lớp phủ trên bề mặt vật liệu cần bảo vệ là một phương pháp an toàn và 

hiệu quả. 

Graphnene là loại vật liệu mới, có rất nhiều tính chất tuyệt vời, là một loại 

vật liệu đầy tìm năng trong nhiều lĩnh vực. Graphene có cấu trúc đặc biệt, nó được 

sử dụng để phủ lên bề mặt vật liệu như một lớp màng bảo vệ vật liệu khỏi những 

tác nhân ăn mòn. Tuy nhiên, nó cũng có nhiều mặt hạn chế trong ứng dụng. Để 

khắc phục những nhược điểm cũng như cải thiện tính chất và ứng dụng của 

graphene, người ta đã tổng hợp ra những vật liệu hỗn hợp của graphene với nhièu 

loại vật liệu khác. RGO/ZnAl-LDH là vật liệu nanocomposite được nghiên cứu 

tổng hợp gần đây. Đây là một loại vật liệu mới tuyệt vời, nó có nhiều tính chất ưu 

việt hơn cả vật liệu thành phần graphene và hydrotalcide. RGO/ZnAl-LDH được sử 

dụng như vật liệu tạo lớp màng chống an mòn vượt trội. 






vii 






Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm HCM 



Khoa Công nghệ hoá học & vật liệu 




CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GRAPHENE 

1.1. Giới thiệu về graphene [8] 

Graphene có nguồn gốc từ graphite (than chì), nó được tách ra từ graphite. 

Graphene là dạng tinh thể hình tổ ong, có kích thước nguyên tử, tạo thành từ các 

nguyên tử carbon, nếu xếp chồng 200.000 lớp thì mới bằng độ dày một sợi tóc. Tên 

gọi của nó được ghép từ "graphit" (than chì) và hậu tố "-en" (tiếng Anh là "-ene"); 

trong đó chính than chì là do nhiều tấm graphen ghép lại. 

Có thể xem graphene như thành phần cơ bản tạo nên các cấu trúc khác nhau 

của vật liệu carbon như fullerene, carbon nanotube, graphite. Graphene được hình 

dung như một ống nano dàn mỏng, do cùng một nguyên liệu chính là các phân tử 

carbon. Về cơ bản, graphene có cấu trúc 2D. Trong phòng thí nghiệm có thể tạo ra các 

phiến graphene có đường kính 25μm và dày chỉ 1nm. 

1.2. Lịch sử hình thành và phát triển của graphene [8] 

Carbon là một nguyên tố kỳ diệu. Kỳ diệu bởi lẽ nó là cơ nguyên của các vật 

liệu hữu cơ và sự sống. Trong vài thập niên gần đây, nguyên tố carbon của thời xa xưa 

bỗng bật qua những phát hiện của vật liệu mới thuần carbon như quả bóng fullerene 

C 60 , ống than nano và graphene. Chúng mang lại những niềm hy vọng mới trong các 

ứng dụng của khoa học vật liệu và cũng là những mô hình thực sự để giải đáp những 

giả thuyết đã có từ lâu trong vật lý chất rắn. 

Năm 1985, vật liệu nano đầu tiên từ carbon được khám phá là fullerene bởi 

một nhóm nghiên cứu bao gồm Harold Kroto và Sean O’ Brien, Robert Curl, Richart 

Smalley. Fullerene có dạng quả bóng chỉ gồm các nguyên tử carbon liên kết với nhau 

bằng liên kết cộng hoá trị. Ban đầu người ta tìm ra hạt có cấu tạo gồm 60 nguyên tử 

carbon, sau đó phát triển lên C 70 , C 74 , C 84 ,... thậm chí có chứa đến hàng trăm nguyên 

tử. Fullerene trở thành vật liệu nano mới có nhiều tính chất hoá lý ưu việt. Đến 1996, 

giải Nobel được trao cho hai nhà hoá học Smalley và Kroto. 

Graphene được phát hiện và đưa vào nghiên cứu từ rất sớm, nhưng lớp 


graphene được chế tạo từ phòng thí nghiệm rất nhỏ. Đến 1990, những nhà vật lý người 

Đức RWTH Aachen University đã lấy được những phiến graphite mỏng đến độ trong 

suốt. Mãi trong 10 năm sau đó, năm 2000 vẫn chưa có tiến bộ nào đáng kể. Cho đến 

Th.s Võ Thị Nhã Uyên Trang 1 

















2004, các nhà nghiên cứu Anh dẫn đầu là Andre Konstantin Geim đã tìm ra cách đơn 

giản để tách các lớp đơn nguyên tử carbon ra khỏi graphite bằng băng dính văn phòng 

và đạt giải Nobel vào năm 2010. Kể từ đó, nhiều nghiên cứu nhằm khám phá và ứng 

dụng vật liệu graphene vào những thiết bị điện tử. Các nhà khoa học cho rằng trong 

tương lai graphene sẽ thay thế vật liệu silicon, đặc biệt trong ngành điện tử. 

Tháng 5/2009, các nhà khoa học nghiên cứu tại trường đại học Texas, Austin 

đã nghiên cứu tạo ra các tấm màng graphene có kích thước lên đến 1cm 2 trên các lá 

đồng. Tháng 6/2009, các nhà nghiên cứu của IBM đã tạo nên các transitor graphene 

có thể bật tắt 26 tỷ lần mỗi giây, vượt qua các thiết bị sillicon thông thường. 

1.3. Phân loại [8] 

1.3.1. Graphene đơn 

Graphene là một mạng tinh thể hai chiều dạng tổ ong có kích thước nguyên tử 

tạo thành từ các nguyên tử cacbon 6 cạnh. Mỗi nguyên tử cacbon liên kết với các 

nguyên tử xung quanh bằng liên kết cộng hóa trị rất chặt chẽ, tạo ra màng mỏng có 

cấu trúc 2D gồm các nguyên tử cacbon xếp theo các ô hình lục giác rất bền vững. Lá 

Graphene này chỉ dày 1 nguyên tử. Nó mang đặc tính của chất bán dẫn và kim loại. Sơ 

đồ cấu trúc vùng năng lượng của nó có độ rộng vùng cấm bằng 0 (vùng cấm là vùng 

nằm giữa vùng hóa trị và vùng dẫn, không có mức năng lượng nào do đó điện tử 

không thể tồn tại trên vùng cấm). 

Graphene đơn lớp là một dạng tinh thể hai chiều của cacbon, có độ lưu động 

của electron phi thường và có các đặc điểm lạ kỳ duy nhất khiến cho nó là vật liệu hứa 

hẹn đối với lĩnh vực điện tử và quang lượng tử cỡ nano. Nhưng chúng có nhược điểm, 

đó là không có khe vùng, làm hạn chế việc sử dụng graphene trong lĩnh vực điện tử. 

Vì không có khe vùng nên màng đơn lớp Graphene không được xem là chất bán dẫn. 

Nếu có khe vùng, các nhà khoa học có thể chế tạo ra các transistor hiệu ứng trường 

bằng graphene rất hiệu quả. 

1.3.2. Graphene kép 

1.3.2.1. Cấu tạo 


lớp nguyên tử. 

Gồm 2 lá graphene đơn xếp chồng lên nhau có chiều dày bằng kích thước 2 

Khi xếp 2 lớp Graphene chồng lên nhau sẽ xảy ra hai trường hợp: 


















- Đối xứng: Các nguyên tử cacbon ở hai màng đối xứng nhau qua mặt phẳng 

phân cách giữa hai lớp. 

- Không đối xứng: nguyên tử cacbon ở hai màng không đối xứng nhau qua 

mặt phẳng phân cách giữa hai lớp. 

Lớp kép này là chất bán dẫn vùng cấm thẳng, khác với đơn lớp, lớp kép có 

khe vùng năng lượng. 

1.3.2.2. Tính chất đặc biệt- độ rộng vùng cấm thay đổi. 

Graphene đơn lớp có độ lưu động của electron phi thường và có các đặc điểm 

lạ kỳ khiến cho nó là vật liệu hứa hẹn đối với lĩnh vực điện tử và quang lượng tử cỡ 

nano. Nhưng nó có nhược điểm đó là không có khe vùng (tức độ rộng vùng cấm), làm 

hạn chế việc sử dụng graphene trong lĩnh vực điện tử. Nhưng lớp kép Graphene khắc 

phục được nhược điểm này. Độ rộng khe năng lượng giữa vùng hóa trị và vùng dẫn 

(độ rộng vùng cấm) có thể thay đổi một cách đơn giản bằng cách đặt một điện trường 

ngoài ở nhiệt độ phòng. Đây là loại vật liệu bán dẫn đầu tiên có độ rộng vùng cấm có 

thể thay đổi. Khe vùng này được kiểm soát một cách chính xác từ 0 tới 250 milielectron 

vôn. Dưới tác dụng của điện trường ngoài tạo ra một sự chênh lệch các điện 

tử mang điện tích âm ở một lớp và các lỗ trống mang điện tích dương ở lớp còn lại. 

Các điện tử và lỗ trống này cặp đôi với nhau, tạo ra một chuẩn hạt, mà các hoạt động 

của chúng khác hẳn so với từng hạt riêng lẻ, đặc tính riêng của các điện tử và lỗ trống 

trong graphene là chúng có thể di chuyển trong vật liệu giống như chúng không có 

khối lượng nghỉ, hay nói cách khác chúng tạo cho vật liệu có độ dẫn rất tốt. Tuy 

nhiên, các chuẩn hạt thì lại có năng lượng nghỉ, khối lượng này dẫn đến việc tạo ra 

khe năng lượng mà chúng phải vượt qua trước khi dòng điện có thể truyền qua. Lớp 

graphene này được đính trên một phiến silicon đã được oxi hóa và một hiệu điện thế 

ngoài được đặt vào giữa Si và một điện cực bên trên lớp graphene. Một từ trường 

ngoài cũng đã được đặt lên lớp đôi này, tạo cho các chuẩn hạt di chuyển trên quỹ đạo 

hình tròn, tạo ra hiệu ứng cộng hưởng cyclotron. Chu kỳ cộng hưởng phụ thuộc vào 

khối lượng của chuẩn hạt. Khối lượng cyclotron (mc) này tăng khi hiệu điện thế ngoài 


tăng từ 0 đến 100 V, lúc này khe năng lượng cũng thay đổi từ 0 đến 150 meV. Với lớp 

kép Graphene pha tạp Kali, ta đặt điện trường ngoài vào, khi thay đổi mật độ hạt dẫn 

thì độ rộng khe vùng cũng thay đổi theo. Khi tăng nồng độ hạt pha tạp lên thì độ rộng 


















khe vùng giảm dần đến vị trí khe vùng bằng không, ta tiếp tục tăng nồng độ pha tạp 

lên thì độ rộng khe vùng lại tăng lên. Sự đóng mở khe vùng là một tính chất rất đặc 

biệt của chất bán dẫn này. Việc tạo ra và xác định khe vùng ở graphene lớp kép rất 

khó khăn. Mặc dù một graphene lớp kép nguyên gốc có khe vùng bằng không và dẫn 

điện như kim loại, nhưng graphene lớp kép cổng có thể có khe vùng lớn tới 250 milielectron 

vôn. Vật liệu bán dẫn này có thể được sử dụng để tạo ra các transistor, laser 

và các linh kiện khác với tính chất có thể điều chỉnh cực kỳ dễ dàng, hơn rất nhiều so 

với các vật liệu bán dẫn như Si. Một chất bán dẫn với độ rộng vùng cấm điều chỉnh 

được bằng một hiệu điện thế từ bên ngoài có thể dẫn tới việc tạo ra một loạt các linh 

kiện điện tử kiểu mới, hay đáng kể nhất là các laser có bước sóng có thể điều chỉnh 

với một độ chính xác tuyệt vời. Chất bán dẫn graphene này có thể được sử dụng để tạo 

ra một loại transistor mới, hay các loại laser và các cảm biến phân tử mà ở đó cần sử 

dụng sự thay đổi độ rộng vùng cấm để điều chỉnh tính chất. Thuộc tính này khi được 

kết hợp với graphene có kích thước nhỏ, độ bền cơ học cao, độ dẫn điện, dẫn nhiệt rất 

tốt đã khiến cho nó trở nên hết sức hấp dẫn để thay thế các chất bán dẫn kinh điển như 

Si. 

1.3.3. Graphene mọc ghép đa lớp (MEG) 

Graphene mọc ghép đa lớp (MEG) gồm các lớp graphene xếp chồng lên nhau 

(lớn hơn 2 lớp) theo kiểu sao cho mỗi lớp độc lập về mặt điện tử học. Người ta nuôi 

các lớp graphene từ một chất nền silicon carbide theo kiểu sao cho mỗi lớp quay đi 30 

độ so với lớp bên dưới. MEG này khác với graphite ở chỗ mỗi lớp quay đi 60 độ so 

với lớp bên dưới. 

1.4. Tính chất của graphene [8] 

1.4.1. Graphene là vật liệu mỏng nhất trong tất cả các vật liệu 

Graphene có bề dày chỉ bằng một phần triệu của loại giấy in báo thông thường 

và bằng 1/200000 sợi tóc. Theo Geim, mắt người không thể nhìn thấy màng graphene 

và chỉ có kính hiển vi điện tử tối tân nhất mới nhận ra độ dày này. Dưới kính hiển vi, 

mảnh graphite dày gấp 100 lần nguyên tử cacbon có màu vàng, 30- 40 lớp màu xanh 


lơ, 10 lớp có màu hồng và graphene thì mang màu hồng rất nhạt, một màng Graphene 

trong suốt chỉ dày một nguyên tử. 

1.4.2. Graphene có tính dẫn điện và nhiệt tốt 


















Ở dạng tinh khiết, graphene dẫn điện nhanh hơn bất cứ chất nào khác ở nhiệt 

độ bình thường. Graphene có thể truyền tải điện năng tốt hơn đồng gấp 1 triệu lần. 

Hơn nữa, các electron đi qua graphene hầu như không gặp điện trở nên ít sinh nhiệt. 

Bản thân graphene cũng là chất dẫn nhiệt, cho phép nhiệt đi qua và phát tán rất nhanh. 

1.4.3. Độ bền của Graphene 

Màng graphene không có khiếm khuyết vì chúng quá nhỏ. Theo thử nghiệm, 

sức bền nội tại của graphene có thể xem là một “giới hạn trên” cho sức bền của vật 

liệu – giống như kim cương là chất cứng nhất. Graphene bền hơn thép 200 lần. Một 

sợi dây thép dài 28km sẽ tự đứt nếu nó được treo theo phương thẳng đứng, trong khi 

một sợi dây graphene chỉ đứt trong điều kiện tương tự ở độ dài trên 1.000km. Trong 

giới khoa học, hiện có người đang tính chuyện làm một chiếc “thang máy” bằng chất 

liệu graphene nối liền trái đất với vệ tinh. 

1.4.4. Graphene cứng hơn cả kim cương 

Graphene có cấu trúc bền vững ngay cả ở nhiệt độ bình thường. Độ cứng của 

graphene ‘lệch khỏi biểu đồ’ so với các họ chất liệu khác. Đây là nhờ các liên kết 

cacbon- cacbon trong graphene cũng như sự vắng mặt của bất cứ khiếm khuyết nào 

trong phần căng cao độ nhất của màng graphene. Hiện nay, các nhà nghiên cứu khẳng 

định rằng đây là loại vật liệu cứng nhất từng được kiểm tra. 

1.4.5. Graphene hoàn toàn không để cho không khí lọt qua 

Lớp màng graphene ngăn cản được cả những phân tử khí nhỏ nhất, không cho 

chúng lọt qua. Phiến màng đơn ở cấp độ phân tử này có thể kết hợp với những cấu 

trúc giả vi mô tạo thành lớp vảy cỡ nguyên tử dùng làm lớp màng che phủ thiết bị điện 

tử. Chỉ với một lượng rất nhỏ, graphene cũng có một khả năng bịt kín chặt các lỗ thấm 

lọc. 

1.4.6. Graphene dễ chế tạo và dễ thay đổi hình dạng 

Graphene có cấu trúc mềm dẻo như màng chất dẻo và có thể bẻ cong, gập hay 

cuộn lại. Nó có nhiều đặc tính của ống nano, nhưng graphene dễ chế tạo và dễ thay 

đổi hơn ống nano; vì thế có thể được sử dụng nhiều hơn trong việc chế tạo các vật 

dụng cần các chất liệu tinh vi, dẻo, dễ uốn nắn. 


1.4.7. Hiệu ứng Hall lượng tử trong Graphene 

Hiệu ứng lượng tử Hall thường chỉ được thấy ở nhiệt độ rất thấp trong các bán 

dẫn, nhưng nó lại xuất hiện trong graphene ở nhiệt độ phòng. Theo nguyên tắc vật lý, 


















vật liệu mới này không thể tồn tại ổn định và rất dễ bị hủy hoại bởi nhiệt độ, sở dĩ loại 

màng này có thể tồn tại ổn định là do chúng không ở trạng thái tĩnh mà rung động nhẹ 

theo dạng sóng. Hiệu ứng Hall lượng tử trong lớp kép Graphene (gồm hai màng 

Graphene chồng lên nhau) có những khác biệt riêng. Sự khác biệt này là do electron- 

lỗ trống suy biến và biến mất khối lượng khi gần điểm trung hòa điện tích. 

1.4.8. Chuyển động của điện tử trong Graphene 

Graphene tổng hợp được có tính chất rất đặc biệt. Chuyển động của các 

electron rất nhanh, electron dường như không có khối lượng và chuyển động gần bằng 

vận tốc ánh sáng. Electron trong Graphene có vận tốc lớn gấp 100 lần electron trong 

silicon. 

1.5. Tổng hợp graphene [8] 

Có nhiều cách để chế tạo Graphene nhưng rất khó khăn và chi phí cao. Các nhà 

khoa học đang nghiên cứu để tìm ra phương pháp chế tạo Graphene đơn giản, ít tốn 

kém, có thể tạo ra trên diện tích lớn và có thể đưa vào sản xuất hàng loạt trong công 

nghiệp. 

1.5.1. Phương pháp chemical exfoliation 

Trước khi tìm ra graphene, các nhà khoa học đã nhiều lần thất bại khi cố tách 

những miếng mỏng graphene từ graphite. Ban đầu, người ta dùng một thủ thuật hóa 

học gọi là chemical exfoliation – tức là chèn nhiều phân tử hóa học vào giữa những 

phiến graphene để tách nó ra. Tuy nhiên cái mà họ có được chỉ là những mảng như 

nhọ nồi. Từ đó không ai dùng kĩ thuật này để lấy graphene nữa. 

1.5.2. Phương pháp micromechanical cleavage 

Sau khi thất bại với phương pháp chemical exfoliation các nhà khoa học đã áp 

dụng một kĩ thuật trực tiếp hơn, gọi là micromechanical cleavage (cắt vi cơ), tách 

graphite thành những miếng mỏng bằng cách ma sát graphite vào một mặt phẳng 

khác, từ đó có thể gỡ những miếng graphite với độ dày khoảng 100 nguyên tử. 

1.5.3. Phương pháp băng keo Scotch 

Graphene được nhóm của giáo sư Geim tổng hợp từ graphite năm 2004. Tiến 


sĩ Geim đặt mảnh graphite lên một miếng băng keo đặc biệt, dán hai đầu lại với nhau, 

rồi mở băng keo ra... Cứ làm như vậy nhiều lần cho đến khi miếng graphite trở nên 

thật mỏng. Qua đó, mảnh graphite được tách ra từng lớp một, ngày càng mỏng, sau đó 


















người ta hòa chúng vào acetone. Trong hỗn hợp thu được có cả những đơn lớp cacbon 

chỉ dày 1 nguyên tử. 

1.5.4. Ma sát các cột graphite lên bề mặt silicon xốp 

Nhóm các nhà nghiên cứu dẫn đầu là Rodney Ruoff, giáo sư về kỹ thuật nano 

hiện ở Đại học Northwestern, báo cáo rằng ông có thể ma sát các cột graphite nhỏ bé 

lên bề mặt silicon xốp, khiến chúng trải dài như một chồng bài. Ông đề nghị kỹ thuật 

này có thể sản sinh ra graphene đơn lớp, nhưng ông không thể xác định bề dày các 

lớp. Philip Kim, một giáo sư vật lý ở Columbia, cũng đạt được kết quả tương tự khi 

làm “viết chì nano”, gắn 1 tinh thể graphite lên đỉnh của kính hiển vi lực nguyên tử và 

di chuyển nó theo bề mặt. Ông cũng tìm ra cách tách graphite thành từng mảnh nhỏ. 

Nhưng các mảnh đó, mỏng khoảng 5 phần tỷ của 1 mét, tuy vậy, có thể bao gồm ít 

nhất 10 lớp nguyên tử. 

1.5.5. Cho các phân tử hydrocacbon đi qua bề mặt iridi 

Giáo sư Dario Alfc và TS Monica Pozzo, Khoa Khoa học Trái đất, Đại học 

London, là những người cho các phân tử hydrocacbon đi qua bề mặt iridi (Ir) được 

làm nóng trong khoảng từ 300 o C đến 10000 o C. Khi tiếp xúc với bề mặt này, những 

phân tử hydrocacbon giải phóng các nguyên tử H, chỉ còn những nguyên tử C bám 

vào bề mặt Ir và tập trung ở đó thành những kết cấu nano. Những kết cấu nano này 

phát triển thành mảng graphene hoàn chỉnh. 

1.5.6. Phương pháp tổng hợp graphene trên diện tích lớn 

Đó là việc liên kết từng miếng nhỏ trên 1 mặt phẳng để tạo thành 1 dải có dạng 

như 1 cuộn phim. Cái đó không gọi là tổng hợp mà chỉ là cắt tấm graphene ra thành 

từng mảnh rồi ráp chúng lại mà thôi. 

1.5.7. Kết hợp siêu âm tách lớp và ly tâm. 

Trong phương pháp này, graphite thương mại (đã được acid hoá bằng HNO 3 

và H 2 SO 4 ) được tách lớp ở 10000 o C bằng hỗn hợp khí Ar+3%H 3 . Sản phẩm được 

phân tán trong dung dịch 1,2-dichloroethane + poly(m- phenylenevinylene-co-2,5- 

dioctoxy-p-phenylenevinylene), siêu âm tách các lớp graphene. Cuối cùng là ly tâm để 


thu sản phẩm. 

1.5.8. Phương pháp bóc tách 


















Hiện nay phương pháp bóc tách là phương pháp đơn giản sản xuất những mẩu 

graphene tương đối lớn. Phương này do Abhay Shukla và các cộng sự ở trường Đại 

học Pierre và Marie ở Paris đề xuất. Nhóm nghiên cứu vừa chứng minh được rằng 

khối graphite có thể gắn kết lên trên thủy tinh borosilicate và rồi tách ra để lại một lớp 

graphene trên chất nền đó. 

1.5.9. Gắn kết dương cực trên nền thủy tinh 

Gắn kết dương cực là gắn dính một chất dẫn hoặc chất bán dẫn lên trên một 

chất nền thủy tinh, sử dụng lực tĩnh điện lớn phát sinh từ sự dẫn ion của chất nền. 

1.5.10. Chế tạo graphene trong một lóe sáng đèn flash 

Khi chiếu một camera flash vào graphite oxit đủ để tạo ra graphene. Quá trình 

này còn có thể sử dụng để những khuôn graphene phức tạp có thể tích hợp vào các 

mạch điện tử gốc cacbon nhanh và linh hoạt. 

1.6. Ứng dụng [8] 

1.6.1. Dây dẫn và điện cực trong suốt 

Các nhà nghiên cứu của trường Đại học California, Mỹ, đã phát triển một 

phương pháp mới sản xuất ống ghép nano cacbon-graphene có tiềm năng dùng làm 

dây dẫn trong suốt trong các tấm pin mặt trời và các thiết bị điện tử gia dụng khác. 

Các ống ghép nano cacbon-graphene này sẽ là vật liệu thay thế rẻ hơn và mềm dẻo 

hơn nhiều so với các loại vật liệu hiện đang được sử dụng trong các tấm pin mặt trời 

và các thiết bị điện tử dẻo khác. 

1.6.2. FET graphene 

Transistor hiệu ứng trường (FET) được chế tạo bằng cách làm nóng một bánh 

xốp silicon carbide (SiC) để tạo ra một lớp mặt gồm những nguyên tử cacbon ở dạng 

graphene. Transistor graphene vừa chế tạo có tần số ngưỡng cao hơn MOSFET silicon 

tốt nhất có cùng chiều dài cổng (tần số ngưỡng là tần số mà trên đó một transistor sẽ 

chịu sự suy giảm đáng kể hiệu suất của nó.) 

1.6.3. Chíp máy tính 

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra được chiếc bóng bán dẫn nhỏ nhất trên thế giới- 


có bề dày chỉ bằng một nguyên tử và rộng 10 nguyên tử từ Graphene. Chiếc bóng bán 

dẫn này, về bản chất là một công tắc bật tắt. Chiếc bóng bán dẫn là thiết bị quan trọng 

của một bảng vi mạch và là nền tảng của bất cứ thiết bị điện tử nào. Bóng bán dẫn 


















Graphene càng nhỏ lại càng hoạt động tốt. Bóng bán dẫn được chế tạo bằng cách lắp 

Graphene vào một mạch điện siêu nhỏ. 

1.6.4. Màn hình ti vi cảm ứng 

Hiện tại, hầu hết màn hình cảm ứng đều dựa trên lớp màng mỏng oxit thiếc 

Indi. Tuy nhiên indium là một nguyên tố rất hiếm có và một số nhà nghiên cứu đã tính 

toán rằng nguồn cung cấp indium của thế giới có thể bị cạn kiệt trong vòng 10 năm 

nữa. Các nhà nghiên cứu người Anh đã chế tạo ra một màn hình tinh thể lỏng tí hon 

bằng cách sử dụng Graphene. Một ngày nào đó màn hình này có thể được ứng dụng 

vào mọi thứ từ màn hình cảm ứng của điện thoại di động đến ti vi. 

1.6.5. Chất phụ gia trong dung dịch khoan 

Các nhà khoa học nghiên cứu hoạt động của graphene trong nước để bít kín các 

lỗ rỗng và phát triển vấn đề này nhằm tạo ra được những công thức dung dịch khoan 

thích hợp có chứa graphene. Khi hiểu biết được hoạt động của graphene trong nước, 

tìm hiểu thêm về khả năng nút kín của graphene có thể chịu ảnh hưởng như thế nào 

bởi sự có mặt của bất cứ hợp chất nào trong dung dịch khoan thì ta có thể tạo ra dung 

dịch khoan tối ưu hơn. 

1.6.6. Làm đế cho các mẫu nghiên cứu trong kính hiển vi điện tử truyền qua 

(TEM) 

Các nhà vật lý Mỹ vừa khẳng định họ đã sử dụng một kính hiển vi điện tử 

truyền qua (TEM) để quan sát một đơn nguyên tử Hydro, một nguyên tử rất nhẹ. Bước 

đột phá này được tạo ra bằng cách đưa nguyên tử trên một tấm graphene. Ta có thể 

nhìn thấy các chuỗi hydrocacbon di động trên bề mặt tấm graphene, và giả thiết rằng 

kỹ thuật này có thể được sử dụng để nghiên cứu các quá trình động học trong các phân 

tử sinh học. 

1.7. Ưu nhược điểm [8] 

1.7.1. Ưu điểm của chất bán dẫn Graphene 

- Graphene có khả năng làm tăng tốc độ xử lý của chip máy tính hiện tại lên mức 

500 đến 1000 Ghz. 


- Nó có nhiều tính chất ưu việt hơn các chất khác. 


















- Graphene có nhiều ưu điểm hơn silicon nhờ tính dẫn điện tốt hơn khoảng 10 

lần, và điều quan trọng là những transistor tạo ra từ Graphene sẽ có thể hoạt động tại 

nhiệt độ thường. 

- Graphene có tính dẫn điện cao, và hơn hết theo như phỏng đoán thì với kích 

thước càng nhỏ, hiệu quả hoạt động của nó càng cao. 

- Cấu trúc và sự gắn kết của graphene giúp cho nó bền vững và trong suốt như 

kim cương nhưng cũng có thể tạo ra điện – điều mà kim cương không thể làm được. 

Chất liệu này thật lý tưởng cho các thiết bị điện. 

- Graphene có nhiều tính chất hấp dẫn hơn ống nano cách đây 1 thập niên, 

nhưng nó dễ làm và dễ thao tác hơn, đem lại nhiều hy vọng có thể chuyển từ nghiên 

cứu trong phòng thí nghiệm đến ứng dụng thực tế. 

1.7.2. Nhược điểm của chất bán dẫn Graphene 

- Sản xuất những màng graphene rất khó khăn và đắt đỏ 

- Do khó chế tạo với diện tích lớn nên ứng dụng graphene trong cuộc sống hàng 

ngày vẫn còn hạn chế. 

- Các nhà vật lý cũng cho biết khả năng nghiên cứu các tính chất điện động 

lượng tử của graphene là rất sáng sủa. Tuy nhiên, những tiến bộ dường như bị giới hạn 

bởi chất lượng điện tử không đủ trong các cấu trúc graphene nhân tạo. Ngoài ra, chất 

nền của graphene và môi trường xung quanh có xu hướng huỷ hoại tính chất điện tử 

của các mẫu graphene. 



















Chương 2. 

2.1. Hydrotalxide (HT) [1] 

GIỚI THIỆU VỀ HYDROTALXIDE 

Hydrotalcite là khoáng vật hiếm trong tự nhiên có màu trắng ngọc trai, được 

xác định cùng họ với khoáng sét anion, có kích thước rất nhỏ được trộn lẫn với các 

khoáng khác gắn chặt trên những phiến đá trên vùng đồi núi, chúng được tìm thấy rất 

nhiều ở trên vùng Norway và Ural ở Nga. 

Hocholetter là người đầu tiên nghiên cứu tìm ra những đặc trưng đặc biệt của 

nó. Khoáng sét hydrotalcite còn có nhiều tên gọi khác như pydroaucite, takovite, 

hydrotalcite đan xen,.. 

Năm 1966, ứng dụng những thành quả nghiên cứu khoáng sét tự nhiên, người 

ta tổng hợp thành công HT công nghiệp từ các muối kim loại 

Hydrotalcite có thể trao đổi ion và hấp phụ nên được sử dụng rộng rãi trong rất 

nhiều lĩnh vực. Hiện nay, HT có thể được điều chế bằng nhiều phương pháp và con 

người tiếp tục phát triển nghiên cứu sản xuất HT chất lượng cao với giá rẻ hơn để bảo 

vệ con người và môi trường. 

2.2. Đặc điểm [1] 

2.2.1. Công thức tổng quát 

Công thức tổng quát là [M 2+ 1-xM 3+ x(OH) 2 ] x+ [A n- x/n].mH 2 O 

Trong đó: 

M 2+ là ion kim loại hoá trị II như Mg, Zn, Fe, Ni, Ca,... 

M 3+ là ion hoá trị III như Al, Fe, Cr,... 

A n- là các anion rất đa dạng có thể là phức anion, anion hữu cơ (benzoic, axit 

oxalic,...), các polymer có phân tử lượng lớn hay các halogen (Cl - , SO 4 2- ,...) 

X là tỉ số nguyên tử M 3+ /(M 2+ +M 3+ ), trong đó tỉ số x nằm trong khoảng 0.2≤ x 

≤ 0.33 


X=0.33 thì M 2+ :M 3+ = 2:1 

X=0.25 thì M 2+ :M 3+ = 3:1 


















X= 0.2 thì M 2+ :M 3+ = 4:1 

2.2.2. Cấu tạo 

HT có cấu tạo dạng lớp gồm có: 

- Lớp hydroxite: có dạng [M 2+ 1-xM 3+ x(OH) 2 ] x+ trong đó một phần kim loại hoá 

trị II được thay thế bằng kim loại hoá trị III, đỉnh là các nhóm -OH, tâm là các kim 

loại hoá trị II và III, tương tự như cấu trúc brucite trong tự nhiên sắp xếp theo dạng 

M(OH)6 bát diện tạo những lớp hydroxite tích điện dương. 

- Lớp xen giữa: [A n- x/n].mH 2 O là các anion mang điện tích âm và các phân tử 

nước nằm xen giữa trung hoà lớp điện tích dương của các lớp hydroxite. 

2.2.3. Đặc điểm 

Tương tác tĩnh điện giữa các lớp kim loại với các lớp anion và liên kết 

hydrogen giữa các phân tử nước làm cho cấu trúc có độ bền vững nhất định. 

Các anion và các phân tử nước trong lớp xen giữa được phân bố một cách ngẫu 

nhiên và di chuyển một các tự do không định hướng, có thể thêm các anion khác vào 

hoặc loại bỏ các anion lớp xen giữa mà không làm thay đổi tích chất của HT. 

Tuỳ thuộc vào các bản chất của các cation, anion mà số lượng lớp xen giữa và 

kích thước hình thái của chúng thay đổi tạo cho vật liệu có những đặc tính riêng 






Hình 2.1. Cấu trúc điển hình của HT 














L là khoảng cách giữa hai lớp hydroxite L=3-4 A o , được xác định bởi kích 

thước của các anion, giá trị L phụ thuộc vào: 

- Bán kính của các anion. Anion có bán kính càng lớn thì khoảng cách lớp xen 

giữa L sẽ lớn. 

- Công thức cấu tạo của anion. 

2.3. Tính chất[1] 

2.3.1. Tính trao đổi ion 

Tính chất trao đổi ion là một trong những tính chất quan trọng của HT. Các đa 

kim loại hay các oxokim loại trong dung dịch có sức hấp dẫn rất lớn đối với HT lớp 

xen giữa, dạng cấu trúc này có khả năng trao đổi một lượng lớn anion khác ở các trạng 

thái khác nhau. 

Phương trình trao đổi ion có dạng sau: 

Trong đó: 

HT-A’ + A → HT-A + A’ 

A’ là anion ở lớp xen giữa 

là anion trao đổi 

Sự trao đổi ion phụ thuộc vào: 

- Tương tác tĩnh điện của lớp hydroxide với anion xen giữa và năng lượng tự do 

của anion cần trao đổi. 

- Ái lực cảu nhóm hydroxite với các lớp anion cần trao đổi trong dung dịch và ái 

lực của nhóm hydroxite với các anion trong lớp xen giữa. 

- Cấu tạo của ion cần trao đổi 

- Hằng số cân bằng trao đổi tăng khi bán kính anion trao đổi giảm, trao đổi ion 

thuận lợi với các anion trong dung dịch có nồng độ cao. 

- Anion có hoá trị II được ưu tiên hơn anion có hoá trị I và thời gian trao đổi 

cũng nhanh hơn. 


- Khoảng cách lớp xen giữa L 

- Sự trao đổi ion còn có sự ưu tiên đối với các ion có trong mạng lưới tinh thể vật 

liệu chất hấp phụ rắn hoặc ít ra có cấu tạo giống với một trong những ion cấu tạo nên 

mạng lưới tính chất của chất hấp phụ, khi đó chất hấp phụ được xem là sự kết tinh. 


















- Khả năng trao đổi còn phụ thuộc vào pH của dung dịch chứa anion. 

2.3.2. Tính hấp phụ 

Hấp phụ là quá trình tụ tập (chất chứa, thu hút,...) các phân tử hơi, khí hoặc các 

phân tử, ion của chất tan lên bề mặt phân chia pha. bề mặt phân chia pha có thể là 

lỏng-rắn hoặc khí-rắn. chất mà trên bề mặt của nó có sự hấp phụ xảy ra gọi là chất hấp 

phụ, còn chất mà được tụ tập trên bề mặt phân chia pha được gọi là chất được hấp 

phụ. 

Hấp thụ các ion là một hình thức tái tạo lại cấu trúc lớp của HT sau khi nung 

(HTC). Tính chất hấp phụ được thể hiện rất tốt đối với HTC/CO 3 

2- 

Sau khi nung, HTC/CO 3 

2- 

bị mất các phân tử nước xen giữa và khí CO 2 thoát 

ra, hình thành những tâm bazo như: O 2- trên bề mặt , tâm O 2- gần nhóm hydroxyl có 

cấu trúc M 2+ 1-xM 3+ x(O) 1+x/2 . độ mạnh của nhóm OH - phụ thuộc vào cation kim loại 

hoá trị III. Trong dung dịch các oxit này có khả năng tái tạo lại cấu trúc lớp với các 

anion khác. 

Điển hình cho tính hấp thụ HTC/CO 3 

2- 

là HT được điều chế từ nhôm, magie có 

công thức cụ thể như sau: 

[Mg 1-x Al x (OH) 2 ](CO 3 ) x/2 .zH 2 O (HTC/(Mg-Al-CO 3 )) 

Phương trình tái tạo cấu trúc lớp như sau: 

Mg 1-x Al x O 1+x/2 + x/n A n- -> [Mg 1-x Al x (OH) 2 ]A x/n .mH 2 O 

Với A là anion cần hấp phụ có thể là halogen, hợp chất hữu cơ, anion vô cơ 

CrO 4 2- , HPO 4 2- , HGO 3 2- , SiO 3 2- , Cl - , MnO 4- ,... 

HTC chỉ hấp phụ với các anion hình thành lớp xen giữa, HTC không có khả 

năng trao đổi cation với Mg và Al ở các tâm bát diện do lực liên kết tạo phức lớn. 


Các HTC hấp phụ trong môi trường nước nên chịu tác động của nhiều yếu tố 

như: pH, các ion, hợp chất lạ. 


















Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ cũng giống như các yếu tố ảnh 

hưởng đến quá trình đổi ion. 

2.4. Điều chế [1] 

Có nhiều phương pháp điều chế HT như: 

- Phương pháp muối – oxit 

- Phương pháp xây dựng lại cấu trúc 

- Phương pháp đồng kết tủa (phương pháp muối – bazo) 

2.4.1. Phương pháp muối – oxit 

Phương pháp này được sử dụng lần đầu tiên bởi Boehm, Steinle và Vieweger 

vào năm 1977 để điều chế mẫu 0.33[Zn-Cr-Cl]. Quá trình thực bao gồm việc tạo 

thành một huyền phù của kẽm oxit với một lượng dư dung dịch muối crom clorua. 

Năm 1981, cũng với hợp chất trên Lal và Howe dãđiều chế bằng cách cho dung 

dịch crom clorua vào ZnO (ở dạng bột nhão), hỗn hợp này được khuấy trong 10h. Tuy 

nhiên, ta không thu được sản phẩm tinh khiết vì còn lại một phần ZnO trong sản phẩm 

cuối. 

Phản ứng chung của phương pháp này là: 

M II O + xM III X m- x/m + (n+1) H 2 O -> M II 1-xM III 1-x(OH) 2 X m- x/m.H 2 O + xM III X m- X/m 

Phương pháp muối-oxit tiếp tục phát triển để điều chế các loại HT khác như 

[Zn-Al-Cl], [Cu-Al-Cl], [Ni-Al-Cl]. 

2.4.2. Phương pháp xây dựng lại cấu trúc 

Được đề nghị vào năm 1983 bởi Miyata, dung dịch rắn Mg 1-3x /2Al x O được 

điều chế bằng cách nung HT [Mg-Al-CO 3 ] 3 khoảng từ 500-800 o C. Sau đó hỗn hợp 

này được hydrat hoá trong dung dịch nước chứa anion khác tạo một HT mới. 


Phương pháp này chủ yếu dựa trên sự nung ở nhiệt độ cao của một HT ban 

đầu. Hỗn hợp oxit sau khi nung được hydrat hoá trở lại với một anion khác để tạo 

ra một pha HT mới. 


















Bên cạnh đó, một số HT cũng được điều chế bằng phương pháp trao đổi ion. 

Các HT có chứa anion hữu cơ, anion dạng polyoxometalic. 

2.4.3. Phương pháp đồng kết tủa 

Cách thức thực hiện: cho hỗn hợp muối kim loại có hoá trị 2 và 3 vào muối 

của kim loại kiềm có tính bazo, hỗn hợp dung dịch được giữ ở khoảng pH cố định 

trong quá trình điều chế. Trong quá trình điều chế phải liên tục khuấy trộn ở tốc độ 

không đổi. 

Ưu điểm: 

- Có thể điều chế trực tiêp sản phẩm HT với cấu tạo xác định 

- Sự đồng kết tủa của dung dịch chứa anion được chọn lựa 

- Tinh thể có kích thước đều đặn, độ đồng nhất cao, có cấu trúc bền vững, ít lẫn 

tạp chất 

- Diện tích bề mặt lớn 

- Kích thước hạt nhỏ (nanomet, micromet) có tính chọn lọc hoá học cao tỷ trọng 

nhỏ 

Tuy nhiên, cấu trúc và tính chất hoá lí của sản phẩm phụ thuộc vào 

nhiều yếu tố như: phương pháp kết tủa, bản chất và nồng độ của chất phản ứng, pH 

kết tủa, nhiệt độ và thời gian già hoá, độ tinh khiết, rửa tủa và sấy khô. 

2.5. Ứng dụng [1] 

2.5.1. Vật liệu hấp phụ 

Hydrotalcide được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực hấp phụ dựa vào ưu điểm 

sau: hydrotalcide có cấu trúc lớp nên dễ trao đổi ion và hấp phụ tốt, do dó được sử 

dụng trong xử lý màu thuốc nhuộm, xử lý nước thải có chứa kim loại nặng As, Mo, 

V,... Có 2 cách để sử dụng HT: 

- Dùng trực tiếp HT trao đổi với các kim loại nặng rồi sau đó giải hấp. 


- Nung HT ở nhiệt độ thích hợp, sau đó hấp phụ các ion của dung dịch thuốc 

nhuộm hoặc kim loại nặng để tái tạo lại cấu trúc HT, tiến hành trao đổi giải 

hấp. 


















2.5.2. Các ứng dụng khác 

Làm chất xúc tác dị thể và chất mang 

- Xúc tác axit-bazo, xúc tác oxi hoá khử 

- Xúc tác quang hoá, xúc tác enzim 

- Tổng hợp và khử hoạt tính của hệ xúc tác Mg/Al/Ni cho phản ứng reforming 

parafin có hơi nước. 

- Điều chế chất xúc tác platin trên chất mang HT, sử dụng oxit Mg 1-x Al x O 1x/2 làm 

chất mang cho hệ xúc tác dehydro hoá – parafinlàm chất ức chế. 

- HT với cấu trúc [Mg 1-x Al x (OH) 2 ]CO 3x/2 .ZH 2 O trong quá trình nung lượng khí 

CO 2 thoát ra có thể làm chất ức chế các phản ứng đốt cháy polymer 

- Sử dụng trong dược, y học như trung hoà lượng axit trong dịch vị, tạo phức với 

dẫn xuất của axit salixylic điều trị bệnh loét bao tử, hấp phụ các chất trong dịch vị, 

điều chế thuốc chống loãng xương,... 

- Làm vật liệu điện tử: Điện cực, chất điện môi và chất điện dẫn trong pin, ắc 

quy, bộ cảm biến,... 

Sử dụng trong kĩ thuật chiết tách và màng lọc 

- Tách các chất bởi hấp phụ, tách các đồng phân quang học, hệ thống gia nhiệt 

và làm lạnh bằng vòng tuần hoàn hấp phụ - giải hấp. 

- Làm vật liệu lọc và thẩm thấu, màng lọc ion. 

- Làm vật liệu quang hoá: vật liệu phát quang và thiết bị quang học 
















Chương 3. 

VẬT LIỆU COMPOSITE CỦA LHDs VÀ GRAPHENE 




Hiện nay, khoa học công nghệ ngày càng phát triển, nhu cầu sử dụng cũng như 

nhu cầu khám phá tự nhiên của con người ngày càng mạnh mẽ. Và hợp chất hoá học 

là nơi sáng giá nhất mà con người thoả sức thực hiện những ý tưởng của mình để có 

thể tìm tòi, tổng hợp cũng như đánh giá những sản phẩm mới toanh dựa trên những 

sáng tạo thiên tài. Và nổi trội hơn bao giờ hết trong những năm gần đây là vật liệu lý 

tưởng - vật liệu composite. Vật liệu composite, còn gọi là vật liệu tổng hợp từ hai hay 

nhiều vật liệu khác nhau tạo nên vật liệu mới có tính chất vượt trội hơn hẳn so với các 

vật liệu ban đầu, khi những vật liệu này làm việc riêng rẽ. Bất cứ mỗi loại vật liệu tự 

nhiên hay tổng hợp đều có những tính chất tuyệt vời đặc trưng của riêng mình nhằm 

đáp ứng nhu cầu trong cuộc sống. Tuy nhiên mỗi loại đều có những giới hạn và nhược 

điểm riêng. Vì thể, để có thể tạo ra mội loại vật liệu mới với những tính chất đầy đủ, 

ưu việt hơn, những nhà khoa học không ngừng nghiên cứu kết hợp những loại vật liệu 

lại với nhau. 

Graphene được coi là một loại vật liệu mới đầy tiềm năng. Graphene vốn là 

một tấm phẳng than chì tách ra ở cỡ nguyên tử, dày bằng một lớp nguyên tử của 

các nguyên tử carbon với liên kết sp 2 tạo thành dàn tinh thể hình tổ ong. Từ lúc phát 

hiện đến nay, graphene đã từ từ thể hiện những tính chất đặc trưng siêu việt. Tuy 

nhiên, bất cứ một loại vật liệu nào đều có những gạn chế riêng, để khắc phục cũng 

như bổ sung một số tính chất các nhà khoa học đã nghiên cứu kết hợp với một số loại 

vật liệu khác. Hiện nay, nhiều vật liệu composite của graphene và một số vật liệu kết 

hợp khác được tổng hợp và khảo sát, nanocomposite của graphene và LDHs ( layer 

double hydroxides) là một trong những mô hình kết hợp đa chức năng của graphene. 

Cả graphene và LDHs đều có cấu trúc lớp 2D tương tự nhau tuy nhiên chúng có 

những chức năng riêng biệt và có thể bổ sung cho nhau. Theo đó, sự kết hợp của hai 

vật liệu thú vị với nhau để tạo thành một nanocomposite mới có thể tận dụng tối đa 

những ưu điểm vượt trội của từng thành phần cấu thành, tạo thành một vật liệu đa 


chức năng với những tính chất đặc biệt. 


















3.1. Tính chất của graphene [2] 

Graphene là vật liệu được biết đến như vật liệu “mỏng nhất”. nó có nhiều tính 

chất cơ học, nhiệt và quang học phi thường đã làm cho graphene là một vật liệu lý 

tưởng quan trọng trong thế kỉ XXI. Graphene thu hút sự quan tâm rộng rãi vì sự xuất 

sắc của nó trong lĩnh vực cơ học, điện và nhiệt, chẳng hạn như nó có một diện tích bề 

mặt lý thuyết lớn (2630m 2 /g), modun Young cao (~ 1,0 TPa) và cường độ kéo 

(130GPa), điện thế cao (106 S/cm), độ dẫn nhiệt cao (3000-5000W/m/K). Do tính chất 

trơ về hoá học của các nguyên tử carbon, vì thế graphene dường như không phản ứng 

với các hợp chất hoá học khác. Tuy nhiên, một rào cản giới hạn ứng dụng của 

graphene là lớp graphene có khuynh hướng kết tụ không thể đảo ngược lại thậm chí 

lại có khả năng tạo graphite thông qua việc xếp chồng các lớp lên nhau bằng tương tác 

Van derWaals. Đồng thời trên bề mặt hoặc trên các cạnh của phân tử graphene có 

chứa nhiều khuyết tật dễ bị oxi hoá. 

Graphene oxit (GO), dẫn xuất graphene có chứa oxy trong các nhóm chức hoá 

học (ví dụ như hydroxyl, epoxy và carboxyl) trên bề mặt và các cạnh là một trong 

những dẫn xuất quan trọng của nó. Sau khi giảm thiểu và xử lý nhiệt, hầu như tất cả 

các nhóm chức có chứa oxy sẽ bị loại bỏ và chuyển đổi thành graphene oxit được 

giảm thiểu (RGO). Các nhóm chức trong graphene được liên kết bằng phương pháp 

cộng hoá trị hoặc bằng bất cứ loại liên kết khác không chỉ cải thiện độ tan mà còn 

giúp nó có khả năng phản ứng với một số chất khác. Dẫn xuất của graphene được 

nghiên cứu rộng rãi như một vật liệu lý tưởng cho việc chế tạo siêu tụ điện hiệu suất 

cao, chất xúc tác, hấp phụ, phân phối thuốc. 

3.2. Tính chất của LDHs ( layer double hydroxides) [2] 

LDH là một loại đất sét anion, có cấu trúc lớp 2D dựa trên lớp brucite tích điện 

dương với anion và các phân tử nước xen giữa các lớp. Diện tích bề mặt cụ thể của 

LDH thu được từ 20-120 m 2 /g. Sau khi nung , LDHs có thể được chuyển đổi thành 

oxide đôi lớp (LDOs) với hỗn hợp oxide kim loại hoặc là thành phần chính. Một đặc 

tính quan trọng của LDO là hiệu ứng bộ nhớ, có nghĩa là sản phẩm nung có thể tái tạo 


lại cấu trúc lớp gốc LDH qua việc bù nước và kết hợp đồng thời anion và lớp giữa 

dung dịch. LDH có nhiều đặc tính hấp dẫn chẳng hạn như thành phần tính linh hoạt. 

tính trao đổi anion và sự tương thích về sinh học. Trong số đó, đặc tính quan trọng 


















nhất của LDH là khả năng trao đổi anion tuyệt vời của chúng. Hầu như tất cả các loại 

anion có thể được phân tán vào không gian giữa cấc lớp của LDHs thông qua quá 

trình đồng kết tủa hoặc là quá trình trao đổi anion. Anion giữa các lớp cũng đóng vai 

trò quan trọng trong tính chất của LDHs, ví dụ khi các anion hữu cơ có tính chất 

quang học được phân tán vào không gian giữa các lớp thì các LDHs thu được có thể 

dùng làm vật liệu quang học tốt. Hơn nữa, khi LDHs được phân tán vào các dung môi 

phân cực như formamit và nước, những dung môi phân cực này đi vào không gian 

giữa các lớp thì sẽ dẫn đến phân tách các mảnh LDH thành lớp đơn LDH nano. Như là 

một vật liệu dày nguyên tử khác, những lớp nano LDH đơn lớp này có thể mở rộng 

thêm nhiều tính chất ứng dụng của nó. 

3.3. Tính chất của vật liệu composite graphene/LDH [2] 

Graphene và LDHs đều là những loại vật liệu thú vị với nhiều tính chất hấp 

dẫn. Tuy nhiên. ứng dụng của nó vẫn còn hạn chế. Ví dụ, hiệu suất điện hoá của 

LDHs bị cản trở nghiêm trọng do chúng có độ dẫn điện thấp mặc dù chúng có tính 

phản ứng hoá học cao. Và đối với graphene có độ dẫn điện cao tuy nhiên hiệu suất 

điện hoá chủ yếu bị cản trở bởi tính trơ hoá học. Ngoài ra như các vật liệu nano, cả 

graphene và LDH đều gặp phải vấn đề phổ biến về quá trình tổng hợp. Sau khi kết 

hợp chúng với nhau, những bất lợi trong tiến trình tổng hợp có thể được ngăn ngừa 

hiệu quả và điều thuận lợi hết thảy trong việc kết hợp hai loại vật liệu này với nhau là 

bởi hầu hết các tính chất của graphene và LDHs được bổ sung và cả hai đều có cấu 

trúc lớp tương tự nhau. 

Vật liệu composite của graphene/LDH được các nhà khoa học nghiên cứu và 

tổng hợp nhằm ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Các ứng dụng phổ biến nhất 

của lớp nano composite graphene/LDH như siêu tụ điện, chất hấp phụ, chất chống ăn 

mòn kim loại,... 

3.4. Tổng hợp nano composite graphene/LDH [4] 


Việc tổng hợp nano composite graphene/LDH là bước đầu tiên để khám phá 

các tính chất hấp dẫn và ứng dụng rộng rãi của chúng. Đến bây giờ, đã có hai bước đã 

được khám phá để đạt được sự kết hợp đồng nhất giữ graphene và LDHs. Một mặt là 


















dựa trên lực tĩnh điện mạnh giữa bề mặt tích điện dương LDHs và bề mặt tích điện âm 

graphene, việc tự lắp ráp graphene và LDHs là một trong những phương pháp thường 

được sử dụng để chế tạo graphene / LDH nanocomposite. Mặt khác, nếu graphene 

hoặc LDHs được sử dụng làm chất nền tăng trưởng, giai đoạn khác có thể được hình 

thành tại chỗ trên bề mặt. Ví dụ, việc tổng hợp LDHs luôn đề cập đến quá trình đồng 

kết tủa cation kim loại và các tinh thể trong dung dịch; do đó, thực tế là bề mặt 

graphene tích điện âm có khả năng hấp phụ mạnh mẽ các cation kim loại trong dung 

dịch làm cho graphene thích hợp hỗ trợ sự phát triển tại chỗ của các loại LDH khác 

nhau do diện tích bề mặt cụ thể. Do hầu hết các loại kim loại có thể được phân tán tốt 

vào các lớp LDH trong một sắp xếp được xác định rõ ràng, LDHs và LDO tương ứng 

hoạt động như chất xúc tác tốt cho các hóa chất khác nhau phản ứng. LDHs hoặc 

LDOs có thể được sử dụng làm chất xúc tác để phát triển graphene giống như sự phát 

triển các ống nano cacbon (CNTs) qua sự lắng đọng hóa học (CVD) của hydrocarbon 

ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, vì các anion hữu cơ khác nhau có thể dễ dàng xen vào giữa 

không gian các lớp của LDHs, quá trình carbon hoá của anion xen giữa có thể dẫn đến 

sự hình thành graphene. 

3.4.1. Sự tự sắp xếp của graphene và LDHs 

Tự sắp xếp là một quá trình xảy ra do tự phát và tổ chức lại cấu trúc từ một hệ 

thống rối loạn. Kỹ thuật tự lắp ráp từng lớp một đã nổi lên như là một phương pháp 

linh hoạt và tiện lợi cho việc xây dựng các màng đa lớp do cấu trúc của chúng được 

xác định rõ ràng ở quy mô nanomet và thành phần hóa học được kiểm soát tốt. Đối 

với việc tự sắp xếp graphene và LDH, các tiền chất đã sử dụng được phân thành từng 

lớp GO và LDHs. Quá trình lấy được các lớp GO có thể dễ dàng nhận được bởi quá 

trình siêu âm của GO trong dung dịch. 

So với graphene, quá trình thu được LDH tách lớp là khó khăn do lực tĩnh điện 

mạnh mẽ giữa các lớp LDH dương và các anion xen giữa lớp âm. Vì vậy làm suy yếu 

các tương tác giữa các lớp và anion xe giữa LDH là một bước quan trọng để tách lớp. 

Với mục đích này, một số phân tử được đưa vào không gian giữa để nới ra khoảng 


cách giữa hai lớp lân cận là một phương pháp hữu ích. Hiện nay, chuỗi ngắn rượu, 

formamide và nước đã được xem là dung môi phân tách lớp LDH. Adachi-Pagano và 

cộng sự đã chứng minh rằng có hai yếu tố chính quyết định xem LDH có bị tách lớp 


















bởi cồn ngắn thành công hay không. Một là tình trạng mất nước, chỉ những mẫu khô 

chân không ở nhiệt độ phòng mới có thể tách lớp, trong khi cả hai mẫu ướt mới được 

chuẩn bị và các mẫu sấy khô chân không ở nhiệt độ cao không làm tách lớp. Mặc khác 

là liệu các phân tử nước giữa các bề mặt có thể được thay thế bằng rượu với các mắc 

xích ngắn hay không. Chỉ rượu với nhiệt độ sôi cao hơn nước mới có thể thay thế các 

phân tử nước xen giữa. Hibino và cộng sự báo cáo rằng các LDH tách lớp có thể thu 

được bằng khuấy các LDH với glycine trong formamide cho một vài phút ở nhiệt độ 

phòng. Động lực là do liên kết hydro mạnh, được hình thành giữa glycine và 

formamide. Để tạo thành liên kết hydro, một lượng lớn các phân tử formamide đã xâm 

nhập giữa các lớp, làm tăng khoảng cách giữa hai lớp lân cận và dẫn đến tách lớp. Sau 

đó, Hibino và cộng sự phát triển việc tách lớp LDH với nước như một dung môi. Bằng 

cách tự sắp xếp, các hợp chất lai của graphene với NiAl-LDH, NiMn-LDH, CoAl- 

LDH, ZnAl-LDH, MgAl-LDH và NiFe-LDH đã được chế tạo. Một quá trình tổng hợp 

điển hình được trình bày trong hình 2. 

Hình 3.1. Tiến trình tổng hợp các lớp graphene/LDH nanocomposite: (a) sơ đồ đại 

diện và (b) bức ảnh kỹ thuật số tương ứng 

Như được quan sát từ hình 2(b), kết tủa đã được hình thành ngay lập tức khi 

phân tán LDH tách lớp vào GO phân tán. Sự xuất hiện của kết tủa là do hai sự phân 

tán này chứa các tấm nano có điện tích dương và âm. Khi chúng đã được trộn lẫn với 

nhau, những điểm thu hút tĩnh điện lẫn nhau đã thúc đẩy chúng để tập hợp thành một 

cấu trúc nano lớp có thứ bậc. Sau việc khử hóa học tiếp theo, GO đã được chuyển 

thành rGO bởi hydrazin monohydrat. Dong và cộng sự được kỹ thuật tự sắp xếp để có 


được GO / CoAl-LDH đa lớp phim. Đề án là thể hiện trong hình 3. 


















Hình 3.2. Quá trình sắp xếp từng lớp một cho màng đa lớp của tấm nano LDH tích 

điện dương và mẫu nano GO tích điện âm 

Các tấm mỏng đa lớp này được lắp ráp trên indium tin oxide (ITO), được làm 

sạch bằng siêu âm trong ethanol và được xử lý với dung dịch NaOH. Sau đó chúng đã 

được cho vào poly (diallyldimethylamoni clorua) (PDDA) trong dung dịch nước để có 

bề mặt cation trước khi sắp xếp. Trong một chu kỳ lắng đọng, PDDA phủ ITO được 

cho vào GO phân tán, tiếp theo là rửa nước và sấy nitơ. Chất nền này sau đó được 

nhúng vào LDH phân tán tách lớp, tiếp theo là rửa bằng nước và sấy bằng nitơ. Chu 

kỳ đã được lặp đi lặp lại để đạt được số lớp mong muốn của GO và LDH. Vật liệu 

nano graphene / LDH thu được bằng tự lắp ráp graphene và LDHs có thể giữ nguyên 

bản gốc cấu trúc của graphene và LDHs và do đó được thừa hưởng đầy đủ tính chất 

của cả graphene và LDHs. 

3.4.2. Sự tăng trưởng của LDHs (graphene) trên graphene (LDHs) 

3.4.2.1. Sự tăng trưởng của LDHs trên graphene 

Phương pháp phổ biến nhất để tổng hợp các LDHs là đồng kết tủa của các 

cation hóa trị hai và hóa trị ba. Với khả năng hấp phụ nhất định của mình,GO được 

thêm vào trong dung dịch trong quá trình đồng kết tủa, kết tủa sẽ xuất hiện trên bề mặt 

của GO, dẫn đến tăng trưởng tại chỗ của LDHs, như NiAl-LDH, CoAl-LDH, MgAl- 

LDH, NiFe-LDH, CoNi-LDH, NiCo-LDH, NiCoAl-LDH, NiCoMn-LDH, NiTi-LDH, 


NiFe-LDH, ZnCr-LDH, ZnCo-LDH, và ZnAl-LDH. Một quá trình tổng hợp điển hình 

được thể hiện trong hình 4. 


















Hình 3.3. Sơ đồ biểu diễn quá trình hình thành nano graphene / NiAl-LDH. 

Trong quá trình tăng trưởng tại chỗ của LDHs trên GO, oxy chứa các nhóm 

chức năng làm tăng bề mặt tích điện âm của GO, thể hiện lực tĩnh điện mạnh với các 

cation trong dung dịch và dẫn đến sự kết tủa của LDH trên bề mặt GO. Đồng thời, GO 

có thể được khử trong thời gian kết tủa của LDHs. Các nanocomposite thu được cũng 

có thể giữ lại cả cấu trúc nội tại và tính chất của graphene và LDHs. 

3.4.2.2. Sự tăng trưởng của graphene trên LDHs 

Hiện tại, chất lượng cao và độ dày của graphene có thể kiểm soát đã được tổng 

hợp từ một màng polyme lắng đọng trên một số chất xúc tác kim loại. Tuy nhiên, ít tài 

liệu về sự tăng trưởng của graphene trên bề mặt LDH đã được báo cáo. Sun và cộng 

sự đã kiểm chứng nano graphene được kiểm soát tốt so với số lượng các lớp cấu trúc 

2D của các LDH bằng cách hấp thụ các anion liên tầng. Sơ đồ minh hoạ được hiển thị 

trong hình 5. 



















Hình 3.4. Sơ đồ minh hoạ sự hình thành nano graphene có nguồn gốc từ 

MMA với số lớp khác nhau trong cấu trúc giữa các lớp: (a) đơn lớp, (b) lớp 

hai lớp / lớp ba lớp và (c) các nano graphene đa lớp. 

Một loạt các LDHs nồng độ. có Sao chứa chép anion với sự dodecyl cho phép sulfonat từ ref (DSO) và methyl 

methacrylate (MMA) được tổng hợp trong phản ứng một bước (bước), tỷ lệ mol của 

MMA: DSO là tăng từ LDH-1 đến LDH-3 

Do hầu hết các loại kim loại có thể được phân tán tốt vào LDH được sắp xếp 

một cách xác định, LDHs đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực xúc tác không 

đồng nhất. Các LDH đã nung với các oxit kim loại hoặc hỗn hợp là thành phần chính 

cũng đóng vai trò là chất xúc tác tốt cho các phản ứng hóa học khác nhau. Zhao và 

cộng sự đã sử dụng CoMgAl-LDH và FeMgAl-LDH làm chất tiền thân xúc tác để 

phát triển graphene qua CVD của khí methane ở nhiệt độ 950 o C. Đối với CoMgAl- 

LDH và FeMgAl-LDH tiền chất xúc tác, các hạt nano Co và Fe sản xuất sau khi nung 

ở nhiệt độ cao cũng có thể hoạt động như chất xúc tác để phát triển các ống nano 

cacbon đơn tường (SWCNTs). 



















Chương 4. 

ỨNG DỤNG CỦA NANO COMPOSITE GRAPHENE/LDH 

TRONG LĨNH VỰC CHỐNG ĂN MÒN 

4.1. Vật liệu nano composite trong chống ăn mòn [5] 

Ngày nay, các kim loại cũng như hợp kim của chúng được sử dụng rộng rãi 

trong mọi lĩnh vực cuộc sống như ô tô, dụng cụ điện, không gian vũ trụ và trang thiết 

bị giải trí,... Tuy nhiên các vật liệu này đều có khuynh hướng bị ăn mòn trong môi 

trường làm hạn chế thời gian và độ bền của chúng. Trong những thập kỷ qua, các kỹ 

thuật xử lý bề mặt khác nhau đã được phát triển nhằm tăng cường tính chống ăn mòn 

của các loạ vật liệu, ví dụ, màng biến đổi hóa học, lớp phủ polymer 2 lớp, màng 

silane, điện phân plasma oxy hóa,... Đặc biệt, màng biến đổi hóa học đã được chú ý 

nhiều do cơ chế hoạt động đơn giản của nó, hiệu quả cao và chi phí thấp. Lớp đất sét 

kép hydroxit đôi (LDH) hoặc hydrotalit clorua được biết đến như một lớp màng bảo 

vệ cho các loại hợp kim hợp kim (đặc biệt là hợp kim nhôm). Các LDH đã được điều 

tra về khả năng chống ăn mòn của kim loại/hợp kim bao gồm hợp kim nhôm, hợp kim 

magie và thép,... bởi các tính chất của cấu trúc nano độc nhất của nó, khả năng chống 

ăn mòn và trao đổi ion cao. Các lớp màng đôi có tỷ lệ ăn mòn thấp 10-8 A /cm 2 và trở 

kháng lớn 16 MΩ. Một số thí nghiệm về độ chống ăn mòn của các lớp màng đã được 

khảo sát. Chen và cộng sự chuẩn bị một chiếc đồng hồ phủ một lớp Mg/Al-LDH trên 

các hợp kim magie. Sau 48 giờ ngâm trong dung dịch 0,1M NaCl, màng tạo ra sự ăn 

mòn hố do sự khuếch tán các ion clorua. Zeng và cộng sự tổng hợp một lớp phim 

hydrotalcit với các hợp chất Mo (MgAl-LDH-MoO 4 2- ) trên hợp kim magie sử dụng 

kết hợp. Lớp màng có các ion trao đổi và khả năng tự hàn gắn, và cải thiện việc chống 

ăn mòn so với đến lớp màng MgAl-LDH tinh khiết. Tuy nhiên, lớp màng vẫn bị hỏng 

do ion clorua chứa trong lớp giữa hydrotalcit được trao đổi ion sau 144 giờ ngâm 

trong 3,5% trọng lượng NaCl. Có hai vấn đề chính trong quá trình chuẩn bị màng 

LDH. Thứ nhất, các ion clorua chứa trong lớp giữa của hydrotalcite có thể khuếch tán 

làm hỏng màng và tạo ra khe hở khi thời gian ngâm tăng lên. Thứ hai, sự hấp phụ của 


nước trên bề mặt màng tạo thành một con đường khuếch tán cho các ion oxy và 

clorua, tiếp tục tạo điều kiện cho phản ứng cathodic. Do đó, phòng ngừa quá trình 

khuếch tán qua lớp LDH và ngăn chặn nước từ sự hấp phụ vào bề mặt lớp màng để 


















tạo thành con đường khuếch tán cho ôxy và ion clorua là điều kiện tiên quyết để tăng 

cường khả năng chống ăn mòn của lớp màng LDH. 

Graphene như một lớp có cấu trúc 2D của các nguyên tử cacbon sp 2 đã được 

tìm thấy rất nhiều ứng dụng trong nanocompositez và là một trong những vật liệu lý 

tưởng trong lĩnh vực chống ăn mòn. 

4.2. Cơ chế chống ăn mòn [5] 

So với lớp màng ZnAl-LDH, màng RGO/ZnAl-LDH thể hiện sự cải thiện 

đáng kể trong việc bảo vệ ăn mòn hiệu suất cao, chủ yếu là do hiệu quả hiệp lực giữa 

RGO và lớp LDH. Các nghiên cứu trước đây đã khẳng định rằng graphene thể hiện 

tính chất không thấm nước tốt và hiệu ứng rào cản tuyệt vời chống lại oxy và nước. 

Theo báo cáo, RGO có tính chất kỵ nước với độ nhám nhất định (hierarchical 

roughness) và độ rỗng cao (high porosity), cùng với năng lượng bề mặt thấp. 

Hình 4.1. Mô hình cơ học để bảo vệ ăn mòn 

Các hạt nano như một rào cản không cho không khí khuếch tán vào. Mặc 

khác, đối với nước do tiếp xúc tối thiểu giữa bề mặt graphene và các giọt nước vì thế 


nước khó phân tán qua lớp RGO/ZnAl-LDH (do hệ số khuếch tán thấp). Ngoài ra, các 

RGO trong RGO/ZnAl-LDH nanocomposites có thể tăng sự sự gấp khúc của con 

đường khuếch tán oxy và nước. Khả năng ngăn cản sự khuếch tán của các ion clorua 

là một yếu tố quan trọng nhằm tăng sức đề kháng ăn mòn của lớp màng hỗn hợp 

Ths. Võ Thị Nhã Uyên Trang 27 

















RGO/ZnAl-LDH. Sự khuếch tán các ion clorua thường gây ra những khe hở và các lỗ 

trên bề mặt màng. Ion clorua bị ngăn cản là do lực tĩnh điện đẩy lùi giữa các ion 

clorua tích điện âm và điện tích âm các nhóm chức năng chứa oxy tại các rìa của 

RGO. Cân bằng Donnan là cơ chế thích hợp để giải thích hiệu suất ngăn cản của các 

nano. Theo sự loại trừ Donnan, nồng độ ion clorua chứa trong vật liệu nano 

RGO/ZnAl-LDH thấp hơn nhiều so với trong điện phân. Khi chất điện phân đi qua các 

màng, các ion clorua bị loại bỏ do tiềm năng Donnan. Do đó, nồng độ ion clorua có 

thể giữ được ở mức tối thiểu ở mặt phân cách hợp kim và lớp màng RGO/ZnAl-LDH. 

Các khe nứt và sự ăn mòn rỗ được ngăn ngừa hiệu quả. Tóm lại, cơ chế chống ăn mòn 

nổi bật của RGO trong bộ phim RGO/ZnAl-LDH bao gồm bốn vai trò là chống xâm 

nhập, kỵ nước, gia tăng sự cong, gấp khúc của con đường khuếch tán, và lực đẩy tĩnh 

điện. 

4.3. Tổng hợp màng nanocomposite graphene/LDH [5] 

4.3.1. Chuẩn bị GO và RGO 

GO đã thu được từ graphite tự nhiên bằng phương pháp Hummer cải tiến. Bột 

graphite (3 g, 500 mesh) đã được thêm vào 60℃ dung dịch H 2 SO 4 cô đặc ở 60 o C (5 

ml), K 2 S 2 O 8 (2,5 g) và P 2 O 5 (2,5 g), sau đó hỗn hợp được giữ ở 60℃ trong 6 giờ trên 

một tấm nướng. Sau đó làm mát hỗng hợp đến 25℃ và rửa sạch bằng nước deionized 

cho đến pH = 7,0. Sản phẩm đã được sấy khô ở 60℃ trong 12h. Thu được tiền 

graphite để oxy hóa bằng phương pháp của Hummers. Bột graphite được tiếp tục oxi 

hoá lại, graphite (3,0 g) được đưa vào dung dịch cô đặc H 2 SO 4 ở 0 o C(69 mL), sau đó 

thêm KMnO 4 (9.0 g) dần dần với sự khuấy cơ học và nhiệt độ phản ứng được giữ ở 

dưới 20 ℃. Sau khi thêm KMnO 4 (9,0 g), dung dịch được giữ ở 35℃ trong 2 giờ, và 

sau đó pha loãng với nước deionized (138 mL). Tiếp theo, hỗn hợp được giữ ở nhiệt 

độ phòng trong 2 giờ với khuấy, và sau đó 500 ml nước khử ion thêm vào hỗn hợp. 

Tiếp theo, thêm 15 mL 30% H 2 O 2 vào huyền dịch với sự khuấy cơ học, trong suốt quá 

trình này, hỗn hợp có màu vàng rực cùng với bong bóng. Tiếp đến, hỗn hợp được lọc 


bằng cách ly tâm và rửa sạch với dung dịch HCl nóng 500 mL (1,0 M) để loại bỏ ion 

kim loại và rửa sạch bằng nước deionized cho đến pH = 7,0. Cuối cùng, đã thu được 

GO ẩm ướt. Giảm graphene oxide (RGO) đã được điều chế bằng cách giảm hóa chất 


















từ GO. Thứ nhất, GO bột (1,0 g) đã được siêu âm trong 250 ml nước deionized, sau đó 

kết quả được chuẩn độ bằng dung dịch amoniac (0.5 M) với cơ khí khuấy ở 25℃ đến 

khi pH = 10.0, kèm theo lão hóa ở 98℃ trong 24 giờ. Các dung dịch màu vàng nâu trở 

thành một chất kết tủa tối dần trong quá trình khử. Sau khi giảm, chất kết tủa màu đen 

được lọc bằng cách ly tâm, rửa sạch bằng nước deionized nhiều lần cho đến pH = 7,0, 

và sấy khô trong một lò hút chân không ở 45℃ 24 giờ để thu được RGO tinh khiết. 

Các RGO thu được như là (0.002 g) được phân tán lại trong 100 mL nước siêu tinh 

khiết (20,2 MΩ cm) để sử dụng tiếp. 

4.3.2. Tổng hợp nanocomposite RGO/ZnAl-LDH 

Quá trình tổng hợp RGO/ZnAl-LDH dựa trên quá trình tổng hợp ZnAl-LDH 

bằng kỹ thuật đồng kết tủa như Reichle 1986. 

Dung dịch 1 

Cho RGO vào trong dung dịch glucose ở 95 o C trong vòng 1 giờ để cho RGO 

tách lớp một cách dễ dàng. 

Dung dịch 2 

Tỷ lệ Zn/Al gần 2 và 3 được chọn vì tỷ lệ này tạo ra các mẫu có độ tinh thể tốt. 

Dung dịch có chứa 0,6M ZnCl 2 và 0,3 hoặc 0,2M AlCl 3 đã được thêm vào với sự 

khuấy mạnh vào dung dịch 0,1 M NaOH và 0,2 M Na 2 CO 3 . Sự thêm vào xảy ra ở 

nhiệt độ phòng duy trì độ pH gần bằng 10. 

Sau đó cho RGO đã được tách lớp vào trong hỗn hợp dung dịch 2. Dung dịch 

mới thu được sau đó kết tinh ở 60°C trong 24 giờ, lúc này các ion Zn 2+ và AL 3+ sẽ 

được hấp thụ trên bề mặt của các tấm nano RGO nhờ vào lực tĩnh điện giữa bề mặt 

mang điện tích âm RGO và các ion dương. Sau đó làm lạnh và rửa nhiều lần với nước 

cất. Vật liệu đã được làm khô ở 60°C trong lò trong 24 giờ. Chất kết tủa đã được lọc 

và rửa sạch bằng nước cất cho đến khi dung dịch đạt pH= 7, tiếp theo là sấy ở 60 o C. 


Sau đó ta sẽ thu được vật liệu nanocomposite RGO/ZnAl-LDH. 















4.4. Kết quả [5] 

4.4.1. Phổ XRD 




Hình 4.2. Phổ XRD (a) của Graphite, GO và RGO; Phổ XRD (b) 

của 6N01 Al hợp kim, phim ZnAl-LDH, phim RGO / ZnAl-LDHt1, 

phim RGO / ZnAl-LDH-t2 

Các đỉnh nhiễu xạ đặc và trưng bộ phim của tách RGO lớp / ZnAl-LDH-t3 GO xuất hiện ở 2θ khoảng 10,8º 

(001) với một khoảng cách cơ bản 0.82 nm, 26.27 đó là do sự hình thành của một số 

các nhóm chức năng chứa oxy trên bề mặt graphite. Sau khi GO được giảm xuống 

RGO bởi vitamin, hầu hết các nhóm chức năng chứa oxy sẽ được loại bỏ. Đối với 

quang phổ của RGO, người ta thấy rằng có một đỉnh điểm nhiễu xạ lớn và yếu (002) ở 

khoảng 25.7º, là dấu hiệu của sự giảm GO và tách lớp của RGO. Khoảng cách giữa 

các lớp giữa RGO (d = 0.39 nm) lớn hơn một chút so với graphite tự nhiên (d = 0.34), 

là do sự hình thành của các kết tụ giữa các nano RGO thông qua tương tác xếp chồng 

lên nhau π-π. Hình 7b cho thấy phổ XRD của màng phủ ZnAl-LDH và RGO / ZnAl- 

LDH-ts (s = 1, 2, 3) màng phủ 6N01 Al hợp kim cũng như chất nền hợp kim Al. Nhiệt 

độ nhiễu xạ tại 2θ = 45.5º và 65.7º phát sinh từ chất nền Al. Các hợp kim ZnAl-LDH 

phủ màng cho thấy các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng, phù hợp với họ hydrotalacit, (003), 

(006), (012) và (010). Lớp màng RGO / ZnAl-LDH-ts trên hợp kim Al thể hiện hầu 


hết tất cả các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng của ZnAl-LDH. Các đỉnh nhiễu xạ cô lập của 

carbon graphene bị (ví dụ, (002) đỉnh ở 25,7º) không được quan sát thấy trong RGO / 


















ZnAl-LDH-ts. RGO của lớp màng RGO / ZnAl-LDH-ts được xác nhận bởi những đặc 

tính của phổ FT-IR, quang phổ Raman và phổ XPS. So với lớp ZnAl-LDH, các đỉnh 

đặc trưng của hydrotalcite giống (003), (006), (012) và (010) của màng RGO / ZnAl- 

LDH có tính đối xứng và sắc nét hơn với tăng tỷ lệ RGO, cho thấy rằng việc tăng 

thành phần của RGO có thể cải thiện độ kết tinh của vật liệu lai 

Các nhóm chức oxy dư trên bề mặt RGO có tính chống tĩnh điện và kỵ nước 

mạnh, có thể ổn định sự phân tán của RGO. Điều này phù hợp với kết quả của tiềm 

năng của RGO. Tiềm năng của RGO là khoảng -60.54 mV do sự có mặt của oxy dư 

chức năng trên bề mặt RGO. Về nguyên tắc, tiềm năng zetal với giá trị tuyệt đối lớn 

hơn 30 mV, có nghĩa là sự phân tán ổn định. Điều này chỉ ra rằng sự phân tán của 

RGO là ổn định bởi vì lực tĩnh điện mạnh mẽ. 

4.4.2. Phổ FT-IR 

Hình 4.3. Quang phổ FT-IR (a) của GO và RGO; Phổ FT-IR 

(b) của màng ZnAl-LDH, Phim RGO / ZnAl-LDH-t1, phim 

RGO / ZnAl-LDH-t2 và phim RGO / ZnAl-LDH-t3. 

và bộ phim RGO / ZnAl-LDH-t3 

Đối với GO (Hình 8a), một số đỉnh đặc trưng liên quan đến các nhóm chức 


năng carbon-oxy khác được bao gồm trong quang phổ. Sự hấp thụ đỉnh vào khoảng 

1738 cm -1 được cho là do C = O kéo giãn dao động của nhóm -COOH, và đỉnh hấp 

thụ vào khoảng 1621 cm -1 có liên quan đến việc C = C / C-C kéo dài dao động phát 


















sinh từ mạch cacbon. Đỉnh hấp thụ khoảng 1396 cm -1 tương ứng với C-OH kéo dài độ 

rung động của carboxyl. Những chất khác vào khoảng 1229 và 1063 cm -1 tương ứng 

với độ rung của epoxy (C-O-C) và alkoxy (C-O). Hơn nữa, một dải hấp thụ mạnh và 

rộng ở 3435 cm -1 là được gán cho sự rung động kéo dài của các nhóm hydroxit (ν O-H ) 

do phân tử nước và nhóm hydroxyl của nhóm -COOH. Cần lưu ý rằng các đỉnh trong 

RGO phổ không phải là hiển nhiên như GO. Có một đỉnh điểm hấp thụ thấp ở khoảng 

1622 cm -1 , có liên quan đến sự rung động của vòng thơm. Các đỉnh tương tự có cường 

độ thấp hơn 1064 cm -1 là do các nhóm alkoxy kéo giãn rung động. Về quang phổ của 

RGO / ZnAl-LDH-ts composite (Hình 8b), thấy rằng C = O và C-O kéo dao động 

hoàn toàn biến mất. So với ZnAl-LDH, RGO / ZnAl-LDH-ts có đỉnh điểm rõ ràng ở 

1622 cm -1 , được gây ra bởi C = C / C-C dao động kéo dài phát sinh từ mạch carbon 

RGO. Ngoài ra, đối với lớp màng hỗn hợp RGO / ZnAl-LDH-ts, cường độ đỉnh ở 

1622 cm -1 tăng cùng vớisự gia tăng RGO. Có một số đỉnh hấp thụ ở tần số thấp khu 

vực, là do kim loại-oxy và kim loại-hydroxyl kéo dàidao động trong mạng lưới các 

pha LDH. Dựa trên phân tích phổ, kết luận rằng RGO và các pha LDH được đưa vào 

lớp màng hỗn hợp RGO / ZnAl-LDH-ts. 

4.4.3. Quang phổ Raman 


Hình 4.4. Quang phổ Raman (a) của GO và RGO; Phổ Raman (b) của 

màng ZnAl-LDH, Phim RGO / ZnAl-LDH-t1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2 

và phim RGO / ZnAl-LDH-t3và bộ phim RGO / ZnAl-LDH-t3 


















Cần lưu ý rằng, trong hình 9a, sự biến đổi của dải D và dải G từ 1353,7 cm -1 và 

1578,4 cm -1 cho GO đến 1352,4 cm -1 và 1577,6 cm -1 cho RGO, tương ứng, chỉ ra sự 

hình thành của cấu trúc graphene kết quả từ việc giảm GO. Nói chung, tỷ lệ cường độ 

của dải D và G (I D / I G ) cung cấp bằng chứng trực tiếp về mức độ biến dạng mạng tinh 

thể và khuyết tật bề mặt của một lớp graphite trong vật liệu cacbon. Giá trị I D / I G của 

GO tăng dần từ 0.93 lên 1.53 cho RGO. So với GO, giá trị cao hơn của I D / I G cho 

RGO là do sự giảm kích thước của mặt phẳng sp 2 , các khiếm khuyết không phục hồi 

hiện diện trên cấu trúc graphene, và việc loại bỏ các nhóm chức oxy trong cấu trúc 

GO. Từ hình 9b cho thấy một Dải rộng D và dải G lần lượt là 1346,8 cm -1 và 1576,4 

cm -1 trong phổ của màng hợp chất RGO / ZnAl-LDH-ts so với màng ZnAl-LDH. Bên 

trong phổ của màng hợp chất RGO / ZnAl-LDH-ts, ngoài dải G và D, hai dải có 

cường độ tương ứng cao hơn ở mức 598,1 cm -1 và 1068,3 cm -1 , tương quan với các 

đỉnh Raman điển hình của pha ZnAl-LDH. 

4.4.4. Phổ XPS 



















Hình 4.5. Phổ XPS (a) của GO và RGO; XPS sspectra (b) của màng ZnAl-LDH, 

Phim RGO / ZnAl-LDH-t1, phim RGO / ZnAl-LDH-t2 và phim RGO / ZnAl-LDHt3; 

C 1s Quang phổ XPS của GO (c), RGO (d) và phim RGO / ZnAl-LDH-t2 (e) 


Năng lượng liên kết được điều chỉnh bằng cách tham khảo đỉnh C 1s tới 284,3 

eV trong phép đo XPS. XPS C 1s của GO, RGO và Các màng hợp chất RGO / ZnAl- 

LDH-t2 được thể hiện trong Hình 10c và 10d. Rõ ràng, Phổ XPS của màng hợp chất 

RGO / ZnAl-LDH-ts có cường độ tương đối thấp đỉnh C 1s và đỉnh O1s, và hai đỉn 


















tại 1021,8 eV và 1044,8 eV, do đó đến Zn 2 p 3/2 và Zn 2 p 1/2 tương ứng. Điều này cũng 

khẳng định rằng việc tích hợp ZnAl-LDH pha trong màng hỗn hợp RGO / ZnAl-LDHts. 

Thành phần của oxy các nhóm chức năng trong GO khác với RGO và RGO / ZnAl- 

LDH-ts. Với GO, phổ C 1s được chia thành bốn đỉnh đặc trưng cho các nguyên tử 

cacbon kết hợp với các nhóm chức năng oxy khác nhau, phù hợp với các báo cáo 

trước đây. Đỉnh chiếm ưu thế ở khoảng 284,3 eV được cho là do sp2 graphit hoá 

carbon. Các đỉnh khác ở khoảng 285,6, 286,5, 288,3 và 290,1 eV là tương ứng với C- 

OH, C-O-C, C = O và O-C = O. Người ta thấy rằng cường độ đỉnh của các nhóm -C- 

OH, C-O-C, và C = O cho RGO và RGO / ZnAl-LDH-ts giảm đáng kể so với GO. 

Khu vực của C 1 các thành phần của GO cho thấy rằng vòng không oxy hóa C là 

khoảng 44,5%, trong khi đó của RGO là khoảng 73,6%. Các kết quả cho thấy loại bỏ 

thành công các nhóm oxynated của GO thông qua việc giảm hóa học, đồng ý với FT- 

IR ở trên và phân tích Raman. Từ Hình 10b, thấy rằng cường độ tương đối của đỉnh C 

1s các RGO / ZnAl-LDH-ts tăng nhẹ với tỷ lệ tải RGO ngày càng tăng, chỉ ra rằng 

nhiều nano RGO được kết hợp vào RGO / ZnAl-LDH-ts màng composite khi RGO 

tăng lên. Sự khác biệt này cũng phù hợp với Kết quả FT-IR. 

Hình thái học của RGO chuẩn bị được mô tả bởi AFM, Độ dày trung bình của 

RGO được tính từ chiều cao của hình AFM là 0.8-1.0 nm. So với giá trị lý thuyết 0,34 

nm đối với graphene dày một-nguyên tử, RGO chuẩn bị như vậy phải là graphene dày 

ba nguyên tử. RTO lý tưởng dày ba nguyên tử được nhúng trong vật liệu ZnAl-LDH 

cung cấp một hiệu quả rào cản đầy hứa hẹn. 

4.4.5. Phổ SEM, TEM 





































Hình 4.6. SEM (a), TEM (b) và HRTEM (c) hình ảnh của RGO; SEM hình ảnh 

của (d) phim ZnAl-LDH, (e) phim RGO / ZnAl-LDH-t1, (f) phim RGO / ZnAl- 

LDH-t2 và (g) Màng RGO / ZnAl-LDH-t3; Hình ảnh trong (d-1), (e-1), (f-1), (g-1) 

tương ứng với mặt cắt ngang của bốn bộ phim; Hình ảnh SEM (h) và HRTEM (h- 

1) của Hợp chất RGO / ZnAl-LDH được cạo từ phim RGO / ZnAl-LDH-t2. 

Đối với RGO, hình ảnh SEM và TEM (Hình 11a và 11b) cho thấy rìa của RGO 

sở hữu cấu trúc các lớp dạng sóng và dạng cuộn, thể hiện rằng các chất kết tụ RGO 

hơi khác nhau bởi các tương tác van der Waals. Từ hình ảnh HRTEM (Hình 11c), 

không gian của lưới lục giác của RGO trong vùng tinh thể là khoảng 0,35 nm, được 

cho là do sự phục hồi sp 2 carbon bằng cách giảm hoá học. Đối với màng hợp chất 


ZnAl-LDH (hình 11d) sau khi xử lý nhiệt, bộ phim được trồng trên bề mặt là lá mỏng 

và xốp. Đối với RGO / ZnAl-LDH-ts phim (Hình 11e-11g), sự phát triển của RGO / 

ZnAl-LDH trên nền Al là dày đặc hơn với sự gia tăng RGO so với màng ZnAl-LDH. 


















Các mặt cắt ngang (hình 11e-1,11g-1) của lớp màng RGO / ZnAl-LDH-ts 

chứng minh rằng các lớp màng khá đặc và dày. Độ dày của màng là xấp xỉ 1,8 μm. 

Hơn nữa, RGO được nhúng trong lớp ZnAl-LDH. Để tiếp tục, RGO được nhúng trong 

bộ phim hỗn hợp RGO / ZnAl-LDH, Hợp chất RGO / ZnAl-LDH (Hình 11h) được 

cạo từ lớp màng RGO / ZnAl-LDH-t2 thể hiện các ngăn xếp lớp ZnAl-LDH, nơi mà 

các tấm nano ZnAl-LDH tráng trên bề mặt RGO rất chắc chắn. Cơ cấu nano ZnAl- 

LDH kết tinh tốt sẽ lộ ra (012) mạn lưới không gian là 0,26 nm (Hình 11h-1). Vì hầu 

hết các cơ sở RGO tách lớp LDH được bao phủ bởi các tiểu cầu LDH, rất khó để phát 

hiện các mạng lưới graphene. Tuy nhiên, ở khu vực có lưỡi cắt, mạng lưới graphene 

mở rộng với các không gian của 0,35 nm (hình 11h-1) được xác định. Kết quả cung 

cấp các bằng chứng trực tiếp rằng RGO được nhúng trong bộ phim hỗn hợp RGO / 

ZnAl-LDH. Hơn nữa, kiểm tra độ bám dính của màng RGO / ZnAl-LDH trên hợp kim 

Al chứng minh rằng RGO không làm giảm độ bám dính của màng hợp chất RGO / 

ZnAl-LDH so sánh với phim ZnAl-LDH. Bộ phim thể hiện độ bám dính cao, từ 19.63 

đến 20.03 MPa. 

4.5. Các phương pháp gia công lớp phủ [4] 

4.5.1. Lớp phủ dập (dip coasting) 

Lớp phủ dập là một phương pháp thuận tiện để phủ màng mỏng trên bề mặt và 

nó thường được sử dụng cho mục đích nghiên cứu. Tuy nhiên, nó không thích hợp cho 

các quá trình công nghiệp do chất lượng lớp phủ không nhất quán. So với lớp phủ 

nhúng, lớp phủ quay là thường được sử dụng trong các quy trình công nghiệp. Quá 

trình phủ mạ thường có năm bước: 

- Chất nền được nhúng vào dung dịch của vật liệu phủ ở tốc độ không đổi. 

Trước bước này, quá trình tiền xử lý có thể là được thực hiện theo các chất nền khác 

nhau. 

- Chất nền vẫn còn trong dung dịch trong một khoảng thời gian nhất định và 

đang bắt đầu được kéo lên. 


- Màng mỏng bắt đầu lắng xuống bề mặt trong khi bề mặt được kéo lên. Độ 

dày lớp phủ phụ thuộc vào tốc độ được sử dụng trong quá trình kéo lên. Tốc độ kéo 

lên chậm cho lớp phủ mỏng hơn. 

- Chất lỏng dư thừa sẽ được thoát ra từ bề mặt nền. 















- Dung môi bốc hơi từ bề mặt nền cho một màng mỏng trên bề mặt. 




Hình 4.7. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp phủ dập 

Bốc hơi có thể bắt đầu ở bước 3 nếu dung môi không ổn định. Trong nghiên 

cứu, lớp phủ nhúng thuận tiện hơn và khả thi hơn các phương pháp khác bởi vì nó là 

một phương pháp rất đơn giản và không yêu cầu thiết bị tinh vi. Bởi vì sự đơn giản 

của nó, lớp phủ sản xuất theo phương pháp này có thể không có chất lượng tốt. Đối 

với graphene dựa trên lớp phủ composite, sự phân bố độ dày có thể là một vấn đề. Xét 

về nguyên liệu graphene nguyên chất, chất phủ lớp được sản xuất có thể không đủ dày 

để cung cấp các đặc tính phi thường. Ngoài ra, bề mặt không được quá lớn và phức 

tạp. Tuy nhiên, lợi thế lớn nhất của sơn phủ là sự đơn giản. Mặc dù lớp phủ nhúng 

thích hợp hơn trong phòng thí nghiệm nhưng vẫn có thể có thể là phương pháp sơn 

phủ có quy mô lớn tiềm năng để sản xuất các sản phẩm có thể đáp ứng các yêu cầu về 

tiêu chuẩn thấp với một giá cả cạnh tranh. Cách tiếp cận này có thể phù hợp hơn để 

sản xuất lớp phủ composite graphene dựa trên nền graphene nguyên sơ bởi vì độ nhớt 


của lớp phủ composite graphene là cao hơn nhiều. Do đó, nó có thể phát triển một sự 

kết dính bề mặt tốt hơn hướng về phía một chất nền và một lớp phủ đồng nhất hơn. 

Tiếp theo quá trình xử lý có thể cần phải tạo thành một lớp phủ rắn. 


















4.5.2. Lớp phủ quay (spin coasting) 

Lớp phủ quay là một quá trình được sử dụng rộng rãi để áp dụng lớp màng 

mỏng đồng nhất trên bề mặt phẳng. Các vật liệu ứng dụng thường sơn phủ polyme và 

chúng được áp dụng cho chất nền phẳng trong dung dịch. Các dung môi được sử dụng 

thường dễ bay hơi. Lực đẩy dung dịch chất nền nhanh là lực ly tâm và một thiết bị 

được sử dụng cho lớp phủ quay được gọi là rotor máy kéo. Lực ly tâm được thi công 

liên tục cho đến khi màng sơn đạt được độ dày mong muốn. Một số yếu tố có thể ảnh 

hưởng đến độ dày lớp màng cuối cùng: độ nhớt động học, hệ số tán xạ dung môi, tốc 

độ cắt rất quan trọng cho sự khởi đầu của việc cắt tỉa mỏng của độ nhớt, các tốc độ 

quay, bán kính của bề mặt, sự tập trung của dung dịch phủ . Hai yếu tố ảnh hưởng 

chính là tốc độ xoay vòng và nồng độ dung dịch phủ. Một điển hình quy trình phủ 

quay là một quy trình gồm bốn bước: 

• Dung dịch được lắng đọng trên bề mặt với lượng dư để phủ đầy bề mặt. 

• Chất nền quay nhanh để thay thế dung dịch với lực ly tâm. 

• Lưu lượng dòng của lớp chất lỏng có độ dày đồng đều trên bề mặt. 

• Loại bỏ dung môi qua quá trình bốc hơi cho đến khi lớp màng ngừng chảy 

và được làm khô hoàn toàn. 

Hình 4.8. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp spin coasting 

Một số phương pháp xử lý đã được sử dụng để hỗ trợ quá trình phủ. Tất cả các 

phương pháp xử lý được áp dụng trong hoặc sau quá trình phủ màng là để có được lớp 


màng liên tục thống nhất. So với lớp phủ nhúng, lớp phủ sản xuất theo cách tiếp cận 

này dày hơn và thống nhất hơn. Hình dạng chất nền và kích thước bị hạn chế bởi thiết 

bị phủ quay. Chỉ những bề mặt bằng phẳng mới có thể được phủ tráng. Phương pháp 


















phủ quay không thích hợp cho sản xuất sản phẩm có hình dạng phức tạp. Ngoài ra, 

phương pháp này phù hợp với cả các lớp phủ gốc graphene nguyên chất hoặc các lớp 

phủ nanocomposite graphene trên bề mặt. 

4.5.3. Lớp tự lắp ráp ( layer by layer self-assembling: LBL) 

Trong sản xuất nhiều màng, lớp tự lắp ráp là phương pháp rất lý tưởng. Phương 

pháp này sử dụng tĩnh điện giữa các phần tử mang điện tích dương và điện tích âm để 

thực hiện các lớp màng tự lắp ráp trên bề mặt và phương pháp này cũng được gọi là 

phương pháp lắng đọng từng lớp một. 

Hình 4.9. Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp LBL 

Trong quá trình tự lắp ráp từng lớp, các màng được lắng đọng trên bề mặt bằng cách 

ngâm các chất nền được xử lý trước vào các dung dịch nanocomposite của graphene 

theo chu kỳ để tạo thành màng nhiều lớp. Các chất nền được xử lý trước để tích điện 

dương bằng cách đưa vào các nhóm chức chứa điện tích dương như các nhóm chức 

của amin. Nếu là graphene hoặc nanocomposite của graphene có thể được sử dụng 

trực tiếp như là tích điện âm nhưng với các polymer có thể cần được thay đổi độ pH 

cho quá trình nhúng tiếp theo. Phương pháp này là một phương pháp thích hợp để sản 


xuất sản phẩm có lớp phủ nhiều lớp. Tuy nhiên, chỉ có một số nghiên cứu điều tra tính 

khả thi của nó đối với vật liệu dựa trên graphene. Không có chỉ dẫn trực tiếp về việc 

sử dụng phương pháp này cho các ứng dụng sơn. Phương pháp này tương tự như 


















phương pháp nhúng phủ bề mặt mà các chất nền được nhúng vào dung dịch màng và 

được rút ra để tạo thành lớp phủ, nhưng lớp phủ do LBL sản xuất dày hơn do bắt 

nguồn từ lực tĩnh điện giữa các điện tích trái dấu. 

4.5.4. Cách tiếp cận sol-gel (Sol-gel approach) 

Hình 4.10 Quá trình tạo lớp màng theo phương pháp sol-gel 

Quá trình sol-gel là một quá trình ướt hóa được sử dụng rộng rãi và nó đã được nghiên 

cứu rộng rãi kể từ khi phát hiện ra nó. Quá trình này liên quan đến việc chuyển đổi các 

monome vào một dung dịch keo (sol) đóng vai trò như là tiền thân cho một mạng tích 

hợp (hoặc gel) của một trong các hạt rời rạc hoặc các polyme mạng.Các chất tiền chất 

sol có thể được lắng đọng trên bề mặt, đúc thành một khuôn với hình dạng được chỉ 

định trước hoặc được sử dụng để tổng hợp bột. Gel là một hệ thống hai pha gel gồm 

cả pha rắn và pha lỏng. Cần một lượng lớn chất lỏng để chuyển đổi sol thành gel và 

phương pháp đơn giản nhất là đổ chất lỏng thêm vào trầm tích đòi hỏi một khoảng 

thời gian nhất định diễn ra. Quá trình làm khô được yêu cầu trong phương pháp solgel 

để loại bỏ pha lỏng trong hệ thống. Giảm mật độ và co ngót nghiêm trọng luôn 

luôn đi kèm với quá trình sấy. Sau quá trình sấy, một quá trình xử lý nhiệt thường cần 

thiết cho quá trình đa tụ, tăng cường tính chất cơ học và ổn định cấu trúc. Các lợi thế 

của quá trình sol-gel là rẻ, nhiệt độ thấp và kiểm soát thành phần hóa học của sản 

phẩm cuối cùng tốt. Các màng phủ được sản xuất bằng phương pháp sol-gel có xu 

hướng nứt và có một giới hạn về độ dày của mỗi lớp (khoảng 1 micron). Điều này phù 

hợp để áp dụng lớp phủ composite graphene lên trên chất nền và chất nền có thể có 

hình dạng phức tạp. 



















4.5.5. Áp dụng trực tiếp và bảo dưỡng (Direct apply and curing) 

Phương pháp này cho một lớp phủ rất đơn giản, là phương pháp mà một hỗn 

hợp lớp phủ được tráng một lớp trực tiếp và được bảo dưỡng trong môi trường xung 

quanh. Các lớp phủ có thể được bảo dưỡng dưới các điều kiện xung quanh như xử lý ở 

nhiệt độ phòng là phù hợp để sử dụng phương pháp này, tia UV có thể chữa lớp phủ 

nanocomposite. Mối liên kết giữa bề mặt và lớp phủ có thể yếu bởi vì phương pháp 

này được áp dụng một lớp phủ trực tiếp mà không có bất kỳ phương pháp điều trị 

hoặc các quá trình tiếp theo. Hình dạng và kích thước chất nền không giới hạn và lớp 

phủ có thể được áp dụng lên một số phần quan trọng của các thành phần trực tiếp. 

Phương pháp này phù hợp hơn để áp dụng sơn phủ composite graphene. 

4.5.6. Phun khô (Spray drying) 

Phun khô là một kỹ thuật để sản xuất bột khô từ dung dịch hoặc huyền phù 

bằng cách sấy khô nhanh chóng với sự trợ giúp của khí nóng. Loại khí đốt được sử 

dụng trong quá trình sấy phun thường là không khí.Loại khí đốt được sử dụng trong 

quá trình sấy phun thường là không khí. 

Hình 4.11. Quá trình tạo lớp phun khô 



















Tuy nhiên, nitơ được sử dụng khi chất lỏng dễ cháy hoặc sản phẩm nhạy oxy. 

Chất lỏng khô được phân tán vào để kiểm soát kích cỡ phun bằng máy phun hoặc vòi 

phun. Kích thước phun thường từ 10 μm đến 500 μm theo các yêu cầu khác nhau của 

quá trình. Kỹ thuật sấy phun khô chỉ thích hợp để sản xuất ra sản phẩm dạng bột và 

một yêu cầu quan trọng để sản xuất bột tráng nano composite graphene là kích thước 

hạt của graphene phải nhỏ hơn nhiều so với mục tiêu bột. Các nanocomposite 

graphene được phủ lên dưới một dạng chất nền bột trong suốt quá trình phun. Sự kết 

tụ bột và lớp phủ không đồng đều có thể là vấn đề khi sử dụng phương pháp này. 

Phương pháp này là thích hợp hơn để xử lý vật liệu graphene nguyên sơ và lớp phủ 

nanocomposite graphene. 

4.5.7. Lớp phủ phun (Sray coating) 

Hình 4.12. Quá trình tạo lớp phủ phun 

Lớp phủ phun là một kỹ thuật để tráng màng mỏng trên bề mặt. Kỹ thuật này 

được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp màng phủ, sơn và đồ hoạ. Kỹ thuật đầu ra 

lớn này là có thể đặt một loạt các vật liệu trên các chất nền khác nhau với các hình thái 

khác nhau và thường được sử dụng trong dây chuyền sản xuất. Ngoài ra, nó có thể 


được dễ dàng mở rộng chất nền hơn hoặc chế tạo dạng cuộn. Các chất nền có hình 


















dạng khác nhau có thể được xử lý và chất lỏng có các đặc tính khác nhau có thể được 

sử dụng tương ứng. Kết quả là, các dung dịch có tính chất khác nhau có thể dễ dàng 

lắng đọng lên các chất nền hình dạng khác nhau để có được màng với các tính chất 

mong muốn. Các bộ máy phun sơn sử dụng khí nén(súng airbrush) với ngọn đuốc 

plasma (sơn phun plasma) để hoàn thành yêu cầu sản phẩm khác nhau. Các bộ máy 

khác nhau nên được lựa chọn cẩn thận để xử lý lớp phủ dựa trên graphene. Cả hai 

nguyên sơ lớp phủ dựa trên graphene và chất phủ composit dựa trên graphene có thể 

được xử lý theo phương pháp này. 

4.5.8. Sự tích tụ điện tử (Electrophoretic deposition: EPD) 

EPD là một kỹ thuật thu hút rất nhiều sự chú ý vì tính linh hoạt cao của nó với 

các vật liệu khác nhau và sự kết hợp của chúng. Quy trình có hiệu quả kinh tế cao và 

yêu cầu thiết bị rất đơn giản. Phương pháp này lần đầu tiên được sử dụng rộng rãi 

trong lớp phủ gốm và nó bắt đầu được ứng dụng nhiều hơn khi lợi ích cả phương pháp 

này được khám phá và phát triển. Quá trình này là một quá trình keo và những thuận 

lợi của nó là thời gian lắng đọng ngắn, thiết bị đơn giản, lớp phủ mỏng, ít hạn chế 

hình dạng của chất nền và kiểm soát dễ dàng độ dày của lớp lắng đọng và hình thái bề 

mặt. Lớp màng sản xuất cũng thể hiện tính đồng nhất vi cấu trúc tốt và mật độ cao. 

Giới hạn nội tại duy nhất của EPD so với các quá trình keo khác là nước không thể 

được sử dụng như môi trường lỏng của nó bởi vì điện thế áp dụng trong nước tạo ra 

khí hydro và oxy tại các điện cực có ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng của lớp màng 

và có nhiều nguy hiểm tiềm tàn. Trong quá trình này, các hạt rắn được tích điện bên 

dưới điện cực. Sau đó, các hạt tích điện bị hút để di chuyển về phía các chất nền có 

điện tích ngược nhau tạo thành lớp lắng đọng. 



















Hình 4.13. Quá trình tích tụ điện tử 

Có hai loại quá trình EPD: cathodic và anodic. Khi các hạt tích điện dương, 

chúng thu hút sự lắng đọng lên điện cực âm (cực âm). Nguyên nhân đối với anodic 

EPD cũng tương tự, ở đó các hạt tích điện âm sẽ thu hút sự lắng đọng trên điện cực 

dương. Các chất nền được sử dụng trong EPD phải dẫn điện và các yêu cầu dẫn điện 

của dung môi lỏng thấp hơn mạ điện. Các nguyên lý động lực của quá trình EPD là 

điện tích trên các hạt và tính di động điện của các hạt trong dung môi dưới tác dụng 

của điện áp đặt lên. Có hai nhóm thông số chính có thể ảnh hưởng đến chất lượng và 

đặc điểm màng: các thông số liên quan đến việc huyền phù và các thông số liên quan 

đến quá trình. Về các thông số liên quan đến huyền phù, có nhiều điều cần phải được 

xem xét. Tuy nhiên, kích thước hạt, hằng số điện môi chất lỏng, tính dẫn điện của 

huyền phù, độ nhớt của huyền phù và tính ổn định của huyền phù có nhiều ảnh hưởng 

hơn so với những thông số huyền phù. Về các thông số liên quan đến quá trình, thời 

gian lắng đọng,điện áp sử dụng, nồng độ rắn của huyền phù và tính dẫn điện của chất 

nền. Để đảm bảo thành công của quá trình EPD, khi rửa bột, loại bỏ bất kỳ tạp chất có 

trên bột là rất quan trọng bởi vì nó ảnh hưởng đến kiếm soát cẩn thận việc xác định 


hóa học của hạt huyền phù. Một vấn đề phải ngăn ngừa trong quá trình EPD là sự hình 

thành của của các vết nứt. Một số phương pháp được áp dụng như kiểm soát cẩn thận 

quá trình EPD với việc điều chỉnh quá trình sấy sau đó. EPD đã được thông qua để 


















chế tạo các lớp phủ nano cacbon. Đối với lớp phủ nano cacbon, hệ thống huyền phù 

cho EPD thường được chế tạo bằng cách bổ sung các ống nano cacbon, Triton X100 

như một chất hoạt động bề mặt và iod 99,9% như chất bổ trợ cho dung dịch nước. 

Hỗn hợp sau đó được ly tâm để loại bỏ các phần tử carbon kết tụ. EPD đã được sử 

dụng rộng rãi để phủ vật liệu graphene dựa trên các chất nền khác nhau. Người ta cho 

rằng đây là một phương pháp đầy hứa hẹn để sản xuất lớp phủ graphene chất lượng 

cao. Hiện vẫn còn rất nhiều công việc cần phải làm để tìm ra điều kiện thích hợp cho 

các ứng dụng sơn khác nhau. Tuy nhiên phương pháp này vẫn rất phù hợp để sản xuất 

lớp phủ gốc graphene nguyên sơ và lớp phủ nanocomposite graphene. 



















KẾT LUẬN 

Ngày nay, các kim loại cùng hợp kim được sử dụng rộng rãi trong đời sống 

cũng như trong các công nghiệp và dịch vụ. Vì thế, việc hạn chế quá trinh ăn mò trong 

điều kiện môi trường là hết sức quan trọng. Hạn chế vấn đề mòn kim loại, hợp kim 

dẫn đến nâng cao được chất lượng sả phẩm tạo thành, hạn chế hư hỏng, nâng cao tuổi 

đời cũng như tiết kiệm chi phí. Các lớp phủ bảo vệ được các nhà khoa học đã và đang 

phát triển, sáng tạo cải thiện nhằm mục đích hạn chế quá trình ăn mòn của các hợp 

chất kim loại trong tự nhiên. Hiện nay, vật liệu composite RGO/ZnAl-LDH được sử 

dụng như lớp màng bảo vệ kim loại hiệu quả nhất. Nó kế thừa được ưu điểm vượt trội 

của cả graphene và ZnAl-LDH, đồng thời nó còn mang nhiều tính chất ưu việt hơn. 

Cấu trúc và hình thái bề mặt của màng hợp chất RGO / ZnAl-LDH được đặc 

trưng bởi XRD, FT-IR, Raman, XPS và SEM. Người ta xác nhận rằng lớp màng RGO 

/ ZnAl-LDH mang lại hiệu quả bảo vệ chống ăn mòn tốt hơn so với ZnAl-LDH khi 

ngâm trong dung dịch NaCl 3,5% và 5,0%. Hiệu quả chống ăn mòn được cho là do 

rào cản của RGO trong lớp màng nanocomposite hỗn hợp RGO / ZnAl-LDH. Khả 

năng của RGO trong RGO / ZnAl-LDH là ngăn cản nước tạo thành đường dẫn cho 

oxy và sự khuếch tán ion clorua hạn chế tối đa quá trình ăn mòn. Các tĩnh điện đẩy 

lùi giữa các ion clorua tích điện âm và điện tích âm các nhóm chức chứa oxy trên 

RGO đã ngăn cản các ion clorua khuếch tán qua bộ phim. Việc này thể hiện một bước 

đột phá trong việc phát triển lớp màng nanocomposite RGO-LDH làm vật liệu chống 

ăn mòn. Lớp màng nanocomposite RGO/ZnAl-LDH sẽ được các nhà khoa học tiếp 

tục nghiên cứu và tối ưu để đạt được chất lượng tốt nhất. 
















TÀI LIỆU THAM KHẢO 




[1] Điều chế và biến tính hydrotalcite bằng anion laurat _ Khóa luận tốt nghiệp 

cử nhân hóa học _ Trường đại học sư phạm thành phố hồ chí minh 

[2]Graphene/layered double hydroxide nanocomposite: Properties, synthesis, and 

applications _ Yong Cao, Guoting Li, Xinbao Li _Institute of Environment and 

Municipal Engineering, North China University of Water Resources and Electric 

Power, Zhengzhou 450045, PR China 

[3] Graphene as an anti-corrosion coating layer _ Line Kyhl,a Sune Fuglsang 

Nielsen,b Antonija Grubi sic Cabo, a Andrew Cassidy,b Jill A. Miwab and Liv 

Hornekær 

[4] Graphene based materials and their composites as coatings _ Yao Tong1, Siva 

Bohm2 and Mo Song1 _ 1Department of Materials, Loughborough University, 

Loughborough LE11 3TU, United Kingdom 2TATA Steel RD&T, Swinden 

Technology Centre, Moorgate, Rotherham S60 3AR, United K ingdom 

[5] Synthesis and Enhanced Corrosion Protection Performance of Reduced 

Graphene Oxide Nanosheet/ZnAl-layered Double Hydroxides Composite Film by 

Hydrothermal Continuous Flow Method _ Xiaohu Luo, Song Yuan, Xinyu Pan, 

Caixia Zhang, Shuo Du, and Yali Liu ACS Appl. Mater. Interfaces, Just Accepted 

Manuscript 

[6] Synthesis of Zinc-Aluminum Layered Double Hydroxides and Their 

Applications in Removal of Technetium from Aqueous Solutions. 

Gh.M. Rashad and H.H. Someda _ Nuclear Chemistry Department, Hot Laboratories 

and Waste Management Center, Atomic Energy Authority, Cairo, Egypt 

[7] https://123doc.org//document/1475238-nghien-cuu-ve-chat-ban-dan-graphene.htm 

[8] http://luanvan.co/luan-van/luan-van-chat-ban-dan-graphene-45625/ 

Điều chế và biến tính hydrotalcite bằng anion laurat _ Khóa luận tốt nghiệp 

cử nhân hóa học _ Trường đại học sư phạm thành phố hồ chí minh

ỨNG DỤNG NANOCOMPOSITE GRAPHENE/LDHS TRONG VIỆC CHỐNG ĂN MÒN - PHAN THỊ BÍCH NGỌC (2017)

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?