Nghiên cứu chế tạo vật liệu đồng xốp gia cường ống nanô cácbon định hướng ứng dụng trong chuyển hóa quang nhiệt

Nguyễn Phan Đức Nghĩa và CS. Tập 133, Số 2A, 2024 20 400sccm trong 60 phút để khử mẫu Cu xốp. Quá trình khử giúp loại bỏ các tạp chất trên bề mặt mẫu Cu, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành CNT. Sau khi khử mẫu Cu, tiếp tục đưa khí C2H2 với lưu lượng 60 sccm và khí H2 với lưu lượng 420 sccm vào hệ CVD để duy trì sự hình thành của CNT. Quá trình lắng đọng CNT diễn ra trong thời gian 15 - 30 phút ở nhiệt độ 700°C. Sau khi hình thành CNT, ngừng cấp khí C2H2 và H2, tiếp tục duy trì khí N2 trong 30 phút để đẩy các khí còn lại ra khỏi ống thạch anh. Cuối cùng, tắt lò nhiệt và để mẫu Cu-CNT nguội về nhiệt độ phòng. 2.3 Khảo sát FESEM, EDX và Raman Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM) Hitachi S-4800, tia X phân tán năng lượng (EDX), quang phổ Raman Micro-Raman LABRAM-1B từ Jobin-Yvon, lần lượt được sử dụng để nghiên cứu hình thái bề mặt, thành phần hóa học và sự thay đổi cấu trúc của hỗn hợp. 2.4 Đo độ hấp thụ quang nhiệt Độ hấp thụ ánh sáng của các mẫu được đo bằng hệ thống máy quang phổ UV-VIS tại Viện Đo lường Việt Nam với quy trình hiệu chuẩn V11.M-07.10. 3 Kết quả và thảo luận 3.1 Khảo sát hình thái bề mặt và cấu trúc (SEM, EDX, Raman) Hình 1 sử dụng kính hiển vi điện tử quét trường (FESEM) để xác định phạm vi bao phủ của CNT trên mẫu trước và sau quá trình CVD. Kết quả cho thấy, với Hình 1a và 1b làm nổi bật sự tiến triển của quá trình CVD trên mẫu Cu xốp. Sau 15 phút CVD, một số đốm đen xuất hiện trên bề mặt đồng, điều này cho thấy có sự hình thành vật liệu CNT và mật độ thấp trên bề mặt

mẫu. Sau 30 phút CVD, các quả cầu đồng hầu hết được bao phủ hoàn toàn bởi màu tối của CNT, thể hiện sự phát triển đáng kể của quá trình CVD. Để đánh giá sự hiện diện của CNT, Hình 2 hiển thị kết quả FESEM ở độ phân giải cao hơn. Kết quả mẫu Cu-CNT sau 30 phút cho thấy sự phát triển đáng kể và độ phủ gần như hoàn toàn của CNT trên bề mặt vật liệu Cu xốp. Trong Hình 2b, sự phân bố của CNT được làm nổi bật, cho thấy phạm vi đường kính dao động trong khoảng 55-100 nm. Hình 3 cho thấy sự khác nhau về sự phát triển của CNT ở các thời điểm khác nhau trong quá trình CVD. Quan sát trực quan cho thấy, mẫu Cu-CNT sau 30 phút CVD có màu đen đồng đều bao phủ toàn bộ mẫu, thể hiện sự phát triển đồng đều và mật độ cao của CNT. Trong khi đó, mẫu Cu-CNT sau 15 phút CVD cho thấy sự xuất hiện của CNT với mật độ thấp thể hiện qua sự xuất hiện những vùng đen nhạt xen kẽ trên bề mặt mẫu.