Đề tài tổng hợp thành công vi cấu trúc tinh thể MoS2 bằng phương pháp thủy nhiệt, qua đó nghiên cứu tiềm năng ứng dụng trong quang xúc tác (tách H2 từ nước) của các cấu trúc lai hóa với các vi cấu trúc ô xít quang xúc tác truyền thống (TiO2, ZnO, CuO) hoặc Si bao gồm: (1) tổng hợp MoS2 có cấu trúc màng mỏng (2D) nano, gồm các pha 2H (trigonal prismatic) và 3R (trigonal prismatic, with three layers)) chứa nhiều tâm tạp, và chấm lượng tử (0D, chứa pha 1T (octaheral)) có thể điều khiển được số đơn lớp (2), nghiên cứu tính chất quang, cơ chế sinh/truyền hạt tải dưới điều kiện chiếu ánh sáng; (3) nghiên cứu các yếu tố ảnh hướng tới tăng cường hiệu suất chuyển đổi quang học dựa trên vi cấu cấu trúc MoS2 (2D, 0D); và (4) khảo sát ứng dụng quang xúc tác (tách H2 từ nước) khi kết hợp với các vật liệu ô xít kim loại quang xúc tác khác (CuO, TiO2, ZnO) hoặc Si

Về khoa học:
- Giải thích tường minh về nguyên lý, cơ chế hoạt động của tế bào quang điện tử, quang điện hóa. Giúp làm sáng tỏ vai trò của các tiền chất tham gia vào các phản ứng trong suốt quá trình thủy nhiệt, và lai hóa vật liệu
- Làm sáng tỏ cơ chế động lực học hạt tải, quá trình sản sinh, phân tách cặp hạt tải dưới điều kiện kích thích giúp nâng cao hiệu suất chuyển đổi quang điện của tế bào quang điện hóa.
- Đánh giá các yếu tố tác động đến tâm hoạt động xúc tác, tối ưu hóa và điều khiển các tham số làm tăng cường dòng quang điện hóa
Về ứng dụng: Ứng dụng trong quang điện điện tử, quang điện hóa xúc tác, tách khí H2 từ nước

Sản phẩm của đề tài:

Bài báo quốc tế (ISI):

1. Enhancing Water Splitting Activity of Photocathode Using MoS2 Flakes Deposited on Copper Oxide Nanowire, Tran Huu Toan, Thanh Binh Dinh, Tien Dai Nguyen*, Thi Bich Vu, Dai Lam Tran, Tien Thanh Nguyen, Eui-Tae Kim, Surf. Interfaces, Tập 27,  Năm 2021, Trang 101466,ISSN: 2468-0230 DOI: 10.1016/j.surfin.2021.101466

2. MoS₂ hydrogen evolution catalysis on p-Si nanorod photocathodes,Tran Chien Dang, Van Thai Dang, Tien Dai Nguyen*, Thi Hien Truong, Minh Tan Man, Thi Thu Hien Bui, Thi Kim Chi Tran, Dai Lam Tran, Phuong Dung Truong, Cao Khang Nguyen, Viet Chien Nguyen, Dong-Bum Seo, Eui-Tae Kim, Mater. Sci. Semicond. Process, Tập 121, Năm 2021, Trang 105308, ISSN:1369-8001 DOI: 10.1016/j.mssp.2020.105308

Bài báo trong nước:

1. Tính chất quang điện hóa của cấu trúc lai hóa giữa thanh nano ZnO với một vài đơn lớp MoS₂, Bùi Thị Thu Hiền, Trần Thị Kim Chi, Nguyễn Tiến Thành, Mẫn Minh Tân, Nguyễn Tiến Đại*, Nguyễn Mạnh Hùng, Trần Đại Lâm, Vũ Thị Bích,Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Khoa học Tự Nhiên.Tập 129 Số (1C), Trang 15-22, Năm 2020)ISSN: 1859-1388 DOI:10.26459/hueuni-jns.v129i1C.5710

Tổng hợp được vi cấu trúc MoS2 bằng phương pháp thủy nhiệt tại nhiệt độ thấp dưới 200 oC có điều khiển được độ dầy, chất lượng tốt chứa nhiều tâm hoạt động xúc tác.
- Tổng hợp thành công các vật liệu ô xít kim loại cấu trúc nano CuO, ZnO, TiO₂ và Si bằng phương pháp thủy nhiệt, biến tính nhiệt và ăn mòn ướt. Lai hóa với vi cấu trúc MoS2 nhằm tăng cường hiệu suất quang xúc tác lên tới gần 3 lần, từ đó công bố 02 bài báo ISI và 01 bài báo trong nước.
- Phối hợp với các đơn vị nghiên cứu trong nước như, Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện khoa học Vật liệu, Viện Vật lý VAST, Trường Đại học Tài nguyên Môi trường, Hà Nội, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Đại học Duy Tân
- Hợp tác quốc tế thực hiện đề tài với trường Đại học Quốc gia Chungnam, Trường Đại học Khoa học và công nghệ, Hàn Quốc, Trường Đại học Khoa học và Nghệ thuật, Bang Tamil Nadu, Ấn Độ

Kính đề nghị Học viện Khoa học và Công nghệ, Phòng Khoa học tiếp tục hỗ trợ kinh phí để nhóm nghiên cứu phát triển sản phẩm khoa học công nghệ của đề tài nghiên cứu phục vụ giảng dạy đào tạo, nguồn lao động nhân lực cao trong lĩnh vực quang điện điện tử, quang điện hóa, quang xúc tác và công nghệ môi trường.