Thông tin Đề tài

Tên đề tài Nghiên cứu và tổng hợp vật liệu xúc tác nano 2D họ dichalcogenides kim loại chuyển tiếp cho ứng dụng tách hydro bằng phương pháp điện phân nước
Mã số đề tài GUST.STS.ĐT2020-KHVL10
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Học viện Khoa học và Công nghệ
Thuộc Danh mục đề tài Chương trình sau tiến sỹ tạo nguồn lực khoa học công nghệ cho Viện Hàn lâm KHCNVN
Họ và tên TS. Bùi Thị Hoa
Thời gian thực hiện 01/09/2020 - 30/09/2022
Tổng kinh phí 408 triệu đồng
Xếp loại Xuất sắc
Mục tiêu đề tài

- Nghiên cứu, tổng hợp và phân tích vật liệu xúc tác nano họ dichalcogenides kim loại chuyển tiếp (TMDs) điển hình là molypden disulfua (MoS2)
- Khảo sát và đánh giá ứng dụng của vật liệu xúc tác molypden disulfua (MoS2) làm vật liệu xúc tác trong phản ứng tách nước thu H2 nhằm nâng cao hiệu suất tách với giá thành thấp, nhằm thay thế các vật liệu xúc tác truyền thống đắt tiền.

Kết quả chính của đề tài

Về khoa học:
- Đã nghiên cứu tổng hợp thành công vật liệu xúc tác 2D họ dichalcogenides kim loại chuyển tiếp dị cấu trúc MoS2; MoS2 @ graphene (MoS2 @ Gr) là những vật liệu xúc tác cho phản ứng thoát hydro đầy tiềm năng.
- MoS2 được tạo ra bằng phương pháp thủy nhiệt sử dụng dung môi hữu cơ và MoS2 @ graphene được tạo ra bằng quá trình nung trơ MoS2 ở 800oC trong 2 h.
- Cấu trúc của MoS2 @ Gr có graphene được tạo thành công tại chỗ và xen vào giữa các lớp của MoS2. Theo các kết quả phân tích XRD và HR-TEM, XPS, … graphene đã mở rộng khoảng cách giữa các lớp xen kẽ MoS2 giúp cải thiện đặc tính hóa -lí và đồng thời nâng cao hoạt tính xúc tác và độ bền của vật liệu xúc tác cho phản ứng thoát hydro trong cả môi trường kiềm và môi trường acid.
- Các vật liệu tổng hợp được có hoạt tính xúc tác và độ bền hoàn toàn có thể cạnh tranh được với các vật liệu xúc tác thương mại và vượt trội so với các  vật liệu xúc tác có cấu trúc tương tự
- Đã nghiên cứu tổng hợp thành công vật liệu xúc tác 2D họ dichalcogenides kim loại chuyển tiếp VS2 với cấu trúc nano hoa bằng phương pháp thủy nhiệt
Về ứng dụng:
- Nghiên cứu này sẽ cung cấp một kỹ thuật để tổng hợp các vật liệu có cấu trúc nano 2D lai hóa dị cấu trúc nhóm dichalcogenide với hiệu suất xúc tác tách nước hiệu quả trong các chất điện phân có tính axit và kiềm.

Những đóng góp mới

Kết quả nghiên cứu này giới thiệu phương pháp tổng hợp các vật liệu 2D TMDs bằng các phương pháp đơn giản an toàn và tiềm năng mở rộng sản xuất số lượng lớn để dễ dàng mở rộng cho các ứng dụng thực tế.

Sản phẩm của đề tài:

+ 02 Bài báo chấp nhận đăng trên tạp chí SCI-E:    
-    01 bài báo quốc tế đăng trên tạp chí Journal of Materials Science-(IF=4.7) ; “In-situ formation and integration of graphene into MoS2 interlayer spacing: expansion of interlayer spacing for superior hydrogen evolution reaction in acidic and alkaline electrolyte” Hoa Thi Bui , Do Chi Linh, Lam Duc Nguyen, Khuyen Xuan Bui, HyungIl Chang, Supriya A. Patil,Nabeen K. Shrestha,Tung Son Bui, Thi Ngoc Anh Nguyen,Sung Hwan Han, Nguyen Thanh Tung , and Pham Thy San; Journal of Materials Science volume 57, pages18993–19005 (2022)
-    01 bài đăng trên tạp chí  International Journal of Energy Research (IF=5.16). “Solvent modulated self-assembled VS2 layered microstructure for electrocatalytic water and urea decomposition” Supriya A. Patil,Nabeen K. Shrestha,Hoa Thi Bui,Vijay D. Chavan,Deok-kee Kim,Shoyebmohamad F. Shaikh,Mohd Ubaidullah,Hyungsang Kim,Hyunsik Im. Int J Energy Res. 2022; 46( 6): 8413- 8423.
+ 01 Bài báo trên tạp chí quốc gia:
01 bài đăng trên Tạp chí Nghiên cứu khoa học và công nghệ Quân sự (JMST):“Synthesis and characterization of in-situ MoS2-graphene hybrid nanostructured material”. Bui Thi Hoa, Nguyen Duc Lam, Bui Xuan Khuyen, Bui Son Tung, Man Hoai Nam, Nguyen Thi Ngoc Anh, Do Chi Linh, Duong Thi Huong, Pham Thi San. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 81, 8 – 2022, trang 122-127. DOI: https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.81.2022.122-127
- Các sản phẩm cụ thể (mô tả sản phẩm, nơi lưu giữ):
01 Báo cáo đặc trưng mô tả vật liệu MoS2 chế tạo được. (Với chỉ tiêu khoa học, kĩ thuật  Về vật liệu : Kết quả XRD so sánh được  với kết quả của sản phẩm thương mại. Về hoạt tính xúc tác: Tách H2 trong môi trường axit giá trị overpotential khoảng -0.1-(-0.2)V vs RHE. Đạt giá trị mật độ dòng 10mA/cm2 tại điện thế khoảng -0.3-(-0.5)V vs RHE)
- Các sản phẩm khác (nếu có):
Hỗ trợ đào tạo NCS. Mẫn Hoài Nam, đề tài luận án “Nghiên cứu tích hợp vật liệu plasmonic hai chiều trên cấu trúc vật liệu biến hóa hoạt động ở vùng tần số GHz” . Người hướng dẫn: TS. Bùi Xuân Khuyến (TVC của đề tài). Cơ sở đào tạo: Học viện Khoa học và Công nghệ.

Ảnh nổi bật đề tài
1675063116958-203.png