Nghiên cứu chế tạo hệ vật liệu đơn lớp phân tử diazonium trên nền graphite bằng phương pháp cấy ghép điện hóa

Tóm tắt

Biến tính bề mặt bằng màng đơn lớp phân tử hữu cơ được xem là một trong những phương pháp hiệu quả để mở rộng khả năng ứng dụng của vật liệu carbon trong lĩnh vực cảm biến điện hóa. Các phân tử diazonium thường được sử dụng để biến tính bề mặt vật liệu như graphite và graphene thông qua sự hình thành liên kết hóa học C-C giữa chúng. Tuy nhiên, khó khăn trong việc kiểm soát sự hình thành màng đơn lớp được xem là một trong những hạn chế của phương pháp này vì khả năng hoạt động hóa học rất mạnh của diazonium. Trong bài báo này, các tác giả trình bày phương pháp biến tính bề mặt vật liệu graphite nhiệt phân định hướng (HOPG) - một loại vật liệu đa lớp của graphene bằng phân tử 3,5-bis-tert-butylbenzenediazonium (3,5-TBD). Các nhóm chức tert-butyl gắn trên các vị trí 3,5 của vòng benzen làm cho các gốc aryl tự do sau khi hình thành không tương tác với những phân tử đã cấy ghép mà ưu tiên tạo liên kết với bề mặt điện cực HOPG để tạo thành màng đơn lớp phân tử. Tính chất điện hóa và hình thái học bề mặt của hệ màng đơn lớp 3,5-TBD được khảo sát bằng phương pháp quét thế vòng tuần hoàn (CV), hiển vi lực nguyên tử (AFM) và hiển vi xuyên hầm lượng tử (STM).