Luận án Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng xúc tác MoS₂/rGO biến tính với Mn và ứng dụng cho quá trình quang phân hủy Rhodamine B trong vùng ánh sáng khả kiến

rGO đạt 151,3 m2/g, lớn hơn 3,6 lần so với diện tích bề mặt riêng của GO (42,3 
m2/g). Như vậy, với diện tích bề mặt riêng lớn hơn, vật liệu rGO sẽ có khả năng hấp 
phụ tốt hơn, tạo điều kiện thuận lợi hơn cho quá trình quang xúc tác khi được tạo 
compozit với một chất bán dẫn khác [149]. 
Sự hình thành vật liệu rGO sau quá trình khử GO cũng được chứng minh 
bằng khả năng hấp thụ ánh sáng của vật liệu, như phân tích trên phổ UV-Vis (hình 
3.9) trong dải bước sóng từ 220 nm đến 800 nm. 
Hình 3.9. Phổ UV-Vis DRS của GO và rGO 
65 
Kết quả hình 3.9 cho thấy, GO hấp thụ ánh sáng ở 235 nm, tương ứng với 
liên kết * trong C-C của hợp chất aromatic, và ở 310 nm, tương ứng với liên 
kết * trong C=O [150],[151]. Điều này chỉ ra rằng, có sự tồn tại của các nhóm 
chức chứa oxi trên bề mặt của GO. Tuy nhiên, sau quá trình khử, pic ở bước sóng 
khoảng 235 nm dịch chuyển về phía xa hơn, xung quanh 270 nm [152], cho thấy có 
sự khôi phục các loại liên kết liên hợp trong vòng thơm trong rGO. Bên cạnh đó, 
pic xuất hiện xung quanh bước sóng 360 nm tương ứng với liên kết * trong 
C=O của rGO cho thấy vật liệu này vẫn còn chứa một số các nhóm chức chứa oxi 
thể hiện quá trình khử chưa thật hoàn toàn [153]. Ngoài ra, pic và bờ hấp thụ của 
rGO chỉ hấp thụ ánh sáng trong vùng tử ngoại (đến 400 nm) cho phép dự đoán rằng, 
vật liệu rGO không có khả năng quang xúc tác trong vùng ánh sáng khả kiến. 
3.1.4. Hoạt tính quang xúc tác của vật liệu rGO 
 Để xác định được vật liệu rGO đã tổng hợp có khả năng quang xúc tác phân 
hủy RhB hay không, tiến hành thử hoạt tính xúc tác của vật liệu trong hai điều kiện 
bóng tối và chiếu đèn compact. Quá trình được thực hiện trên dung dịch chất màu 
RhB có nồng độ 50mg/L, đèn compact 40W-220V. Kết quả được thể hiện trên hình 
3.10. 
Hình 3.10. Sự thay đổi nồng độ RhB theo thời gian trong quá trình quang phân hủy 
trên rGO 
Kết quả ở hình 3.10 cho thấy, sau 30 phút đầu, nồng độ RhB thay đổi đáng kể, 
66 
giảm tới 50%, trong cả hai trường hợp chiếu sáng hoặc bóng tối, với mức độ giảm 
giống nhau. Điều này cho thấy sự hiệu quả làm việc 30 phút đầu của vật liệu là do 
bản chất quá trình hấp phụ chứ không phải quang xúc tác. 
Tiếp tục theo dõi sự thay đổi về tỷ lệ C/C0 (trong đó C là nồng độ RhB ở thời 
điểm t và C0 là nồng độ ban đầu của dung dịch RhB) theo thời gian trong cả hai 
trường hợp chiếu sáng hay bóng tối đều thấy sự chênh lệch giữa hai điều kiện là rất 
nhỏ. Khi có chiếu đèn thì nồng độ dung dịch RhB có giảm đi nhiều hơn một chút so 
với khi không chiếu đèn, chứng tỏ hoạt tính quang xúc tác của rGO rất yếu, hay gần 
như không có hoạt tính xúc tác trong vùng ánh sáng khả kiến, mà chỉ thể hiện khả 
năng hấp phụ RhB. Kết quả này phù hợp với nhận định từ kết quả phân tích UV-
Vis-DRS hình 3.9. 
3.2. Kết quả tổng hợp vật liệu MoS2 
3.2.1. Đặc trưng cấu trúc vật liệu MoS2 
Một trong những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp vật liệu MoS2 bằng 
phương pháp nung chính là nhiệt độ. Vì vậy, nhiệt độ nung để tổng hợp vật liệu 
MoS2 được khảo sát trong vùng từ 450 - 650oC. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ 
nung tới cấu trúc MoS2 hình thành được thể hiện rõ nét trên giản đồ nhiễu xạ tia X 
hình 3.11. 
Hình 3.11. Giản đồ XRD của MoS2 khi nung ở các nhiệt độ khác nhau 
67 
Kết quả ở hình 3.11 cho thấy, khi nhiệt độ tăng từ 450 – 550oC, xuất hiện rõ 
nét các pic đặc trưng cho sự có mặt của MoS2 ở 2 = 33,6; 39,84 và 58,1o, và pic 
của g-C3N4 ở 2 = 27,6o (ứng với mặt tinh thể (002) thu được từ cấu trúc sắp xếp 
các hệ thơm liên hợp) [154]. Cường độ pic đặc trưng cho g-C3N4 giảm dần khi nhiệt 
độ nung càng tăng do sự phân hủy g-C3N4 càng nhiều ở nhiệt độ cao [155]. Một số 
tác giả khác cho rằng việc giảm mạnh tín hiệu này cũng có thể bắt nguồn từ việc khi 
tăng hàm lượng MoS2, trong một chừng mực nào đó, đã cản trở sự phát triển hệ 
thống liên hợp thơm trong các cấu trúc g-C3N4 [156]. Khi nhiệt độ tăng lên 600oC 
thì pic của g-C3N4 (2 = 27,6o) không còn quan sát thấy nữa, chứng tỏ không còn sự 
tồn tại của g-C3N4. Tuy nhiên, ở nhiệt độ đó vẫn chưa quan sát được đầy đủ các pic 
đặc trưng cho cấu trúc của MoS2, đặc biệt ở 2 =14,1o. Khi nhiệt độ tăng lên đến 
650oC, cường độ các pic của MoS2 mới xuất hiện với cường độ lớn hơn, sắc nét hơn 
ở mặt (002). Như vậy, ở nhiệt độ 650oC, cấu trúc g-C3N4 đã được loại bỏ hoàn toàn 
và chỉ còn lại các pic tại 2 =14,1; 33,6; 39,84 và 58,1o tương ứng với các mặt 
(002), (100), (103) và (110) đặc trưng cho pha hexagonal 2H-MoS2 [157]. Kết quả 
này chỉ ra rằng, phương pháp nung “đuổi” g-C3N4 ở nhiệt độ phân hủy của hợp chất 
này trong môi trường khí N2 để tổng hợp MoS2 đạt kết quả tốt. Do đó, nhiệt độ 
650oC được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo. 
Kết quả phân tích xác định diện tích bề mặt riêng và phân bố mao quản của 
MoS2 theo phương trình BET được trình bày trên hình 3.12. 
Hình 3.12. Đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp phụ N2 ở 77K (BET) (a) và đường phân bố 
kích thước mao quản của các mẫu vật liệu MoS2 (b) 
68 
Hình 3.12 cho thấy, đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ N2 ở 77K của 
mẫu vật liệu MoS2 không trùng nhau trong vùng áp suất tương đối 0,4 < P/Po < 
0,99. Sự phân tách này là do hiện tượng trễ giữa quá trình giải hấp phụ so với hấp 
phụ, và đồ thị có dạng trễ thuộc loại IV (theo phân loại của IUPAC) đặc trưng cho 
hệ vật liệu có cấu trúc mao quản trung bình. Diện tích riêng bề mặt của vật liệu 
MoS2 đơn chất là 14,8 m2/g và phân bố kích thước mao quản (hình 3.12b) cho thấy 
đường kính mao quản tập trung chủ yếu trong vùng 7,9 – 8,1nm. 
Kết quả phân tích phổ XPS để xác định dạng tồn tại của các nguyên tố Mo và 
S có trong thành phần của mẫu vật liệu đơn chất MoS2 được thể hiện trên hình 3.13. 
Hình 3.13. Phổ XPS của mẫu vật liệu MoS2 
Năng lượng obital Mo3d thể hiện ở hai pic khá mạnh có năng lượng tương 
ứng khoảng 229,5 eV và 232,7 eV (hình 3.13a). Các giá trị mức năng lượng này 
ứng với Mo4+3d5/2 và Mo4+3d3/2 của pha hexagonal 2H trong MoS2. Một pic nhỏ 
khác tại 226,7 eV là của S2s trong vật liệu. Bên cạnh đó, hình 3.13b cho thấy có 
một số pic khác của S2p nằm ở khoảng 162,3 eV và 163,3 eV tương ứng cho S2-
2p3/2 và S2-3p1/2 thuộc pha hexagonal 2H-MoS2 và một pic nhỏ tại 168,7 eV tương 
ứng với trạng thái năng lượng S4+ thể hiện S có trong nhóm sunfat. Năng lượng liên 
kết của các vùng Mo3d và S2p cho thấy MoS2 ở dạng đa lớp có cấu trúc lăng trụ 
tam giác với các liên kết chặt chẽ, phù hợp với dạng 2H. Trong cấu trúc này mỗi 
nguyên tử Mo được bao bọc bởi sáu phối tử sunfua với hai đơn vị S-Mo-S trong 
một ô cơ sở. 
Ngoài ra, trong phổ XPS của Mo có một pic với mức năng lượng thấp ở 
69 
khoảng 236,4 eV ứng với Mo6+ của MoO3. Hiện tượng này có thể xuất phát từ một 
số nguyên nhân. Thứ nhất, oxy sử dụng trong quá trình nung có thể gây ra hiện 
tượng oxy hóa làm cho mức năng lượng Mo4+ chuyển sang Mo6+ để tạo thành dạng 
MoO3. Thứ hai, do trong quá trình hình thành MoS2 tạo ra các vị trí khiếm khuyết 
của S (vacancy S) nên các vị trí này dễ dàng phản ứng với oxi để tạo thành MoO3 
như nghiên cứu của Ho và cộng sự [158]. Sự có mặt của MoO3 sẽ làm giảm đặc tính 
điện và quang nhưng giá trị mức năng lượng này bé nên không có ảnh hưởng gì 
nhiều đến tính chất vật liệu MoS2 tổng hợp được. Kết quả này hoàn toàn phù hợp 
với cấu tạo hóa học của vật liệu MoS2 mà một số tài liệu đã công bố trước đó [159]. 
Về đặc trưng hình thái học của MoS2, ảnh SEM của mẫu tổng hợp được thể 
hiện trên hình 3.14. 
Hình 3.14. Ảnh SEM của mẫu MoS2 
 Quan sát ảnh SEM ở hình 3.14 có thể thấy mẫu vật liệu MoS2 có cấu trúc 
dạng lớp vảy với nhiều lớp xếp chồng lên nhau. 
 Để đánh giá khả năng hấp thu ánh sáng của MoS2, mẫu vật liệu tổng hợp 
được phân tích bằng phổ UV-Vis DRS. Kết quả trình bày trong hình 3.15. 
 Hình 3.15 cho thấy mẫu vật liệu hấp thụ ánh sáng trong vùng khả kiến, với 
bước sóng hấp thụ trải dài từ 300 nm đến 800 nm, trong đó có 4 dải hấp thụ (A, B, 
C, D) nằm ở vị trí các bước sóng trong khoảng từ 350 – 450 nm và 600 – 700 nm 
thể hiện cho sự có mặt của MoS2 ở dạng đa lớp [96]. 
70 
Hình 3.15. Phổ UV-Vis DRS của mẫu vật liệu MoS2 
Dải hấp thụ A và B nằm trong vùng có bước sóng kích thích từ 600 – 700 nm 
là do có sự chuyển dịch electron khi bị kích thích trực tiếp từ vùng hóa trị lên vùng 
dẫn. Trong khi đó các dải hấp thụ C và D ứng với khoảng bước sóng 350 - 450 nm 
thể hiện có năng lượng vùng cấm trực tiếp trong cấu trúc lăng trụ tam giác của chất 
bán dẫn ở dạng pha 2H-MoS2 [160],[161]. Đây là một trong những đặc trưng quan 
trọng của MoS2 thể hiện khả năng quang xúc tác của vật liệu trong vùng ánh sáng 
nhìn thấy. 
3.2.2. Hoạt tính quang xúc tác của vật liệu MoS2 
 Để xác định hoạt tính quang xúc tác thực sự của MoS2, trước khi chiếu sáng 
bằng đèn compact (40W-220V), đặc trưng cho vùng ánh sáng khả kiến để thực hiện 
quá trình quang xúc tác phân hủy RhB (nồng độ đầu 20 mg/L), vật liệu được hấp 
phụ đến cân bằng trong bóng tối 2 giờ. Hiệu quả quang xúc tác phân hủy RhB trên 
MoS2 được thể hiện trên hình 3.16. 
Kết quả cho thấy, hiệu quả quang phân hủy RhB trên xúc tác MoS2 sau 4 giờ 
chiếu sáng trong vùng ánh sáng khả kiến chỉ đạt 20%. Như vậy, mặc dù MoS2 có 
khả năng hấp thụ tốt ánh sáng trong vùng nhìn thấy như đã nhận định qua đặc trưng 
cấu trúc, nhưng hoạt tính quang xúc tác của vật liệu vẫn còn thấp. Nguyên nhân 
chính là do vật liệu có năng lượng vùng cấm thấp dẫn đến sự tái tổ hợp electron – lỗ 
trống quá nhanh, làm giảm hiệu quả quang xúc tác của vật liệu. 
71 
Hình 3.16. Sự phân hủy RhB dưới vùng ánh sáng khả kiến của mẫu MoS2 
 Vì vậy, rất cần cải thiện hoạt tính quang xúc tác của vật liệu MoS2, và kết 
hợp với graphen tạo compozit MoS2/rGO là một trong những giải pháp đó. 
3.3. Kết quả tổng hợp compozit MoS2/rGO 
3.3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần đến đặc trưng cấu trúc và hoạt 
tính xúc tác của vật liệu compozit MoS2/rGO 
3.3.1.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần đến đặc trưng cấu trúc của vật liệu 
MoS2/rGO 
 Để khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ thành phần, 3 mẫu compozit MoS2/rGO với các 
tỷ lệ khối lượng MoS2/rGO lần lượt là 2/1, 4/1 và 6/1 đã được tổng hợp bằng quá 
trình thủy nhiệt ở nhiệt độ 180oC trong 10 giờ. Thành phần pha của các mẫu vật liệu 
được xác định bằng phân tích XRD. Kết quả trình bày trên hình 3.17. 
Hình 3.17. Giản đồ XRD của các mẫu compozit MoS2/rGO-X ở các tỷ lệ khác nhau 
72 
Kết quả cho thấy, các mẫu compozit có các pic xuất hiện ở 2 =14,1; 33,6; 
39,84 và 58,1o tương ứng với các mặt (002), (100), (103) và (110), đặc trưng cho 
pha hexagonal 2H-MoS2 [157]. Khi tỷ lệ MoS2/rGO tăng thì cường độ các pic MoS2 
tăng dần, đặc biệt ở mặt (002). Trong 3 mẫu compozit, tỷ lệ 4/1 có các pic tù hơn 
cả, thể hiện sự xen lớp che phủ rõ nét của graphen với các tinh thể MoS2 để hình 
thành nên cấu trúc compozit. 
Các đặc trưng về liên kết hóa học trong các mẫu compozit có tỷ lệ 
MoS2/rGO khác nhau được trình bày trên hình 3.18. 
Hình 3.18. Phổ FTIR của các mẫu compozit MoS2/rGO-X với các tỷ lệ khác nhau 
Kết quả cho thấy, các pic đặc trưng cho các nhóm chức Mo-S, C-OH, C-O, 
OH, C=C ở các số sóng khác nhau đều xuất hiện trong các mẫu compozit có tỷ lệ 
MoS2/rGO thay đổi từ 2/1-6/1. Cụ thể, các pic ở khoảng 530 cm-1, 620 cm-1 và 920 
cm-1 [162],[163],[164] thể hiện rõ sự có mặt của liên kết Mo-S trong các mẫu 
compozit. Các pic trong khoảng 1550 - 1650 cm-1 thể hiện sự tồn tại của các liên kết 
ở dạng lai hóa sp2 như C=C và C-O-C [165]. Bên cạnh đó, các pic ở trong khoảng 
1112 - 1393 cm-1 thể hiện cho liên kết C-O và C-OH [99]. Tuy nhiên, không có pic 
nào xuất hiện rõ ràng trong khoảng 1700 - 1900 cm-1, chứng tỏ trong các mẫu 
compozit này không tồn tại các nhóm COOH [165]. Các pic nằm trong khoảng 
3200 – 3700 cm-1 thể hiện sự có mặt của liên kết –OH của nước có trong thành phần 
rGO của mẫu compozit. Điều này có thể do mẫu rGO chưa được sấy khô hoàn toàn 
73 
và có cường độ pic lớn hơn nhiều so với mẫu MoS2 đơn chất do khả năng hấp phụ 
của rGO lớn hơn [165]. Tuy nhiên, đối với mẫu tỷ lệ 4/1, cường độ các pic này 
giảm một cách đáng kể, thể hiện cấu trúc liên kết chặt chẽ của compozit MoS2/rGO. 
Hình thái cấu trúc của các mẫu vật liệu compozit MoS2/rGO có các tỷ lệ 
khác nhau được thể hiện qua ảnh SEM và EDX trên hình 3.19. 
Hình 3.19. Ảnh SEM của MoS2/rGO(180oC-2/1) (a); MoS2/rGO(180oC-4/1) (b); 
MoS2/rGO(180
oC-6/1) (c) và phổ EDX của mẫu MoS2/rGO(180oC-4/1) (d) 
Kết quả cho thấy, các mẫu compozit có tỷ lệ MoS2/rGO khác nhau cũng có 
hình thái cấu trúc bề mặt khác nhau. Cụ thể với tỷ lệ 2/1, các lớp vảy MoS2 xuất 
hiện trên rGO khá ít (hình 3.19a). Nhưng khi tăng tỷ lệ lên 4/1 (hình 3.19b), trên 
rGO đã bao phủ lượng lớn các lớp vảy MoS2. Đặc biệt, khi tăng tỷ lệ lên 6/1, các 
lớp vảy của MoS2 xuất hiện dày đặc và có xu hướng kết tụ lại thành khối lớn (hình 
3.19c). 
Việc tăng các lớp vảy MoS2 được dự đoán là sẽ cải thiện đáng kể hoạt tính 
quang xúc tác của tổ hợp MoS2/rGO bởi MoS2 thông thường là một chất bán dẫn 
loại p với cường độ dẫn điện thấp, dễ dàng kết tụ và khả năng truyền điện tích kém, 
dẫn tới khả năng quang xúc tác thấp [166]. Tuy nhiên, khi được phân tách thành 
nhiều lớp trên một diện tích bề mặt lớn như rGO, khả năng quang xúc tác của MoS2 
74 
sẽ được cải thiện nhờ tăng khả năng chuyển điện tích cũng như giảm sự kết tụ tâm 
hoạt tính. Tuy nhiên, nếu lượng MoS2 quá lớn như trường hợp tỷ lệ 6/1, các lớp vảy 
MoS2 lại chồng lấp nhau dẫn đến hiện tượng kết tụ, không giúp tăng thêm được khả 
năng truyền điện tích hay hoạt tính quang xúc tác của vật liệu. Do đó, tỷ lệ 
MoS2/rGO 4/1 được dự đoán là phù hợp hơn cả để cải thiện hoạt tính quang xúc tác 
của MoS2. 
Để xác định tỷ lệ thành phần nguyên tố đưa vào compozit sau quá trình tổng 
hợp có đúng như tính toán lý thuyết, kết quả phân tích EDX trên hình 3.19d của 
mẫu compozit MoS2/rGO với tỷ lệ 4/1 cho thấy tỷ lệ nguyên tố Mo:S xấp xỉ 1:2, 
phù hợp với cấu trúc MoS2 trong vật liệu. Kết quả được thống kê trong bảng 3.1. 
Bảng 3.1. Thành phần của các nguyên tố trong mẫu compozit MoS2/rGO 
Nguyên tố Mo S 
% nguyên tố 1,25 2,18 
Để có thể xem xét kỹ hơn về hình thái học cấu trúc của vật liệu MoS2/rGO 
có tỷ lệ 4/1, mẫu được chụp ảnh TEM và HRTEM. Kết quả thể hiện trên hình 3.20. 
Hình 3.20. Ảnh TEM (a) và HRTEM (b) của mẫu compozit MoS2/rGO(180oC-4/1) 
Ảnh TEM của mẫu MoS2/rGO (4/1) cho thấy vật liệu có cấu trúc lớp mỏng 
với các mảng màu đen của MoS2 phân tán trên lớp màng rGO tương đối trong (hình 
3.20a). Khi sử dụng ảnh có độ phân giải cao, HRTEM (hình 3.20b), có thể quan sát 
thấy các lớp MoS2 xen kẽ giữa các tấm rGO, liên kết chặt chẽ với nhau tạo thành 
các phân tử có cấu trúc nano dạng không gian ba chiều. Trong compozit, cấu trúc 
75 
MoS2 được tách ra khoảng 3 đến 5 lớp và khoảng cách giữa các lớp là d = 0,64 nm 
ứng với mặt (002) pha hexagonal 2H-MoS2, lớn hơn so với d = 0,62 nm của MoS2 
dạng đa lớp [167]. Các ảnh TEM cho thấy các tấm rGO đóng vai trò quan trọng 
giúp làm giảm được sự kết tụ các vảy MoS2 trong compozit. Đặc điểm này vừa giúp 
tăng diện tích bề mặt, khả năng thấm ướt, vừa tăng khả năng hấp thụ ánh sáng của 
vật liệu, dẫn tới tăng khả năng ứng dụng quang xúc tác của MoS2. 
Mức độ cải thiện về diện tích bề mặt riêng theo phương trình BET và cấu trúc 
mao quản của vật liệu compozit MoS2/rGO được thể hiện trên hình 3.21. 
Hình 3.21. Đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp phụ (a) và đường phân bố kích thước mao 
quản (b) của các mẫu vật liệu MoS2/rGO(180oC-X) với X =2/1, 4/1 và 6/1 
Quan sát hình 3.21 có thể thấy, đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp phụ N2 ở 
77K của các mẫu vật liệu MoS2 và MoS2/rGO trong vùng áp suất tương đối 0,4 < 
P/Po < 0,99 không trùng khít mà có dạng trễ thuộc loại IV (theo phân loại của 
IUPAC) đặc trưng cho hệ vật liệu có cấu trúc mao quản trung bình. Diện tích bề 
mặt riêng của mẫu compozit MoS2/rGO-2/1 (S = 102,6 m2/g) cao hơn so với các 
mẫu compozit MoS2/rGO-4/1 (S = 88,1 m2/g) và MoS2/rGO-6/1 (S = 30,6 m2/g) do 
lượng MoS2 đưa vào trong các tổ hợp tăng dần, chiếm chỗ các mao quản trong rGO 
ban đầu, làm giảm dần diện tích bề mặt riêng của tổ hợp. Điều này phù hợp với 
nhận định về mức độ phân tán các lớp vảy MoS2 trong các compozit có tỷ lệ 
MoS2/rGO khác nhau như đã quan sát thấy qua ảnh SEM hình 3.19 đã phân tích ở 
trên. Đường kính mao quản của vật liệu tập trung trong khoảng 3-5 nm. 
76 
Một đặc trưng khác của compozit MoS2/rGO được phát hiện thấy khi phân 
tích phổ Raman (một trong những kỹ thuật quan trọng cho biết về các dao động và 
sự hình thành của rGO và MoS2/rGO (4/1) lai hóa), đó là so với đơn chất MoS2, sự 
có mặt rGO làm xuất hiện nhiều vị trí khuyết tật hơn trong vật liệu. Sự hình thành 
compozit giữa MoS2 và rGO cũng được khẳng định qua phân tích phổ Raman. Kết 
quả thể hiện trên hình 3.22. 
Hình 3.22. Phổ Raman của MoS2 và MoS2/rGO (4/1) 
Hình 3.22 cho thấy, trong vật liệu MoS2 đơn chất, có hai pic đặc trưng ở các 
số sóng khoảng 378 cm-1 và 404 cm-1 ứng với dao động của và A1g của pha 
hexagonal tinh thể MoS2 [168]. Trong đó, phản ánh dao động trong mặt phẳng 
và A1g phản ánh dao động bên ngoài mặt phẳng của liên kết MoS2. Giá trị năng 
lượng ( ) giữa hai pic của Raman sẽ cho biết MoS2 là dạng đơn lớp hay đa lớp. Cụ 
thể ở đây, từ hình 3.22 có thể thấy giữa 404 và 378 cm-1 là 26 cm-1, đặc trưng cho 
MoS2 ở dạng đa lớp [169]. Trong khi đó, với mẫu compozit thì các pic xuất hiện ở 
khoảng 380 cm-1 (dao động bên trong của liên kết Mo-S) và 405 cm-1 (dao động bên 
ngoài của nguyên tố “S” trong liên kết Mo-S) có cường độ giảm rất nhiều so với 
mẫu MoS2 đơn chất, phù hợp với pha 2H-MoS2 là dạng đơn lớp [170]. Cường độ 
pic thấp hơn pic A1g chứng tỏ trong cấu trúc tinh thể của vật liệu có chứa nhiều 
vị trí khuyết tật và nhiều các cấu trúc ở cạnh biên [171]. Điều này làm tăng khả 
năng hoạt tính quang xúc tác của vật liệu. Bên cạnh đó, các giá trị pic ở 1330 cm-1 
và 1590 cm-1 là các dao động thở D và G của rGO tương ứng với các vị trí khuyết 
77 
tật và các nguyên tố cacbon dạng lai hóa sp2 trong mẫu compozit MoS2/rGO [100]. 
Điều này thể hiện sự có mặt của rGO liên kết với MoS2 để tạo compozit trong quá 
trình thủy nhiệt. Mặt khác, tỷ số cường độ pic ID/IG của mẫu compozit có giá trị là 
1,41 thấp hơn so với giá trị ban đầu của rGO (ID/IG = 1,72) chứng tỏ có sự lai hóa 
của các lớp MoS2 với các tấm rGO để tạo compozit. Điều này dẫn đến giảm kích 
thước và mật độ các vị trí khuyết tật trên bề mặt của rGO và được thể hiện rõ ràng 
qua phương pháp đo BET về sự giảm diện tích riêng bề mặt của vật liệu của 
compozit so với rGO. 
Để xác định thành phần các nguyên tố, trạng thái hóa trị, trạng thái điện tử 
của các nguyên tố có trong mẫu MoS2/rGO, phổ XPS được sử dụng và kết quả được 
thể hiện trên hình 3.23. 
Hình 3.23. Phổ XPS của các nguyên tố Mo3d (a); S2p (b); C1s (c) và O1s (d) mẫu vật liệu 
MoS2/rGO(180
oC-4/1) 
Kết quả ở hình 3.23a chỉ ra rằng các trạng thái năng lượng liên kết của S2s, 
Mo4+3d5/2, Mo4+3d3/2 and Mo6+ lần lượt tương ứng với các pic tại 226,7 eV; 229,2 eV; 
78 
232,5 eV và 235,5 eV [102]. Sự xuất hiện các pic đặc trưng cho Mo4+3d5/2, Mo4+3d3/2 
và S2s chứng tỏ sự có mặt của liên kết S-Mo-S trong MoS2. Giá trị năng lượng pic 
tại 235,5 eV tương ứng với Mo6+ trong các hợp chất MoO3 or MoO42-. Nguyên nhân 
xuất hiện pic này là do trong quá trình nung để hình thành MoS2, sự có mặt của oxi 
đã thực hiện quá trình oxi hóa Mo4+ đến Mo6+. Ngoài ra, kết quả ở hình 3.23b cho 
thấy các giá trị năng lượng pic ở 161,9 eV và 163 eV đã chỉ ra với sự có mặt của S2-
2p3/2 và S2-2p1/2 của tiểu phân S2- trong MoS2 [110]. Tất cả các giá trị năng lượng liên 
kết ở các pic của nguyên tố Mo3d và S2p trong compozit đều có sự dịch chuyển so 
với các giá trị pic của các nguyên tố Mo3d và S2p trong mẫu vật liệu MoS2 đơn 
chất như quan sát thấy trên hình 3.24. 
Hình 3.24. Phổ XPS của các nguyên tố Mo3d (a) và S2p (b) của các mẫu vật liệu 
MoS