Nghiên ứu ảnh hưởng ủa một số thông số ông nghệ tới khả năng tự làm sạh và biến đổi tính hất ủa vải bông 100% sau xử lý bằng nano oxit tổng hợp theo phương pháp sol gel

Quá trình ph nhúng - dip coating.. Quá trình ph nhúng - dip coating.

-

NGUY N PHI TH O LINH  

NGHIÊN CU NHăH NG C A M T S THÔNG S     CÔNG NGH T I KH    NĔNGăT LÀM S CH VÀ BINăĐI  TÍNH CH T C   A V I BÔNG 100% SAU X LÝ B    NG NANO OXIT T NG H  PăTHEOăPHNGăPHỄPăSOL -GEL

LI CMăN

Tác gi xin chân thành bày t lòng c  n th y giáo -  Ti

u th i gian tâm huy t, t  ng d n tôi trong sut quá trình thc hin lu

Tôi xin g i l i c  i toàn th Th y, Cô giáo trong Vi n D t May - Da Gi    y

và Th i Trang -  i H c Bách Khoa Hà N n tình gi ng d y và truy  n

t cho chúng tôi r t nhi u ki n th c b ích v chuyên ngành Công ngh v t li u d         t may;

c cTh y, Cô c  i h c -  ng i  

H c Bách Khoa Hà N i         nh ph H Chí  Minh u king thu n l i cho chúng tôi h c t p trong su t hai     

c qua;

Cuc g i t i Lãnh o, các b   ng nghi p ti Phân Vi n D t May t i TP HCM    n tình và tu ki n thu n l   tôi hoàn thành lua mình

Hc viên

Nguy n Phi Th o Linh  

MC LC

LIăCMăN i

LIăCAMăĐOAN ii

MCăLC iii

DANHăMCăCỄCăBNG vi

DANHăMCăCỄCăHỊNHăV,ăĐăTH vii

MăĐU x

CHNGă1.ăTNGăQUAN 1

1.1.ăTngăquanăvềăcácăphngăphápăhoƠnăttătoăchcănĕngătălƠmăschăchoă viăbông 1

 1

 2

1.2.ăngădngăcaăviătălƠmăsch 6

1.3.ăTngăquanăvềăcácăphngăphápăchătoănanoăoxit 7

 7

 9

Sol Gel 9

 9

1.4.ăToămƠngăbngăphngăphápăSol-Gel 10

-Gel 10

 11

 Gel [6] 12

 14

 Gel [6] 15

 Gel 18

 Gel 18

1.5.ăTngăquanăvềănguyênăliuăviăbông 19

  19

 20

 22

 23

1.6 TngăquanăvềăchtăbánădnăquangăxúcătácăTiO2 24

2 24

1.6.2 2 [12] 25

1.6.3 TiO2 [13] 28

1.6.4  30

1.6.5 TiO2 36

1.7.ăTngăquanăvềăhpăchtăSiO2 [14] 39

 39

2 41

2 41

1.8.ăTngăquanăvềălpămƠngăTiO2-SiO2 42

KTăLUNăCHNGă1 44

CHNGă 2 ĐIă TNG,ă NIă DUNGă VĨă PHNGă PHỄPă NGHIểNă CU 45

2.1.ăĐiătngănghiênăcu 45

2.2.ăMcătiêuănghiênăcu 45

2.3.ăNiădungănghiênăcu 45

2.4.ăPhngăphápănghiênăcu 45

 45

 46

 51

 53

KTăLUNăCHNGă2 55

CHNGă3 KTăQUăVĨăBĨNăLUN 57

3.1.ăKh nĕngăhìnhăthƠnhămƠngănanoăoxitătrênăbềămặtăvi 57

                g  57

 61

3.2.ăăKhănĕngătălƠmăschăcaăviăbôngăsauăxălỦ 63

 63

3.2.2 Kh        2 và TiO2/ SiO2 67

3.3.ănhăhngăcaăquáătrìnhăxălỦătălƠmăschătiătínhăchtăcaăvi 69

                69

 70

  72

     72

KTăLUNăCHNGă3 74

KTăLUNăCHUNG 76

TĨIăLIUăTHAMăKHO 78

PHăLC 80

DANH MC CÁC BNG

B ng 1 Thành ph  21

B ng 2  c tính c u trúc c a các d ng thù hình c a TiO    2 26

Bc tính cu trúc ca các dng TiO2 30

Bt tên m u v i thí nghi m 46   

B ng 5 Thông s m u v   i bông 47

B ng 6 Hóa ch t s  d ng trong thí nghi m 47 

B ng 7 B ng l  c ép  c a các m u x lý t làm s   ch 52

B ng 8 M i quan h c   a các giá tr góc tip xúc và tính tht 63

B ng 9 B ng so sánh kh     làm sch vt bn cà phê c a các m u v  i bông 100% theo th i gian 68 

B ng 10 B ng so sánh kh     làm sch vt bc nho c a các m u   vi bông 100% theo thi gian 68

B ng 11 K t qu thí nghi m góc h i nhàu c a các m u v i 70     

B ng 12 K t qu thí nghi  mao d n c a các m u v i 70    

B ng 13 K t qu thí nghi thoáng khí c a các m u v i 72   

B ng 14 K t qu thí nghi m kh   n lý m c a vi 73

DANH MC CÁC HÌNH V,ăĐ TH 

c trên b m t lá sen và trên b m t v i 1     

Hình 2 Bi cho th y gi  c cu n tròn và làm s ch b m t v i 2        

Hình 3 Các lc ti p xúc trên b m t vi 2   

Hình 4 Gic trên b m t k   c (b) 3

Hình 5 Hình nh so sánh kh  m hút c a b  m t v lý và b m t vlý ph nano b c 3 

Hình 6 Hình nh gic trên b  m t v  t làm sch c a l p ph d   làm sch 4

  t làm s ch c a v i ph TiO    2 5

Hình 8 ng d ng c a v i t   làm s ch trong qu c phòng 6  

Hình 9 ng d ng c a v   i t làm s ch trong ngành d t may 7  

Hình 10 Mô phng quá trình th y phân 13 

Hình 11 Hình nh mô ph ng quá tr  13

Hình 12 Mt s  màng Sol-Gel 16

Hình 13 Quá trình ph nhúng - dip coating 16 

c c a quá trình ph quay (spin coating) 17   

Hình 15 Hình ng bông và bông v i 19 

Hình 16 Hình nh c u trúc c  20

Hình 17 Các dng thù hình khác nhau c a TiO 2: (A) rutile, (B) anatase, (C) brookite 25

Hình 18 Khi bát di n c a TiO  2 26

Hình 19 Cu trúc tinh th c a TiO  2: (A) rutile, (B) anatase 27

Hình 20 Cu trúc tinh th c a TiO  2 brookite 28

Hình 21 Ph quang d n c a màng anatase và rutile 29  

ch xúc tác quang c a ch t bán d n 32   

Hình 23 Gi ng c a pha anatase và pha rutile 34 

Hình 24 S hình thành g c OH* và O 2- 35

Hinh 25 Các dng tinh th c a silica 41  

Hình 26 Hình nh các hóa ch t s  d ng 47

Hình 27 Hình nh cà phê sáng t o 48 

Hình 28 Hình c nho Patritti 48

Hình 29 Máy rung siêu âm Power Sonic 405 49

Hình 30 Máy ngm ép thí nghi m 49 

Hình 31 T  s nhiên 50

Hình 32 Các dng c thí nghi m 51  

Hình 33 Hình nh sol TiO2 52

Hình 34 Kính hi n t quét Zeiss 53

Hình 35 Hình nh ch p SEM c a m  u v lý (m u 0) 57 

Hình 36 Hình nh ch p SEM c a m  u v i bông x lý TiO  2(mu A1) 58

Hình 37 Hình nh ch p SEM c a m  u v i bông x lý TiO  2 (mu A2) 58

Hình 38 Hình nh ch p SEM c a m  u v i bông x  lý TiO2 (mu A3) 59

Hình 39 Hình nh ch p SEM c a m  u v i bông x lý TiO  2/SiO2(mu B1) 60

Hình 40 Hình nh ch p SEM c a m  u v i bông x lý TiO  2/SiO2(mu B2) 60

Hình 41 Hình nh ch p SEM c a m  u v i bông x lý TiO  2/SiO2(mu B3) 61

Hình 42 Bi FTIR c a m  62 lý Hình 43 Bi FTIR c a m u bông x lý dung d ch TiO    2 62

Hình 44 Bi FTIR c a m u bông ph dung d ch TiO    2/SiO2 63

Hình 45 Hình nh gic trên m u v  lý (m u 0) 64 

Hình 46 Hình nh gic trên mu vi bông x lý dung dch TiO2 (mu A1) 64

Hình 47 Hình nh gic trên mu vi bông x lý dung dch TiO2 (mu A2) 64

Hình 48 HSình nh gi t  c trên mu vi bông x lý dung dch TiO 2 (mu A3) 65 Hình 49 Hình nh mô ph ng góc ti p xúc gi    c trên m u v i bông x    lý dung d ch TiO 2 o) 65

Hình 50 Hình nh gic trên m u v i bông x lý dung d ch TiO    2/SiO2 (mu B1) 66

Hình 51 Hình nh gic trên m u v i bông x lý dung d ch TiO    2/SiO2 (mu B2) 66

Hình 52 Hình nh gic trên m u v i bông x lý dung d ch TiO    2/SiO2 (mu

B3) 66

Hình 53 Hình nh mô ph ng góc ti p xúc gi   c trên m u v i bông x   lý dung d ch TiO 2/SiO2 (0o o) 67

Hình 54 Bi   th hi n góc h i nhàu c a các m u v i 70    

Hình 55 Bith  hi mao d n c a các m u v i 71    

Hình 56 Bith  hi thoáng khí c a các m u v i 72   

Hình 57 Bi   th hi n kh  n lý m chung c a các m u v i 74    

M  ĐU

1 Lý do chnăđề tài

 ng b n r n v i công vi c nên không có th      làm s ch v t b n trên qu   c bi t là nh i làm trong b p, nh ng quân  nhân hong trong th i ti t kh c nghi t Bên c    ông ngh c a l p ph t     làm s   n nhanh chóng trong nh   c ng d ng trong nhic Trong các ng d ng ngày càng r ng l n c a hi u ng t làm        

schng v s n ph m may m c t làm s     ch   nhc s quan tâm l n Công ngh   n m t gi i pháp m i v vi c t o ra v i t làm s ch,         không nh ng cho l i ích v k    thut mà còn cho hi u qu v m t kinh t     

L p ph t làm s ch g m 2 lo     c và k  c L p ph k   c làm sch

ng lên gi t  u là gi   m t v i S

lc mang theo b i b n     i b m t v i Trong khi l p  ph c có

mc tính khác: nó có th phá v liên k t hóa h   c a  c b i b n và vi i ánh sáng mt tri

Nc tính c p thi t c a v   , lu n hành nghiên c u ti  nh

ng c a m t s thông s công ngh t i kh         làm s ch và bi i tính ch t 

ca vi bông 100% sau x lý bng nano oxit t ng h Sol-Gel

2 L ch s nghiên c u   

u v vi c t làm s ch hàng d t xu t phát t nh ng chi        i bàn và nh ng qu n áo b dính b   u vang và các v t b n khác; ho  c các mái che, l u b t luôn s ch s mà không c n ph i gi t hay lau chùi D a trên s         phát tric hoàn t t t làm s ch cho hàng d t may vài th    p

k qua, khái ni m t làm s   c m r ng bao g m trang ph c làm s    th, rèm c a không b bám mùi thu c lá và các t   a b nh vi n có kh    

t kh  trùng

V i khoa h c công ngh ngày càng phát tri      ng nhu c u trong cu c

s ng, ngành d ng d ng và nghiên c u t o ra các s n ph    

c bi ch ng cháy, ch ng n, ch ng th m, di t khu n       

Công ngh x hoàn t t v i t làm s ch là m  lý     ng phát tri n m i c a ngành   

dc trên th gi ng tQu c, M ,  

, Úc S n ph m d t may t làm s    i ánh n ng m t tr i s gi m thi u ô      nhing và gi m thi u các chi phí trong quá trình s d   t git, cht t y c

3 Mcăđíchănghiênăcu c a lu năvĕn,ăđiătng, phm vi nghiên c u 

Khu ki n công ngh phù h p c a quá trình hoàn t t     

t o kh    làm s ch cho v i bông 100% v i tác nhân là nano oxit ch t o t     i Vit Nam

ng bii tính ch t c a v i bông 100% sau x lý t làm s ch      

4 Tóm ttăcôăđng các lunăđimăcăbnăvƠăđóngăgópămi ca tác gi 

Lu u t ng quan v  t to chlàm s ch cho v i bông, t ng quan v       t o nano oxit T  

hi u chung v   -Gel

Lu  t ng quan v nguyên li u v i bông, ch t bán d n quang xúc tác     TiO2, h p  cht SiO2 và l p màng TiO 2-SiO2

Th c nghi m t ng h p nano oxit b    -Gel và s d ng chúng  

 hoàn t t cho v i bông, t     thông s t quy trình x lý hoàn t t  ch làm s ch trên v i bông b ng nano oxit   

Lu  h c nh ng  ng c a quá trình x   lý hoàn tt t  làm

Tìm hi u t ng quan v nguyên li u v i bông, ch t bán d n quang xúc tác TiO       2,

h p ch t SiO  2 và l p màng TiO 2-SiO2

Nghiên cu th c nghi m ki m ch ng    

Tin hành thí nghi m t o kh     làm s ch cho v  o l p màng TiO2 và l p màng TiO 2-SiO2 ng th   p màng lên b m t v i bông   

- nh góc h i nhàu ( tiêu chun ISO 2313-72)

-  mao d n (tham kh o tiêu chu n TCVN 5073)   

-  thoáng khí (tiêu chun ISO 9237-95)

- nh kh  n lý m c a v  i (tiêu chu n AATCC 195-2012) 

6 Kt lun

Luthc hi n t ng h p thành công    Sol-Gel

Ng m -  Ép - Sy - nh hình nhi t ti n hành ph l p      màng nano oxit lên v i V i sau x lý có kh      làm si xúc tác c a ánh 

n ng m t tri

Qua các k t qu thí nghi   ch ra s  ng c a quá trình 

x lý t làm sgây ra cho tính cht ca vi bông 100%

CHNGă1.ăTNG QUAN 1.1 T ng quan v  ề cácăphngăphápăhoƠnătt to chcănĕngăt làm s ch cho v i bông

1.1.1 T ng quan v các c ề ăch  t làm sch ề ặt [1] b m

a Căch  t làm s ch c a l  p ph ỵ n ậ Căch k c làm s ch c a lá sen   : Các nhà nghiên c u gi i thích r ng k t c u b m t c a lá sen v n không th         m

c bao ph b i các kh i     u, ngoài ra còn có nh ng s i  lông nh   trên các  Khi có m t gi ng b m t này, nó ch   

có th n c trên ng n c a nh ng s i lông nh Gi     c này s   i l

b i các túi khí   i và cu i cùng thì b   tut kh y, v i t  làm sc t o ra b ng cách bi  i c u trúc hình tr c  bông c 

bông c bao ph trong l o nên l p 

ng lên v i, các gi t   c n m trên 

 và  l i b i kho i và cu i cùng gi c b tu t  

khi vi Vc gi là vi siêu k c

Hình 1 Nước trên b mề ặ t lá sen và trên bề mặt vải

Nh ng gi c trên b m t k    c n m nghiên thì  n tròn Khi gic cu n tròn trên b m t, các h t b    c lo i b do l c h p th     ch t b n c a gi  c c ma sát gi a h t b i bám trên b m t v i Thông      

ng, l c c n thi      lo i b b i b n th p do khu v c ti p xúc gi a b i b n và b        

m t v nh K t qu là gi i    c làm sch  v i b ng cách cun theo b i b n   

khi b t m

Hình 2 Biều đồ cho th y giấ ọ t nư ớc cuộn tròn và làm s ch b mạ ề ặ t vải

b Căch  t làm s ch c a l  p ph aănc

L p ph    c  ph s n quang xúc tác làm cho l p ph  phá v liên k t hóa h  c a c các ch t h  i b n, ch t ô nhi m) trên v  i Cht xúc tác quang là ch ph n ng quang hoá   Cht xúc tác quang khi

c chi u b ng ánh sáng thích h p có th t o ra m t lo t quy trình gi       n

ng oxy hoá-kh và các phân t d ng chuy n ti p có kh          -kh 

m nh B ng cách s d ng ph n ng quang hóa nh vào ch t xúc tác quang, các ch        t

b n h   b phân hc [2]

1.1.2 Công ngh x  lý hoàn tt t làm s ch cho v i  

a T o v i t làm s ch b ng u hi ng lá sen

Hình nh gi  c trên b m t v    c mô ph ng  trên 

Hình 3 Các lực tác động khi nướ c tiếp xúc trên b mề ặ t vải

B m t nhám (l i lõm) có hi u ng lá sen làm gi m kh        c c a các lo i v c Khi góc (>900) thì kh  thm t trên b m v gi t i u

c gic do 2 nguyên t hydro và oxy t o ra    u ki n 

ng, các liên k t hydro trong c u trúc c  ng kéo các

phân t   c l i v i nhau N u không   chu m t l   ng nào quá l n t môi  

 c s   ng co c m và co l i thành các kh i hình c u ch     

u trên m t ph ng B m t nhám (l    n vi c ti p xúc  trc ti p gi c và m t v i  ng l i thành t ng kh i nh và    gây ra hit ngoài C u trúc l i lõm này     n t i thi u s  

tip xúc tr c ti p gi a b i và v    i, tu ki  gi c cu n l y b i b   

kh i m t vi,   t t o ra vi t làm s ch 

(a) (b)

Hình 4 Giọ t nư ớc trên b mề ặ t kỵ nước (a) và ưa nước (b)

b T o v i t làm s ch b ng l p ph phân t b   c chng thmănc

L p ph   chng th c t o b i phân t nano b c có th s d     ng   s n xut

qu n áo và các m t hàng may có kh     i b c L p ph  nano giúp v i ch ng th  c b  u nano hydrocacbon Các b u nano 

c 1/1000 so v c s  c thêm vào v   t o ra hi u ng t làm s   ch mà không làm gi b n c a bông

(a) B m t v lý (b) B   m t v  lý

Hình 5 Hình nh so sánh kh ả ả năng thấm hút c a b m ề ặ t vải chưa xử lý và b ề

mặt vải đã xử lý ph nano b c ạ

c X lý hoàn t t d làm sch v i các tác nhân không c n xúc tác ánh sáng  

B m t d làm s ch là b m t th         c ng b nh m l n v i ch    c

 làm s ch c a    u Không gi   m t d làm

s ch thì m n    L c h p th b m t th p do s gi       ng dn gim kh

  k t dính b m t   u này làm c b y lùi, hình thành các gi  c và cun tròn B m t d làm s    ng là b m   c, th   ng thm d u, vì v y chúng thích h p s d ng trong nhà t m      

Căch: u khác bi  n p ph b m t d làm s ch là l p ph        

c và có kh   làm s ch mà không ph thu  ng c a ánh sáng Các h t nano khi  c ph trên b m t v i s ng u r t cao v      có      c,

t   áng khá cao trên b m t v i L    p t lche ph h u hi u cho b m t, các gi     c khi ti p xúc v i b m    nano s 

Bt li

- Các gic khô riêng bit,  i b  l i b n m c dù b i d b    loi b

- Khi ch có m ng nh  c ti p xúc, gi c ch y tràn ra kh i b m   t hình thành s    c

d X lý hoàn t t t làm s ch b ng cách t o l p ph         aănc v i xúc tác ánh sáng

L p ph   c giúp phá v  liên k t hóa h c c a b i b n v i v i khi ti p xúc       

v i ánh sáng  c g i là quá trình t làm s  ch   mô

ph ng    t làm sch ca vi thông qua quá trình quang xúc tác

Hình 7 Hình cơ chế ự t làm sạch ca vải ph TiO 2

Có r nhi u ch t bán dt   c s d ng làm ch  TiO Trong , TiO n hình nh t TiO c chi u sáng 

bng m t tr i, electron trong TiO  2 s  ch y t vùng hóa tr lên vùng d n,  

-) và l   hình thành b m t quang xúc tác Các  electron âm và oxy s   k t h p hình thành O2-, trong khi các l  c

s t o ra các g c hydroxyl OH   * B i vì c 2 s n ph   u là ch t hóa h c không  

b n, khi các ch t h   i b n, ch t ô nhi m và các phân t vi mô ti p xúc    vào b m t quang xúc tác, nó s k t h p v O     i 2- và OH* và hình thành CO2 và H2O

L p ph   c h i, không t i d   lý x 1.2 ng d ng c  a v i t làm sch

a ng dng c i ta v làm schătrongăcácălƿnhăvc

S n ph m d t may dùng trong y t :    S d ng làm ga, g i c a b nh nhân trong     các bnh vi n 

S n ph m d t may    dùng trong qu c phòng : ng d ng    dùng, trang

b cá nhân trong các ho ng t p luy ng có mng b i b n  

 : b t che, võng, balo, qu n áo, giày v i  

Hình 8 ng d ng c ụ  a vả ự i t làm sạch trong qu c phòng ố

S n ph m d t may dùng trong th thao:     trang ph c dành cho nh ng ho  ng ngoài trng b i b n ví d    chuy n bãi bi 

Hình 9 ng d ng c ụ  a vả ự i t làm sạch trong ngành d t may ệ

V i dùng làm b c gh , th m:     là v t d ng d bám b i b n và khó gi t, vì v      y ngày ngay nay v i b c gh r   t cn có ch làm sch

S n ph m d t may trong hàng gia d ng:     ví d   i n m, rèm c a, 

ng d ng r ng rãi trên th  ng, v a h p v sinh, v a         n s nhi m trùng,  lây b nh dùng trong b nh vi n, hàng th     ng phi và các lo vi i ngoài tr i

1.3 T ng quan v  ề cácăphngăphápăch  t o nano oxit

1.3.1 Phngăphápătruyền thng

n th ng có th mô t      d ng kh i sau: 

 n (1) có nhi m v tính toán thành ph n nguyên li u    

  t c các mu   t t l c a s n ph m  mong mun (2) có nhi m v nghi n m n nguyên li     n tích tip xúc gi a các ch t ph n ng và khu       u các ch t trong h n h p   

Nng ph i li u ch    i 20 gam có th nghi n m n trong c i mã não Vì c    i chày b       c c bi t là ph ng, nên trong quá trình nghi  n

p chi li u l i trong khe rãnh c a c i làm    sai l ch t l các ch t trong ph n ng Có th         t ít dung môi trong quá trình nghi c hi u qu t   Nên ch n lo i dung môi d thoát ra kh   i

ph i li u trong quá trình nghi n (có th      u etylic ho  

n (3) nh ti p xúc c a các ch t ph n ng      dày

c a m u tùy thu c vào khuôn và m      d n nhi t c a kh i li u Áp l c nén tùy     

u ki n thi t b có th t t i vài t n/cm       2 Th c ra ngay c khi dùng thi t b    nén tn thì trong viên ph i li a kho ng 20% th tích là l   

tin hành nghi n tr n, ép viên, nung l i l n th       c n n hành nung vài ti

l y Khi nào trong ph XRD   u x tia X) cho bi t s  n

pht chu mi xt thúc ph n ng  

g i là precursos có t l ion kim lo      p thc c a ch t c n t ng h    p, chun b h n h p dung d ch ch a 2 mu i tan r i th c hi n ph n           ng k t t a 

 i d ng s i v ng kính <1mm, nhi  t ng h p không c n cao Sol là m t   

d ng huy n phù ch a các ti   ng kính kho ng 1- 100 nm phân tán trong ch t l ng, còn gel là m t d ng ch t r n n a r      n gi dung môi trong 

h cht ri dng keo ho c polime 

Sol-Gel là m t trong nh ng k   thu t thành công nh ch  t o v t li u oxit kim  loc nano v  c tính mong mu n 

a Phngăphápăkt tinh pha l ng 

Gi  tr ng thái cân b ng gi a pha l ng và pha r n (g i là gi       tr ng thái

t) thông tin quan là tr ng nh  xây d ng k thu t ch t o v t li u theo       

 i l nh pha l ng c a c u t A nguyên ch    n nhi t 

 nóng ch y c a A (T  A) thì b  u x y ra quá trình k t tinh pha r n A   

Quá trình này có s b c t do b ng 0 nên x y ra m t nhi        nh trong khi làm l nh Quá trình k  n: T o m m tinh th và phát tri   n

m m M m tinh th    ng hong h p ph i

    ng m m k t tinh càng nhi u thì tinh th s n ph m có kích      

c càng bé Khi cc tinh th    c l i g n m t  

m m k t tinh vào tr  t trong lòng pha l ng r i ch n ch thích h p gi a       

t làm l nh và t  quay trc và tin hành k t tinh trong m t th  i gian dài

b Phngăphápăkt tinh t pha th y tinh  

Có m t s   ng h p mu n t ng h p pha tinh th ph          n trung gian t o thành pha th y tinh, r i t pha th y tinh m i ti n hành quá trình k       t tinh pha tinh th c n thi t v i s có m t ch t gây m m (trong k thu t g          i là cht xúc tác) Vic chuy n t pha th y tinh sang pha tinh th       n quan tr ng trong s n xu t v t li u m i g i là xitan Nguyên t c chung c a s n xu         

c hy h t hoàn toàn ph i li u v i s có m t c a ch t xúc        tác  n quan tr ng nh t c a s n xu t xitan là s hình thành m m k t tinh        trong khi th y tinh có m t ch  2, P2O5, ZnO c

kh i th y tinh trong su  i ta làm ln nhi  c n thi t r i   nhi

 i ti n hành k t tinh 

1.4 T o màng b ngăphngăphápăSol Gel

-1.4.1 Gii thiu về phngăphápăSol-Gel

Sol-Gel là m k ra hình d Quá trình Sol-Gel  nh

PhSol-Gel  c nghiên

c  ãi vào   1970, ngày nay Sol-Gel    trong khoa h

1.4.2 Nhng khái nimăcăbn

a Precursor: Là nh ng ph n t        t o nh ng h     o c tthành t các thành t kim lo  c bao quanh b i nh ng ph i t khác    nhau Các precursor có th là chi hay hi

Công thc chung c a precursor: 

M(OR) x

Vi:

M: kim loi,

R: nhóm ankyl có công thc CnH2n+1

Tùy theo v t li u c n nghiên c u mà M có th là Si, Ti, Al hay kim lo i h      

xysilan (™OS), Tetraethoxysilan

c Gel: M  el là m t  tr à ch  à r    

  m t m       ành ph      thành gel S  ành m 

 pH hoàng rào c

 h ành gel Nth ình thng thì

s là gel khô, nêu t  s à gel khí [3] 1.4.3 Din bin quá trình Sol Gậ el [6]

Quá trình phàng bSol-Gel :





nhúng, quay

Hình 10 Mô phỏng quá trình th y phân 

b Phnăngăngngăt

P  k oxide   trúc cho các màng oxide kim lo

Kh: h

Kwc: h

Kca: h

M-O-R + H2O => M-OH + R-OH (ph n ng th y phân)   

M-OH + HO-M => M-O-M + H2O (ph n   c)

M-O-R + HO-M => M-O-M + R-OH (   ph n u)



 

 N h>> Kwc và Kh>> Kac: thu    ên

m nhóm OR gi  Khi t          ì thuùng x ra

T

(4)

Kwc> Kac: tốc độ ngưng tụ nước tỉ lệ với [M(OH)]2

Kwc< Kac : tốc độ ngưng tụ rượu tỉ lệ với [M(OH)][M(OR)]

Hình 12 sau  là 3 phòng thí nghi

Hình 12 Mộ ố phương pháp pht s màng Sol-Gel

a Phngăphápăphănhúngă(dipăậ coating)

   ùng ph        àn toàn trong chà áp su 

ên vùng 1 v (hình 13)

Hình 13 Quá trình ph nhúng - dip coating –

 vào bên trong dung d Quá trình hình thành 

ày màng: ình Laudau Levich 

(5)

Hình 14 Các bướ c ca quá trình ph quay (spin –coating)

ày màng: Meyerhofer mô tày màng cuùng ph

ào v  à t th



(6)

Với:

ρA và ρAo : khố i lư ợng và khố i lư ợng hi u d ng c a dung môi d ệ ụ  ễ bay hơi

là r t kh p vtrên H s   nh trong kho ng 0,4 0,   7

c Phngăphápăph phun và phădòng chy

Pùng trong công nghi  vitính toán dòng phun ì th pháp

  àng m

d Quá trình x lý nhi t

Còn sót l màng vành, quá trì 

àng Nung khô làm  ình thng thu

à gel khô, nung   h ì s

- Hao h t nhi u trong quá trình t  o màng

1.5 T ng quan v nguyên li ề u vi bông

1.5.1 Ngu n g c bông [7]

bông (hay bông v i hình 15    c t h t m t lo i cây thân b i thu c h     Malvaceae Bông v i là lo   ng m, c n nhi u ánh sáng Nhi    thích

h ng bông là t 20-30tr  oC Bông c gieo b ng h t, th i gian thu ho ch t     

n 200 ngày tùy thu c gi ng bông Tu  i cây bông ch có m  t v ),

 có m t s gi ng bông      c t mt

h t, t  t qu bông  có kho

Hình 15 Hình ảnh cánh đồng bông và bông vải

1.5.2 Cuătrúcăxăbôngă[7]

  u t o t bào khá ph c t p: hình   u khép kín, thành m ng bên trong ch ch  nhiên Bông c chín nht

so v n bao gi t màu ng th c s (kem ho  tr         t cht

  c t y tr ng 

b C u trúc t vi   xăbông

n và d     n d ng tr  n cu i t u do b rút ra t h t bông M   n kho n 125 vòng (50 vòng/cm) và duy trì su t chi 

có tit din ngang hình qu u tây, mt s  hình tròn, m t s hình elip  

c C u trúc siêu hi n vi xăbông

T  

- Biu bì là lo v    t y s ch b ng gi   t

- Thành t  p g m nhi u c u trúc m nh g i là th hay v       th, m i l p

- L p v  th    m b r i khi u n, vì v chín khi x lý hay 

b k t li gi là gút, s làm gi m ch ng, nhuu, b m t v i x u

- Thành t bào th c p v i thành ph n ch y u g m kho ng 20 l p th xo           n

ng tâm Lu tiên c a màng th c  i ph n còn l i g i là l p cu n     

- Lõi là ph n r ng d c chi     y chng, ch t này khi 

     x u này gi n d c và ti t di n   

 và không liên t c do l p màng n m g n v i lõi     

d C u trúc phân t   xăbông

D a vào h s trùng h   i ta phân làm hai lo-cellulose (mch

  không b hòa tan - có trong ph  n l t), hemicellulose (m ch ng n  

d b hòa tan có trong th   c phm thc vt (ch

- H p ch       n ch y u n   

ng gây mùi hôi cho vi bông

- Mui khoáng (NaCl, KCl, Na2CO3ng r t nh    có th n màu s c c a v  i bông

  t thay vì giãn nhi ph c h    h i c p (75%

n u kéo giãn 2%, 50% n u kéo giãn 5%) là do các liên k t hydrogen b t, tái liên     

kt    v n s h i ph   ma sát c m c trung bình, 

ng d

b Khiălng riêng: ông khá n ng, kh ng riêng 1,52-1,56 g/cm3

c Tính ch t v  ề nhi :  t t li u nhi t r n (cháy liên t c thành tro   

m  i b n nhi t (150  oC trong nhi u gi      oC trong nhi u gi b nhi t h y, 400     oC b i bông có th nhi       cao

c có th ph n   u t o ester nên có 

Đặc tính khác: ng hình qu u tây nên cho c m giác s tay r    t

b t nên có th s d    may h u h t các lo i trang ph c Vì v y, v bông là ch     i t lichung nh t hi n nay vì phù h p m i vóc dáng, thích nghi t t trong     

h u h u ki n th i ti t Tùy t l s i bông có      %  trong v i mà nhà s n xu t

nh ra t ng lo i v i   

Ví d : 100% bông là  lo i v i dùng nguyên li u 100% s i bông cùng m t s hóa    cht làm cho v i lâu m c, b n và m m m i 80% bông là trong v i ch có 80% s i        bông nguyên ch t, 20% còn l i có   th là nylon, các s i t ng h p khác, làm cho v   i

có bóng cao 

V bông có tính ch t mi         b b n t t, v i không b   

bi n d ng khi ti p xúc liên t c v    i axit  y u và king th i có kh   m

i m          c m th y m áp V i bông r t d     nhu m,   i r t th p, h c Ngoài ra còn r t d gi t   

và có th  i  nhi cao V bông i c k t h p v i hi u ng ch ng th      m

c (Water Resistance), kháng d u (Oil Proof), hoàn t t ch ng cháy (Flame   



1.6 T ng quan v  ềcht bán d n quang xúc tác TiO 2

1.6.1 Gii thiu vt liu TiO2

Trong nh h t bán dc chú ý nhi u do có 

kh     lo i b v t b n và hình thành b m t t làm s ch Titanium dioxide, m     t cht xúc tác quang h c giá r  c h i và r t hi u qu , s d ng trong m c       

 lý và làm sng Các c p electron và l tr ng t do hình thành    trong vùng hóa tr  c a TiO2,  i b c x tia c c tím, chúng ph n ng v i oxy và h p      th các nhóm hydroxyl t o ra g c t do superoxide (O   2-) và hydroxyl (OH*) u

  h nh giúp TiO2 phân h y các ch t gây b n h   

và di t các vi sinh v t gây b nh    Vì th , l p ph nano titanium dioxide trên m t s   

lo i v i gây c nhiu s chú ý Thông qua các k thut khác nhau, l p  màng TiO2

c ph thành công trên nhi u lo i v i M t khác, vi c c i thi n l p màng TiO         2

mang l nhi u l i th c bi t ho c c i thii        n chng v i, ví d   i thi n kh  

  c ng b m   b Do hình thái b m t c a các lo i v i khác nhau nên s phân b l p màng TiO        2 trên t ng lo  i v i u này ng tr c ti p   n ng quang xúc tác ho

c a l p màng TiO  2 Quy trình ph l p màng TiO  2 c n n hành nhi ti   cao nên

vic ph TiO2 lên v i là m t thách thc ln

V i s phát tri n c    ph TiO2  nhi  th p, có th ph TiO  2 trên v i ch u nhi kém Bozzi và c ng s   t   thành công TiO2 lên b m t v  i

t ng h p 100°C ho c th     [9] ng nghi p t o m t l p m ng tinh     th nano TiO2ng quy trình ngm ép [10] Uddin t ng 

s n xu xenlulo ph nano TiO2  nhi  th  [11] Quy trình ph TiO2 trên m t v t li u ch u nhi t th       m ng m i trong vi c hoàn  

t t t làm s ch và kháng khu n cho các v t li u nh y c m v i nhi t          ng th i v i

kt Ti-O và góc liên kt ca ba pha tinh th c trình bày trong bng 2

Hình 17 Các d ng thù hình khác nhau c a TiOạ  2: (A) rutile, (B) anatase, (C)

brookite

Titanium (IV) Oxide (II) có m t pha b 

chuy n thành pha rutile khi v t li  c nung nhi   ên 700tr oC (915oC cho pha anatase và 750oC cho pha brookite) M t s tác gi    y r ng nhi  

500oC pha anatase bu chuy n sang pha rutile trong các quá trình x  lý nhit

Bảng 2 Các đặc tính c u trúc c a các d ng thù hình c a TiOấ  ạ  2

Trong c hai c u trúc, m i cation Ti   +4c ph i trí v i sáu anion O  2- và m i anion 

O2-c ph i trí v ba cation Ti i +4 Trong mng h p nói trên kh i bát di  n TiO6 b bi n d ng nh , v i hai liên k t Ti-O l      t chút so v i b n liên k  t còn l i và m t vài góc liên k t l ch kh i 90     o S bi n d ng này th hi n trong pha     

 M t khác, kho ng cách Ti-Ti trong anatase l  

ng cách Ti-O trong anatase l i ng u này n c  n t c a hai d ng tinh th , kéo theo s khác nhau v    các tính ch t v t lý và hóa h c

S g n k t gi a các octahedra c    c mô t  

19  x p ch t cao nh t so v i hai pha còn l i, các kh i bát di n x      p tip xúc nhau  nh, hai kh i bát di ng c nh nhau chia s hai c nh chung   

và t o thành chu i, pha rutile có kh  ng riêng 4,2 g/cm3 V i pha anatase, các 

kh i bát di n ti p xúc c nh v i nhau, tr     c c  c a tinh th kéo dài ra và có kh ng riêng là 3,9 g/cm3 TiO2 anatase không pha tp là m t ch n d  ng có