NGHIÊN cứu HIỆU ỨNG ưa nước của MÀNG MỎNG tio2 PEG NANO xốp

VIỆN HÀM LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN VẬT LÝ - - NGUYỄN THỊ MAI NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG ƯA NƯỚC CỦA MÀNG MỎNG TiO2 - PEG NANO XỐP Chuyên ngành : Vật lý chất rắn Mã số : 60 44 01 04 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Người hướng dẫn: TS Nguyễn Trọng Tĩnh Hà Nội - 2015 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới TS Nguyễn Trọng Tĩnh, người thầy tận tình hướng dẫn, bảo cho em trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo Viện Vật Lý, đặc biệt thầy giáo, cô giáo tổ Vật lý Chất rắn trang bị cho em tri thức khoa học tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập nghiên cứu viện Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới Th.S Nguyễn Thị Mai Hương Th.S Lê Thị Thu Hương có dẫn, giúp đỡ, đóng góp ý kiến bổ ích trình em làm luận văn Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn Một lần với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn tới tất người Hà Nội, tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Thị Mai MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG [1] Bảng 1.1: Tốc độ phản ứng thuỷ phân phụ thuộc vào độ âm điện χ, số phối vị cực đại N nguyên tử kim loại [2] Bảng 1.2: Tốc độ phản ứng thuỷ phân phụ thuộc vào nhóm alkyl [4] [3] Bảng 2.1: Khối lượng tương ứng tỉ lệ phần trăm PEG sol A100 [5] Bảng 2.2: Khối lương tương ứng tỉ lệ phần trăm PEG sol A200 [6] Bảng 3.1: Diện tích bề mặt riêng mẫu bột TiO2 – PEG 0:50% DANH MỤC HÌNH VẼ [1] Hình 1.1: Các dạng thù hình khác TiO2: (A) rutile, (B) anatase, (C) brookite [2] Hình 1.2: Khối bát diện TiO2 [3] Hình 1.3: Cấu trúc tinh thể TiO2: (A) rutile, (B) anatase [4] Hình 1.4 Cấu trúc tinh thể TiO2: brookite [5] Hình 1.5: Cấu trúc vùng lượng chất bán dẫn hoạt động chất bán dẫn kích thích quang hoá [6] Hình 1.6: Cơ chế quang xúc tác TiO2 [7] Hình 1.7: Quá trình oxy hoá quang xúc tác hạt nano TiO2 [8] Hình 1.8: Cơ chế chuyển từ tính kị nước sang ưa nước TiO2 chiếu sáng [9] Hình 1.9: Những lĩnh vực ứng dụng TiO2 [10] Hình 1.10: Quá trình khử xảy bề mặt ưa nước [11] Hình 1.11: Ứng dụng tính chất tự làm vào vật liệu xây dựng bên [12] Hình 1.12:Thiết bị làm không khí nguyên tắc TiO2 (A) cấu tạo bên thiết bị (B) [13] Hình 1.13: Hình ảnh bề mặt phun sương kính thường (a) kính phủ TiO2 sau chiếu ánh sáng tia cực tím (b) [14] Hình 1.14: Quá trình sol-gel sản phẩm [15] Hình 1.15 : Mô hình kĩ thuật phủ quay [16] Hình 1.16: Quá trình ngưng tụ tạo mạng (TiO2)n [17] Hình 1.17 Động học trình thủy phân ngưng tụ theo độ pH [18] Hình 2.1: Sơ đồ quy trình chế tạo màng nano TiO2 – PEG [19] Hình 2.2: Hiện tượng nhiễu xạ xảy họ mặt phẳng mạng tinh thể [20] Hình 2.3: Sơ đồ kính hiển vi điện tử quét SEM [21] Hình 2.5: Sơ đồ cấu trúc thiết bị đo góc tiếp xúc [22] Hình 2.6: Hệ đo góc tiếp xúc [23] Hình 2.7: Hình ảnh góc tiếp xúc giọt nước với bề mặt vật rắn [24] Hình 3.1: Phổ nhiễu xạ tia X mẫu A100-0:50% PEG thiêu kết 5000C [25] Hình 3.2: Phổ nhiễu xạ tia X mẫu A100 – 0:50% PEG thiêu kết 6500C [26] Hình 3.3 : Ảnh SEM mẫu màng TiO2-PEG 0:50% [27] Hình 3.4: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng mẫu màng [28] Hình 3.5: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo thời gian hồi phục mẫu màng (với tỉ lệ phần trăm PEG dung dịch 40%) [29] Hình 3.6: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng để tối mẫu màng A100 - lớp [30] Hình 3.7: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng để tối mẫu màng A100 - lớp [31] Hình 3.8: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng để tối mẫu màng A200 - lớp [32].Hình 3.9: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng để tối mẫu màng A200 - lớp [33] Hình 3.10: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo tỉ lệ phần trăm PEG mẫu màng A100 - lớp DANH MỤC VIẾT TẮT [1] BET: Phép đo diện tích bề mặt riêng [2] PEG : Polyethylene glycol [3]SEM : Phương pháp hiển vi điện tử quét [4]TPOT: Tetraisopropylorthotitanat (C12H28O4Ti) [5] XRAY : Phương pháp nhiễu xạ tia X Luận văn Thạc sĩ khoa học Mở đầu MỞ ĐẦU Vật liệu nano lĩnh vực nghiên cứu đỉnh cao sôi động thời gian gần Sở dĩ công nghệ nano điều chế vật liệu quan tâm hiệu ứng thu nhỏ kích thước làm tăng diện tích bề mặt riêng (m2/g), xuất nhiều tính chất nâng cao tính chất vốn có so với vật liệu khối thông thường Vật liệu nano kích thước nano mét có tính chất ưu việt độ bền học cao, tính chất điện quang trội, hoạt tính xúc tác cao,… Titanium Dioxide (TiO2) vật liệu ngành công nghệ có tính chất lý hoá, quang điện tử đặc biệt có độ bền cao, thân thiện môi trường Gần kỷ trở lại đây, bột TiO với kích thước cỡ µm điều chế quy mô công nghiệp ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác nhau: làm chất độn cao su, nhựa, giấy, sợi vải, làm chất màu cho sơn, men đồ gốm, sứ… Gần đây, TiO tinh thể kích thước nm nghiên cứu ứng dụng vào lĩnh vực chuyển hóa lượng mặt trời, làm vật liệu quang xúc tác phân huỷ hợp chất hữu độc hại môi trường nước không khí,… Các ứng dụng vật liệu TiO kích thước nm chủ yếu dựa vào tính oxy hoá khử mạnh nó.Với hoạt tính quang xúc tác cao, cấu trúc bền không độc, vật liệu TiO2 cho vật liệu triển vọng để giải nhiều vấn đề ô nhiễm môi trường Năm 1972, Fujishima Honda phát tượng tách nước thành O2 H2 điện cực TiO2 sáng mặt trời [1] Sự kiện đánh dấu bắt đầu kỉ nguyên quang xúc tác dị thể.Ngoài chế xúc tác quang phân huỷ chất độc hữu làm môi trường, hiệu ứng ưa nước màng nano TiO2 chế tạo nên hiệu ứng tự làm bề mặt vật liệu phủ TiO2 Năm 1992,Hashimoto Fujishima người chứng minh kĩ thuật “tự làm sạch” loại sứ tráng titan[15] Kĩ thuật có giá trị lớn sử dụng nguồn lượng sẵn có ánh sáng mặt trời Nguyễn Thị Mai Cao học Vật lý 2012 - 2014 Luận văn Thạc sĩ khoa học Mở đầu hay xạ tử ngoại từ loại đèn huỳnh quang…Tuy nhiên, tính ưa nước màng TiO2 đơn thường bị hạn chế thay đổi hiệu suất cường độ sáng thay đổi, hiệu ứng ưa nước không lưu giữ lâu sau tắt ánh sáng kích thích Gần nhóm nghiên cứu tập trung vào việc thay đổi cấu trúc, hình thái bề mặt TiO nhằm cải thiện khả ưa nước khả lưu giữ hiệu ứng lâu không ánh sáng kích thích.Đây mục tiêu theo đuổi nhiều nhóm nghiên cứu Trong đó, việc bổ sung Polyethylene glycol (PEG) vào TiO làm tăng độ xốp màng TiO2 từ làm tăng khả ưa nước (hydrophilic) chúng hướng nghiên cứu nhà khoa học quan tâm Trong luận văn đề cập đến màng TiO có hiệu ứng ưa nước cao chế tạo phương pháp sol-gel Mối quan hệ thay đổi góc tiếp xúc giọt nước với lượng PEG đưa vào sol TiO2 nghiên cứu Để thực mục tiêu trên, luận văn thực nhiệm vụ sau: - Chế tạo màng mỏng TiO2 cấu trúc nano phương pháp sol – gel Đưa PEG với tỉ lệ khác vào dung dịch sol nano TiO2 chế tạo Nghiên cứu đặc trưng vật liệu TiO2 nano cấu trúc tinh thể, kích - thước hạt, hình thái bề mặt màng, diện tích bề mặt riêng… Đánh giá khả tự làm màng TiO 2-PEG thông qua tính ưa nước phương pháp đo giá trị góc tiếp xúc giọt nước bề mặt màng Nội dung luận văn gồm phần sau:  Mở đầu: Giới thiệu mục tiêu, nội dung phương pháp nghiên cứu  luận văn Chương 1: Tổng quan chất quang xúc tác nói chung chất quang xúc tác  TiO2 nói riêng, lý thuyết trình sol – gel chế tạo màng mỏng Chương 2: Trình bày phương pháp chế tạo mẫu, kĩ thuật thực nghiệm sử dụng để nghiên cứu đặc trưng cấu trúc tính chất  màng TiO2 - PEG Chương 3: Kết khảo sát đặc trưng cấu trúc, hoạt tính ưa nước màng TiO2 - PEG Nguyễn Thị Mai Cao học Vật lý 2012 - 2014  Luận văn Thạc sĩ khoa học Mở đầu Kết luận: Trình bày kết luận rút từ kết nghiên cứu luận văn Nguyễn Thị Mai Cao học Vật lý 2012 - 2014 Luận văn Thạc sĩ khoa học Chương 1: TỔNG QUAN Tổng quan 1.1 Cấu trúc, tính chất xúc tác quang, đặc tính ưa nước vật liệu TiO2 1.1.1 Cấu trúc vật liệu TiO2 TiO2 (titandioxit) chất bột màu trắng, bền nhiệt, không độc hại, tự nhiên tồn ba dạng thù hình khác rutile, anatase, brookite (hình 1.1) Cả ba dạng tinh thể có chung công thức hóa học TiO 2, nhiên cấu trúc tinh thể chúng khác Hình 1.1 Các dạng thù hình khác TiO2: (A) rutile, (B) anatase, (C) brookite Cấu trúc mạng tinh thể rutile, anatase brookite xây dựng từ đa diện phối trí tám mặt (octahedra) TiO nối với qua cạnh qua đỉnh oxy chung (hình 1.2) Mỗi ion Ti +4 bao quanh tám mặt tạo sáu ion O2- Hình 1.2.Khối bát diện TiO2 Nguyễn Thị Mai 10 Cao học Vật lý 2012 - 2014 Luận văn Thạc sĩ khoa học Kết thảo luận anatase rutile Hình 3.2: Phổ nhiễu xạ tia X mẫu A100 – 0:50% PEG ủ 6500C Hình 3.2 ta thấy đỉnh đặc trưng cho cấu trúc dạng anatase có đỉnh đặc trưng cho cấu trúc dạng rutile Tuy nhiên, cường độ đỉnh đặc trưng cho rutile giảm dần tỉ lệ % PEG tăng lên Như vậy, PEG đưa vào dung dịch ngăn cản chuyển pha từ anatase sang rutile (quá trình chuyển pha không mong muốn) mẫu ủ nhiệt độ cao (6500C) 3.2 Cấu trúc hình thái bề mặt màng TiO2-PEG Hình thái bề mặt kích thước hạt màng TiO – PEG chế tạo đánh giá phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) Hình 3.3là ảnh SEM màng TiO ứng với tỉ lệ phần trăm PEG dung dịch từ 0% đến 50% Qua ta đánh giá ảnh hưởng PEG lên hình thái bề mặt kích thước hạt màng chế tạo Nguyễn Thị Mai 47 Cao học Vật lý 2012 - 2014 Luận văn Thạc sĩ khoa học Kết thảo luận 0%PEG 10%PEG 20%PEG 30%PEG 40% PEG 50%PEG Hình 3.3 : Ảnh SEM mẫu màngTiO2-PEG 0:50% Từ hình ảnh SEM mẫu màng nano TiO – PEG ta thấy phân bố không gian, phân bố kích thước hạt mẫu màng với tỉ lệ phần trăm PEG khác đồng đều, có nhiều lỗ xốp hạt Tuy nhiên bề rộng lỗ xốp thay đổi theo tỉ lệ PEG Bề rộng lỗ xốp tăng dần tỉ lệ PEG Nguyễn Thị Mai 48 Cao học Vật lý 2012 - 2014 Luận văn Thạc sĩ khoa học Kết thảo luận tăng từ 0% đến 40% giảm tỉ lệ đạt 50% Điều giải thích màng TiO – PEG sau chế tạo trải qua trình ủ nhiệt làm PEG cháy tạo thành lỗ xốp hạt Kích thước lỗ xốp tăng tỉ lệ phần trăm PEG đưa vào sol ban đầu tăng Tuy nhiên tỉ lệ PEG sol đạt đến giá trị định, đẩy TiO thành đảo, hạt TiO xếp xít làm diện tích bề mặt nội giảm 3.3.Diện tích bề mặt riêngcủa TiO2-PEG Diện tích bề mặt riêng vật liệu TiO - PEG đo phương pháp đo BET Bảng 3.1: Diện tích bề mặt riêng mẫu bột TiO2 – PEG 0:50% Tên mẫu TiO2 - 0%PEG TiO2- 10%PEG TiO2- 20%PEG TiO2- 30%PEG TiO2- 40%PEG TiO2 - 50%PEG Diện tích bề mặt riêng (m2/g) 41,5 47,1 63,2 68,5 86,7 54,3 Kết đo diện tích bề mặt riêng bảng 3.1 cho thấy diện tích bề mặt riêng mẫu TiO2 –PEG có thay đổi theo tỉ lệ phần trăm PEG Cụ thể diện tích bề mặt riêng tăng tỉ lệ phần trăm PEG sol tăng từ – 40% giảm tỉ lệ đạt tới 50% Như pha thêm PEG vào dung dịch sol TiO2 làm cho độ xốp màng thay đổi đạt tối ưu tỉ lệ phần trăm PEG sol 40% 3.4 Khả ưa nước màng TiO2 - PEG Mức độ ưa nước màng TiO2 - PEG đánh giá thông qua giá trị góc tiếp xúc giọt nước với bề mặt màng, góc tiếp xúc nhỏ thể tính ưa nước mạnh.Tiến hành đo góc tiếp xúc giọt nước mẫu màng chế tạo chiếu ánh sáng UV cường độ theo thời gian mẫu màng để tối Qua ta thấy ảnh hưởng yếu tố nồng độ dung dịch TiO 2, tỉ lệ phần trăm PEG đưa vào dung dịch số lần phủ màng (độ dày màng) lên hiệu ứng ưa nước Nguyễn Thị Mai 49 Cao học Vật lý 2012 - 2014 Luận văn Thạc sĩ khoa học Kết thảo luận 3.4.1 Sự ảnh hưởng độ dày màng lên hiệu ứng ưa nước Kết đo giá trị góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng để tối (quá trìnhhồi phục) tỉ lệ phần trăm PEG khác mẫu màng: 0% PEG 40% PEG 20% PEG 50% PEG Hình 3.4: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng mẫu màng Nguyễn Thị Mai 50 Cao học Vật lý 2012 - 2014 Luận văn Thạc sĩ khoa học Kết thảo luận Hình 3.5: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo thời gian hồi phục mẫu màng (với tỉ lệ phần trăm PEG dung dịch 40%) Từ đồ thị 3.4 3.5 ta thấy: mẫu màng tạo từ dung dịch A100, quay phủ lần thể khả ưa nước Cụ thể: thời gian chiếu sáng để góc tiếp xúc giảm giá trị bão hòa lâu thời gian hồi phục góc không ánh sáng kích thích nhanh Như vậy, mẫu màng A100 - lớp có độ dày chưa đạt ngưỡng tối ưu Mẫu A100 phủ hai lớp, màng thu dày hơn, diện tích bề mặt tăng nên tính chất ưa nước tăng, độ dày màng bắt đầu đạt đến ngưỡng tối ưu Mẫu màng tạo từ dung dịch đặc (A200), phủ lần thu màng có độ dày cao nên tính chất ưa nước tốt so với màng A100 lớp hai lớp Mẫu màng A200 phủ lớp có tính chất ưa nước không thay đổi so với màng A200 lớp Như vậy, tính chất ưa nước mẫu màng phụ thuộc vào diện tích bề mặt nội tức tổng diện tích bề mặt hạt Nguyễn Thị Mai 51 Cao học Vật lý 2012 - 2014 Luận văn Thạc sĩ khoa học Điều giải thích sau: Kết thảo luận Dung dịch A100 loãng nên số hạt dung dịch ít, màng phủ lần, hạt không lấp đầy nên diện tích bề mặt nội nhỏ Số hạt ít, màng chiếu sáng ánh sáng có lượng cao lượng vùng cấm, số cặp electron lỗ trống sinh chậm hơn, mặt khác diện tích bề mặt nội nhỏ, khả tiếp xúc với yếu tố môi trường thấp làm nhóm tự OH sinh so với mẫu màng tạo thành từ dung dịch đậm đặc (A200) phủ nhiều lần dẫn tới tính chất ưa nước so với mẫu màng lại Màng tạo từ dung dịch A100 phủ hai lớp, xác suất lấp đầy tăng làm diện tích bề mặt nội tăng lên, tính chất ưa nước thể tốt so với màng A100 lớp Dung dịch A200 đặc, số hạt dung dịch nhiều, màng tạo dù lớp tổng diện tích bề mặt lớn so với màng A100 phủ hai lớp Như dung dịch đặc đến mức có tác dụng tăng diện tích bề mặt nội Màng tạo từ dung dịch A200 phủ lớp, tính chất màng có xu hướng bão hòa Điều có nghĩa độ đặc dung dịch đến ngưỡng định, ngưỡng tính chất màng không thay đổi Khi để tối, tái hợp cặp electron lỗ trống làm giảm nhóm tự OH Màng có độ dày cao, chiếu sáng sinh nhiều cặp electron lỗ trống thời gian tái hợp lâu hơn, giảm nhóm OH chậm, nhờ mà tính ưa nước màng lưu giữ lâu 3.4.2 Sự ảnh hưởng tỉ lệ phần trăm PEG lên hiệu ứng ưa nước Kết đo giá trị góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng để tối (quá trình hồi phục) mẫu màng Nguyễn Thị Mai 52 Cao học Vật lý 2012 - 2014 Luận văn Thạc sĩ khoa học Kết thảo luận Hình 3.6: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng để tối mẫu màng A100 - lớp Hình 3.7: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng để tối mẫu màng A100 - lớp Nguyễn Thị Mai 53 Cao học Vật lý 2012 - 2014 Luận văn Thạc sĩ khoa học Kết thảo luận Hình 3.8: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng để tối mẫu màng A200 - lớp Hình 3.9: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng để tối mẫu màng A200 - lớp Nguyễn Thị Mai 54 Cao học Vật lý 2012 - 2014 Luận văn Thạc sĩ khoa học Kết thảo luận Hình 3.10: Sự phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo tỉ lệ phần trăm PEG mẫu màng A100 - lớp \ Hình 3.10 thể phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo tỉ lệ phần trăm PEG mẫu màng A100 – lớp Đây quy luật chung tất mẫu màng có độ dày khác thời điểm khác Đồ thị hình 3.6 3.10 thể phụ thuộc giá trị góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng độ hồi phục màng để tối ta thấy: - Thời gian chiếu sáng thời gian hồi phục không đối xứng: thời gian hồi phục vài ngày thời gian chiếu sáng vài trăm phút Như vậy, tính chất ưa nước vật liệu lưu giữ lâu sau tắt ánh sáng kích thích - Sự ảnh hưởng tỉ lệ phần trăm PEG dung dịch đến tính chất ưa nước mẫu màng: tất mẫu màng có độ dày khác nhau, góc tiếp xúc giảm dần tỉ lệ phần trăm PEG dung dịch tăng từ 0% đến 40% đạt giá trị nhỏ tỉ lệ 40% Tuy nhiên, giá trị góc tiếp xúc bắt đầu tăng tỉ lệ PEG đạt 50% So sánh với kết đo diện tích bề mặt riêng BET kết đo hình thái bề mặt SEM ta thấy tính chất ưa nước mẫu màng đạt tối ưu tỉ lệ phần trăm PEG dung dịch 40% Nguyên nhân: đưa PEG vào dung dịch tạo màng làm cho màng tạo thành có độ xốp tăng nên diện tích bề mặt nội tăng dẫn đến khả hấp phụ nước màng tốt tạo nhiều nhóm tự OH Nhóm OH tạo liên kết hydro với nước nước đến bề mặt màng dễ dàng lan rộng Nguyễn Thị Mai 55 Cao học Vật lý 2012 - 2014 Luận văn Thạc sĩ khoa học Kết thảo luận bề mặt không co cụm thành hạt thông thường Tuy nhiên, độ xốp màng đạt tối ưu tỉ lệ phần trăm PEG định, qua mức độ xốp màng pha PEG vào dung dịch TiO tỉ lệ nhỏ, PEG phân bố dung dịch Khi trải màng, PEG nằm xen kẽ hạt TiO2 Sau trình ủ nhiệt, PEG bay tạo lỗ xốp hạt TiO2 Nhưng tỉ lệ PEG dung dịch lớn dẫn tới tượng tách pha, PEG đẩy hạt TiO2 co cụm lại thành đảo, hạt xếp xít làm cho tổng diện tích bề mặt nội giảm Nguyễn Thị Mai 56 Cao học Vật lý 2012 - 2014 KẾT LUẬN Đối chiếu với mục tiêu ban đầu đặt chế tạo nghiên hiệu ứng ưa nước màng nano xốp TiO – PEG phương pháp sol gel, luận văn thu số kết sau: 1.Đã chế tạo màng TiO - PEG với tỉ lệ % PEG khác đế thủy tinh Màng có cấu trúc đồng đều, độ bền học tốt quan sát hiệu ứng ưa nước màng Bằng phương pháp nghiên cứu cấu trúc pha tinh thể ta thấy việc pha PEG vào sol TiO2 không làm ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể TiO màng ủ nhiệt độ 500 0C Tuy nhiên, việc tăng tỉ lệ phần trăm PEG dung dịch có tác dụng ngăn cản chuyển pha từ anatase sang rutile (quá trình chuyển pha không mong muốn) màng ủ nhiệt độ 6500C Khảo sát tính ưa nước màng TiO ta nhận thấy tính chất ưa nước màng phụ thuộc vào tổng diện tích bề mặt nội, màng A200 – lớp có độ dày tối ưu Khảo sát tính chất màng theo tỉ lệ phần trăm PEG Kết đo hình thái bề mặt (SEM), diện tích bề mặt riêng (BET) giá trị góc tiếp xúc theo thời gian ta thấy PEG đưa vào dung dịch làm tính chất ưa nước màng thể rõ rệt, đặc biệt màng TiO2 – 40% PEG có tính chất tốt Hướng nghiên cứu tiếp theo: Trong tương lai, tính chất màng nano TiO tiếp tục nghiên cứu: -Tính chất ưa nước màng TiO – PEG thay đổi ta thay PEG 20.000 PEG khác -Thay đổi độ dày màng TiO dung dịch có nồng độ đặc khảo sát tính chất ưa nước chúng Tóm lại, kết thu luận văn bước khởi đầu cho nghiên cứu vật liệu TiO2 – PEG ứng dụng vật liệu cho mục đích làm vật liệu như: kính, gạch men…Khả ứng dụng vật liệu 57 vào thực tiễn rộng rãi Việt Nam nước nhiệt đới nhiều ánh sáng mặt trời, môi trường tốt để áp dụng, mở rộng ứng dụng tiềm lĩnh vực khoa học vật liệu 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Hoàng An (2000), “chế tạo xác định cấu trúc vật liệu nanocomposite từ tính hệ Fe/Silica”, Luận án thạc sĩ khoa học vật liệu, Bộ giáo dục đào tạo, Trung tâm quốc tế đào tạo khoa học vật liệu Phan Văn Tường, Vật liệu vô cơ, giáo trình giảng dạy Nguyễn Thị Dung, Phạm Phát Tân, Nguyễn Văn Khoa, Trần Thị Đức, Lê Thị Hoài Nam, Bùi Tiến Dũng: “ Nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác màng TiO2 phản ứng phân hủy phenol với ánh sáng tử ngoại”, Hội nghị hóa học toàn quốc 10/2003, Hà Nội II Tài liệu tiếng Anh “Self cleaning glass” Corso di laurea in Ingegneria dei Materiali A.A 2001/2002 Scienza e Tecnologia dei Materiali Ceramici V Subramanian, E Wolf, P.V Kamat J phys.chem B.105,1439 (2001) R.Asachi, T.Morikawa, T.Ohwaki, K Aoki, Y.Taga Science 293, 269, (2001) S.Khan, M.Al – Shahry, W Inglen: Science 297, 2243, (2002) Ader Hadfedt (1993), “ Microporous and polycrystalline semiconductor electrodes studies by ohotochemical method supported by quantum chemical calculation and photoelectron spectroscopy”, Dotoral diiertation at Uppsala University, Sweden Choi W.Y., A Termin and M.R Hoffmann (1994), “The role of metal ion dopants in quantum-sized TiO2: correlation between photoreactivity and charge carrier recombination dynamics”, J Phys Chem, 84, pp 13669-13679 10 Hoffmann M.R., S T Martin, W Choi, D.W Bahnemann (1995), “Environment application of semiconductor photocatalysis”, Chem Rev, 95, pp 69-96 11 T Miki, K Nishizawa, K Suzuki, K Kato, Preparation of Thick TiO2 Film with Large Surface Area Using Aqueous Sol with Poly(ethylene glycol), J Mat Sci 39 (2004) 699-701 12 A Heller, Acc Chem Res 28 (1995) 503-508 13 A Fujishima, K Hashimoto, T.Watanabe, TiO2 Photocatalysis: Fundamentals and Applications, BKC, Inc., Tokyo, 1999 14 A Fujishima, T.N Rao, D.A Tryk, J Photochem Photobiol C (2000) 1-21 15 T Watanabe, K Hashimoto, A Fujishima, 1st International Conference on TiO2 Photocatalytic Purification and Treatment ofWater and Air, 1992 16 K Hashimoto, H Irie, A Fujishima, Japan J Appl Phys 44 (2005) 8269-8285 17 H Honda, A Ishizaki, R Sama, K Hashimoto, A Fujishima, J Illuminat Eng.Soc.Winter (1998) 1998 18 S.N Frank, A.J Bard, J Am Chem Soc 99 (1977) 303-304 19 S.N Frank, A.J Bard, J Phys Chem 81 (1977) 1484 -1488 20 D.F Ollis, E Pelizzetti, N Serpone, Environ Sci Technol 25 (1991) 1522-1529 21 D Bahnemann, Solar Energy 77 (2004) 445-459 22 J.M Herrmann, Topics Catal 34 (2005) 49-65 23 J Blanco-Galvez, P Fernandez-Ibanez, S Malato-Rodriguez, J Solar Energy Eng 129 (2007)4 -15 24 D.C Cronemeyer, M.A Gilleo, Phys Rev 82 (1951) 975 25 M.C Markham, M.C Hannan, S.W Evans, J Am Chem Soc 76 (1954) 820-823 26 Titanium dioxide photocatalysisAkira Fujishima Tata N Rao, Donald A Tryk 27 Masakaku Anpo, (2000) “ utilization of TiO photocatalysis in green chemistry” Pure appl Chem., Vol 72, No.7, pp.1265-1270 28 V.T.Bich, T.T.Duc, N.L.Lam, T.B.Ngoc, N.T.Kien and N.T.Tinh, (2005) “Nanometer-sized Visible light TiO2-xNx Photoctalyst”, The Ninth Asia Pacific Physics Conference