Mục đích nghiên cứu của đề tài: Biến tính vật liệu TiO2 nhờ phương pháp oxi hóa titan ở nhiệt độ cao (5000C) kết hợp với nhúng tẩm PANi để tạo ra vật liệu compozit cấu trúc nano nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng; nghiên cứu các điều kiện tổng hợp vật liệu compozit TiO2- PANi; nghiên cứu tính chất của vật liệu compozit TiO2- PANi đã tổng hợp.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM THỊ TỐT NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA POLIANILIN ĐẾN TÍNH CHẤT QUANG ĐIỆN HĨA CỦA TITAN DIOXIT TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌCKHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM THỊ TỐT NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA POLIANILIN ĐẾN TÍNH CHẤT QUANG ĐIỆN HĨA CỦA TITAN DIOXIT Chun ngành: Hóa lý thuyết và hóa lý Mã số: 60440119 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. PHAN THỊ BÌNH Hà Nội – 2014 Lý do chọn đề tài Cùng với sự phát triển của ngành cơng nghiệp cơng nghệ cao thì nhu cầu về việc sử dụng các loại vật liệu có tính năng ưu việt trong ngành này càng lớn. Để đáp ứng nhu cầu này thì các nhà khoa học đã nghiên cứu và tìm ra nhiều phương pháp để tạo ra các vật liệu mới có tính năng vượt trội như phương pháp pha tạp để biến tính vật liệu, phương pháp lai ghép giữa các vật liệu khác nhau để tạo thành các compozit. Các compozit được tạo ra bằng phương pháp lai ghép giữa các oxit vơ cơ và các polime dẫn đang thu hút được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trong và ngồi nước. Trong đó có titan dioxit (TiO 2), một trong số các vật liệu bán dẫn điển hình có tiềm năng ứng dụng rất cao thân thiện mơi trường, có khả năng diệt khuẩn tốt, có tính xúc tác quang hóa và quang điện hóa, đang được nghiên cứu lai ghép với polianilin (PANi), một trong số ít polyme dẫn điện điển hình vừa bền nhiệt, bền mơi trường, dẫn điện tốt, thuận nghịch về mặt điện hóa, có tính chất dẫn điện và điện sắc, vừa có khả năng xúc tác điện hóa cho một số phản ứng điện hóa Compozit TiO2PANi có khả năng dẫn điện tốt, tính ổn định cao, có khả năng xúc tác điện hóa và quang điện hóa tốt, có thể chế tạo được theo phương pháp điện hóa hoặc hóa học tùy theo mục đích sử dụng. Trong khn khổ của đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của polianilin đến tính chất quang điện hóa của titan dioxit”, chúng tơi muốn biến tính TiO2 nhờ phương pháp oxi hóa titan ở nhiệt độ cao (5000C) kết hợp với nhúng tẩm PANi để tạo ra vật liệu compozit cấu trúc nano nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Biến tính vật liệu TiO2 nhờ phương pháp oxi hóa titan nhiệt độ cao (5000C) kết hợp với nhúng tẩm PANi để tạo ra vật liệu compozit cấu trúc nano nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng Nghiên cứu các điều kiện tổng hợp vật liệu compozit TiO2 PANi Nghiên cứu tính chất của vật liệu compozit TiO2 PANi đã tổng hợp 3. Điểm mới của luận văn Đã tổng hợp thành cơng vật liệu compozit TiO 2 PANi bằng phương pháp oxi hóa titan ở nhiệt độ cao kết hợp với nhúng tẩm trong dung dịch PANi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về quang điện hóa Những vấn đề cơ sở Bản chất của quang điện hóa Ứng dụng của quang điện hóa Tính chất quang điện hóa của titan dioxit 1.2. Giới thiệu về titan dioxit Tính chất vật lý của titan dioxit Tính chất hóa học của titan dioxit kích thước nano mét Điều chế TiO2 Ứng dụng của titan dioxit 1.3. Giới thiệu về polianilin (PANi) Cấu trúc phân tử PANi Một số tính chất của PANi Phương pháp tổng hợp PANi Ứng dụng của PANi 1.4. Tổng quan về vật liệu compozit TiO2PANi Khái niệm, ưu điểm của vật liệu compozit Vật liệu compozit TiO2 PANi CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 2.1. Phương pháp điện hóa Phương pháp qt thế tuần hồn (CV) Phương pháp tổng trở điện hóa 2.2. Phương pháp phi điện hóa Phương phap phơ hơng ngoai IR ́ ̉ ̀ ̣ Phương pháp nhiễu xạ tia X Kính hiển vi điện tử qt (SEM) Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 2.3. Hóa chất và dụng cụ 2.3.1. Hóa chất và điện cực Điện cực: sử dụng điện cực titan dạng tấm 1 cm 3 cm 1 cm Hình 2.6: Hình dạng điện cực titan Hóa chất: Alinin (C6H7N) 99%, d = 1,023g/ml (Đức) Axit HCl 36,5%, d = 1,18g/ml (Trung Quốc) Axít H2SO4 98%, d = 1,8g/ml (Trung Quốc) Amonipersulfat: dạng tinh thể trắng (Đức) Nước cất Cồn (C2H5OH) 99% (Trung Quốc) Xút (NaOH): dạng tinh thể (Trung Quốc) 2.3.2. Dụng cụ Giấy nhám p400 Cốc thủy tinh: 25, 50, 100, 1000 ml Đũa, đĩa thủy tinh, thìa thủy tinh và nhựa Pipet: 1, 2, 5, 10, 20 ml của Đức Các bình định mức: 50, 100ml của Đức Giấy bọc thực phẩm, bình hút ẩm 2.3.3. Các loại thiết bị Lò nung Thiết bị đo tổng trở IM6 của Đức Đèn chiếu tia UV SUNBOX loại 4 bóng (Đức) Bếp khuấy từ 2.4. Quy trình tổng hợp mẫu 2.4.1. Tổng hợp TiO2 Xử lý bề mặt điện cực: + Điện cực titan: Được mài nhám bằng giấy nhám 400 Tẩy dầu mỡ trong dung dịch tẩy: 30 phút Rửa mẫu trong nước nóng Tẩy hóa học: ngâm trong HCl 20% trong 10 phút Tia nước cất sạch bề mặt điện cực Rửa siêu âm trong cồn 10 phút Sau khi bề mặt điện cực được làm sạch ta đem nung ở 500 0C trong 30 phút để tạo thành TiO2 t