Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 34, Số (2018) 83-90 Nghiên cứu điều chế vật liệu ống nano TiO2, phân tích đặc tính khả xử lý etanol Nguyễn Hải Minh, Vũ Hà Giang, Phạm Văn Phong, Lê Thị Hoàng Oanh, Hoàng Văn Hà* Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội, Viê ̣t Nam Nhận ngày 18 tháng năm 2018 Chỉnh sửa ngày 12 tháng năm 2018; Chấp nhận đăng ngày 19 tháng năm 2018 Tóm tắt: Trong nghiên cứu ống nano titan đioxit điều chếtừ dạng hạt Ảnh hưởng nhiệt độ trình thủy nhiệt điều chế ống nano TiO2 xác định Đặc điểm hình thái, pha tinh thể, thành phần phân tích dựa vào phương pháp: chụp ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM), nhiễu xạ tia X (XRD), phổ khối thời gian bay ion thứ cấp (TOF-SIMS), phổ khả kiến tử ngoại (UV-Vis) Kích thước ống nano sau điều chế có đường kính đồng cỡ 10-12nm chiều dài trung bình 150nm, có diện tích bề mặt tăng đáng kể so với dạng hạt ban đầu Hoạt tính xúc tác hạt TiO 2, hạt TiO2pha tạp nitơ, ống nano TiO2 ống nano sau pha tạp tỷ lệ khác xác định thông qua khả quang xúc tác phân hủy etanol chiếu sáng đèn phát tia UV Từ khóa: Titan đioxit, ống nano, VOCs, thủy nhiệt, xúc tác quang Mở đầu tốc độ tái tổ hợp nhanh chóng cặp electron/lỗ trống (e-/h+) nên hoạt tính quang xúc tác hạt nano TiO2 thương mại nhiều hạn chế [2] TiO2 dạng ống nano lần điều chế năm 1996 Hoyer phương pháp mạ điện dựa nền/khuôn nhôm oxit rỗng [3] So với TiO2 dạng hạt nano TiO2 dạng ống nano có nhiều đặc tính tốt làm tăng khả xúc tác quang có diện tích bề mặt riêng, thể tích lỗ trống lớn, khả trao đổi ion tốt, giảm tốc độ tái tổ hợp cặp e-/h+và tăng khả hấp thụ ánh sáng tỉ lệ chiều dài ống so với đường kính ống lớn[4] Có phương pháp để điều chế vật liệu TiO2 dạng ống Hiện ứng dụng vật liệu xúc tác quang ngày quan tâm lĩnh vực lượng làm TiO2 số chất xúc tác quang áp dụng rộng rãi quy mơ cơng nghiệp hoạt tính xúc tác cao, tính ổn định, giá thành rẻ khơng độc, đồng thời cho thấy khả làm nước khơng khí tốt [1] Tuy nhiên, diện tích bề mặt riêng nhỏ _ Tác giả liên hệ ĐT.: 84-963832819 Email: hoangvanha@hus.edu.vn https://doi.org/10.25073/2588-1140/vnunst.4744 83 84 N.H Minh nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ, Tập 34, Số (2018) 83-90 dùng khuôn, oxi hố điện cực anot thuỷ nhiệt Trong đó, thuỷ nhiệt phương pháp sử dụng phổ biến để điều chế TiO2 dạng ống hiệu suất cao, quy trình thực đơn giản, chi phí thấp tạo vật liệu dạng ống nano có độ đồng cao Các yếu tố như: tiền chất TiO2, điều kiện thuỷ nhiệt (nhiệt độ, nồng độ chất phản ứng, thời gian thuỷ nhiệt), trình ngâm rửa vật liệu (nồng độ axit, thời gian rửa) đóng vai trị quan trọng kiểm sốt cấu trúc, tính chất hố lý vật liệu [4] Tuy nhiên theo nghiên cứu Bavykin, lượng vùng khe TiO2 dạng ống 3,87 eV (lớn so với TiO2 dạng hạt nano), để thu hẹp lượng vùng cấm cần pha tạp kim loại phi kim vào vật liệu [5] Trong nghiên cứu này, nitơ pha tạp vào cấu trúc dạng ống nano TiO2 Việc pha tạp Nitơ giúp thu hẹp lượng vùng cấm TiO2 tạo chất xúc tác có hoạt tính dải bước sóngánh sáng rộng hơn, obitan 2p nitơ có điện cao obitan 2p oxi tạo vùng hóa trị vùng hóa trị oxi Các chất hữu dễ bay (VOCs) nhóm chất gây nhiễm mơi trường nhà gây nhiều ảnh hưởng tiêu cực tới sức khỏe người Có nhiều kĩ thuật lọc khí khác để loại bỏ VOCs, nhiên phương pháp oxi hóa quang xúc tác dị thể cách sử dụng chất xúc tác TiO2, ZnO, WO3, ZnS, CdS, kích hoạt tia UV điều kiện nhiệt độ môi trường xung quanh cho thấy tiềm để xử lý VOCs[6] Trong nghiên cứu này, TiO2 dạng ống nano điều chế phương pháp thủy nhiệt môi trường kiềm số nhiệt độ khác Dựa hình thái cấu trúc thành phần pha tinh thể lựa chọn sản phẩm với điều kiện thủy nhiệt tối ưu, sau ống nano TiO2 tiếp tục pha tạp với N tỉ lệ mol khác phủ lên bề mặt kính với lượng định (vật liệu xúc tác quang) Hoạt tính xúc tác quang vật liệu kiểm tra dựa khả quang phân hủy etanol Thực nghiệm 2.1 Hóa chất, thiết bị Trong nghiên cứu này, TiO2 thương mại sử dụng làm nguyên liệu để chế tạo ống nano TiO2, urea - (NH2)2CO (99%) dùng làm nguồn cung cấp N cho trình pha tạp Thiết bị, dụng cụ: Autoclave, lò lung nhiệt độ cao, tủ sấy, máy khuấy từ gia nhiệt, dụng cụ thủy tinh 2.2 Chế tạo TiO2 dạng ống nano Bột TiO2thương mại 2g phân tán 100 ml dung dịch NaOH 10M, tiến hành khuấy từ 30 phút siêu âm 10 phút thu hỗn hợp huyền phù đồng Hỗn hợp sau cho vào bình thủy nhiệt xử lý 24h nhiệt độ khác (100, 150 180oC) Vật liệu sau thủy nhiệt lọc, rửa nước cất ngâm dung dịch axit HNO3 0,1M 2h Sau đó, tiếp tục rửa đến pH trung tính sấy khơ 105oC 2.3 Pha tạp nitơ vào vật liệu xúc tác Để khảo sát thêm ảnh hưởng nitơ pha tạp đến cấu trúc hoạt tính xúc tác quang mẫu xúc tác TiO2 nguyên liệu, TiO2 dạng ống Các mẫu trộn với Urê ((NH2)2CO) tỷ lệ mol Ti:N khác (100:1, 40:1, 20:1) nung nhiệt độ 400oC 2h 2.4 Nghiên cứu đặc trưng vật liệu xúc tác Ảnh vi cấu trúc hình thái học vật liệu chụp kính hiển vi điện tử quét (SEM) thiết bị Nova Nano SEM 450-FEI kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) thiết bị TEM TECNAI G2 20 (FEI) với độ phóng đại lên đến 145000 lần Giản đồ XRD vật liệu ghi thiết bị D8 Advance Brucker – Gemany với xạ CuKα (λ = 0,154 nm), tốc độ quét 0,03o/steps khoảng đo góc 2θ = 20 tới 80o Sự có mặt N pha tạp cấu trúc vật liệu kiểm tra phổ khối thời gian bay ion thứ cấp(TOF-SIMS) máy MiniSIMS (SAI) Diện tích bề mặt N.H Minh nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 34, Số (2018) 83-90 85 riêng xác định phương pháp hấp phụ - giải hấp đẳng nhiệt N2 lỏng nhiệt độ -196oC theo lý thuyết BET máy 3Flex 3.02 Giản đồ hấp thụ UV-Vis ghi thiết bị JASCOINT V670, khoảng bước sóng quét λ = 250-700 nm Trong đó, Co Ct nồng độ etanol hệ thời điểm ban đầu sau xử lý t phút 2.5 Đánh giá hiệu xử lý etanol mẫu xúc tác 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt tới hình thái xúc tác Kết thảo luận Các mẫu vật liệu xúc tác nghiên cứu bao gồm: TiO2 nguyên liệu (T); ống nano TiO2 (TB); ống nano TiO2 pha tạp N với tỷ lệ mol Ti:N = 100:1 (TBN1), 40:1 (TBN2) 20:1 (TBN3); TiO2 pha tạp N với tỷ lệ mol 40:1 (TN2) Các kính với kích thước 150 x 175 x mm chuẩ n bị để làm vật liệu mang cho mẫu xúc tác Bề mặt kính rung siêu âm nước khử ion, sau rửa với cồn nước khử ion trước tiến hành phủ xúc tác Bột TiO2 phân tán dung môi là nước khử ion với nồng độ xác định Sử dụng micropipet hút xác lượng thể tích chứa 0,125g xúc tác , sau dung dịch nhỏ lên mặt kính và dàn dao gạt khơng bám dính Mỗi mẫu xúc tác phủ lên kính, kính phủ kín mặt Sấy khơ bề mặt kính chứa xúc tác, với xúc tác pha tạp nitơ tiến hành nung lò nhiệt độ khoảng 400°C 2h Hai kính phủ vật liệu quang xúc tácđược đặt hệ thí nghiệm (buồng kín kính lót bên lớp giấy bạc phản quang), etanol bơm vào hệ với nồng độ ban đầu 315mg/m3 Thí nghiệm tiến hành điều kiện nhiệt độ 30oC, độ ẩm 70% sử dụng nguồn sáng đèn UV có dải phổ phát xạ phân bố khoảng 250-600nm Nồng độ etanol trước sau xử lý đo sensor cảm biến VOCs chuẩn hóatínhiệu điện thành nồng độ etanol Hiệu suất xử lý etanol tính theo cơng thức sau: Hình Ảnh TEM TiO2 sau thủy nhiệt 24h nhiệt độ: (a) 100oC; (b) 150oC; (c) 180oC 86 N.H Minh nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 34, Số (2018) 83-90 Nhiệt độ thủy nhiệt đóng vai trị quan trọng có nhiều ảnh hưởng đến cấu trúc hình thái xúc tác [7].Quan sát ảnh TEM xúc tác cho thấy nhiệt độ 100oC (Hình 1a) chưa quan sát thấy cấu trúc dạng ống mà chủ yếu cấu trúc hạt nano Với nhiệt độ thủy nhiệt 100oC, hầu hết nghiên cứu cho thấy cấu trúc ống nano khơng hình thành, cấu trúc dạng hạt nano điều kiện nàycó xu hướng tách thành lớp mỏng (nanosheets)khi mà ion Na+ OH- bắt đầu công vào liên kết Ti-O-Ti để hình thành liên kết Ti-O-Na Ti-OH [8, 9] Ở điều kiện thủy nhiệt 150oC, hầu hết TiO2 dạng hạt chuyển thành dạng ống với đường kính cỡ 10-12nm chiều dài trung bình khoảng 150nm (Hình 1b) Tuy nhiên, cấu trúc dạng ống bị phá vỡ chuyển dần sang dạng nanoribbon (dạng tấm, dải) thủy nhiệt nhiệt độ 180oC (Hình 1c) [10] Từ kết trên, lựa chọn điều kiện thủy nhiệt để điều chế xúc tác TiO2 dạng ống nano 150oC 24h 3.2 Đặc trưng hình thái xúc tác TiO2 dạng ống nano pha tạp N Sản phẩm TiO2 dạng ống nanopha tạp N nguyên liệu bột TiO2 quan sát so sánh thông qua kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) kính hiển vi điện tử quét (SEM) Kết hình cho thấy nguyên liệu TiO2 thương mại có dạng hạt ban đầu với với đường kính cỡ 150-200 nm chuyển hóa hồn tồn thành TiO2 dạng ống với đường kính khoảng 10-12nm, chiều dài cỡ 150nm khơng tìm thấy cấu trúc khác sản phẩm ống nano TiO2 pha tạp N Bên cạnh đó, so sánh hình thái học ống nano TiO2điều chế sau thủy nhiệt (hình 1b) ống nano TiO2 sau biến tính với N (hình 2b, 2c, 2d) không cho thấy khác biệt nhiều, vật liệu xúc tác cuối giữ cấu trúc dạng ống nano Điều chứng tỏ việc pha tạp N tỷ lệ khảo sát không ảnh hưởng nhiều tới hình thái ống nano TiO2 điều chế Hình a) Ảnh SEM mẫu T; (b) Ảnh TEM mẫu TBN1; (c) Ảnh TEM mẫu TBN2; (d) Ảnh TEM mẫu TBN3 N.H Minh nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 34, Số (2018) 83-90 3.3 Đặc trưng TiO2biến tính Thành phần cấu trúc pha tinh thể mẫu xúc tác nghiên cứu phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) Hình so sánh giản đồ nhiễu xạ XRD mẫu xúc tác ống nano điều chế mẫu xúc tác TiO2 nguyên liệu 87 trung gian: H2Ti3O7 → H2Ti6O13 → TiO2(B) → TiO2 (anatase) [4] Phân tích phổ khối lượng ống TiO2 nguyên liệu ban đầu chế độ positive cho thấy tồn píc Ti⁺ở vị trí 48 m/z, TiO⁺vị trí 64 m/z, khơng xuất píc TiO2⁺tại vị trí 80 m/z N⁺vị trí 14 m/z (Hình 4a) Sau pha tạp nitơ (Hình 4b), phổ có hình thái thay đổi nhiên trì đặc điểm tương tự, có tồn píc Ti⁺ở vị trí 48 m/z, TiO⁺vị trí 64 m/z khơng xuất píc TiO2⁺tại vị trí 80 m/z nhiên xuất thêm píc N⁺tại vị trí 14 m/z, khơng có píc C⁺chứng tỏ N pha tạp thành công ống TiO2 nguyên liệu Hình Kết nhiễu xạ XRD mẫu xúc tác: TiO2 nguyên liệu, ống nano TiO2 ống nano pha tạp N với tỷ lệ mol Ti:N = 40:1 Phân tích giản đồ XRD cho thấy nguyên liệu TiO2ban đầu có có cấu trúc tinh thể dạng anatase với píc điển hình Giản đồ XRD xúc tác ống nano TiO2có độ nhiễu cao, nhiên tồn hai dạng tinh thể anatase (A) rutile (R) Bên cạnh cịn có xuất đỉnh nhiễu xạ H2Ti3O7 (H) Điều minh chứng cho thay đổi cấu trúc, hình thái học xúc tác chứng tỏ có phá vỡ cấu trúc tinh thể TiO₂dạng anatase ban đầu kết tụ lại thành dạng ống nano (Hình 3) Xúc tác ống nano TiO2 pha tạp N thấy xuất píc A điển hình với đỉnh nhiễu xạ R H thấp Điều cho thấy có kết tinh chuyển pha từ pha H, R ống nano TiO2 sang cấu trúc A ống nano TiO2 pha tạp N Trong trình pha tạp N, sấy khô nung nhiệt độ cao (400oC 2h), titanate (H2Ti3O7) cấu trúc ống nano chuyển dần sang pha anatase qua bước chuyển đổi Hình Phổ TOF-SIMS mẫu ống TiO2nguyên liệu (a) ống nano TiO2 pha tạp nitơ (b) 88 N.H Minh nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 34, Số (2018) 83-90 Để đánh giá khả hấp thụ ánh sáng loại vật liệu xúc tác dùng phương pháp UVVis cho mẫu rắn Kết thể hình cho thấy vùng ánh sáng hấp thụ mẫu xúc tác ống nano TiO2 pha tạp N mở rộng sang vùng có bước sóng lớn so với mẫu ống nano TiO2 Mơ hình Tauc sử dụng để xác định lượng vùng cấm mẫu xúc tác (hình 6) Độ rộng vùng cấm mẫu xúc tác ống nano TiO2 tăng lên so với TiO2 nguyên liệu giảm kích thước ống nano TiO2 từ dạng 2D sang dạng 1D lượng tử hoá trạng thái điện tử [5] Việc pha tạp nitơ với tỷ lệ khảo sát vào cấu trúc vật liệu dạng ống nano cho thấy hiệu quả, lượng vùng cấm ống nano TiO2 sau pha tạp giảm xuống, vùng lượng hoạt hóa xúc tác mở rộng Trong đó, pha tạp nitơ với tỉ lệ mol Ti:N (40:1), lượng vùng cấm giảm từ 3,45 eV (TiO2 dạng ống nano) xuống 3,3 eV Diện tích bề mặt riêng mẫu xúc tác xác định phương pháp hấp phụ - giải hấp đẳng nhiệt N2 77K so sánh trình bày bảng Bảng Diện tích bề mặt riêng mẫu xúc tác: TiO2 nguyên liệu, ống nano TiO2 ống nano TiO2 pha tạp N Mẫu xúc tác T TB Diện tích bề mặt riêng (m2/g) 5,47 81,68 TBN 124,78 Kết thu bảng cho thấy diện tích bề mặt riêng theo lý thuyết BET TiO2 nguyên liệu (T) 5,47 m2/g Trong đó, ống nano TiO2 chưa pha tạp (TB) giá trj tăng lên khoảng 15 lần (81,68 m2/g) Cấu trúc ống chồng lớp bề mặt bên ống lý cho gia tăng diện tích bề mặt riêng, thuộc tính ống nano TiO2 so với TiO2 nguyên liệu Mặt khác, diện tích bề mặt riêng ống nano TiO2 pha tạp cịn có xu hướng tăng lên diện tạp chất, làm giảm kết tinh TiO2 khả tăng trưởng kích thước q trình xử lý nhiệt [11], qua làm tăng cấu trúc rỗng xốp bề mặt ống TiO2 Trong nghiên cứu này, sau pha tạp N, diện tích bề mặt riêng ống nano TiO2 tăng lên tới 124,78 m2/g 3.4 Hiệu xử lý etanol xúc tác Hình Phổ UV-Vis mẫu xúc tác Hình Phân tích lượng vùng cấm theo mơ hình Tauc Hình cho thấy hoạt tính xúc tác quang mẫu xúc tác q trình oxi hóa etanol có khác rõ: Các mẫu TBN1, TBN2, TBN3 cho độ phân hủy quangetanol 80, 85 72%, mẫu TB, TN2 cho kết 55 59%, mẫu T đạt 40% sau 2h phản ứng liên tục Kết cho thấy hiệu oxi hóa etanol xúc tác ống nano TiO2 pha tạp N > TiO2 pha tạp N, ống nano TiO2> TiO2 nguyên liệu Hoạt tính xúc tác quang oxi hóa etanol ống nano TiO2pha tạp N tốt gấp 2-3 lần so với nguyên liệu TiO2ban đầu Quá trình quang xúc tác xử lý VOCs gồm hai giai đoạn va chạm hấp phụ N.H Minh nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 34, Số (2018) 83-90 vật lý bề mặt, sau đến q trình oxi hố nhờ phản ứng hóa học để phân huỷ VOCs Ống nano TiO2 pha tạp N có hiệu suất xử lý cao có diện tích bề mặt tiếp xúc lớn, lượng vùng khe thấp nên khả hấp phụ etanol cao hoạt động quang xúc tác tốt với nguồn sáng cung cấp, thuận lợi cho q trình oxi hóa etanol nhờ gốc tự tạo bề mặt vật liệu xúc tác 89 Kết luận Với điều kiện thủy nhiệt 150oC 24h điều chế xúc tác ống nano TiO2 với đường kính cỡ 10-12nm chiều dài trung bình khoảng 150nm Kết phân tích cho thấy thành phần pha tinh thể TiO2 dạng ống nano pha tạp nitơ chủ yếu dạng antase, diện tích bề mặt riêng tăng đáng kể so với TiO2 nguyên liệu Kết phổ TOF-SIMS cho thấy việc pha tạp N vào cấu trúc xúc tác thành công Hiệu xúc tác quang xử lý etanol mẫu ống nano TiO2 pha tạp N tỷ lệ mol Ti:N = 40:1 cho kết tốt (85%) Các kết nghiên cứu bước đầu ứng dụng xúc tác ống nano TiO2 biến tính mang kính để thực q trình oxi hóa loại bỏ hợp chất hữu bay (VOCs) không khí Tài liệu tham khảo Hình Hiệu xử lý etanol mẫu xúc tác theo thời gian Bên cạnh đó, việc pha tạp N tỉ lệ khác ảnh hưởng đến hoạt tính mẫu xúc tác Hình cho thấy nghiên cứu này, việc pha tạp N vào mẫu ống nano TiO2 tỷ lệ mol Ti:N = 40:1 cho hiệu xử lý cao Trong đó, tỷ lệ pha tạp 100:1 20:1 lại cho hiệu Điều cho thấy việc pha tạp N cho hiệu xử lý etanol tăng lên thu hẹp lượng vùng cấm dẫn tới việc tăng cường hoạt tính xúc tác quang vật liệu xúc tác ánh sáng nhìn thấy [12] Tuy nhiên, việc pha tạp lượng lớn nitơ dẫn đến tồn dư tiền chất N cấu trúc (do chưa hịa tan hồn tồn) dẫn tới hiệu xúc tác quang giảm xuống [13] [1] K Hashimoto, H Irie, and A Fujishima, “TiO2 Photocatalysis: A Historical Overview and Future Prospects,” Jpn J Appl Phys., vol 44, no 12, pp 8269–8285, 2005 [2] K Qi, B Cheng, J Yu, and W Ho, “A review on TiO2-based Z-scheme photocatalysts,” Chinese J Catal., vol 38, no 12, pp 1936–1955, 2017 [3] P Hoyer, “Formation of a Titanium Dioxide Nanotube Array,” Langmuir, vol 12, no 6, pp 1411–1413, 1996 [4] N Liu, X Chen, J Zhang, and J W Schwank, “A review on TiO2-based nanotubes synthesized via hydrothermal method: Formation mechanism, structure modification, and photocatalytic applications,” Catal Today, vol 225, pp 34–51, 2014 [5] D V Bavykin, S N Gordeev, A V Moskalenko, A A Lapkin, F C Walsh, “Apparent TwoDimensional Behavior of TiO2 Nanotubes Revealed by Light Absorption and Luminescence,” J Phys Chem B,vol 109, no 18,pp 8565–8569, 2005 [6] Z Shayegan, C.-S Lee, and F Haghighat, “TiO2 photocatalyst for removal of volatile organic compounds in gas phase – A review,” Chem Engin J., vol 334., pp 2408–2439, 2018 [7] D V Bavykin, V N Parmon, A A Lapkin, and F C Walsh, “The effect of hydrothermal 90 N.H Minh nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 34, Số (2018) 83-90 conditions on the mesoporous structure of TiO2 nanotubes,” J Mater Chem., vol 14, no 22, p 3370, 2004 [8] C L Wong, Y N Tan, and A R Mohamed, “A review on the formation of titania nanotube photocatalysts by hydrothermal treatment,” J Environ Manage., vol 92, no 7, pp 1669– 1680, 2011 [9] S Sreekantan and L C Wei, “Study on the formation and photocatalytic activity of titanate nanotubes synthesized via hydrothermal method,” J Alloys Compd., vol 490, no 1–2, pp 436–442, 2010 [10] A Elsanousi, E M Elssfah, J Zhang, J Lin, H S Song, and C Tang, “Hydrothermal treatment duration effect on the transformation of titanate nanotubes into nanoribbons,” J Phys Chem C, vol 111, no 39, pp 14353–14357, 2007 [11] M H Razali, M N.Ahmad-Fauzi, A R Mohamed, and S Sreekantan, “Morphological structural and optical properties study of transition metal ions doped TiO2 nanotubes prepared by hydrothermal method,” Int J Matl., Mech and Mfg., Vol 1, No 4, 2013 [12] J Y Kim, C S Kim, H K Chang, and T O Kim, “Synthesis and characterization of Ndoped TiO2/ZrO2visible light photocatalysts,” Adv Powder Technol., vol 22, no 3, pp 443– 448, 2011 [13] W Mekprasart, T Khumtong, J Rattanarak, W Techitdheera, and W Pecharapa, “Effect of nitrogen doping on optical and photocatalytic properties of TiO2 thin film prepared by spin coating process,” Energy Procedia, vol 34, pp 746–750, 2013 Synthesis, Characteristics of Titan Dioxide Nanotube and Photocatalytic Decomposition of Ethanol Nguyen Hai Minh, Vu Ha Giang, Pham Van Phong, Le Thi Hoang Oanh, Hoang Van Ha VNU University of Science, 334 Nguyen Trai, Thanh Xuan, Hanoi, Vietnam Abstract: In this study, N-doped TiO2 nanotubes material was synthesized from commercial TiO2 by hydrothermal synthesis in concentrated sodium solution with high temperature and pressure conditions The morphology, crystalline phase, composition were characterized by the modern physicochemical techniques such as X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (TOF-SIMS) and ultraviolet-visible spectrophotometry (UV-Vis) The results showed that TiO2nanotubes have the diameter of 10-12 nm and the lengthabout 150 nm witha high specific surface area The photocatalytic activity of this material was evaluated in terms of photodegradation of ethanol under ultraviolet light, it showed that the photocatalytic activity of nanotubes is higher than nanoparticles and the activity is enhanced when there is nitrogen doping Keywords: Titan dioxide, nanotubes, VOCs, hydrothermal, photocatalysis ... hóa etanol xúc tác ống nano TiO2 pha tạp N > TiO2 pha tạp N, ống nano TiO2> TiO2 nguyên liệu Hoạt tính xúc tác quang oxi hóa etanol ống nano TiO2pha tạp N tốt gấp 2-3 lần so với nguyên liệu TiO2ban... hiệu xử lý etanol mẫu xúc tác 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt tới hình thái xúc tác Kết thảo luận Các mẫu vật liệu xúc tác nghiên cứu bao gồm: TiO2 nguyên liệu (T); ống nano TiO2 (TB); ống nano. .. trình xử lý nhiệt [11], qua làm tăng cấu trúc rỗng xốp bề mặt ống TiO2 Trong nghiên cứu này, sau pha tạp N, diện tích bề mặt riêng ống nano TiO2 tăng lên tới 124,78 m2/g 3.4 Hiệu xử lý etanol