Hướng nghiên cứu nhằm làm cải thiện tính chất của vật liệu nano TiO2 sử dụng được ánh sáng kích thích trong vùng nhìn thấy, đã được một số nhóm nghiên cứu trong nước tiến hành nghiên cứu và đã đạt được một số kết quả nhất định. Nhóm nghiên cứu của khoa Hóa, trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã thành công với việc kết hợp vật liệu compozit giữa TiO2 và cacbon nano tube (CNT) có bước sóng kích hoạt trong vùng khả kiến. Nhóm nghiên cứu của TS. Trần Thị Đức- Viện Vật lý ứng dụng và thiết bị khoa học đã thành công với sản phẩm sơn nano titan oxit, nhóm nghiên cứu của Viện ITIMS, Viện Vật lý kỹ thuật đã nghiên cứu chế tạo các loại sensor bán dẫn để nhận biết các loại hợp chất hữu cơ
15
và khí thải dựa trên cơ chế xúc tác quang của chất bán dẫn. Ở công trình [4] đã nghiên cứu điều chế bột nano TiO2 pha tạp 5%Cr(III) theo phương pháp thủy nhiệt 180oC trong 10 giờ (từ nguyên liệu đầu là TPOT, C2H5OH, C5H8O2 và Cr(NO3)3), làm nâng cao độ hấp thụ của vật liệu chế tạo về phía ánh sáng nhìn thấy, nâng cao hiệu suất xúc tác quang phân hủy chất màu hữu cơ kích thích được ở vùng ánh sáng nhìn thấy: làm phân hủy Rhodamin B 20g/l, pH=6 (mxt = 1,56g/l) dưới chiếu xạ ánh sáng mặt trời trong thời gian 150 phút, phân hủy Phenol đỏ trong thời gian 240 phút, phân hủy một số thuốc nhộm và nước thải dệt nhuộm giảm màu theo thời gian xử lý. Chất xúc tác vẫn có hoạt tính tốt sau 4 lần tái sử dụng, đạt hiệu suất phân hủy 90%. Công trình [5] đã nghiên cứu thành công chế tạo mẫu bột nano TiO2 anata pha tạp nguyên tố Cu, Ni bằng phương pháp hóa ướt (nguyên liệu đầu là TPOT, ACAT, Ni(NO3)2 và Cu(NO3)2) với tỷ lệ các nguyên tố pha tạp thay đổi từ 0%, 1%, 3% và 8% làm giảm kích cỡ hạt tinh thể tới ~ 5nm, nâng cao độ hấp thụ quang dịch chuyển mạnh về vùng ánh sáng đỏ λ ≈ 450÷700nm, và làm giảm độ rộng vùng cấm Eg của TiO2 tới 2,64eV khi lượng chất pha tạp Ni là 8%. Công trình [7] đã nghiên cứu thành công chế tạo bột nano TiO2 được biến tính bởi các nguyên tố Fe, N theo hai phương pháp đồng kết tủa và phương pháp tẩm (nguyên liệu đầu từ TiCl4, NH3 và hai muối sắt Fe(NO3)3.9H2O, FeCl3.6H2O, axit axetic) cho hiệu suất xúc tác quang theo phương pháp tẩm cao hơn so với phương pháp đồng kết tủa, và đạt hiệu suất xúc tác quang phân hủy metylen xanh 100% sau 70 phút chiếu xạ bằng đèn compact Golstar 40w, cao hơn mẫu TiO2 đối chứng 2,8 lần và cao hơn 6 lần dưới chiếu xạ ánh sáng mặt trời. Công trình [13] đã nghiên cứu chế tạo bột nano TiO2 biến tính bởi nguyên tố lưu huỳnh theo phương pháp thủy phân-kết tủa (nguyên liệu đầu TiCl4, C2H5OH, Na2SO4 hoặc H2SO4) nung bột ở 600oC trong 2 giờ, thu được mẫu bột nano TiO2 biến tính S(IV) với kích cỡ hạt nano 13÷18 nm, đạt hiệu suất phân hủy metylen xanh 97,5% (CMB = 10mg/l, Cxt = 0,15g) dưới chiếu xạ bởi đèn compact 40w trong 3 giờ.
Các nhóm nghiên cứu trên đã thành công trong việc chế tạo vật liệu và triển khai trong một số ứng dụng nhất định. Tuy nhiên các nghiên cứu chưa có tính thống kê và các vật liệu chế tạo chưa thực sự có tính xúc tác quang cao, hiệu quả trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Một thách thức quan trọng nữa đối với nghiên cứu chất xúc tác quang trên cơ sở TiO2 là tính ổn định và có thể dự đoán hoạt tính quang hóa trong vùng tia cực tím và ánh sáng nhìn thấy.