5. Điểm mới của đề tài
3.1.3.Màng mỏng của TiO2
Chúng tôi đã sử dụng các màng mỏng của PS-10AA để ngâm tẩm trong dung dịch sol của TIP. Sol này sẽ lấp đầy khoảng trống giữa các hạt PS-10AA và ngưng tụ lại trong quá trình gel hóa. Cuối cùng, tiền oxít TiOx sẽ chuyển thành pha TiO2 tinh thể ở nhiệt độ cao trong quá trình nung nóng. Trong quá trình này, các hạt PS-10AA bị đốt cháy, để lại TiO2 có cấu trúc siêu xốp. Trong nhiều trường hợp, khi liên kết giữa lớp màng PS-10AA và đế không đủ bền để ngâm tẩm màng PS-10AA trong dung dịch sol, chúng tôi đã sử dụng kỹ thuận sol-gel pha khí để đưa TiOx vào khe giữa các hạt PS-10AA. TIP, H2O và HCl dễ dàng khếch tán qua các khe này trước khi ngưng tụ trên bề mặt các hạt keo PS-10AA; tại đó quá trình sol-gel xảy ra hình thành lớp oxit TiOx. Hình 3.4 trình bày ảnh SEM chụp màng TiO2 thu được trên đế Si và
183 nm 365 nm
662 nm
Hình 3.4. Ảnh SEM của màng TiO2 siêu xốp
a) ảnh mặt cắt ngang của TiO2 trên đế Si, b) mặt cắt trên đế FTO, c) bề mặt của TiO2 siêu xốp và d) ảnh phóng đại bề mặt của TiO2 cho thấy các quả cầu rỗng nối với nhau.
Hình 3.4 cho thấy việc sử dụng màng mỏng của PS-10AA màng tạo cấu trúc có thể chế tạo được màng mỏng TiO2 siêu xốp với các đặc tính nổi trội như: độ dày đồng đều (hình 3.4 a và b); độ dày có thể thay đổi được bằng
cách thay đổi độ dày của lớp PS-10AA;có thể chế tạo trên nhiều loại đế khác nhau; màng có cấu trúc bề mặt mở (hình 3.4 c), gồm các hình cầu rỗng có
kích thước tương đương với hạt PS-10AA, các cầu rỗng này kết nối với nhau (hình 3.4 d). Hình thái học của lớp TiO2 rất phù hợp cho các ứng dụng trong pin mặt trời, xúc tác quang hóa, quang tổng hợp, cảm biến, v.v.