Phương pháp sol-gel do R.Roy đề xuất năm 1956 cho phép trộn lẫn các chất ở quy mô nguyên tử do đó sản phẩm thu được có độ đồng nhất và độ tinh khiết cao,
Cơ chế của phương pháp này được cho là diễn ra theo các bước sau: I.4.2.1. Sự hình thành sol:
Đầu tiên các ion 4kim loại tạo phức với phối tử vòng càng là axit citric. Trong quá trình khuấy trộn, bay hơi dung môi, các phức đơn nhân ngưng tụ với nhau thành tập hợp phức đa nhân. Mạng lưới phức đa nhân phát triển thành các hạt sol có kích thước micromet. Sol là trạng thái phân bố dị thể đồng đều các hạt rắn trong chất lỏng.
I.4.2.2. Sự hình thành gel:
b ề mặt ri êng l ớn, ph â
HìnhI.14. Sơ đồ
n b ố kích th ư ớc hạt hẹp [ 55 , 56 ] .
chung của phương pháp sol –gel điều chế vật liệu nano
Các hạt sol tiếp tục lớn lên, ngưng tụ thành mạng lưới không gian ba chiều. Lúc này, trạng thái lỏng được phân tán đồng đều trong pha rắn. Bằng phương pháp sol-gel, không những tổng hợp được oxit siêu mịn với độ đồng nhất và độ tinh khiết cao, mà còn có thể tổng hợp được các tinh thể có kích thước cỡ nano, các pha thủy tinh, thủy tinh-gốm, mà những phương pháp nóng chảy không thể tổng hợp được. Do đó, trong những năm gần đây phương pháp sol-gel đã trở thành một trong những phương pháp tổng hợp oxit quan trọng nhất trong lĩnh vực khoa học vật liệu.
Lợi dụng những ưu điểm lớn của phương pháp sol -gel, hàng loại vật liệu biến tính TiO2 được chế tạo thành công với hàm lượng và kích thước mong muốn. Sơ đồ chung của quá trình có thể mô tả như sau: