Oxi hóa quang hóa xúc tác TiO2 đã được áp dụng mạnh mẽ ở một số
nước như Nhật, Mĩ, Hà Lan và cả một số nước như Hàn Quốc, Đài Loan để
loại trừ và phân hủy các chất bẩn trong không khí. Năm 1987, Mĩ đã nghiên cứu công nghệ sol-gel chế tạo TiO2 dạng màng và dạng sợi Error! Reference source not found.. Năm 1993, các nhà khoa học Hà Lan đã chế tạo loại gạch men có lớp TiO2 trên bề mặt để làm sạch môi trường không khí [7]. Chúng
được đánh giá là rất hiệu quảđể phân hủy chất bẩn và diệt khuẩn. Năm 2006, Viện Công nghệ Môi trường, Đại học Đài Loan, Trung Quốc dùng bột Degussa P25 TiO2 trong các bộ lọc khí để khử toluen và formaldehit [22]. TiO2 rất hiệu quả trong việc phân hủy clorofooc và urê, thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ dimetylphotphat. Cyanua có thể bị phân hủy nhanh chóng trong môi
“Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu TiO2 phủ trên oxit nhôm kim loại để phân hủy các chất độc hại trong môi trường không khí” Nguyễn Mạnh Nghĩa, Cao học CNMT 2009
trường có chứa 5% TiO2 và chiếu sáng với nguồn sáng có bước sóng 390nm. Quá trình quang xúc tác xảy ra với bức xạ có bước sóng nhỏ hơn 4200Å tạo nên oxy hoạt tính phân hủy hoàn toàn các chất thải hữu cơ thành CO2 và H2O
[9]. Nhật Bản nghiên cứu chế tạo và ứng dụng TiO2 ở dạng màng, sơn hoặc bột cho hiệu quả rất tốt trong xử lý ô nhiễm không khí. Với nguồn sáng 40W, khoảng cách chiếu sáng 150cm, TiO2 có thể khử H2S, amoni, trimethylamin từ 30 ppm xuống còn 1,9-2,0 ppm trong 2 giờ. Khí có hại trong nhà phát sinh từ vật liệu trang trí (decoration material) và nội thất chứa methyl, methyl hydrosulfit, H2S và amonia, formaldehyde, acetaldehyde... các chất này đều có thể bị phân hủy và oxy hóa bằng phản ứng quang xúc tác. Nồng độ ban đầu từ 10 - 12ppm giảm đến 2ppm sau 120 phút và đến 0 ppm sau 300 - 400 phút
[21]. Ngoài ra, trong lĩnh vực xử lí môi trường các nhà khoa học tại Nhật Bản
đã chế tạo được dung dịch hỗn hợp chứa TiO2 và mang tẩm thành công lên các vật liệu, có nhiều tác dụng như: diệt khuẩn, khử nấm mốc, loại bỏ các khí NOx, SOx. Các khả năng trên của TiO2được gọi là khả năng làm sạch của vật liệu. Các sản phẩm này đã được áp dụng rộng rãi ngoài thực tế.
Mới đây, các nhà khoa học Mỹ tuyên bố họ vừa chế tạo ra các ống nano titan đioxit chạy bằng ánh nắng và có khả năng biến cacbon đioxit thành metan, chất có thể được sử dụng làm nguồn năng lượng trong tương lai. Các
ống nano này có thể làm giảm mạnh sự phát thải CO2 vào khí quyển và làm giảm nhu cầu của con người về năng lượng hoá thạch...
Trong xử lý không khí, vật liệu xúc tác quang hóa được sử dụng để loại bỏ các khí thải trong không khí như NOx, VOC, CO... Kỹ thuật xúc tác quang hóa được sử dụng để loại bỏ khí NOx có nồng độ cỡ ppb trong đô thị, vật liệu xúc tác quang hóa sử dụng là TiO2. Kết quả này được T.Maggos và các cộng sự nghiên cứu có hai loại sơn chứa TiO2 được kiểm tra để loại bỏ khí NOx là: sơn khoáng silica (M1) và sơn styren acrylic (M2). Trong đó sơn M1 loại bỏ
“Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu TiO2 phủ trên oxit nhôm kim loại để phân hủy các chất độc hại trong môi trường không khí” Nguyễn Mạnh Nghĩa, Cao học CNMT 2009
được 74% khí NO và 27% khí NO2 và sơn M2 loại bỏ được 94% khí NO và 71% khí NO2. Trong nghiên cứu này cho thấy mẫu sơn M2 có tính chất quang hóa tốt hơn so với mẫu sơn M1 [20].
Những nghiên cứu và ứng dụng về nano TiO2 được triển khai tại hầu hết các cơ sở nghiên cứu khoa học hàng đầu của Việt Nam trong vòng 10 năm trở lại đây như: Nghiên cứu và ứng dụng nano TiO2 trong chế tạo sensor nhạy khí, sensor hóa học tại Trung tâm Quốc tế Nghiên cứu và Đào tạo Khoa học Vật liệu (ITIMS); Chế tạo sơn TiO2 có tác dụng diệt khuẩn; màng nano TiO2 có khả năng tự làm sạch, phân hủy chất độc, chống nấm mốc, diệt khuẩn, tính chất siêu ưu nước của Viện Vật lý Ứng dụng và Thiết bị Khoa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Hội thảo quốc tế giữa Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Trường Đại học Tổng hợp Công nghệ Tokyo tổ chức tại Hà Nội 01/2003 về “Khoa học và ứng dụng của nano TiO2 cho môi trường bền vững" đã đánh dấu bước phát triển của Việt Nam về công nghệ nano.