b) Ph−ơng pháp đánh giá qua sự oxy hĩa phân hủy các chất bẩn trên bề mặt của xúc tác quang hĩa
1.2.6. Một số thμnh tựu nghiên cứu vμ ứng dụng bột nano TiO2 xúc tác quang hĩa cho sơn vμ lớp phủ tại Trung Quốc.
quang hĩa cho sơn vμ lớp phủ tại Trung Quốc.
Trung Quốc đã bắt đầu nghiên cứu vật liệu nano xúc tác quang hĩa từ những năm 1992. Từ đĩ đến nay đã cĩ khoảng 863 đề tμi nghiên cứu về vật liệu nano xúc tác quang hĩa vμ vật liệu sinh thái đ−ợc chính phủ Trung quốc tμi trợ kinh phí nghiên cứu [2].
Từ năm 1996 tại Viện Hμn lâm khoa học vật liệu Trung Quốc (China Building Material Academy – CBMA) đã bắt tay nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano xúc tác quang hĩa để chế tạo một số sơn cĩ tính năng đặc biệt nh−: Sơn diệt khuẩn, Sơn Ion âm, Sơn tự lμm sạch, Sơn cách nhiệt .... Đến nay các sản phẩm sơn vμ lớp phủ sử dụng bột nano TiO2 xúc tác quang hĩa đã đ−ợc một vμi cơng ty của Trung Quốc chμo bán nh−:
- Sơn Nanometer Antibacteria Paint của tập đoμn Quingdao Brigth Group
- Sơn Water-based PU Interior Wall Paint của Cơng ty Beijing Grace Polymer Technology Development Co. Ltd
- Sơn High Quality Exterior Wall Paint của cơng ty Guangdong Sunzo Chemical Industry Co. Ltd.
Hình 10: Sản phẩm sơn nano xúc tác quang hĩa t−ờng trong vμ t−ờng ngoμi của Trung Quốc
Cĩ thể nĩi rằng việc nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ nano xúc tác quang hĩa của các nhμ khoa học Trung Quốc đã đạt đ−ợc những kết quả đầy ấn t−ợng với hμng loạt sản phẩm nano xúc tác quang hĩa đã đ−ợc th−ơng mại hĩa trên thị tr−ờng nội địa cũng nh− thị tr−ờng quốc tế.
Sau một thời gian nghiên cứu chế tạo vật liệu nano xúc tác quang hĩa rất thμnh cơng, hiện nay tại CBMA đã cĩ những nghiên cứu biến tính để cải tiến chất l−ợng vμ hiệu lực của xúc tác quang hĩa nhằm khắc phục những nh−ợc điểm đang cịn tồn tại của loại xúc tác nμy nh−: chỉ phát huy hoạt tính ở điều kiện cĩ ánh sáng tử ngoại vμ tác dụng oxy hĩa quá mạnh dẫn đến việc phấn hĩa phá hủy nhanh mμng sơn. Để giải quyết 2 vấn đề nμy giáo s− Ji Zhijiang vμ các cộng sự của ơng ở CBMA đã tiến hμnh các nghiên cứu biến tính nano TiO2 theo các h−ớng sau:
- Biến tính vật liệu nano TiO2 bằng các ion kim loại chuyển tiếp nh− sắt, bạc (Fe, Ag) hoặc các kim loại thuộc nguyên tố đất hiếm (Ce, La) để nâng cao hoạt tính xúc tác quang hĩa ngay cả trong vùng ánh sáng yếu [2]
- Gắn các tâm cĩ chứa nano TiO2 lên các vật liệu khác nh− các khống tourmaline, sepiolite hoặc diatomite để hạn chế việc tiếp xúc trực tiếp vật liệu nano TiO2 với các mμng sơn mμ vãn cải thiện đáng kể hoạt tính xúc tác quang hĩa
của TiO2 (xem hình 11). Giải pháp nμy sẽ giảm sự phá hủy mμng sơn của nano xúc tác quang hĩa TiO2 [2].
Với h−ớng biến tính đầu tiên ng−ời ta đã tạo ra đ−ợc bột nano xúc tác quang hĩa phát huy tác dụng ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu rất thích hợp cho việc chế tạo các loại sơn t−ờng trong cĩ chức năng kháng khuẩn hoặc sơn chống rêu mốc, chống nấm…
Sự thay đổi hoạt tính xúc tác quang hĩa (trong việc phân hủy metyl da cam) của các mẫu xúc tác quang hĩa TiO2; sepiolite vμ TiO2 biến tính với sepiolite
Sự thay đổi hoạt tính xúc tác quang hĩa (trong việc phân hủy metyl da cam)
A: của TiO2; B: TiO2/5% Toumaline; C: TiO2/10% Toumaline; D: Toumaline TiO2/10% Toumaline; D: Toumaline
Hình 11: Kết quả biến tính nano xúc tác quang hĩa TiO2 với khống vơ cơ sepiolite vμ toumaline tại CBMA [2]
Cịn h−ớng thứ 2 khi các tâm nano xúc tác quang hĩa đ−ợc gắn vμo các đế lμ các khống chất nĩi trên thì khi sử dụng chúng trong thμnh phần của sơn thì các tâm xúc tác quang hĩa sẽ liên kết với mμng sơn một cách gián tiếp qua các đế lμ các khống chất nĩi trên. Giải pháp nμy đã tạo nên thμnh phần xúc tác quang hĩa cĩ tính t−ơng hợp tốt với mμng sơn polyme vμ giảm sự phấn hĩa mμng sơn sớm cho những sơn nano ngoμi trời. Cĩ thể nĩi rằng các kết quả nμy sẽ lμ những định h−ớng tốt cho việc tiếp tục nghiên cứu phát triển sâu hơn nữa về vật liệu nano xúc tác quang hĩa cho nhĩm đề tμi trong t−ơng lai.
________________________________________________________________________________ 23
1.2.7. Tình hình nghiên cứu vμ ứng dụng cơng nghệ vμ vật liệu nano TiO2 xúc tác quang hĩa ở Việt Nam.