b) Ph−ơng pháp đánh giá qua sự oxy hĩa phân hủy các chất bẩn trên bề mặt của xúc tác quang hĩa
1.2.7.Tình hình nghiên cứu vμ ứng dụng cơng nghệ vμ vật liệu nano TiO2 xúc tác quang hĩa ở Việt Nam.
Tại Việt Nam từ năm 2005 T.s Trần Thị Đức tại Viện Vật lý ứng dụng vμ
thiết bị khoa học – Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam đã lμ một trong những ng−ời nghiên cứu ứng dụng thμnh cơng vật liệu nano TiO2 xúc tác quang hĩa cho lớp phủ vμ đã chế tạo các mμng phủ cho kính, sứ vệ sinh... Sản phẩm PSA-01 của T.s Đức lμ một loại dung dịch cĩ chứa nano TiO2 xúc tác quang hĩa cĩ kích th−ớc trung bình lμ 25 nm. Loại dung dịch nμy khi phủ lên bề mặt của kính, sứ vệ sinh hoặc t−ờng nhμ sẽ cĩ tác dụng chống bám bẩn vμ hiệu quả diệt khuẩn cao. Tuy nhiên các kết quả nghiên cứu chỉ mới cơng bố ở qui mơ phịng thí nghiệm vμ ch−a cĩ sản phẩm th−ơng mại [1].
Từ năm 2005 đến nay cĩ một vμi nhĩm nghiên cứu đã bắt đầu ứng dụng vật liệu nano xúc tác quang hĩa TiO2 cho lớp phủ (coating) trên các bề mặt của kính, sứ vệ sinh... theo h−ớng của T.s Trần Thị Đức nh− nhĩm nghiên cứu của PGS.TS. Đặng Mậu Chiến – Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Nano thuộc Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh vμ các nhĩm nghiên cứu của Viện ITIM của tr−ờng Đại học Bách khoa Hμ Nội. Nhìn chung hầu hết các nghiên cứu đều tập trung chủ yếu vμo việc ứng dụng vật liệu nano xúc tác quang hĩa TiO2 để chế tạo lớp phủ (coating) chứ khơng đi theo h−ớng đ−a trực tiếp vật liệu nano TiO2 vμo thμnh phần của sơn xây dựng nh− h−ớng nghiên cứu của đề tμi nμy triển khai.
Việc nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano TiO2 vμo thμnh phần của lớp phủ cĩ những −u điểm vμ những vấn đề phải v−ợt qua nh− sau:
- Việc chế tạo lớp phủ đơn giản hơn vì chỉ cần phân tán vật liệu nano TiO2 trong mơi tr−ờng dung mơi hoặc lμ n−ớc để thμnh dung dịch cĩ chứa chất xúc tác quang hĩa. Với một dung dịch đơn giản nh− vậy thì sau khi phun, bề mặt cần phun sẽ tạo thμnh mμng phủ mỏng vμ yếu vì chỉ đơn thuần lμ chất phủ bám trên các bề mặt bằng các liên kết vật lý mμ khơng phải lμ các liên kết hĩa học hoặc khơng đ−ợc liên kết với bề mặt bằng các chất tạo mμng nh− sơn. Do vậy lớp phủ nano xúc tác quang hĩa sẽ kém bền vμ sẽ dễ bị mất do ma sát hoặc ngoại lực nμo đĩ nh− lau chùi, rửa trơi…
- Việc chế tạo sơn cĩ chứa thμnh phần xúc tác quang hĩa sẽ tạo thμnh mμng phủ bền vững nh− các mμng sơn thơng th−ờng trên các bề mặt của kim loại, kính, ngĩi, gạch, t−ờng xi măng… Tuy nhiên vật liệu nano TiO2 xúc tác quang hĩa lμ
một chất xúc tác oxy hĩa rất mạnh nên hầu hết các chất hữu cơ trong thμnh phần của sơn sẽ lão hĩa nhanh tạo nên sự phấn hĩa sớm mμng sơn sớm. Đây lμ thách thức lớn phải v−ợt qua của h−ớng nghiên cứu nμy. Để tăng độ bền của mμng sơn, tránh sự phấn hĩa sớm do xúc tác quang hĩa ng−ời ta phải sử dụng các chất tạo mμng sơn (chất nền th−ờng lμ polyme) rất bền vững cĩ khả năng chịu đ−ợc mức độ oxy hĩa cao nh− silicon hoặc polysiloxan [20-23] .
1.3. Sơn xây dựng vμ thμnh phần cơ bản của sơn
Sơn lμ một hỗn hợp chất lỏng dùng để quét lên một số bề mặt để tạo thμnh một mμng phủ trên bề mặt đĩ nhằm mục đích bảo vệ vμ trang trí. Sơn đ−ợc sử dụng rất phổ biến trong cuộc sống hμng ngμy để tạo các lớp mμng phủ lên các bề mặt của sản phẩm gỗ, kim loại, kính, bê tơng…. ẹoỏi vụựi taỏt caỷ caực loái sụn đều cĩ những thaứnh phần chớnh vụựi caực chửực naờng khaực nhau ủoự laứ: Chaỏt kết dính
(polymer hoặc binder), Maứu (picgment), Dung mõi (solvent) vaứ Phú gia
(additive) [6]. Trong ủoự:
Chaỏt kết dính: Lμ chất táo maứng cụ baỷn cho sụn, thõng thửụứng laứ
polymer nh−: polyester, polyacrylic, epoxy, polyurethane hoặc lμ những chất tạo
mμng vơ cơ nh− Silicat…..
Chaỏt táo maứu: Caực chaỏt táo maứu thửụứng duứng laứ TiO2, Fe2O3 hoặc các oxyt vơ cơ vμ các chất tạo mμu hữu cơ khác.
Dung mõi: Chaỏt duứng ủeồ pha loaừng. Caực dung mõi thửụứng duứng laứ
nửụực, hoặc dung mơi hữu cơ nh− acetone, Butylacetat, xylen, toluen..
Phú gia: Duứng ủeồ taờng cửụứng hoaởc hán cheỏ caực tớnh chaỏt ủaởc bieọt cuỷa sụn. Caực phú gia thửụứng duứng laứ taờng ủoọ nhụựt, chaỏt trụù phãn taựn, chaỏt choỏng
________________________________________________________________________________ 25
Bảng 4 trình bầy các thơng tin về một số sơn xây dựng đang bán trên thị tr−ờng Việt Nam. Nhìn chung đa số các sản phẩm sơn xây dựng đều lμ sơn gốc n−ớc sử dụng nhũ t−ơng polyacrylic hoặc polyacrylate lμm chất tạo mμng. Đĩ lμ
những polyme cĩ nhiều tính năng −u việt để chế tạo sơn nh− khả năng bám dính trền nền bê tơng cao, t−ơng đối bền thời tiết.
Bảng 4: Một số sản phẩm sơn đang bán trên thị tr−ờng Việt Nam
STT Hãng sản xuất Tên sản phẩm Thμnh phần Tính năng
1 ICI Dulux
weathershield
Nhựa acrylic, bột khống, chất mμu, khơng chứa chì
Sơn cao cấp ngoμi trời, chịu thời tiêt