- V ậ t li ệ u bán d ẫ n pha t ừ loãng n ề n TiO 2 :
K ế t lu ậ n ch ươ ng
NGHIÊN C Ứ U Ả NH H ƯỞ NG C Ủ A NHI Ệ T ĐỘ Ủ VÀ N Ồ NG ĐỘ ION Co LÊN SỰ TẠO THÀNH PHA TiO 2 ANATASE
Trong tự nhiên, TiO2 có ba dạng thù hình: rutile, anatase, và brookite. Chúng có chung một công thức hóa học là TiO2 nhưng cấu trúc tinh thể của chúng lại khác nhau. Rutile có cấu trúc là tetragonal với nhóm đối xứng không gian là (I41/amd). Anatase có cấu trúc là tetragonal với nhóm đối xứng không gian là (P42/mnm). Còn brookite có cấu trúc orthorhombic với nhóm đối xứng không gian là (Pbca). Tùy theo các điều kiện kết tinh khác nhau như nhiệt độ, áp suất, môi trường mà TiO2 có thể hình thành ở dạng thù hình này hay dạng thù hình khác và có thể chuyển đổi từ cấu trúc này sang cấu trúc khác. Trong đó brookite là pha kém bền vững nhất, dễ dàng chuyển thành pha anatase hoặc rutile. Do TiO2 có các cấu trúc tinh thể khác nhau dẫn đến tính chất lý, hóa của nó khác nhau và cho các ứng dụng khác nhau. Ví dụ, TiO2 pha anatase thường được sử dụng trong quang xúc tác do phản ứng quang hóa, còn rutile được sử dụng chủ yếu trong chất mầu do các tính chất tán xạ ánh sáng của nó. Vì vậy, hiểu biết cơ chế chuyển pha giữa hai dạng thù hình rutile và anatase cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến
độ bền của các pha là rất cần thiết. Độ bền của pha anatase và rutile phụ
thuộc mạnh vào điều kiện môi trường. Trong tự nhiên, chúng thường đồng tồn tại cả hai loại cấu trúc này. Sự đồng tồn tại này gây ra một số hạn chế
cho việc nghiên cứu và ứng dụng của TiO2. Do đó, việc nghiên cứu tìm
điều kiện công nghệ thích hợp để tổng hợp TiO2 đơn pha là rất cần thiết. Dưới đây, chúng tôi sẽ trình bày một số kết quả nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ, tốc độ gia nhiệt và sự thay thế Co cho Ti lên sự hình thành pha anatase cũng như sự chuyển pha giữa anatase và rutile.