VI. 1. 1. Quy trình xử lý đế và tạo màng
Quy trình xử lý đế
Đế gốm được chọn là loại gạch men lót sàn nhà có kích thước 400mm x 400mm. Sau đó được cắt nhỏ với kích thước 40mm x 80mm
Đế gốm có độ hấp thụ lượng ẩm và khí bẩn rất lớn so với đế thủy tinh. Do đó, trước khi đưa vào tạo màng cần phải được đưa vào lò nung ở 200 độ trong 120 phút. Quá trình nung nhiệt này có tác dụng giải hấp lượng nước hấp thụ trong đế gốm. Sau đó đế gốm được để nguội 15 phút và được đưa vào buồng chân không.
Tạo màng.
Đế gốm được tạo theo điều kiện tối ưu như trên, cụ thể theo bảng V. 1:
Mẫu I (A) V (V) p (mtorr) h (cm) d (nm) 2 O f G1 0. 30 325 13 5 346 0. 06 Hình V. 1. Đế gốm khi đã được cắt nhỏ để có thể phún xạ
VI. 1. 2. Khảo sát tính năng tính năng siêu thấm ướt nước của màng.
Bảng V. 2. Kết quả đo góc thấm ướt theo thời gian chiếu sáng UV của mẫu số 9 và đế gốm
θ θ
0 θ1 θ2 θ3 θ4 θ5
M9 88 63 32 12 8 4
Đế gốm 83 68 41 18 10 6
Hình V. 2. Đế gốm sau khi được phủ màng
71 Mẫu
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 30 60 90 120 150 180 M9 G óc ti ếp x úc ( độ )
Thời gian chiếu (phút)
Đế gốm
Hình V. 3. Sự thay đổi góc thấm ướt theo thời gan chiếu UV của mẫu số 9 và đế gốm
Hình V. 4. Hình ảnh đo góc thấm ướt theo thời gian của đế gốm 73 θ0 = 88 θ2 = 63 θ4 = 12 θ5 = 8 θ6 = 4 θ2 = 32 θ0 = 83 θ2 = 68 θ2 = 36 θ4 = 18 θ5 = 10 θ6 = 6
và màng số 9
VI. 2. Kết quả của màng trên đề gốm.
Từ bảng V.1 cho thấy góc thấm ướt ban đầu của màng trên đế gốm là rất cao 83o, sau 150 phút chiếu UV màng đã đạt được trạng thái siêu dính ướt (dưới 10o) điều đó thể hiện khả năng quang xúc tác của màng là rất tốt.
Chúng tôi đã so sánh với điều kiện tối ưu trên đế thủy tinh (M9) và nhận thấy sự quang xúc tác góc thấm ướt giữa hai màng là tương đương. Đây là một tín hiệu rất khả quan của bước đầu chế tạo màng trên đế gốm.
Nhận xét: Màng TiO2 được chế tạo thành công trên đế gốm. Kết quả nhận được cho thấy màng có độ bám dính tốt, không có dấu hiệu lốm đốm hoặc bị bóc khỏi đế. Tuy nhiên, do hạn chế của điều kiện thực nghiệm, chúng tôi chưa tiến hành kiểm tra độ bám dính của màng.
PHẦN KẾT LUẬN
1. Màng TiO2 được chế tạo bằng phương pháp pún xạ magnetron DC không cân bằng với B = 300G là áp suất p = 13mtorr, khoảng cánh bia-đế h = 5cm, tỉ lệ khí O2/Ar fO2 = 0.06, dòng phún xạ I = 0. 3A và độ dầy màng d = 346nm.
2. Màng TiO2 được chế tạo trên đế gốm có độ bám dính khá tốt, không có dấu hiệu lốm đốm hoặc bị bóc khỏi đế và đạt được khả năng siêu thấm ướt nước tốt sau 150ph chiếu ánh sáng UV.
HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Do hạn chế về thiết bị đo đạc cũng như thời gian thực hiện luận văn. Trong thực nghiệm này, chúng tôi vẫn chưa khảo sát đo đạc đầy đủ khi màng được chế tạo trên đế gốm. Vì vậy, hướng phát triển tiếp theo mà chúng tôi đề nghị là:
-Khảo sát khả năng diệt khuẩn, đo AFM, đo độ bám dính của màng trên đế gốm. -Khảo sát khả năng bền của màng trên đế gốm trong điều kiện ngoài trời.
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://www.titaniumart.com/
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Self-cleaning_glass
[3] Kayano Sunada et al (2003). Studies on photokilling of bacteria on TiO2 thin film.
Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 156, 227-233 [4] http://en.wikipedia.org/wiki/Titanium_dioxide
[5] A. Borras et al (2007). Effect of visible and UV illumination on the water contact angle of TiO2 thin films with incorporated nitrogen. J. Phys. Chem. C, 111, 1801-1808 [6] W D Sproul (1998). High-rate reactive DC magnetron sputtering of oxide and nitride superlattice coatings. Vacuum, 51, 641-646
[7] Marcin Janczarek et al (2006). Hydrophilicity of TiO2 exposed to UV and VIS radiation. Physicochemical problems of mineral processing, 40, 287-292
[8] Akira Fujishima, Xintong Zhang (2006), Titanium dioxide photocatalysis: present situation and future approaches. C. R. Chimie, 9, 750-760
[9] Vũ Thị Hạnh Thu (2009). Nghiên cứu chế tạo màng quang xúc tác TiO2 và TiO2 pha tạp N (TiO2:N). Luận văn tiến sỹ vật lý, trường Đại học Khoa học tự nhiên
[10] http://en.wikipedia.org/wiki/Bacteria
[11] Satoshi Takeda et al (2001). Photocatalytic TiO2 thin film deposited onto glass by DC magnetron sputtering. Thin Solid Films, 392, 338-344
[12] Arika Fujishima, Tata N. Rao, Donald A. Tryk (2000). Titanium dioxide photocatalysis. Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, 1, 1-21
[13] Sarah Powell (2006). Finite element modelling of magnetostatic for magnetron sputter sources. UK Magnetics Society, Gencoa Ltd, Physics Road, Liverpool, L24 9HP, United Kingdom
[14] Micro Magnetics, Inc. Magnetron Sputtering Technology. Micro Magnetics, Inc.
421 Currant Road, Fall River MA 02720, United States
[15] Vũ Thị Hạnh Thu et al (2006). Nghiên cứu và chế tạo màng quang xúc tác TiO2 bằng phương pháp phún xạ phản ứng magnetron dc. In Advances in Optics, Photonics, Spectroscopy and Applications, pp. 199-203
[16] Lê Trấn et al (2009). Nghiên cứu chế tạo màng đa lớp gương nóng truyền qua quang xúc tác TiO2/Ti/Ag/Ti/TiO2 trên đế thủy tinh corning bằng phương pháp phún xạ magnetron DC. Advances in Optics, Photonics, Spectroscopy and Applications V, p. 554-559
[17] Jun Chen, Chi-sun Poon (2009), Photocatalytic construction and building materials: From fundamentals to applications. Building and Environment, 44, 1899- 1906