TiO2-Tổng quan/nghiên cứu/ứng dụng

[nguyencyberchem]

TiO2 được ứng dụng rất nhiều như một chất chống ô nhiễm (cleasing) vd: trong việc làm sạch nước... Tính chất quang xúc tác của nó cho phép xử lý các chất ô nhiễm, diệt khuẩn...
Quang xúc tác cũng giống như khái niệm xúc tác thông thường, nó chỉ khác ở đặc điểm các phản ứng diễn ra dưới sự có mặt của ánh sáng. Ở đây, mình bàn đến quang xúc tác dị thể:Phản ứng quang hóa diễn ra trên bề mặt xúc tác rắn.
Khi một semi-conducteur TiO2 hấp thụ môth photon, nó sẽ có thể chuyển sang trạng thái kích thích, electron được chuyển từ dải hóa trị (valance band) sang dải dẫn (conduction band). Ở vùng dẫn thì electron này là 1 chất khử rất mạnh, đồng thời chỗ trống mà nó để lại ở vùng hóa trị trở thành chất oxy hóa rất mạnh.
Trong cơ chế xử lý nước (chủ yếu xử lý VOC) (sorry vì mình không đưa được hình do không tương thích font)

Lỗ trống được tạo ra ở vùng hóa trị sẽ phản ứng với các hợp phần giàu e như H2O, OH- và các hợp chất hữu cơ R(hấp phụ trên bề mặt xúc tác) để tạo thành các gốc tự do R°, OH° (các gốc này dĩ nhiên được hình thành và ở trạng thái hấp phụ trên bề mặt xúc tác)
Electron được chuyển lên vùng dẫn phản ứng với các hợp phần "khoái e" như O2 để tạo thành các gốc superoxide O2°
OH° và O2° sẽ oxy hóa VOC thành CO2 và H2O

Các bạn vào thảo luận tiếp. Hướng thảo luận
- Về TiO2
- Về hệ quang xúc tác hoàn chỉnh (support, phase active, promoteur...)
- Các pp tổng hợp thin film (vì photocatalyst chỉ làm chủ yếu trên thin film)
- Các pp phân tích cấu trúc
....

[nguyencyberchem]

Năng lượng mặt trời luôn được xem là một nguồn năng lượng rất sách và gần như vô tận (khi so sánh với các nguồn năng lượng khác. Mặc dù hiện nay, giá thành trên mỗi Watt của pin mặt trời trên nền tinh thể Silic đã giảm rất đáng kể trong khoảng 10 năm trở lại đây, nhưng các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời để chuyển thành điện năng vẫn còn siêu mắc so với giá điện hiện nay mỗi hộ gia đình phải chi trả hàng tháng. Năm 1991, sự ra dời của "Mesoscopic dye-sensitized solar cell (DSC)" đã hứa hẹn là một vật liệu thay thế rẻ tiền hơn nhiều so với pin mặt trời truyền thống. Hiện nay, hệ pin mặt trời lai tạo giữa vô cơ-hữu cơ này đã đạt hiệu quả chuyển hóa đến 11% và một khả năng chống chọi tuyệt vời với điều kiện được chiếu sáng ở môt khoảng thời gian rất lâu. Thực nghiệm với 8000 h chiếu sáng với cường độ gấp 2,5 lần ánh sáng mặt trời, và nhiệt độ thực nghiệm là 80-90° cho thấy hiệu năng chỉ bị giảm đi rất ít, kết quả của thí nghiệm này giúp ta có thể tin tưởng vật liệu này có thể hoạt động rất bền bỉ trong khoảng thời gian ít nhất là 10 năm.
Vật liệu được cấu tạo trên nền của TiO2 với nguyên lý hoạt động như sau....
(continue...)

[nguyencyberchem]

TiO2 có 3 cấu trúc tinh thể chính là pha anatase (quadratic), pha rutile (quadratic), et brookite (orthorhombic). Pha rutile là pha bền nhất và việc tạo thành pha này phụ thuộc vào các tác chất ban đầu (trong việc tổng hợp), phương pháp tổng hợp và nhiệt độ calcination. Đặc biệt, TiO2 có thể tự chuyển hóa từ dạng pha vô định hình sang pha tinh thể anatase và từ anatase sang rutile qua quá trình calcination.


Thông số mạng
Rutile a=b=4,593Å
c=2,959 Å


Anatase a=b=3,785 Å
c=9,514 Å

Brookite a =5,456 Å ;
b=9,182 Å ;
c=5.143Å

Thuộc group không gian
Rutile D4h
Anatase D4h

Brookite 2/m 2/m 2/m

Density
Rutile 4,20 à 5,60


Anatase 3,82 à 3,97


Brookite 4,12

[nguyencyberchem]

anatase
http://www.fkp.physik.tu-darmstadt.de/Feile/VORLES/FK/Bravais/tetragonal/anatase/TiO2-anatase-unit.jpg

Rutile
http://www.fkp.physik.tu-darmstadt.de/Feile/VORLES/FK/Bravais/tetragonal/rutile/TiO2-rutile-unit.jpg

Brookite

http://ruby.colorado.edu/~smyth/min/images/brookite.gif

[nguyencyberchem]

Còn đây là phổ tia X cho thấy sự chuyển đổi của các pha TiO2 khi calcinate


http://img233.imageshack.us/img233/6554/tio2phase6oo0nh.jpg

[integchimie]

Nguyen noi them vì sao không thể tổng hợp pha brookite ở điều kiện thường ko? Mình nghe ông thầy nói vậy nhưng ko biết có chính xác hay ko?

[integchimie]

Hì, 11% chưa giải quyết được vấn đề gì nhiều, cả vấn đề dye degradation cũng đang là vấn đề đau đầu. Nhưng đây là một hướng đi hấp dẫn và có khả năng triển khai ở những nước vùng nhiệt đới nhiều nắng như nước ta với chi phí khá thấp, tuy nhiên tương lai còn xa lắm....

[integchimie]

vấn đề rất quan trọng hiện nay quyết định khả năng triển khai thực tế của TiO2 là tìm kiếm một chất kết dính phù hợp để gắn kết TiO2 lên một chất nền nào đó. Biến TiO2 thật sự là một vật liệu. Tiếc là kỹ thuật về chất kết dính luôn là một bí quyết công nghệ. Nguyên có idee nào về vấn đề này không?

[nguyencyberchem]

Em đã làm thin film TiO2 phủ trên substrat là thép 316L và trên bản thủy tinh mỏng. Chỉ cần dùng dip-coating (nhúng substrat vào dd keo của Ti(OH)2 và một số dạng khác). Sau đó nung ở nhiệt độ 400-900° trong 1-2 tiếng là ok, độ bám dính không bao giờ là vấn đề cả. Vấn đề chính là làm sao điều chế được thin film vừa dày mà lại vừa xốp trên substrat thôi (cỡ 1 micromet). Đó là những gì mình đã làm. CÓ lẽ hai hệ TiO2 mình nghiên cứu là khac nhau, tuy nhiên trong quang xúc tác thì vẫn phải làm trên thin film

[nguyencyberchem]

11% là phần trăm chuyển hóa từ năng lượng mặt trời sang năng lượng điện, bạn cứ nghĩ xem, nguồn chiếu sáng là free và rất lâu dài, liên tục, đâu phải tính hiệu suất như khi mình phải sử dụng nguyên liệu đầu đâu. Mình thấy các hướng nghiên cứu chính bây giờ không còn tập trung nhiều vào tăng hiệu suất chuyển hóa nữa mà chính là tăng độ bền của vật liệu thôi.

[nguyencyberchem]

Nguyen noi them vì sao không thể tổng hợp pha brookite ở điều kiện thường ko? Mình nghe ông thầy nói vậy nhưng ko biết có chính xác hay ko?

Về điều này thì em nghĩ do độ bền của pha thôi, anatase và brookite đều là metastable và sẽ chuyển sang rutile khi tăng nhiệt độ. Tuy nhiên tùy điều kiện điều chế mà người ta vẫn có thể điều chế brookite khá bền ở nhiệt độ 600°C

Em sẽ cố tìm hiểu thêm, còn đây là bài báo khá hay nói về điều chế brookite

Brookite-rich titanium dioxide films have been prepared for the first time by a sol–gel method by using together diethanolamine (DEA) and polyethylene glycol (PEG) as modulators. The brookite phase was found preponderant only in films heated slowly to 600 °C when some of the crystals grow large enough to form and stabilize this phase. The weight fraction of brookite in the crystalline phase was found by the analysis of XRD data to be around 70%. The presence of an important amount of brookite in the annealed TiO2 coating was also confirmed by the strong feature at 150 cm−1 in the Raman spectrum. The results obtained in this work confirm the strong dependence of the phase stability on the size of the crystallites.

[aqhl]

Tính superhydrophilicity (ưa nước) của TiO2 được tình cờ phát hiện năm 1995. Khi chiếu tia UV lên TiO2 film, thì TiO2 có tính chất này, góc thấm ướt với nước bằng 0. Cơ chế hiện tượng này là do tái sắp xếp các nhóm hydroxyl bề mặt TiO2 khi chiếu UV.

http://img356.imageshack.us/img356/2835/36ya.jpg

Khi chiếu UV, e hình thành kết hợp với O2 bên ngoài, lỗ trống di chuyển vào bên trong kết hợp với -O-. Sự bắt giữ lỗ trống làm giảm năng lượng lk Ti-O và một phân tử nước hấp phụ tấn công vào, hình thành nhóm hydroxyl mới. Khi có nhiều nhóm hydroxyl trên bề mặt thì tính ưa nước tăng lên. Trong bóng tối, các nhóm hydroxyl dần dần giải hấp dưới dạng H2O2 hay H2O + O2.

Hiện tượng này được ứng dụng trong kính chống sương. Các giọt sương thường đọng lại trên kính và tán xạ ánh sáng. Khi phủ một lớp TiO2 trong suốt, thì những giọt sương không bám lại được, mà tập hợp lại và rơi xuống.

Hiện nay ở Nhật, hiện tượng này được ứng dụng nhiều trong kính hoặc gạch ngói tự làm sạch. Khi bụi bẩn và chất hữu cơ bám vào, một phần bị phân hủy bởi quá trình quang xúc tác (photocatalysis), một phần bị rữa trôi do tính superhydrophilicity (các giọt nước len vào khoảng không giữa hạt bụi và TiO2, đẩy các hạt bụi rơi xuống).

http://img71.imageshack.us/img71/6241/47fb.jpg

Tính quang xúc tác thì nguyencyberchem post bên box vô cơ, các bạn sang đó xem.

[chemkhtn]

Em được biết TiO2 dạng anatase có hoạt tính xúc tác quang hóa nhiều hơn dạng rutile . Vậy sự khác nhau nào ở cấu trúc tinh thể làm cho chúng có hoạt tính xúc tác khác nhau như vậy?
Em đọc sách thấy người ta viết là dạng amorphous của TiO2 không có hoạt tính xúc tác quang hóa là do dạng này có nhiều defective sites (theo em hiểu là khuyết tật tinh thể) hơn là dạng tinh thể vì thế chúng làm tăng sự tái kết hợp của lỗ trống h+ và electron tự do.Thế nhưng xúc tác quang hóa lại cần diện tích bề mặt lớn, theo em hiểu thì bề mặt tinh thể là nơi có nhiều khuyết tật của mạng tinh thể. Em thấy hình như hơi mâu thuẫn. Anh giải thích giùm em được không? Thanks.

[nguyencyberchem]

Ha! Bạn hỏi về 2 vấn đề khá thú vị và cũng không dễ trả lời được
Thứ nhất : Về hoạt tính quang xúc tác của anatase và rutile thì anatase cao hơn, tuy nhiên rất khó có thể giải thích vì điều kiện bền của mỗi pha là khác nhau, thường thì rutile bền ở T° cao hơn anatase, mà khi T° cao thì dẫn đến kết khối làm tăng kích thước hạt và giảm hoạt tính. Thực tế cả 2 pha không cùng điều kiện để so sánh lắm
Điều nữa là bạn cũng thấy ở trên mình có nói là density của Rutile cao hơn anatase , đây cũng có thể là một cách giải thích (tuy hơi thô thiển 1 chút).

Còn câu thứ 2 thì bạn cũng đã trả lời rồi đó: khi có nhiều khuyết tật, sẽ tăng bề mặt và diện tích contact nhưng cũng giống như trong phần thermodynamic vậy để phản ưng xảy ra cần có "va chạm hiệu quả". Khả năng va chạm tăng lên mà không có va chạm hiệu quả thì cũng không xảy ra phản ứng

[nguyencyberchem]

Rất tuyệt đó aqhl, ông soạn bài này rất hay, tui đọc rất thích. Nhưng có một điều rất đáng tiếc trong việc ứng dụng vật liệu này vào thực tế ở Việt Nam đó, ông biết tại sao không? Đó chính là do độ ẩm ở VN là quá cao, khi độ ẩm quá cao thì việc các giọt nước hóa hơi là nguyên nhân chính làm cho hiệu quả của kính bị giảm mạnh(thậm chí mất "điện" luôn). Hiện nay, trong mảng này người ta đang tập trung nghiên cứu tập trung chủ yếu để giải quyết vấn đề này. Ý ông sao?

[aqhl]

Độ ẩm ở VN đúng là cao hơn bên Nhật. Khi độ ẩm cao thì các giọt nước khó hóa hơi hơn và hấp phụ cạnh tranh với các phân tử chất bẩn. Làm giảm hoạt tính quang xúc tác. Nhưng ông ơi tui thấy có nhiều pư hoạt tính quang xúc tác tăng khi tăng hàm lượng hơi nước lắm. Không biết ứng dụng thực tế thì như thế nào nữa.

Với lại ở VN, hiện nay điều chế TiO2 dạng nano, hay thin film còn chưa được. Còn vấn đề joint TiO2 lên bề mặt kính hay gạch ngói nữa, sao cho kết dính chặt đây....Còn nhiều hướng để nghiên cứu cái này ở VN lắm....

[chemkhtn]

Em đang làm seminar nên cần một số tài liệu cụ thể để có thể viết một cách tổng quan về cấu trúc của TiO2. Anh Nguyên có thể giúp em được kô? Với lại em cũng muốn tìm hiểu rõ hơn về sự khác nhau hoạt tính của các dạng cấu trúc của TiO2.
TỉO2 hấp thu bước sóng ở vùng tử ngoại gần, người ta đưa vào các oxit kim loại để làm giảm band gap và làm tăng bước sóng hấp thu, vậy có làm thay đổi cấu trúc của TìO2 ban đầu hay không và thay đổi như thế nào? Anh có thể cho em hiểu rõ hơn vấn đề này một chút được không?Thanks.

[nguyencyberchem]

em tìm trong bộ môn vô cơ có seminar của anh làm hồi 2003 cũng nói khá nhiều về việc biến tính các semiconductor và làm thay đổi band gap đó. Việc hoạt tính khác nhau thì anh cũng nói sơ ở trên rồi, các pha tồn tại ở điều kiện nhiệt độ khác nhau, độ bền là khác nhau nên em cũng không nên khai thác sâu về phần này. EM cứ cố gắng nói rõ hơn 1 chút về hướng em cần nghiên cứu đi. Anh và các bạn ở đây chắc chắn sẽ giúp em
Em tổng hợp các bài về TiO2 ở box vô cơ, và một số bài về solarcell bên box hóa lý nữa, sẽ phát hiện thêm nhiều điều cần cho seminar của em đó. Cứ đọc kỹ đi nha

[integchimie]

Defective sites mà bạn nói là khuyết tật điểm. Bề mặt lớn không đồng nghĩa với việc có nhiều khuyết tật. Vì thế khả năng tái kết hợp positive hole và electron và việc có bề mặt lớn không liên quan đến nhau. Khuyết tật điểm là sự mất đi một số ion dương hoặc âm tại một số vị trí trong mạng lưới. Điều đó làm cho mạng lưới kém ổn định và làm tăng khả năng khuếch tán ion của chất. Khả năng ion linh động càng cao thì khả năng tái kết hợp hole và electron sẽ tăng lên.

[nguyencyberchem]

integchimie nhớ trích dẫn bài của chemkhtn để bạn đọc dễ theo dõi nhé. Đúng vậy, cách giải thích như bạn là ok rồi

[integchimie]

Rutile có band gap nhỏ hơn anatase và rutile bền hơn anatase về mặt nhiệt động học nhưng anatase có hoạt tính quang hóa cao hơn rutile. Có gì mâu thuẫn ở đây không? Như bạn Nguyên đề cập, sự va chạm hiệu quả. Năng lượng kích hoạt electron trong rutile tuy nhỏ nhưng xác suất kích hoạt được thấp còn anatase tuy năng lượng kích hoạt eletron cao hơn nhưng xác suất kích hoạt được nhiều hơn thì hoạt tính quang hóa của anatase tất nhiên sẽ cao hơn.

[integchimie]

Bổ sung thêm một chút về hoạt tính của amorphous TiO2. Khi khả năng tái kết hợp hole và electron tăng lên, tức là tốc độ phản ứng electron + hole sẽ rất nhanh. Khi tốc độ tái kết hợp nhanh hơn tốc độ hole có thể oxi hóa một chất nào đó thì khi đó khả năng oxi hóa phân tử hấp phụ trên bề mặt TiO2 sẽ không xảy ra và xem như là amophous TiO2 không có hoạt tính quang xúc tác.

[nguyencyberchem]

chemkhtn lưu ý một điểm này nữa nè: Đừng có giữ khư khư trong đầu suy nghĩ là anatase có hoạt tính xúc tác cao hơn rutile nhé để rồi khi làm việc, chạy tia X ra thấy có rutile thì lại nghĩ ngay đến hướng negative của hệ xúc tác của mình. Thực tế thì hệ photo-catalyst được dùng nhiều nhất trong công nghiệp hiện nay có 80% anatase và 20% rutile, là P25 (DEGUSTA). Hệ này có bề mặt 50 m2.g-1 và kích cỡ hạt cỡ 20 nm.
Khi mix anatase với rutile có thể tăng đọ bền của hệ và thậm chí còn có thể tăng hoạt tính không giảm nữa, đọc bài này "Investigation on the synergetic effect between anatase and rutile nanoparticles in gas-phase photocatalytic oxidations " (vô sciencedirect search sẽ thấy ngay) có đoạn viết
Mechanical mixtures of the two titania phases were also prepared to investigate this synergetic effect. It was found that the closer the anatase and rutile particles are in contact, the more evident the synergetic effect is. The result of a long-term experiment shows that the activity of the synthesized biphase catalyst is very stable

Cái này nữa nè "Effect of ZnFe2O4 doping on the photocatalytic activity of TiO2 " có viết
The results showed that doping ZnFe2O4 to TiO2 will enhance the photocatalytic activity of TiO2 and that ZnFe2O4-doped TiO2 in the coexistence of anatase and rutile has higher efficiency for the degradation of Rhodamine B than that in the anatase phase alone

Công nhận, đề tài này hấp dẫn ghê chứ há. Mình sẽ tìm xem có phản ứng nào mà rutile hoạt tính cao hơn anatase không. Mình hết sức ưng ý với câu mà integchimie đã nói "Rutile có band gap nhỏ hơn anatase và rutile bền hơn anatase về mặt nhiệt động học nhưng anatase có hoạt tính quang hóa cao hơn rutile" và từ đó khiến mình nghĩ đến các phản ứng cần năng lượng tương ứng với band gap của rutile hơn anatase thì hiển nhiên sẽ được xúc tác tốt bởi rutile.
Hi vọng chemkhtn sẽ cố gắng rút kết được các điểm mấu chốt trongnooij dung thảo luận trong thread này để làm đề tài thật tốt.
CHúc may mắn!

[aqhl]

Bổ sung thêm một chút về hoạt tính của amorphous TiO2. Khi khả năng tái kết hợp hole và electron tăng lên, tức là tốc độ phản ứng electron + hole sẽ rất nhanh. Khi tốc độ tái kết hợp nhanh hơn tốc độ hole có thể oxi hóa một chất nào đó thì khi đó khả năng oxi hóa phân tử hấp phụ trên bề mặt TiO2 sẽ không xảy ra và xem như là amophous TiO2 không có hoạt tính quang xúc tác.

integchimie cho mình hỏi, tại sao khả năng tái kết hợp của hole và electron trong amorphous TiO2 cao vậy? Còn khi so sánh hoạt tính xúc tác của anatase và rutile, bạn không quan tâm đến yếu tố diện tích bề mặt à?

[nguyencyberchem]

integchimie cho mình hỏi, tại sao khả năng tái kết hợp của hole và electron trong amorphous TiO2 cao vậy? Còn khi so sánh hoạt tính xúc tác của anatase và rutile, bạn không quan tâm đến yếu tố diện tích bề mặt à?

Câu hỏi đầu tiên thì aqhl xem lại bài post trước của integchimie đã có trả lời, nếu aqhl không đồng ý với cách lập luận của integchimie về điểm này có thể hỏi trực tiếp trên lý luận của integchimie nhé, không nên hỏi lại.
Còn câu thứ 2 thì mình nghĩ aqhl hỏi hơi hơi không được đúng trọng tâm lắm. Sở dĩ mình nói như vậy là vì xuyên suốt quá trình thảo luận của mọi người vẫn đang thảo luận trên hoạt tính quang xúc tác và dựa trên cơ chế hoạt động của 1 semiconductor nghĩa là dựa trên structural, vì vậy integchimie dựa trên band gap để giải thích là rất hợp logic.

Tuy nhiên mình cũng đồng ý với aqhl là yếu tố bề mặt ở đây cũng không thể bỏ qua nhưng đây là vấn đề về morphology nên không gộp chung mà so sánh khi đang bàn về structural được.
Nếu nói về bề mặt riêng thì anatase dĩ nhiên có bề mặt riêng lớn hơn nhưng cũng thấy đây là 1 lời kết luận hơi bị khập khiễng, bởi lẽ khái niệm diện tích bề mặt riêng luôn đi kèm với nhiệt độ mà ở đó mẫu được calcination để bền hóa cấu trúc pha,
vd: 100m²/g (450°C)....
Nhưng anatase và rutile thường bền ở nhiệt độ khác nhau nên đem ra so sánh thì không hợp lý lắm (rutile bền ở t° cao hơn).

[aqhl]

Rutile có band gap nhỏ hơn anatase và rutile bền hơn anatase về mặt nhiệt động học nhưng anatase có hoạt tính quang hóa cao hơn rutile. Có gì mâu thuẫn ở đây không? Như bạn Nguyên đề cập, sự va chạm hiệu quả. Năng lượng kích hoạt electron trong rutile tuy nhỏ nhưng xác suất kích hoạt được thấp còn anatase tuy năng lượng kích hoạt eletron cao hơn nhưng xác suất kích hoạt được nhiều hơn thì hoạt tính quang hóa của anatase tất nhiên sẽ cao hơn.

Mình thấy đoạn này đâu đề cập đến nhiệt độ đâu. Khi nói đến xúc tác là phải kể đến tâm hoạt động, diện tích bề mặt càng cao, thì số tâm hoạt động càng nhiều. Ngoài ra còn phải quan tâm đến yếu tố tương tác giữa tâm hoạt động và tác chất, năng lượng tương tác có thích hợp để làm yếu liên kết, các phân tử khác tấn công vào có dễ dàng không, sản phẩm sinh ra có dễ giải hấp không, khuyếch tán vào và ra như thế nào.... Tất cả những yếu tố trên hợp lại mới hình thành cái gọi là hoạt độ xúc tác. Nhưng chỉ với đối tượng nào, trong phản ứng nào....rất cụ thể. Mấy ông dùng một cái không rõ ràng để giải thích cho một điều không rõ ràng... Nào là va chạm hiệu quả, năng lượng kích hoạt, xác suất kích hoạt...thế mấy cái này là gì? Đừng nói với tui là đưa lý thuyết cơ học lượng tử vô đây giải thích nhé ! Nghe chẳng thuyết phục gì cả !

[nguyencyberchem]

Không không. Mình không hề dùng khái niệm va chạm hiệu quả hay không hiệu quả để nói về vấn đề này, mình chỉ lấy khái niệm va chạm hiệu quả để giải thích cho bạn chemkhtn có hỏi là : tại sao pha vô định hình của TiO2 lại khônng có hoạt tính mặc dù pha vô định hình có nhiều defect. Mình không hề dùng thuyết va chạm để giải thích vấn đề này.
Điều nữa là aqhl có viết ở trên là "diện tích bề mặt càng cao, tâm hoạt động càng nhiều" thì mình không đồng ý, vì diện tích bề mặt cao chỉ giúp cho tăng khả năng tiếp xúc thôi, không có liên quan gì đến tâm hoạt động cả.

Bây giờ tui nói lại vấn đề nhé.
Thứ nhất: ông hỏi tại sao "khả năng tái kết hợp của hole và electron trong amorphous TiO2 cao vậy?" thì integchimie có trả lời ở trên là "Defective sites mà bạn nói là khuyết tật điểm. Bề mặt lớn không đồng nghĩa với việc có nhiều khuyết tật. Vì thế khả năng tái kết hợp positive hole và electron và việc có bề mặt lớn không liên quan đến nhau. Khuyết tật điểm là sự mất đi một số ion dương hoặc âm tại một số vị trí trong mạng lưới. Điều đó làm cho mạng lưới kém ổn định và làm tăng khả năng khuếch tán ion của chất. Khả năng ion linh động càng cao thì khả năng tái kết hợp hole và electron sẽ tăng lên." nếu aqhl không đồng ý thì nên hỏi trực tiếp vào lập luận này của integchimie.
Thứ 2, ông hỏi khi so sánh hoạt tính của anatase và rutile thì tại sao integchimie không đề cập đến bề mặt riêng. Thì tui có nói là anatase và rutile bền và tồn taii ở nhiệt độ khác nhau, được hình thành bởi quá trình calcination khác nhau nên khi so sánh bề mặt riêng sẽ không phải thước đo hợp lý.
VD: Để có anatase, TiO2 được nung ở T° khoảng dưới 400° để ổn định cấu trúc tinh thể.
Rutile thì nhiệt độ nung phải cao hơn (hơn 450°) nên dẫn đến sự kết khối rõ rệt hơn nên diện bề mặt sẽ nhỏ hơn anatase.
Còn tất cả các luận điểm mà mọi người đang thảo luận là dựa trên cơ chế quang xúc tác của TiO2: quá trình hình thành hole, electron.... chứ không phải dùng về thuyết va chạm là trọng điểm đâu.
Túm lại, integchimie nói chủ yếu là band gap của rutile thấp hơn band gap của anatase thôi không hề muốn nói đến thuyết va chạm.
Còn aqhl nói là chủ yếu về morphology của hệ xúc tác. Mong aqhl đọc kỹ lại. Vấn đề rất rõ, cái mà mọi người dùng để giải thích chính là cấu trúc của hệ semiconductor chứ không hề dùng đến thuyết va chạm. và mình cũng có nói rõ ở trên là rất khó nói hoạt tính quang xúc tác của anatase cao hơn rutile, (cái này integchimie nên sửa lại)

[integchimie]

nếu ta chưa có tâm hoạt tính thì ta quan tâm đến bề mặt làm gì? Vì nếu chất không có hoạt tính xúc tác thì bề mặt chất lớn, trong trường hợp có khả năng hấp phụ và không có khả năng hấp phụ đều làm giảm vận tốc phản ứng. Vậy đầu tiên mình phải nói đến khả năng xúc tác, là khả năng tạo liên kết với tác chất. Trong xúc tác quang hóa, thì đó là vai trò của hole và electron. Nhưng đó là ta nói về mặt cơ chế và năng lượng, những thứ thấy được, kiểm tra được. Còn thực tế trên bề mặt, hole định vị ở vị trí nào, electron nằm trên nguyên tố nào, chạy từ đâu tới đâu thì khó ai kiểm chứng được. Mình hãy nói về điều có khả năng kiểm chứng được trước khi nói tới cái khó kiểm chứng được

[nguyencyberchem]

Thêm nữa là, khi đã có tâm xúc tác thì không hẳn bề mặt lớn sẽ tốt hơn. Vd như hệ Pt/BaO/Al2O3 ma mình đang làm, khi thay đổi hàm lượng BaO sẽ làm thay đổi diện tích bề mặt của hệ, nhưng giá trị mang lại hoạt tính xúc tác tối ưu không phải tương ứng với giá trị diện tích cao nhất. Vì trong một hệ mix này thì khoảng cách giữa Pt-Ba, khả năng phân tán của Pt mới là quan trọng.
Kích thước lỗ xốp cũng phải tương thích với kích thước phân tử tác chất nữa, khi kích thước lỗ xốp lớn sẽ làm diện tích bề mặt lớn hơn, nhưng không hẳn sẽ làm tăng hoạt tính.

[aqhl]

nếu ta chưa có tâm hoạt tính thì ta quan tâm đến bề mặt làm gì? Vì nếu chất không có hoạt tính xúc tác thì bề mặt chất lớn, trong trường hợp có khả năng hấp phụ và không có khả năng hấp phụ đều làm giảm vận tốc phản ứng. Vậy đầu tiên mình phải nói đến khả năng xúc tác, là khả năng tạo liên kết với tác chất. Trong xúc tác quang hóa, thì đó là vai trò của hole và electron. Nhưng đó là ta nói về mặt cơ chế và năng lượng, những thứ thấy được, kiểm tra được. Còn thực tế trên bề mặt, hole định vị ở vị trí nào, electron nằm trên nguyên tố nào, chạy từ đâu tới đâu thì khó ai kiểm chứng được. Mình hãy nói về điều có khả năng kiểm chứng được trước khi nói tới cái khó kiểm chứng được

Thế ông có đề cập đến tâm hoạt tính chưa? Toàn dùng band gap ! Band gap nhỏ thì sao, lớn thì sao? Band gap nhỏ tương ứng với năng lượng photon cần để kích thích electron từ vùng hóa trị lên vùng dẫn nhỏ (ánh sáng khả kiến chứa phần lớn photon có năng lượng nhỏ). Thế ông có quan tâm đến thế E cụ thể của vùng dẫn và vùng hóa trị chưa? khi tạo e thì thế khử của nó bao nhiêu, thế oxy hóa của hole là bao nhiêu? So sánh với tác chất như thế nào?
Mật độ hole và electron khi hình thành trên bề mặt ra sao (tâm hoạt tính)?

Thêm nữa là, khi đã có tâm xúc tác thì không hẳn bề mặt lớn sẽ tốt hơn. Vd như hệ Pt/BaO/Al2O3 ma mình đang làm, khi thay đổi hàm lượng BaO sẽ làm thay đổi diện tích bề mặt của hệ, nhưng giá trị mang lại hoạt tính xúc tác tối ưu không phải tương ứng với giá trị diện tích cao nhất. Vì trong một hệ mix này thì khoảng cách giữa Pt-Ba, khả năng phân tán của Pt mới là quan trọng. Kích thước lỗ xốp cũng phải tương thích với kích thước phân tử tác chất nữa, khi kích thước lỗ xốp lớn sẽ làm diện tích bề mặt lớn hơn, nhưng không hẳn sẽ làm tăng hoạt tính.

Tâm hoạt động trong hệ ông ở đây là Pt, ông làm sao phân tán cụm Pt nhỏ nhất, tức là trên bề mặt có nhiều tâm Pt nhất, thì hiệu quả xúc tác tốt nhất. Chưa nói đến tương tác hình học giữa các cụm tâm có phù hợp với cấu trúc tác chất không (trừ những trường hợp phản ứng chỉ có một nguyên tử trên tác chất tương tác với một nguyên tử Pt). Nếu ông có bề mặt càng lớn thì sao, có thể phân tán tốt Pt, nhưng cũng có thể không tốt do tương tác hình học các cụm tâm không thích hợp với cấu trúc tác chất. Nói như vậy để thấy rằng, khi giải thích hoạt tính xúc tác, thì ta phải đưa vào từng trường hợp cụ thể, từng phản ứng cụ thể, mới có thể so sánh xúc tác này với xúc tác khác.

[nguyencyberchem]

Tâm hoạt động trong hệ ông ở đây là Pt, ông làm sao phân tán cụm Pt nhỏ nhất, tức là trên bề mặt có nhiều tâm Pt nhất, thì hiệu quả xúc tác tốt nhất. Chưa nói đến tương tác hình học giữa các cụm tâm có phù hợp với cấu trúc tác chất không (trừ những trường hợp phản ứng chỉ có một nguyên tử trên tác chất tương tác với một nguyên tử Pt). Nếu ông có bề mặt càng lớn thì sao, có thể phân tán tốt Pt, nhưng cũng có thể không tốt do tương tác hình học các cụm tâm không thích hợp với cấu trúc tác chất. Nói như vậy để thấy rằng, khi giải thích hoạt tính xúc tác, thì ta phải đưa vào từng trường hợp cụ thể, từng phản ứng cụ thể, mới có thể so sánh xúc tác này với xúc tác khác. <---Chính xác, đó là lí do tại sao tui nói ông nói "bề mặt càng lớn, tâm xúc tác càng nhiều" là không chính xác. Vậy là ông đồng ý với điểm này rồi, đúng không? Tui thấy integchimie đưa ra ý trả lời trên chủ yếu để nói về ý của ông đã nói ở trên về bề mặt (và tâm hoạt tính)thôi.

Điều thứ 2, ông hỏi integchimie có đề cập đến tâm hoạt tính chưa, và tại sao chỉ toàn đề cập đến band gap? Vậy hãy đặt lại vấn đề, trong quang xúc tác, không đề cập đến band gap, hole và e thì chúng ta nên đề cập đến điều gì????Tâm hoạt tính mà ông nói là chi???? Đó là các tâm mà ở đó tác chất có thể có được tương tác cần thiết với phân tử xúc tác TiO2. Integchimie phân tích về band gap, hole và electron của TiO2 chính là đang nói về bản chất của TiO2, bản chất của tâm xúc tác trong hệ xúc tác với TiO2.
aqhl có thể xem đoạn abstract dưới đây

Title :"Microstructure and bactericidal ability of photocatalytic TiO2 thin films prepared by rf helicon magnetron sputtering "
có viết
Bactericidal abilities evaluated by the photokilling E. Coli using film stick method under UV irradiation show the following result: Both single and polycrystal anatase films exhibit obvious bactericidal abilities while no distinguishing difference for them. On the other hand, no bactericidal ability is observed for rutile films in this work. The band gap value of rutile film is lower than the energy potential required to O2/O2− reductions according to the principle proposed by Fujishima et al. This resulted in the observed poor photocatalyst effect of rutile film.
bạn cũng thấy tác giả cũng dựa trên band gap của rutile để giải thích cho hoạt tính của nó chứ. Rất rõ ràng, tác giả này cũng dựa trên band gap để so sánh, nghĩa là trong quang xúc tác, dùng các khái niệm như integchimie tập trung đề cập là hợp lý (về structural)

Nếu aqhl cảm thấy cách lập luận dựa trên band gap trong photocatalyst là không chuẩn mà phải dựa trên tâm hoạt tính, vậy aqhl có thể đưa ra lập luận về vấn đề này được không? Lấy vd rõ ràng là hệ xúc tác thin film TiO2 phủ trên một chất nền trơ, vd như bản thủy tinh, tất cả thành phần thin film đều là TiO2 pur, thin film đạt được độ homogen tốt, vậy theo aqhl thì khảo sát tâm hoạt tính và dùng tâm hoạt tính để so sánh như thế nào.
Riêng mình, mình vẫn thấy, xuất phát từ band gap, hole và electron là hợp lý.

aqhl có hỏi integchimie "Thế ông có quan tâm đến thế E cụ thể của vùng dẫn và vùng hóa trị chưa? khi tạo e thì thế khử của nó bao nhiêu, thế oxy hóa của hole là bao nhiêu? " thì mình thấy trong giải thích về rutile và anatase không cần thiết phải đưa những giá trị cụ thể này vào bởi đơn giản đó là những giá trị số. Còn khi làm việc trê hệ cụ thể, tất nhiên phải quan tâm đến các giá trị này rồi, giống như bài abstract mà mình trích ở trên đó.
Để hiểu về một hệ xúc tác dị thể luôn không đơn giản (về structural và cả về morphology: có thể hỏi thêm cô Kiều Xuân, người làm việc rất nhiều về 2 yếu tố này trong xúc tác), nhưng nếu lúc nào cũng gom tất cả vấn đề vào để tìm hiểu mà không xác định điểm cốt lõi thì rất khó có thể hiểu tốt vấn đề.

[aqhl]

Sorry, ý tui muốn nói là xác suất hiện diện (nhiều) tâm hoạt động cao, tự lúc đó tui chưa nghĩ ra cách nói, nên hơi lủng củng.

[aqhl]

Còn câu thứ 2 thì bạn cũng đã trả lời rồi đó: khi có nhiều khuyết tật, sẽ tăng bề mặt và diện tích contact nhưng cũng giống như trong phần thermodynamic vậy để phản ưng xảy ra cần có "va chạm hiệu quả". Khả năng va chạm tăng lên mà không có va chạm hiệu quả thì cũng không xảy ra phản ứng

Thế ông giải thích phần này là sao? Va chạm hiệu quả là gì đây?

[nguyencyberchem]

Thì ý tui là vậy đó, có nhiều khuyết tật điểm nhưng lại không có tâm hoạt tính thì cũng vô ích, tương tự như khi phản ứng có nhiều va chậm nhưng lại không có va chạm hiệu quả thì cũng không xảy ra. Tui nói vậy để trả lời cho bạn chemkhtn hỏi : tại sao pha vô định hình có nhiều khuyết tật nhưng lại không có hoạt tính quang xúc tác.
Như vậy đó, tui không hề có ý định dùng thermodynamic để giải thích ở đây. Hic, công nhận là dễ hiểu lầm thiệt, lần sau sẽ rút kinh nghiệm hơn.

[aqhl]

Tại các defect, recombination giữa electron và hole xãy ra. Amorphous TiO2 defect rất nhiều, nên kích thích bao nhiêu thì recombination hết, còn đâu mà pư. anatase và rutile thì độ crystalline cao hơn, ít defect hơn, nên vẫn tồn tại e và hole. Cái này ông xem trong cuốn Recombination in semiconductors của Landsberg, Cambridge university press, 1991 thì biết. Tôi cũng ko có cuốn này, chỉ đọc trích dẫn thôi.

[aqhl]

Còn trong bài báo ông trích dẫn, ông không thấy người ta đặt yếu tố morphology lên hàng đầu à?

http://img154.imageshack.us/img154/5593/99oz.jpg

Còn về các kết quả kill bacteria, tui cũng chẵng thấy cái gì logic với những gì ông và integchimie giải thích cả. anatase hoạt động hơn rutile, film anatase hoạt động hơn bulk anatase do band gap lớn hơn, cũng chẵng giải quyết được câu hỏi tại sao anatase hoạt tính hơn rutile. Ông xem lại nhé.

[nguyencyberchem]

Đúng vậy; ông xem lại cái bài tui post đi. Tui không hề khẳng định anatase có hoạt tính cao hơn rutile và tui cũng không biết cách giải thích tại sao anatase hoạt tính hơn rutile. Quan điểm của tui về vấn đề này rất rõ ràng, anatase và rutile có band gap khác nhau, và anatase và rutile được tạo thành từ các điều kiện khác nhau nhất là nhiệt độ tạo thành rutile cao hơn anatase nên không nên so sánh một cách khái quát về hoạt tính của 2 pha này. Chính vì vậy, trong các hướng nghiên cứu hiện nay, đối với những phản ứng cụ thể, người ta đều tiến hành nghiên cứu xem đối với phản ứng đó, pha nào có hoạt tính hơn (bằng việc thay đổi điều kiện calcination để tạo thành các pha khác nhau) chứ không hề áp đặt việc anatase có hoạt tính cao hơn mặc dù phần lớn kết quả cho anatase có hoạt tính cao hơn. Ý kiến của tui luôn là như vậy.
Ah còn trong bài báo, người ta nói là hoạt tính xúc tác phụ thuộc mạnh vào thành phần pha của hệ xúc tác là vô định hình hay tinh thể thôi, chứ không phải đặt vô định hình lên hàng đầu. Cái này cũng như tui làm thôi, điều chế ra, xử lý nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau và thu được các pha khác nhau: hoặc vô định hình, hoặc anatase, rutile và cả mix giữa các pha với nhau rồi thử hoạt tính xem thành phần pha như thế nào là cho hoạt tính cao nhất. Thành phần pha ảnh hưởng rất lớn đến hoạt tính, tui nghĩ đó là ý bài báo muốn nói.
Tui cũng đã có cho 1 vi dụ là 1 hệ xúc tác mix giữa anatase và rutile là cho vừa độ bền cao hơn, vừa hoạt tính cao hơn là anatase pur, ông đọc lại sẽ thấy ngay là lập trường của tui rất rõ : không nên so sánh hoạt tính của anatase và rutile như mọi người đã nêu, và kết luận cuối cùng vẫn không hề có.
Còn ý này của ông "Tại các defect, recombination giữa electron và hole xãy ra. Amorphous TiO2 defect rất nhiều, nên kích thích bao nhiêu thì recombination hết, còn đâu mà pư. anatase và rutile thì độ crystalline cao hơn, ít defect hơn, nên vẫn tồn tại e và hole. Cái này ông xem trong cuốn Recombination in semiconductors của Landsberg, Cambridge university press, 1991 thì biết. Tôi cũng ko có cuốn này, chỉ đọc trích dẫn thôi." thì đúng y như ý của integchimie nói ở trên rồi còn gì nữa, ông xem lại nhé.

[aqhl]

Ô mạng cơ sở dạng anatase, rutile và brookite của TiO2. Đỏ là O, xanh lam là Ti.

http://img101.imageshack.us/img101/5896/anatase8zn.jpg

http://img158.imageshack.us/img158/7449/rutile3es.jpg

http://img158.imageshack.us/img158/9527/brookite1zm.jpg

[aqhl]

nếu ta chưa có tâm hoạt tính thì ta quan tâm đến bề mặt làm gì? Vì nếu chất không có hoạt tính xúc tác thì bề mặt chất lớn, trong trường hợp có khả năng hấp phụ và không có khả năng hấp phụ đều làm giảm vận tốc phản ứng. Vậy đầu tiên mình phải nói đến khả năng xúc tác, là khả năng tạo liên kết với tác chất. Trong xúc tác quang hóa, thì đó là vai trò của hole và electron. Nhưng đó là ta nói về mặt cơ chế và năng lượng, những thứ thấy được, kiểm tra được. Còn thực tế trên bề mặt, hole định vị ở vị trí nào, electron nằm trên nguyên tố nào, chạy từ đâu tới đâu thì khó ai kiểm chứng được. Mình hãy nói về điều có khả năng kiểm chứng được trước khi nói tới cái khó kiểm chứng được

Khi hấp thu photon tạo ra e và hole, các e và hole di chuyển đến bề mặt. Một phần kết hợp tạo cặp e-hole (exciton), phần còn lại được ổn định trên những tâm trên bề mặt (trap). electron bị trap ở những tâm khác nhau như Ti trên bề mặt (hoặc bên trong) hoặc O2 hấp phụ trên bề mặt. hole bị trap trên O trong mạng tinh thể trên bề mặt hay nhóm OH trên bề mặt. Để quan sát các radical này, ta dùng electron spin resonance spectroscopy (phổ cộng hưởng spin electron) tại 77 K. Ai biết phổ này thì post lên cho mọi người học nhé.

http://img101.imageshack.us/img101/2543/114ab.jpg

[chemkhtn]

Em đang tìm hiểu về đề tài mà trước khi sử dụng, xúc tác TiO2 được xử lý nhiệt ở những nhiệt độ khác nhau, rồi ngươì ta so sánh hoạt tính của những mẫu đó. Vậy cho em hỏi khi đưa về nhiệt độ thường để xúc tác, cấu trúc của các mẫu đó tại sao lại không trở lại trạng thái ban đầu ( trước khi chưa xử lý nhiệt) mà lại giữ nguyên cấu trúc ở nhiệt độ mà mình xử lý. có cần dùng biện pháp nào đó để đư09c5 như vậy hay kô?

[integchimie]

Để biết vấn đề này, em hãy tìm đọc các kiến thức về giản đồ pha và các kiến thức về nhiệt động học của quá trình chuyển pha rắn. Và em cũng nên tìm hiểu kỹ xem họ xử lý nhiệt như thế nào, mục đích để làm gì? Trước và sau khi xử lý nhiệt thì xúc tác có gì thay đổi về cấu trúc? Kiểm tra trạng thái bằng cách nào? Mỗi cách cho biết thông tin gì... Từ đó em có thể rút ra nhận xét, kết luận cho phép hiểu vì sao quá trình đó lại bất thuận nghịch trong điều kiện đó.

[nguyencyberchem]

nói chung thì cách tiếp cận đề tài của em như vậy là chuẩn, nhưng anh nghĩ nhiều đề tài cũng đã làm nhiều về phần này rồi, em cố tìm ra đặc điểm riêng của đề tài mình làm nhé. Mà hình như anh hiểu sai rồi, em đang làm seminar chứ không phải đề tài tốt nghiệp phải không??? Nếu seminar thì em không cần lo về tài liệu, chỉ lo là nhiều tài liệu quá, làm sao phân tích cho xuể thôi.

[chemkhtn]

cho em hoi chut xiu:" lam the nao de giam kich thuoc hat ma khong lam thay doi tinh chat be mat cua xuc tac ?"

[nguyencyberchem]

cho em hoi chut xiu:" lam the nao de giam kich thuoc hat ma khong lam thay doi tinh chat be mat cua xuc tac ?"
Cái này em hỏi đã bị mâu thuẫn rồi. Khi kích thước hạt giảm, chắc chắn sẽ tăng diện tích bề mặt, và chắc chắn cũng sẽ làm thay đổi hoạt tính bề mặt. Có thể hoạt tính bề mặt không thay đổi khi giảm kích thước hạt, nhưng điều này chỉ xảy ra khi hoạt tính là có giới hạn, không tăng được nữa khi diện tích bề mặt tăng.
Anh thắc mắc là tại sao em lại đưa ra câu hỏi này?

[aqhl]

Tại IPS-16, có khoảng 80 báo cáo liên quan về TiO2, cả ứng dụng trong xúc tác và trong solar cell. Các vấn đề được đưa ra thảo luận trong section này và chưa có những kết quả thực nghiệm để kết luận cụ thể

1, Cơ chế liên quan gốc tự do và quá trình chuyển điện tích trong quang xúc tác và trong superhydrophilicity

2, Tại sao khi doping TiO2 bằng Fe, Ta...., N, S, C... làm tăng khả năng hấp thu ánh sáng có bước sóng dài hơn (tận dụng tất cả nguồn ánh sáng mặt trời).

3, Hoạt tính xúc tác của anatase và rutile, dạng nào cao hơn và nguyên nhân? Vì trong một số trường hợp pha rutile hoạt động hơn.

4, Có nhiều báo cáo về ứng dụng thực tiễn của màng phủ hoạt động xúc tác ở nhiều nơi trên thế giới (chủ yếu là Nhật) và một số thiết bị xử lý nước và không khí. Giải pháp đẩy mạnh các ứng dụng này trên khắp thế giới?

Hội nghị tập trung các nhà nghiên cứu hàng đầu về quang xúc tác ở Nhật, Đức, Mỹ, Pháp, Anh, Úc, Hà Lan, Nga, Israel.... mà chưa có kết luận cuối cùng. Mình đưa lên diễn đàn để anh em cùng suy nghĩ và tìm hướng nghiên cứu nhé.

[nguyencyberchem]

3, Hoạt tính xúc tác của anatase và rutile, dạng nào cao hơn và nguyên nhân? Vì trong một số trường hợp pha rutile hoạt động hơn.




Cái này trong forum mình cũng đã thảo luận kha khá rồi đó. Và cũng giống như mình đã đề cập, không nên nghĩ pha anatase hoạt tính cao hơn rutile. aqhl có cơ hội tham gia hội nghị này thật tốt đó.
Thiết nghĩ, anh em mình nên làm một cái tổng hợp lại về tính chất của TiO2 đi aqhl à
-Trong quang xúc tác
- Ứng dụng trong công nghệ bán dẫn
-Dùng làm support
-Trong khoa học vật liệu....
-Hướng khả thi về việc ứng dụng vật liệu này ở VN. aqhl có thể giúp mọi người có cái nhìn cụ thể hơn về khoáng titan ở VN luôn nhé, giá thành, tinh chế.... Nếu thấy tốt, có thể cho các bạn sv làm nhiều hơn về mảng giàu tiềm năng và mình cũng có nhiều khả năng nữa.
Thân! Chúc thành công

[leejunanh]

Ngoai nhung ung dung ma ban aphl da noi thi TiO2 o dang kich thuoc nano con duoc ung dung trong cong nghe lam son:


Sơn tự làm sạch đầu tiên tại Việt Nam

Hãy hình dung một bệnh viện với các buồng bệnh trắng tinh, vô trùng và thơm tho, còn cửa kính thì trong suốt không hề bám bụi, đọng nước hay mọc nấm. Không phải các chị lao công đã làm điều đó, mà nhờ một loại sơn đặc biệt phủ trên kính và tường ngăn không cho bụi, rêu mốc, vi khuẩn... hoành hành.

TS Trần Thị Đức, chủ nhiệm đề tài.

Viễn cảnh trên đây hoàn toàn có thể thành sự thật, nếu loại sơn nano do các nhà nghiên cứu của Viện Vật lý ứng dụng và Thiết bị khoa học sáng chế được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Loại sơn này được Tiến sĩ Trần Thị Đức, Phó viện trưởng và các cộng sự nghiên cứu thành công từ năm 2003, nhưng đến nay mới được biết đến rộng rãi. Về bản chất, nó được cấu tạo từ các hạt TiO2 ở cỡ nanomét (phần tỷ mét) với một chất keo nước.
Thông thường TiO2 là chất bột màu trắng, có kích cỡ một micromét (phần triệu mét), rất bền, không độc và rẻ tiền. Ở kích cỡ này, nó được dùng để tạo màu trắng trong công nghiệp sơn và hoá mỹ phẩm từ 100 năm nay. Nhưng gần đây, các nhà khoa học Nhật Bản đã phát hiện thấy khi đưa TiO2 xuống kích thước cực nhỏ - cỡ nanomét - thì nó thể hiện những tính chất vật lý và hoá học khác hẳn. Trên cơ sở đó, họ chế tạo thành công sơn tự làm sạch có thành phần chính là hạt TiO2 ở cỡ nano, rất hữu dụng trong sơn kính, sơn tường, chống khuẩn và nấm mốc trong các bệnh viện.

Nguyên lý làm việc của sơn quang xúc tác TiO2.

Nhận thấy đặc tính cực kỳ ưu việt của sản phẩm này, các chuyên gia của Viện Vật lý ứng dụng và Thiết bị khoa học đã tự mày mò và sau cùng điều chế thành sơn quang xúc tác TiO2 bằng phương pháp đơn giản, giá dễ chấp nhận. Nguyên lý hoạt động của loại sơn này như sau: dưới tác động của tia tử ngoại (có trong ánh sáng mặt trời hoặc đèn huỳnh quang), TiO2 trong lớp sơn phủ sẽ làm phát sinh các tác nhân ôxy hoá cực mạnh như H2O2, O2- ,OH -, mạnh gấp hàng trăm lần các chất ôxy hoá quen thuộc hiện nay là clo, ozone. Nhờ khả năng ôxy hoá mạnh này, nó có thể phân huỷ hầu hết các hợp chất hữu cơ, khí thải độc hại, vi khuẩn, rêu mốc bám trên bề mặt vật liệu thành những chất vô hại như CO2, H2O.
Tiến sĩ Đức cho biết, sơn quang xúc tác TiO2 có thể tạo thành màng mỏng (trong suốt hoặc trắng đục) dày cỡ 10 micromét lên bất kỳ loại bề mặt nào như tường, kính, gạch men, gỗ, giấy. Nó bám dính tốt ở nhiệt độ thường và chịu được mọi điều kiện thời tiết mưa, nắng. Nếu được xử lý ở nhiệt độ 500 độ C, sơn sẽ có độ bền vĩnh cửu, còn nếu không qua xử lý nhiệt, nó có độ bền bán vĩnh cửu - tức là có thể bị cào xước như sơn thông thường.

Kính phủ màng TiO2 (trái) có số vi khuẩn giảm mạnh và bị diệt hoàn toàn sau 1 giờ dưới ánh sáng thường. Tấm không phủ (trái), vi khuẩn E. coli phát triển mạnh.
Màng sơn quang xúc tác TiO2 do Viện sáng chế có những tính năng nổi bật là diệt khuẩn và chống rêu mốc. Các nhà khoa học ở Viện Công nghệ sinh học đã thử nghiệm và thấy rằng trong điều kiện ánh sáng thường, trên tấm kính không phủ màng sơn TiO2, vi khuẩn E.coli và Bacillus subtilic vẫn sống hầu như nguyên vẹn. Nhưng trên kính có phủ màng TiO2, lượng vi khuẩn giảm nhanh và bị diệt hoàn toàn chỉ sau vài giờ. Thử nghiệm của Viện Vệ sinh dịch tễ trung ương (Bộ Y tế) cũng cho hiệu quả tương tự. Tổng số vi khuẩn phát hiện trên mẫu gạch phủ TiO2 giảm rõ rệt sau 10 ngày so với mẫu gạch thường, và hầu như biến mất sau 2,5 tháng.

Trong điều kiện có nước và ánh sáng, rêu mọc nhiều trên tấm kính thường (ảnh dưới, phải), còn nửa tấm phủ (dưới, trái) vẫn sạch như 3 tháng trước đó (kính phía trên).
Trong một thí nghiệm về khả năng chống rêu mốc, một nửa lớp kính được phủ màng TiO2 và một nửa để nguyên. Sau hai tháng đặt kính trong điều kiện ẩm ướt và có ánh sáng, rêu mọc nhiều trên nửa tấm kính không phủ TiO2, nửa còn lại vẫn sạch nguyên. Những kết quả này đã mở ra triển vọng ứng dụng sơn quang xúc tác TiO2 để làm sạch không khí, diệt khuẩn phòng ở và chống rêu mốc trên tường, đặc biệt hữu ích trong các bệnh viện.

Nửa kính phủ màng TiO2 (trái) không bị đọng nước, không bị mờ, so với nửa không phủ màng TiO2.
Bên cạnh đó, sơn quang TiO2 còn giúp bề mặt vật liệu tự rửa sạch bằng nước mưa và chống mờ do hạt nước. Trên gạch men hoặc kính thường, nước thường đọng thành giọt, gây mờ kính, khi khô thì để lại vết bẩn. Nhưng với bề mặt phủ TiO2, giọt nước rơi xuống bị loang phẳng, đẩy bụi bẩn khỏi bề mặt, và làm cho kính trở nên trong suốt chứ không mờ. Cũng thể ứng dụng TiO2 để tạo màng lọc quang xúc tác, dùng trong máy làm sạch không khí, máy điều hoà...
Để chế tạo sơn, ngoài TiO2 còn cần có các chất keo gắn kết. Nhưng vì TiO2 có khả năng ôxy hoá cực mạnh, nên nó phân huỷ luôn cả những loại keo polymer dùng trong sơn thông thường, do vậy nhóm nghiên cứu đã phải chế riêng một loại keo nước cho sản phẩm này. Chất kết dính là vô cơ nên không bị ánh sáng phân huỷ tạo thành bụi.
Về tính an toàn của sản phẩm, các nhà nghiên cứu cho biết các ôxy hoạt tính được tạo ra trên bề mặt chất quang xúc tác, không tách ra khỏi bề mặt hoặc phát tán vào không khí, vì vậy không có sự nguy hiểm cho con người (thực tế, các chất hữu cơ phải tiếp xúc với bề mặt chất quang xúc tác mới bị phân huỷ). Không xảy ra hiện tượng bở phấn trên bề mặt vật liệu phủ màng TiO2. Nếu TiO2 chạm vào da thì mặt ngoài tiếp xúc với ánh sáng mới có tác dụng, mặt trong tiếp xúc với da không có tác dụng, nên tay người sẽ không bị ảnh hưởng.
Sản phẩm đang ở trong giai đoạn chuyển từ phòng thí nghiệm ra sản xuất. Hiện tại, các nhà nghiên cứu đã nhận được nhiều đề nghị cung cấp sản phẩm, chẳng hạn công ty Viglacera đề nghị sử dụng thử sơn quang phủ chống ẩm mốc cho gạch ốp, nhưng Viện chưa có điều kiện sản xuất trên quy mô lớn. Tiến sĩ Đức cho biết bà mong muốn được hợp tác với các nhà đầu tư để mở rộng sản xuất hoặc chuyển giao công nghệ, nhằm phục vụ cho lợi ích của cộng đồng.
Liên hệ: Viện Vật lý ứng dụng và Thiết bị khoa học, 18 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội. ĐT: 04 836.1893, 04 8364754; Fax 04 7562949.
Độc giả có thể trao đổi kinh nghiệm tại đây.

Sau khi bài viết lên mạng, rất nhiều bạn đọc quan tâm hỏi thăm về sản phẩm này. Chúng tôi trích đăng một số câu trả lời của tiến sĩ Đức:
- Sự có mặt tại thị trường? Hiện ở Việt Nam chưa có bán loại sơn quang xúc tác trên thị trường. Các nước Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc hay lãnh thổ Đài Loan cũng đang thử nghiệm và chào bán.
- Trong quá trình tự làm sạch, TiO2 có sản sinh ra CO2 và H2O, lượng CO2 này có đủ gây ngất không?
Khả năng ôxy hoá và phân huỷ hữu cơ của TiO2 khi được chiếu ánh sáng tử ngoại rất cao, nhưng vì lượng tia cực tím trong nhà và của ánh sáng mặt trời rất ít, nên nó chỉ có tác dụng phân huỷ từ từ. Không thể phân hủy một lượng hữu cơ lớn trong một thời gian ngắn để sinh ra lượng CO2 lớn có thể gây ngất.
- TiO2 có khả năng ôxy hoá mạnh như vậy. Nếu da tay chạm vào sơn, có bị ôxy hoá không? Nếu TiO2 chạm vào da thì mặt ngoài tiếp xúc với ánh sáng mới có tác dụng, mặt trong tiếp xúc với da không có tác dụng, nên tay người sẽ không bị ảnh hưởng.
- Độc tính của Ti02 ra sao? Có hại cho trẻ em nếu vô tình nuốt phải hay ko? Bản thân TiO2 là chất không độc. Thế giới vẫn sử dụng trong kem đánh răng, kem chống nắng và có tài liệu nói cả trong thực phẩm.

[bluemonster]

hix, tự nhiên buồn buồn đọc lại chủ đề này, thấy mức độ hiểu sâu hơn, hehehe, thanks mấy sếp nhé !
Nhưng hình như vẫn còn mấy câu hỏi của chemkhtn chưa được giải đáp ! em cũng đang muốn nghe câu giải đáp ! Mấy sếp giúp với !

1. TỉO2 hấp thu bước sóng ở vùng tử ngoại gần, người ta đưa vào các oxit kim loại để làm giảm band gap và làm tăng bước sóng hấp thu, vậy có làm thay đổi cấu trúc của TìO2 ban đầu hay không và thay đổi như thế nào?

2. Em đang tìm hiểu về đề tài mà trước khi sử dụng, xúc tác TiO2 được xử lý nhiệt ở những nhiệt độ khác nhau, rồi ngươì ta so sánh hoạt tính của những mẫu đó. Vậy cho em hỏi khi đưa về nhiệt độ thường để xúc tác, cấu trúc của các mẫu đó tại sao lại không trở lại trạng thái ban đầu ( trước khi chưa xử lý nhiệt) mà lại giữ nguyên cấu trúc ở nhiệt độ mà mình xử lý. có cần dùng biện pháp nào đó để đư09c5 như vậy hay kô?

thanks mấy anh !
:noel3 (

[nguyencyberchem]

Hic, lâu quá mới có người hỏi nên review lại một chút luôn vậy.
Thứ nhất về chuyện liên quan đến giản đồ pha. Khi pha được tạo thành và bền hóa (ví dun như việc hình thành anatase ở 400°C), quá trình hạ nhiệt độ thông thường sẽ không làm thay đổi pha đã được bền hóa, có gì cứ xem thêm tài liệu về giản đồ pha...
Thứ 2 là về vấn đề biến tính xúc tác trên nền TiO2: Cái này chắc cũng thảo luận thêm vài bài thảo luận nữa mới làm rõ được.
Việc biến tính TiO2 dựa trên đích chung là đưa vùng hoạt động của TiO2 về vùng ánh sáng khả kiến, làm hẹp band gap lại, tuy nhiên cách thức thực hiện và cơ chế là không hề giống nhau. Nhìn chung, có 3 hướng biến tính sau
- Biến tính với Nito, tạo thành TiO(2-x)Nx coi them (http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/293/5528/269)
- Biến tính với các kim loại chuyển tiếp như V, Cr, Ni...
- Biến tính với các kim loại quý Pt, Au, Pd, Rh, Ni, Cu, Ag thường dùng nhiều cho việc tạo hydrogen
- cation doping
- Biến tính với SO42−/PO43−, cái này vẫn chưa rõ cơ chế lắm.
- Composite semiconductors
- ...

Sẽ nói rõ vào từng phần và xem xét sự thay đổi cấu trúc của TiO2 thế nào nhé... (đói bụng quá, mai viết tiếp nhé)

[nguyencyberchem]

Các kim loại quý như Pt, Au, Pd, Rh, Ni, Cu và Ag đã được đề cập rất nhiều trên các article với khả năng tăng cường hoạt tính quang xúc tác của TiO2. Nguyên nhân là do mức Fermi của các kim loại quý này thấp hơn của TiO2, các electron được kích thích bởi photon có thể di chuyển từ dải dẫn đến các phân tử kim loại trên bề mặt của TiO2 trong khi các lỗ trống được tạo nên sau khi e di chuyển vẫn còn trên TiO2. Chính đây là nguyên nhân làm giảm rất nhiều khả năng tái kết hợp e-lỗ trống --> kết quả là khả năng xúc tác tăng lên rõ rệt.

Anpo and Takeuchi đã sử dụng các tín hiệu từ Electron Spin Resonance (ESR) để khảo sát việc di chuyển của các e từ TiO2 sang các hạt Pt trên bề mặt TiO2. Họ thấy rằng các tín hiệu của Ti3+ tăng lên theo thời gian và giảm khi hàm lượng Pt tăng lên. Đây là một thí dụ chỉ rõ sự tồn tại của việc e di chuyển từ TiO3 sang Pt. Và vì các electron tích tụ tăng dần trên kim loại quý, mức Fermi của các kl quý thay đổi và gần hơn giá trị của dải dẫn của TiO2, dẫn đến việc hình thành nhiều mức năng lượng âm hơn....

[bluemonster]

Các kim loại quý như Pt, Au, Pd, Rh, Ni, Cu và Ag đã được đề cập rất nhiều trên các article với khả năng tăng cường hoạt tính quang xúc tác của TiO2. Nguyên nhân là do mức Fermi của các kim loại quý này thấp hơn của TiO2, các electron được kích thích bởi photon có thể di chuyển từ dải dẫn đến các phân tử kim loại trên bề mặt của TiO2 trong khi các lỗ trống được tạo nên sau khi e di chuyển vẫn còn trên TiO2. Chính đây là nguyên nhân làm giảm rất nhiều khả năng tái kết hợp e-lỗ trống --> kết quả là khả năng xúc tác tăng lên rõ rệt.
đại loại là như thế này !!!

http://img186.imageshack.us/img186/9052/tio21zs9.jpg

http://img130.imageshack.us/img130/66/tio22cn9.jpg

Nhưng vấn đề em đang quan tâm là sau khi doped lên xúc tác, cấu trúc photocatalyst có bị biến đối ko !!!
:chan (

[nguyencyberchem]

Không phải đâu, cơ chế này không như đối với các kim loại quý đâu? Cơ chế BM đưa hình minh họa là cơ chế biến tính dạng Composite semiconductors sẽ bàn sau...
Về cấu trúc thì có cách biến tính làm đổi cấu trúc, có cách biến tính không làm thay đổi cấu trúc, cả 2 cách trên đều không đổi cấu trúc của TiO2, còn các cách biến tính khác trên list anh nêu ở trên thì phải xem xét kỹ lại.

[nguyencyberchem]

Việc doping ion kim loại chuyển tiếp và ion kim loại đất hiếm đã được nghiên cứu rất nhiều. Có thể nêu ra ở đây kết quả của Choi [W.Y. Choi, A. Termin and M.R. Hoffmann, The role of metal ion dopants in quantum-sized TiO2: correlation between photoreactivity and charge carrier recombination dynamics, J Phys Chem 84 (1994), pp. 13669–13679. ]
tác giả này làm việc trên 21 ion kim loại khác nhau nhằm tăng cường hoạt tính quang xúc tác của TiO2. kết quả cho thấy rằng việc doping với ion kim loại có thể làm tăng vùng hoạt động của TiO2 đến vùng phổ khả kiến. Nguyên nhân là do các ion kim loại có thể xâm nhập vào cấu trúc mạng của TiO2 và hình thành nên các mức năng lượng impurity ở vùng band gap của TiO2:

M(n+) + hv --> M(n+1)+ + e(cb)-

M(n+) + hv --> M(n-1)+ + h(vb)+

Hơn thế nữa, e (hoặc lỗ trống) hoán chuyển giữa ion kl và TiO2 có thể giúp cho quá trình kết hợp e-lỗ trống bị chậm lại :

Bẫy e: M(n+) + e(cb)- --> M(n-1)+
Bẫy lỗ trống : M(n+) + h(vb)+ --> M(n-1)-


Cu, Fe và Mn là 3 kl cho kết quả thuộc loại tốt nhất.

[Ptnk_TriZ]

Anh Nguyên ơi ,

Hướng làm KHÓA LUẬN TN đã được thông báo. Năm nay, toàn bộ khoảng 10 bạn làm KHÓA LUẬN 10 chỉ, làm về TiO2 doped Chlor và Fluor.

Mục đích : - Giảm band gap
- Test hoạt tính quang xúc tác ( cách test hiện thời : khả năng oxy hóa làm mất màu dung dịch màu hữu cơ + đo độ truyền qua )

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Anh nghĩ sao về khả năng này ?

-----------------------------------------

Cách điều chế : dùng dòng khí Cl2 đi qua TiO2 được ủ nhiệt. Khi đó Cl sẽ thay thế 1 số nguyên tử O trên bề mặt.

-----------------------------------------

[Ptnk_TriZ]

-Hướng khả thi về việc ứng dụng vật liệu này ở VN. aqhl có thể giúp mọi người có cái nhìn cụ thể hơn về khoáng titan ở VN luôn nhé, giá thành, tinh chế.... Nếu thấy tốt, có thể cho các bạn sv làm nhiều hơn về mảng giàu tiềm năng và mình cũng có nhiều khả năng nữa.

Khoáng TiO2, theo em được biết, hiện tại được điều chế trong công nghiệp bằng pp PLASMA, ko phải là pp SOL GEL, nên giá thành khá rẻ. Khi mua TiO2 tính theo đơn vị kg. Tại việt nam, Viện ứng dụng vật lý đang sản xuất thử nghiệm sơn tự làm sạch. Em xin post lên sau.

Chúc các bạn ăn Tết vui vẻ ...

Những ai ở xa quê cũng cảm nhận được Tết đang đến và có những đêm party ấm áp ^^

Em về quê (Biên Hòa) ăn Tết đây .....

HAPPY NEW YEAR !

[nguyencyberchem]

Ủa! Ptnk cũng ở BH lun hả, hehe,lại có đồng hương rùi hén. Về hướng đề tài mà em đề cập thì rất là ok, anh cũng mong có thể thảo luận từ xa với mấy đứa về đầ tài của mấy đứa. Anh thì hết làm việc với TiO2 rồi vì anh chuyển hẳn đề tài làm việc sang xử lý khí thải rồi.
CHúc mọi người ăn Tết vui vẻ nghen. Nhớ nhà quá, năm nay chợ Hoa mở ở đâu hén....

Về biến tính bằng Cl hay F thì anh sẽ sớm trình bày trong phần anion doping rồi lúc đó sẽ xem có hướng gì hấp dẫn không nhé. Chắc hẹn em sau Tết quá hả

P/S: Em có biết bạn Sơn không, cũng ở BH, học ptnk khóa 2000, năm mà có 6 đứa BH trong lớp nk luôn đó.

[hieutrungphan]

Chào các anh,em đang nghiên xúc tác quang hóa sử dụng TiO2 trên chất mang silicagen.Nhưng hiện tại tài liệu của em rất hạn chế. Em hi vọng các anh share cho em một ít tài liệu nghiên cứu(sách ,tạp chí).Xin cảm ơn nhiều nhiều

[nguyencyberchem]

hieutrungphan cần tài liệu để làm seminar hay khóa luận tốt nghiệp??? Điều nữa là em cố online tìm tài liệu trên sciencedirect chẳng hạn, đọc mấy cái abstract, thấy cái nào hợp với em thì down về, nếu không down được thì post lên đây để các anh giúp cho. Như vậy thì em mới tìm được cái em cần và mọi người mới giúp em được.
Cố gắng nhé!

[hieutrungphan]

Em cám ơn anh nhiều.Hiện tại em cần tài liệu để làm khóa luận tốt nghiệp đề tài "tổng hợp xúc tác quang hóa TiO2 trên silicagen để xử lý nước thải ở Việtk Nam". Em đã có một vài tài liệu nhưng nó chung chung quá nên và cũng mới tìm hiểu nên kiến thức còn hạn chế.Em co vài điểm cần hỏi như thế này:
+quá trình tổng hợp TiO2/silicagen thì có mấy phương pháp
+trong quá trình tạo đưa TiO2 lên bề mặt silicagen thì xảy ra quá trình chuyển điện tích giữa chất mnang và chất hấp phụ,em muốn hỏi là sự tạo thành bẫy điện tích như thế nào và tính chất của TiO2 sẽ thay đổi ra sao?
+Dưới tac dộng của tia tử ngoại thì sẽ xảy ra phản ứng quang hóa,cơ chế của phản ứng tạo thành các gốc oxy hóa và oxy hóa các chất bẩn trong nước.Như vậy các phản ứng này xảy ra như thế nào và nó chịu tác động của các yếu tố nào, hiệu suất đạt được là bao nhiêu.
+anh có thể định nghĩa cho em biết band-gap la gi không?
+có tài liệu nào thông kê cường độ UV trong ánh sáng ở Việt Nam không vay?

[hieutrungphan]

Anh Nguyên ơi.Gửi cho em mấy bài báo nói về vấn đề trên với nhé,gửi kèm mấy cái hình ở trên luôn nhé. Thanks a lot

[bluemonster]

+trong quá trình tạo đưa TiO2 lên bề mặt silicagen thì xảy ra quá trình chuyển điện tích giữa chất mnang và chất hấp phụ,em muốn hỏi là sự tạo thành bẫy điện tích như thế nào và tính chất của TiO2 sẽ thay đổi ra sao?
quá trình chuyển điện tích là một đặc trưng của sự hấp phụ hoá học, electron di chuyển từ HOMO của chất mang (support) sang LUMO của chất bị hấp phụ, làm các liên kết trong chất bị hấp phụ yếu đi. Trong trường hợp hấp phụ ứng dụng quang xúc tác, ko biết cơ chế có đi chung như vậy ko nhỉ !!!

+Dưới tac dộng của tia tử ngoại thì sẽ xảy ra phản ứng quang hóa,cơ chế của phản ứng tạo thành các gốc oxy hóa và oxy hóa các chất bẩn trong nước.Như vậy các phản ứng này xảy ra như thế nào và nó chịu tác động của các yếu tố nào, hiệu suất đạt được là bao nhiêu.
Cơ chế có thể mườn tượng như sau:
http://img401.imageshack.us/img401/8301/traloi1yl4.jpg

Cái ni thảo luận nhiều trong diễn đàn goài !
+anh có thể định nghĩa cho em biết band-gap la gi không?
bạn có thể vô đây tham khảo !
http://www.compchem.hcmuns.edu.vn/chemvn/showthread.php?t=392

Cái ni cũng đã thảo luận khá nhiều !
Bạn muốn làm thành công seminar của mình, thì nên đọc hết các topic liên quan trong diễn đàn, sau đó search tài liệu trên sciencedirect (đưa đường link nhờ mấy sếp down nếu ko tự down được), rùi bổ sung thêm !

[nguoidangyeu]

may anh oi? em duoc giao de tai seminar lam ve phuong phap sol_gel ma em hopng biet tim tai lieu o dau het ah !! anh giup em voi

[nguyencyberchem]

em cứ lên google gõ mấy chữ như sol-gel, principle sol-gel. Rồi vô sciencedirect gõ vô sol gel. Tha hồ cho em lựa chọn

[langtu_2910]

theo em việc tính toán hiệu năng chuyển hóa tùy thuộc rất nhiều vào sự chọn lọc ánh sáng. vậy theo anh thì phải chọn ánh sáng thuộc phần nào(tử ngoại, khả kiến hay hồng ngoại để phương trình tính toán hiệu suất chuyển là chính xác nhất.

[buutrong85]

Hi all!
Mình là một kẻ ngoại đạo hiện mình đang học bên KHVL, hiện đang làm đề tài có liên quan đến TiO2 trạng thái vô định hình ở kích thước nano, tài liệu về phần này hầu như không có, mình hiện muốn tìm hiểu xem nano TiO2 vô định hình có những tính chất đặc biệt gì so với nano TiO2 tinh thể, cụ thể là trong xúc tác, cũng như các ứng dụng khác. Thanks nhiều

[bluemonster]

Hi all!
Mình là một kẻ ngoại đạo hiện mình đang học bên KHVL, hiện đang làm đề tài có liên quan đến TiO2 trạng thái vô định hình ở kích thước nano, tài liệu về phần này hầu như không có, mình hiện muốn tìm hiểu xem nano TiO2 vô định hình có những tính chất đặc biệt gì so với nano TiO2 tinh thể, cụ thể là trong xúc tác, cũng như các ứng dụng khác. Thanks nhiều

http://www.compchem.hcmuns.edu.vn/chemvn/showthread.php?t=403

[buutrong85]

Những vấn đề trong đó thì mình cũng đã hiểu sơ rồi, nhưng quan trọng là các tài liệu liên quan đến hạt nano vô định hình TiO2, tất cả tài liệu khi đề cập đến tổng hợp TiO2 nano đều không quan tâm nhiều lắm đến việc khảo sát tính chất của pha vô định hình (cấu trúc, tính chất,..) mà thường xử lý nhiệt để chúng chuyển sang pha tinh thể, sau đó mới tiến hành khảo sát. Vấn đề đặt ra là ở kích thước nano, pha vô định hình của TiO2 có gì dị thường không, có nhóm nào trên thế giới đã nghiên cứu về cái này chưa. Mình đã lùng hết trên các tạp chí Sciences Direct, springerlink,IOP,ACS, APS, nhưng vấcn chưa tìm được, một phần cũng do mình chỉ tiếp cận được abtract thoi nên cũng khó. Bạn nào có các bài báo về phần này thì share cho mình, thanks nhiều.

[nguyencyberchem]

Mình nghĩ bạn nên tìm các bài báo liên quan đến vấn đề này sau đó post yêu cầu lên đây để mọi người giúp đỡ down full article cho bạn nhé. Vì vấn đề bạn nói mang tính khái quát lắm vì tùy loại phản ứng và vai trò xúc tác của TiO2 trong phản ứng đó thế nào.
Thân!

[Mã Xuân Hoa]

Chào mọi người! Mình vừa gia nhập vào diễn đàn vì thấy nó hay hay. Và cần các bạn giúp mình giải quyết một vấn đê. Hiện tại mình đang điều chế xúc tác TiO2 nano bằng pp sol-gel khi có mặt dung môi. Mình đã tổng hợp được nano TiO2 ở pH rất thấp và với tỷ lệ dung môi và nước xác đinh. Tuy nhiên mình chưa thật sự hiểu rõ cơ chế của nó và vai trò của dung môi. Mình cũng dã xem qua bài có liên quan của bạn nguyencyberchem nhưng bạn ấy viết bằng tiếng Pháp nên mình không đọc đươc. Mình đang ở VIệt Nam và chỉ sử dụng thêm được tiếng Anh thôi. Mong tin các ban.

[nguyencyberchem]

Phần lớn mình viết bằng tiếng Việt mà. Hay bạn chỉ hỏi về cơ chế sol-gel? Bạn nói bạn tổng hợp được TiO2 ở cỡ hạt nano ah, vậy bạn calcination thế nào? Mục đích điều chế của bạn là gì? DUng môi bạn dùng là gì, nếu chỉ là dung môi bình thường thì bạn sẽ rất dễ dàng tìm cơ chế của quá trình sol-gel trên google, nếu có thể, bạn nêu rõ hơn một chút để mình xem có đặc điểm gì đặc biệt hơn trong hệ của bạn không.
Thân

[Mã Xuân Hoa]

Uhm! Mình chỉ muốn biết cơ chế pp sol-gel. Mình cũng dọc bài của bạn rồi nhưng bạn ghi khái quát quá. Hệ của mình là thủy phân Ti(SO4)2 với sự có mặt của dung môi IPA(isopropanol). TiO2 nano minh điều chế được với mục đích là thử hoạt tính quang hóa và so sánh nó với degussa. Và một vấn đề mình đang quan tâm nữa là mình phải dùng một tỷ lệ dung môi và nước thích hợp thì sp TiO2 mới được nano. Mình biết dung môi đóng vai trò là phân tán nhưng với một tỷ lệ thích hợp với nước thì sao? Tại sao tỷ lệ khác thì ko được? Mong bạn có thể giúp mình.

[nguyencyberchem]

Bạn cho mình hỏi, bạn làm thế nào để biết "mình phải dùng một tỷ lệ dung môi và nước thích hợp thì sp TiO2 mới được nano", nghĩa là làm sao để biết TiO2 bạn điều chế ở cỡ nano, điều kiện bạn làm calcination là gì?

Cơ chế của sol gel processing mình đã post rồi, chủ yếu là hình ảnh thôi, chỉ có vài dòng tiếng Pháp, nêu bạn không đọc được, chỉ cần vô http://translate.google.com/translate_t rồi copy đoạn tiếng Pháp rất ngắn, chọn dịch sang tiếng Anh là ok
Thân!

[nguyencyberchem]

Gửi thêm cho bro bài article này, bro cố đọc sẽ trả lời được thắc mắc của bro, cái này đã thảo đề cập trên forum rồi, bro chịu khó xem lại với công cụ translation của google khi cần nhé
thân!

[Mã Xuân Hoa]

Cám ơn bạn. Mẫu mình nung ở 500 độ C. Sản phẩm được nano là mình dựa vào kết quả chụp sem. Khi nào đề tài mình xong. Mình sẽ post lên cho các bạn cùng thảo luận.

[nguyencyberchem]

ok; chúc bro may mắn. Bro nung 500°C thì có lẽ pha của bro là anatase. Bro làm ở lab nào vậy? test quang xúc tác trên phản ứng gì? có gì post cho a em ngâm cứu với hen

[napoleon9]

Hiện nay ô nhiễm môi trường trở thanh vấn nạn của mỗi quốc gia và của toàn cầu vì vậy việc giảm thiểu ô nhiễm là công việc không của riêng ai.
G.S Koj Takeuchi (Nhật Bản) không cần đến những thiết bị tinh vi hay các cỗ máy tối tân cần lắp đặt hai bên đường phố, mà chỉ cần một loại sơn bảo vệ phủ ngoài có vẻ ngoài hoàn toàn giống bất kì một loại sơn nào khác. Chỉ có điều là thứ hóa chất dạng keo này của ông có khả năng hấp thụ được khói xe trong mọi thời tiết.


G.S Koj Takeuchi cho biết: "thông thường một số loại oxit kim loại có đăc tính hấp thụ được những phân tử gây ô nhiễm có trong bầu khí quyển có trong thành phần của không khí như NO2 và SO2 rồi sau đó chuyển hóa thành các axit". Khi đó chỉ cần sử dụng những phương pháp khử axit thông thường là chúng ta có thể loại bỏ những phân tử gây ô nhiễm này.

Trong những oxit kim loại được G.S Koj Takeuchi sử dụng cho quy trình sử lý này là hợp chất TiO2 có thể được coi là tối ưu. Qua hàng loạt cuộc thử nghiệm liên tiếp hợp chất này đã chứng minh được cả ba tính năng này mà các nhà kha học cần tìm kiếm, đó là tính ổn định, ít độc hại và rẻ tiền. Trong điều kiện ánh sáng ban ngày vói tần số phát xạ tia cực tím có trong thành phần của ánh sáng môi trường ở mức trung bình TiO2 có thể tạo ra được rất nhiều phân tử Oxy và các gốc Hydroxyl những phân tử này sẽ tác dụng với các phân tử khí NO2 và SO2 có trong không khí để chuyển hóa chúng thành axit HNO3 và H2SO4.

Trên thực tế để điều chế một hỗn hợp lí tưởng có chứa TiO2 trong thành phần mà vẫn đảm bảo được những đặc tính cơ bản của một lọai sơn phủ không đơn giản. Trước hết loại sơn này phải sử dụng được dưới dạng phun trên bất một chất nền vật liệu nào mà phải đảm bảo khi khô chỉ có độ dày từ 10 - 30µm. Từ vài năm trước G.S Koj Takeuchi đã sản xuất thành công hỗn hợp chứa TiO2 trộn vào vật liệu xây dựng hoặc những vật liệu xây dựng học để loại bỏ hết khí thải trong không khí.

Những tấm bảng chống ô nhiễm môi trường dọc theo một trục đường cao tốc ở Tôkyo, những tấm bảng chống ô nhiễm này được tạo bởi từ hỗn hợp Cacbon, Lưu huỳnh bề mặt được tráng một lớp TiO2 trộn lẫn với than chì hoạt tính dưới dạnh sơn phủ. Hỗn hợp Cacbon, Lưu huỳnh là một chất nền cực tốt vì có độ bền cao, chống chịu mọi điều kiện thời tiết khắc nghiệt và ưu điểm lớn nhất là giữ được TiO2 không bị phân rã hay bào mòn. Nếu tính về độ bền mỗi tấm biển có thể hoạt động khoảng 5 năm mới phải thay một lần. Lượng khí thải giảm đi rõ rệt mỗi ngày có khoảng 113.000 lượt xe qua lại những tấm biển này có thể hoat động 10 giờ/ ngày va trong cả những ngày u ám cũn hoạt động được. Từ 30- 70% lượng NO2 trong không khí chuyển hóa thành HNO3 và lượng SO2 được sủ lý cao hơn từ 67- 78 % được chuyển hóa thành dung dịch H2SO4 ….

Thành công này hứa hẹn mở ra nhiều triển vọng ứng dụng rong việc giảm thiểu khí thải gây ô nhiễm trên các trục đường nào khoang vùng được!.

trích câu lạc bộ hoá học đại học lạc hồng
http://h2lh.net/h2club/modules.php?name=News&op=viewst&sid=139

[napoleon9]

Sản xuất thành công sơn bột tĩnh điện


Sản xuất sơn bột tĩnh điện tại Viện hóa học.
Lần đầu tiên các nhà khoa học Viện hóa học (Viện KH-CN Việt Nam) đã nghiên cứu, chế tạo và ứng dụng thành công công nghệ sản xuất sơn bột tĩnh điện. Sự thành công này đã mở ra hướng sản xuất sơn bột tĩnh điện đáp ứng nhu cầu trong nước, hạn chế nhập khẩu, bảo vệ môi trường.

Để phục vụ quá trình phát triển kinh tế - xã hội đặc biệt là các ngành công nghiệp xây dựng, dân dụng... nhằm bảo vệ và trang trí, mỗi năm Việt Nam tiêu thụ một khối lượng lớn sơn. Các loại sơn được sử dụng chính và lớn nhất hiện tại chủ yếu vẫn là sơn dung dịch.

Khoảng 10 năm trở lại đây, các nước trên thế giới đã dần thay thế sơn dung dịch bằng sơn bột. Bước chuyển đổi này không chỉ có ý nghĩa về mặt kinh tế mà còn góp phần quan trọng trong bảo vệ môi trường nước bởi trong sơn dung dịch, lượng dung môi chiếm khỏang 40-50% sẽ thoát ra không khí, gây ô nhiễm môi trường. Ở Việt Nam trong mấy năm qua, nhu cầu sử dụng sơn bột cũng đã tăng lên rất mạnh trong các ngành công nghiệp sản xuất ô-tô, xe máy để sơn các chi tiết máy, trong kết cấu xây dựng dân dụng và công nghiệp. Tuy nhiên, lượng sơn bột này trong nước chưa sản xuất được mà phải nhập khẩu. Thị trường sơn Việt Nam dần xuất hiện nhiều loại thương hiệu sơn bột: Dupont, ICI, Jotun... phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước.

Trước những thách thức và nhu cầu sơn bột, sự thành công trong nghiên cứu công nghệ sản xuất sơn bột tĩnh điện (điện trường một chiều có điện áp từ 40-120KV) không phụ thuộc vào nước ngoài đã mở ra khả năng ứng dụng sản xuất sơn bột tĩnh điện thương hiệu Việt Nam.

Trên cơ sở Epoxy DER662, DER663, DER672 và các chất đóng rắn hệ phenolic DEH80, DEH84, DEH90 với xúc tác 2 metyl imidazol, các nhà khoa học trong nước đã xây dựng và hoàn toàn làm chủ quy trình công nghệ sản xuất sơn bột tĩnh điện; đồng thời xác định được các tiêu chuẩn và phương pháp đánh giá chất lượng sơn bột tĩnh điện như: hàm lượng pigment và bột độn, khối lượng đổ đống và lắc rung, độ chảy của bột, tỷ khối, độ phân tán, các tính chất cơ học của màng sơn.

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học cũng đã lựa chọn được loại hệ phụ gia làm nền TiO2 và sử dụng bột CaCO3 biến tính bằng parafin sản xuất trong nước thích hợp cho sản xuất sơn bột để giảm giá thành sản phẩm.

Theo PGS .TS Đỗ Trường Thiện - chủ nhiệm đề tài nghiên cứu, trong công nghệ sản xuất sơn bột tĩnh điện, yếu tố quan trọng nhất quyết định chất lượng của sơn là công nghệ trộn hợp ở trạng thái chảy nhớt và nghiền siêu mịn. Sơn tĩnh điện phải được trộn trên thiết bị trộn trục vít với nhiệt độ thích hợp nhất từ 95 - 1050C và nghiền theo nguyên lý búa văng tốc độ quay của roto hơn 7.000 vòng/phút với nhiệt độ buồng nghiền không quá 500C.

Không chỉ thành công về mặt công nghệ, Việt Nam đã có thể tự chế tạo cả thiết bị để sản xuất sơn bột tĩnh điện gồm: thiết bị trộn khô công suất 40 kg/mẻ, trộn trục vít công suất 1,75 KW với năng suất 10 - 15 kg/h, thiết bị phun sơn tĩnh điện áp 60 - 120KV, buồng phun sơn tĩnh điện có thu hồi theo nguyên lý xyclon và túi lọc buồng sấy bằng gas nhiệt độ cao nhất 2500C.

Trên cơ sở làm chủ công nghệ, nhóm nghiên cứu đã sản xuất hơn 3.000 kg sơn bột các loại mầu đen, trắng, đỏ để sơn hơn 10.000m2 các sản phẩm là các chi tiết vỏ cột bơm xăng, kết cấu khung thép nhà máy mạ Thái Bình, các chi tiết xe máy, vỏ nồi cơm điện, khung bếp gas...; đồng thời cung cấp sản phẩm thử nghiệm cho Liên hiệp khoa học sản xuất vật liệu mới và thiết bị, Công ty TNHH sơn tĩnh điện và chuyển giao công nghệ Nam Thắng, số Xí nghiệp mạ sơn tĩnh điện thuộc Công ty tư vấn phát triển xây dựng cho công trình dân dụng.

Theo đánh giá của giới chuyên môn, mặc dù đây là sản phẩm lần đầu tiên được nghiên cứu và sản xuất thành công ở Việt Nam nhưng có thể bảo đảm chất lượng gần tương đương và giá rẻ hơn so với các sản phẩm sơn bột tĩnh điện nhập ngoại đang có mặt tại thị trường Việt Nam.

Các sản phẩm sơn bột tĩnh điện chưa chính thức có mặt tại thị trường nhưng khả năng ứng dụng là rất lớn. TS Thiện cho biết, một nhà máy sản xuất sơn bột tĩnh điện công suất 1.000 tấn/năm đã được nghiên cứu xây dựng đề án. Tuy nhiên, để có thể phục vụ nhu cầu thị trường trong nước cần tiếp tục qua dự án sản xuất thử nghiệm để tiếp tục hoàn thiện công nghệ
:chocwe (

[TheKirds]

Chào các đàn anh! Em đang có một đề tài về chế tạo vật liệu quang xúc tác nhưng làm mãi vẫn chưa ra được nên rất mong được các đàn anh chi bảo cho đôi điều.
Đề tài của em : "đưa TiO2 lên đế kim loại bằng phương pháp Phosphat hóa" em được biết acid H3PO4 có khả năng hoạt hóa mạnh kim loại và hình thành được cấu trúc mới, vì thế em sử dụng chất mang là Kẽm biophosphat để quét lên nền kim loại để tạo được cấu trúc mới trên bề mặt kim loại và sau đó tiếp tục đưa hỗn hợp gồm acid phosphoric + TiO2 lên và đem đi nung. Độ bám dính thu được không cao, bề mặt rất dễ bị rỗ do khí thoát ra rất nhiều. Có cách nào để tạo được hỗn hợp chứa TiO2 có tinh keo dính để cho bám dính lên đế trước khi đem nung không các anh, vì hỗn hợp TiO2 em quét lên không có tính keo nên không thể bám lên bề mặt nền ( trước khi nung ) được. giúp em với

[nguyencyberchem]

Em thử sol gel-dipcoating xem sao. Tuy film vẫn có thể bị crack, nhưng nếu dùng template có thể khắc phục được. Đúng là quét như em rất dễ bị crack.
Hoặc anh đề nghị thế này, em điều chế TiO2 phủ lên kim loại luôn, sau đó sử dụng chimisorption với H3PO4, như vậy sẽ tránh được việc thoát khí khi nung.
Thân!

N.B: một chút thông tin về việc chimisorption H3PO4 :

TiO2 films were cut into 1cm1cm, then thoroughly cleaned by acetone, ethanol and distilled
water, and immersed in phosphoric acid solution (8.5%, v/v) for 8 hour at 30°C, another 3 hours at
100°C, and warmed in an oven at 120°C for 3h after being taken out of the solution. It is reported
warming at 120°C gives a strongly surface binding [9] [15]. Samples were then cooled and
supersonic rinsed with water to remove any weakly adsorbed material. Samples after this
treatment were coded X-P (X=A, R, and AR) and analyzed by XPS and FTIR

CHuc em thành công, sorry vì reply trễ, dạo này bận bịu với pes2008 quá :)

[TheKirds]

Oh!!! Cảm ơn anh! Em còn tưởng đề tài về Vật liệu này không còn được đề cập đến nữa chứ!!!
Em sẽ về làm thử......
mà anh có biết trang web nào của nước ngoài có tài liệu free về vấn đề này không, anh cho em với.
Một lần nữa cảm ơn anh rất nhiều. Than!!!

[nguyencyberchem]

Khái niệm có trang web nào có tài liệu free thì rất mơ hồ. EM cứ lên sciencedirect mà đọc thôi. Nếu ở trường có account thì ok, nếu không thì đọc abstract sau đó nhờ diễn đàn lấy cho
Thân!

[sol-gel]

Bạn nào viết về kỷ thuật SOL-GEL đối với TiO2 .post lên đầy đủ quy trình từng giai đoạn cho mình tham khảo với nhé.
cám ơn các bạn rất nhiều

[nguyencyberchem]

Hi
Cái này bro kiếm article mà đọc, nhiều lắm, ai post cho nổi, tùy mong muốn của bro thế nào thôi.
Ví dụ nè:
Anhydrous ethyl alcohol was used as the solvent to prevent fast hydrolysis of titanium alkoxide. Titanium tetraisopropoxide (Ti(OPr)4 or TTIP) (Aldrich, 97%), the precursor, was used without further purification. Double distilled deionized water was first added to the alcohol followed by HCl (Fisher, 36.5%) addition while the solution was vigorously stirred. Catalyst HCl was used in this process to control the rate of condensation and prevent fast gelation of the sol. Hydrolysis was carried out by drop wise addition of the precursor to the prepared solution, while stirring. In some cases, due to the fast gelation of the sol, it was not possible to prolong the stirring process as desired; otherwise the mixture was stirred magnetically for 1 h, while losing its generated heat (exothermic reaction). Precalcined commercial TiO2 powders, Degussa P-25 (5 wt.%), and Aremco (15 wt.%) were used as filler mixed with the sol, to prepare coating, and bulk samples, respectively. TiO2 powder was ultrasonically dispersed in the sol and the stability, as well as the viscosity, of the suspension were controlled by altering the powder concentration and sol pH. The prepared mixture was deposited on the microscope glass slides by spinning (1200 rpm), or formed as bulk samples by gel-casting in covered plastic dishes. The coated and bulk samples were dried at room temperature for 1 day and 2 weeks, respectively. Heat treatment was carried out at different temperatures (125–900 °C), in air, for 1 h


Bro phải xác định được ít nhất bro sẽ tiến hành với tiền chất nảo của Ti, dung môi thế nào, mục đích điều chế vật liệu thế nào (powders, thin film...)
Thân

[sol-gel]

Em muốn tổng hợp với hợp chất ban đầu là Titanium(IV) isopropoxide,dung môi H2O,tạo ra TiO2 dạng bột mịn. ANh nêu rõ các quy trình từng bước em với được không?
Thanks!

[nguyencyberchem]

Hi sol-gel
Trong article trên đã nêu rõ rồi còn gì. Em cần rõ thế nào. Em nắm được một đoạn trong bài báo anh nêu chứ. Họ dùng HCl để kiểm soát tốc độ condensation đó. Đoạn mô tả trên cũng chi tiết lắm rồi mà.
À, em cần chú ý khi trong ống nghiệm của em (hoăc 1 lọ nhỏ....) phải đuổi hết không khí, em dùng khí Ar (vì nặng hơn không khí) sục vô để đuổi hết không khí ẩm rồi đậy kín lại nhé.
Thân!

[napoleon9]

mình xin giới thiệu sơ bộ về TiO2
http://i255.photobucket.com/albums/hh160/napoleon99999/1.jpg
http://i255.photobucket.com/albums/hh160/napoleon99999/2.jpg
http://i255.photobucket.com/albums/hh160/napoleon99999/3.jpg
http://i255.photobucket.com/albums/hh160/napoleon99999/4.jpg
http://i255.photobucket.com/albums/hh160/napoleon99999/5.jpg
http://i255.photobucket.com/albums/hh160/napoleon99999/6.jpg

[napoleon9]

http://img90.imageshack.us/img90/1025/32727811mz7.jpg
http://i255.photobucket.com/albums/hh160/napoleon99999/8.jpg
http://i255.photobucket.com/albums/hh160/napoleon99999/9.jpg

[ntl2004]

bạn nào có tài liệu liệu về tạo hạt TiO2 nano 10-20nm bằng phương pháp sol gel không vậy?
Giúp mình đi nhé :thohong( :thohong(

[anhhunglovan]

Hạt TiO2 thường được tán siêu âm trong dung môi nào là tốt nhất, liều lượng là bao nhiêu và trong thời gian bao lâu.
Có ai biết giúp mình với.

[nobitin27]

không bít nguyencyberchem có thể chỉ rõ cho tui địa chỉ web để hiểu rõ cơ chế quá trình sol-gel được không, điển hình là 2 phản ứng thuỷ phân và ngưng tụ ,với xúc tác acid và baz. Thanks.

[aqhl]

Hạt TiO2 thường được tán siêu âm trong dung môi nào là tốt nhất, liều lượng là bao nhiêu và trong thời gian bao lâu.
Có ai biết giúp mình với.

Nếu muốn acid hoá bề mặt TiO2, biến tính cho các ứng dụng khác nhau có thể siêu âm trong dung dịch acid HCl hay HNO3.

Nếu chỉ tán các hạt ra thôi, và sử dụng các hạt TiO2 đó luôn có thể siêu âm với nước.

Trước đây mình dùng TiO2 để làm điện cực cho solar cell thì mình dùng TiO2 được acid hoá bằng HNO3 + PEG. Các hạt TiO2 acid hoá mang điện tích dương, tương tác với PEG, chống kết tụ và khi tráng màng mỏng tạo điện cực, cho màng TiO2 rất tốt, ko bị nứt...

[lt3]

moi nguoi oi , em dang lam 1 bai seminar ve pp sol gel , thuy giai ma khong biet chut gi ve may cai nay het . Sap het han roi , cac anh chi giup em duoc k ah? Em cam on nhiu lam

[nguyencyberchem]

Hi em!
tài liệu thì cũng bắt đầu bằng google thôi em ạ. nếu em đọc được tiếng Pháp thì có sol gel ở wiki nè http://fr.wikipedia.org/wiki/Proc%C3%A9d%C3%A9_sol-gel
tiếng anh thì vô đây kiếm tuto cũng có nhiều nè http://www.solgel.com/index.asp
Thân!

[bluenight]

Em có vài trang về pp sol-gel mọi ng coi thử heng!!!:hun (
https://www.llnl.gov/str/May05/Satcher.html
http://www.psrc.usm.edu/mauritz/solgel.html
http://www.chemat.com/html/solgel.html
Hiện jờ e đag làm về điều chế sol-gel LiNbO3:hutthuoc(
ai có tài liệu j về pp điều chế này chỉ e với!!!
Đa tạ các bro!!!:hun (

[tom]

Bạn nào viết về kỷ thuật SOL-GEL đối với TiO2 .post lên đầy đủ quy trình từng giai đoạn cho mình tham khảo với nhé.
cám ơn các bạn rất nhiều

Hi ban
ban dang muon tao TiO2 bang PP sol gel de tao hat kich co nano hay nhu the nao? ve ky thuat thi co rat nhieu trong cac article. còn về kích thước hạt thì phụ thuộc vào giai đoạn tạo sol và già hóa sol thành gel. quá trình thường được thực hiện trong dung môi etanol hay các alcol như izopropanol.. và xúc tác là acid, pH =3-4. precusor ma bạn sử dung nếu gặp nước sẽ ngay lập tức thủy phân tạo thành TiO2 khi do bạn không thể điều khiển được kích thước hạt như mong muốn. nhìn chung bạn cho biết thêm nhiều thông tin thì mình se cung cấp thêm tài liệu cho ban. đây là 1 it thông tin cho bạn:

[0047] Titanium-isopropoxide (Aldrich, 400ml, 97%) was added rapidly to a beaker containing de-ionised water (1L). The precipitated TiO2 was decanted and washed 4 times with de-ionised water (4x500ml) then filtered. The wet filtered solid was digested at 70°C with concentrated nitric acid (16.7ml) and de-ionised water (volume total 800ml) for 30 to 1h 30min to produce a sol.

0052] The details of the different preparations as well as the activity test are summarised in Example 4 and 6.
Table 1. Effect of peptisation on activity.
kich thuoc
Sol A TiCl4 60-65C for 30mins 99% after 48hours 22.5 nm
Sol B Ti isopropoxide Isopropoxide Ambient 99% after 7 days 20.7 nm
Sol C Ti isopropoxide Isopropoxide 60C for 30mins * 95% 7 days 34.5 nm
Sol D Ti isopropoxide Isopropoxide 70C for 30mins 30min 95.4 nm
Sol E TiCl4 Ambient 99% after 7 days 20.3 60min

[tom]

bạn nào có tài liệu liệu về tạo hạt TiO2 nano 10-20nm bằng phương pháp sol gel không vậy?
Giúp mình đi nhé :thohong( :thohong(

hi bạn ơi bạn muốn tạo tio2 kích thước nano nhưng di từ nguồn nguyên liệu nào? vô cơ hay hữuu cơ, cho mình biết mình sẽ gởi tài liệu cho ban

[victory71986]

Chào các bạn cho mình hỏi khi so sánh 2 cấu trúc Antase và Rutile của TiO2 mình không rõ phần nói về :
"Nhóm không gian" + "Thông số mạng a -thông số mạng b" + "Độ khúc xạ"
Ai biết mấy cái đó nói cho mình rõ với đang tìm hiểu về xúc tác lên ko rõ .Thanks all !:24h_046:

[trinhthanhthuat]

http://en.wikipedia.org/wiki/Titanium_dioxide

Rutile has a tetragonal unit cell, with unit cell parameters a=4.584Å, and c=2.953Å.[1] It therefore has a density of 4240 kg/m3.

Chịu khó lên wiki tìm đi bạn, có nhiều cái hay ở đó lắm.

[thichhoahoc]

Xin chào mọi người! em vừa được y/c tìm hiểu về "nâng cao độ phân tán của TiO2 dạng antase điều chế từ ilmenite". Mong mọi người giúp em hiểu rõ nội dung trên và chỉ giúp em tài liệu tham khảo với. Em biết ơn lắm!!!!!!!!

[0519030]

Nhân đây, bác cho em hỏi tác dụng của sóng siêu âm trong việc chế tạo hạt nano TiO2 ko ạ?
Sóng siêu âm có vai trò gì trong phản ứng hóa học ạ!
Em cảm ơn, chúc mọi người vui ạ!

[nguyenguyen]

cho em hoi? tai sao TiO2 dạng anatas lại có khả năng tham gia các phản ứng oxi hóa quang học. dạng TiO2 rutin lại có hoạt tính yếu hơn nhiều và không được chú ý tới trong các phản ứng loại này?
many thanks!

[hoak28]

Xét về xúc tác quang hoá, rõ ràng anatas có hạot tính cao hơn Rutil( không kể những dạng thù hình khác )Bởi vì rutil điều chế ở nhiệt độ cao nên xảy ra sự dehydrat hoá triệt để trên toàn bề mặt .TRong khi đó anatas điều chế ở nhiệt độ thấp hơn nên trên bề mặt của nó vẩn còn các gốc OH [ -Ti<OH] nên dễ dàng hấp phụ các chất trên bề mặt.diện tích bề mặt riêng của anatas cao hơn rutil như đã nói ở trên.
Nhưng thực tế cho thấy rằng sử dụng chất xúc tác TiO2 khi sử dụng 100% anatas không cho hoạt tính cao hơn khi sử dụng hổn hợp gồm anatas/rutil =70/30. Điều này được giải thích như sau : Cả anatas và rutil đều có năng lượng vùng hoá trị là như nhau.nhưng Rutil có năng lượng vùng dẫn thấp hơn năng lượng vùng dẫn của anatas là 0.3 eV.Do đó điện tử quang sinh dễ dàng đi vào vùng dẫn của rutil .làm tăng khả năng đi vào vùng dẫn của điện tử trong chất bán dẫn TiO2
* Cơ chế của việc xúc tác quang hoá thì giải thích như sau : Đó là Khi chịu một bức xạ có năng lượng bé hơn 3.5 eV thì (3.5eV là năng lượng vùng cấm của TiO2) tức là ánh sáng có bước sóng bé hơn 375nm thì điện tử trong vùng hoá trị sẽ đi vào vùng dẫn. LÀm xuất hiện lỗ trống quang sinh và điện tử quang sinh.sau đó điện tử quang sinh và lổ trống quang sinh di chuyển ra bề mặt hạt xúc tác .Tiếp xúc với các chất cho và nhận điện tử như :O2,H20,Oh-..... Sẽ sinh ra gốc HO*(Gốc này có hoạt tính õy hoá cực mạnh) Mình nhớ không nhầm thì 2.80 trong khi đó O3 là 2.07 còn Cl là 1.36 .Với sự so sánh Đơn giản này các bạn sẽ thấy,tác nhân oxy hoá này mạnh gấp 2 lần so với Clo,là tác nhân mà ta thường hay gặp.
Do vậy nó có khả năng khoáng hoá đến mức hoàn toàn các chất hữu cơ bền vững,ngoài ra nó còn ưu việt hơn do tốc độ phản ứng của nó có thể nhanh hơn O3 hàng tỷ lần.
Trong thời gian gần đây,một số nuớc trên thế giới đã áp dụng kỷ thuật Sol-gel đối với TiO2 nhằm làm cho TiO2 có kích thứớc Nano,làm hạn rút ngắn quảng đuờng di chuyển của điện tử quang sinh và lổ trống quang sinh ra bề mặt,đồng thời hạn chế đuợc những khuyết tật cấu trúc.
Các hướng nghiên cứu hiện nay đều nhằm một mục đích là làm thế nào hạn chế đến mức tối đa khả năng tái kết hợp của lổ trống quang sinh và điện tử quang sinh nhằm mang lại hiệu quả xúc tác cao hơn.

[brightsun]

Nguyên nhân chính là tốc độ tái kết hợp của lỗ trống quang sinh và electron quang sinh của rutile lớn hơn nhiều so với anatase.

Trong quá trình chế tạo để hình thành rutile đòi hỏi phải tiến hành ở nhiệt độ cao hơn khi chế tạo tinh thể anatase. Điều này, một mặt làm cho bề mặt riêng của rutile nhỏ hơn anatase, do đó anatase hấp phụ các chất ô nhiễm dễ dàng, thuận lợi cho quá trình quang xúc tác.

Đồng thời anatase bề mặt dễ được hydrat hóa, tạo thành các nhóm hydroxyl thuận lợi cho hấp phụ O2, chính oxi này bắt các electron quang sinh để thực hiện quá trình khử.

(Các quá trình oxi hóa nâng cao - Trần Mạnh Trí)

[cuong_ma]

Anatase hoạt tính cao hơn rutile là điều không phải bàn cãi. Nhưng có mấy ý của hoak28 và brightsun mình thấy không hợp lý:
- Không phải thành phần pha lẫn A + R làm tăng hoạt tính xúc tác. Cái này người ta hoàn toàn khống chế được. Việc tổng hợp hệ A+R có thành phần thay đổi từ 0-100% bằng các phương pháp thông thường đã được nghiên cứu, nhưng không thấy hoạt tính cao hơn 100% A. Chắc bạn định nói đến xúc tác nổi tiếng là P25 Degussa. Thực ra không phải họ cố tình tổng hợp hệ 2 pha như vậy, mà vì trong cách tổng hợp không thể khống chế để tạo TiO2 A tinh khiết. Theo tôi hoạt tính rất cao của P25 có lý do khác.
- Không phải hướng hiện nay chỉ là hạn chế khuyết tật. Nếu chỉ theo hướng đạt được cấu trúc hoành chỉnh của TiO2 thì không thể thay đổi band gap được. Hiện tại một số kết quả đã cho thấy hoạt tính tăng do ảnh hưởng của khuyết tật mạng (deface).
- Thêm nữa, ảnh hưởng của bề mặt riêng cũng không phải quyết định. P25 BET khoảng 50-60 m2/g trong khi nhiều mẫu TiO2 được chế tạo có BET cao hơn nhiều (ví dụ Mĩ 100 m2/g, Nhật có mẫu tới 300 m2/g) nhưng hoạt tính vẫn không bằng.

[Phạm Văn Dũng]

Gui ban xem thu

[cuong_ma]

Tại sao nói TiO2 là chất bán dẫn loại N? Các bác giải thích thêm cho em với! Thanks.

[tuanlong_k50cnmt]

Xin chào các cô chú, các anh chị và các bạn. Tôi rất vui được tham gia vào diễn đàn, được giao lưu, học hỏi kinh nghiệm với mọi người.
hiện nay tôi đang làm khóa luận tốt nghiệp với đề tài nghiên cứu xử lý nước thải, sử dụng TiO2 làm chất oxh. Nguồn tài liệu về các nghiên cứu mới nhất về các ứng dụng của TiO2 tôi rất khó tìm được, rất mong các bạn nếu có tài liệu liên quan thi gửi cho mình đọc với. cảm ơn các bạn nhiều. địa chỉ của mình là : vutuanlong.nd@gmail.com

[vantiendung]

tôi chỉ biết TI2O sử dụng trong ngành sơn thôi, những tính chất của nó bạn có thể

[nguyencyberchem]

Xin chào các cô chú, các anh chị và các bạn. Tôi rất vui được tham gia vào diễn đàn, được giao lưu, học hỏi kinh nghiệm với mọi người.
hiện nay tôi đang làm khóa luận tốt nghiệp với đề tài nghiên cứu xử lý nước thải, sử dụng TiO2 làm chất oxh. Nguồn tài liệu về các nghiên cứu mới nhất về các ứng dụng của TiO2 tôi rất khó tìm được, rất mong các bạn nếu có tài liệu liên quan thi gửi cho mình đọc với. cảm ơn các bạn nhiều. địa chỉ của mình là : vutuanlong.nd@gmail.com

Hi bro!
TiO2 làm xúc tác cho phản ứng oxy hóa theo dạng xúc tác quang, có phải bro muốn đề cập theo hướng này không? nếu đúng thì bro lên sciencedirect, tài liệu rất nhiều, bro muốn bơi trong đó cũng được
Nói chung TiO2 là hướng được nghiên cứu rất nhiều, nên cũng hơi ngạc nhiên khi bro nói khó tìm tài liệu về TiO2, trên diễn đàn cũng có nhiều thread bàn về TiO2, bro có thể tìm lại (GOOGLE --> TiO2 chemvn.NET)
Thân

[meomap824]

mình đang làm khóa luận về điều chế TiO2 anatase bằng phương pháp kết tủa TiOSO4, sau đó trộn với keo dán AlPO4 quét lên thép.
bạn nào rành về quá trình điều chế TiO2 bằng phương pháp kết tủa giúp mình với. có vẻ đơn giản nhưng sợ trục trặc trong quá trình làm

[crabn]

mình đang làm khóa luận về điều chế TiO2 anatase bằng phương pháp kết tủa TiOSO4, sau đó trộn với keo dán AlPO4 quét lên thép.
bạn nào rành về quá trình điều chế TiO2 bằng phương pháp kết tủa giúp mình với. có vẻ đơn giản nhưng sợ trục trặc trong quá trình làm

TiO2 là oxide đã được nghiên cứu rất nhiều rồi, hầu như tất cả các phương pháp có thể điều chế đều đã được vận dụng. Sol-gel,Precipitation, gas-phase, Pyrolysis, ...Bạn chỉ cần vào google, sciencedirect search TiO2 thì ra hàng loạt.

Vướng mắc của bạn là ở chỗ nào??:24h_028:

[samset]

Mình đang tìm tài liệu về TiO2 nhưng không thấy ở đâu có nói về tính chất vật lý và hóa học của TiO2 một cách cụ thể hết . Mọi người có thể chỉ mình lấy tài liệu ở đâu không?

[nguyencyberchem]

H i em
Em coi wiki chưa? http://en.wikipedia.org/wiki/Titanium_dioxide
Nếu về tính chất vật lý mà e thấy chưa đủ e có thể nói mọi người biết nhu cầu của em tìm hiểu để làm gì nhé
TiO2 là oxit, tính chất hóa học của nó em muốn tìm hiểu thế nào???
E tham khảo wiki và các tài liệu mà người viết bài trên wiki dùng nhé
Thân

[QuangHung_LHD]

Vật liệu mao quản trung bình titan oxit là như thế nào vậy? Có ứng dụng để làm gì ?

[daonguyen2002]

các anh chi ơi , em đang làm đề tài về tạo lớp màng TiO2 nano trên bề mặt gốm sứ ( sứ vệ sinh và gạch ốp tường) với tiền chất là TiCl4 . Các anh chị và các bạn có thể cho em tham khảo ý kiến với.
em đang đi theo hướng phun dung dịch (TiCl4, alcohol )lên bề mặt gốm sứ nhưng em không nắm rõ cơ chế tạo dung dịch (TiCl4, alcohol).
mặt khác em cũng đang lo lắng về nhiệt độ lúc phun có ảnh hưởng đến như thế nào đến dung dịch.
Các anh chị giúp em với!
Ps: nếu có tài liệu nào liên quan xin giới thiệu giúp em luôn
CẢm ơn nhiều lắm!

[nguyencyberchem]

hi daonguyen, chủ yếu là độ ẩm. Phản ứng hydrolyse là quan trọng nhất trong việc tạo hạt. E cần phải kiểm soát được độ ẩm mới mong làm việc tiếp trên hệ này được
Thân

[daonguyen2002]

chào anh! em đã làm được một số thí nghiệm, nhưng trong quá trình làm có vấn đề là: sau khi em cho TiCl4 và ethanol , sau đó điều chỉnh pH bằng Nh3 25% thì xảy ra hiện tượng tủa trắng , tủa này sau khi đánh siêu âm 30 phút thì tan trở lại , anh co thể cho em tham khảo ý kiến hiện tượng trên là gì? và nguyên nhân của hiện tượg đó ạ?
cảm ơn anh nhiều!

[nguyencyberchem]

hi daonguyen2002
Em cần phải nghiên cứu kỹ trước khi làm một thay đổi hay điều kiện gì. CHuyện tạo ra tủa trắng là hiển nhiên, chỉ cần tác dụng với H2O (trong dd NH3 25%) là quá trình hydrolyse đã xảy ra và dĩ nhiên tạo tủa, e siêu âm để làm giảm kích thước tủa để chuyển dd thành hệ keo chứ không phải là tan trở lại
Muốn chỉnh pH, e phải dùng các dd axit hoặc kiềm hữu cơ
Em nên chuẩn bị kỹ trước khi tiến hành, như vậy mới tiết kiệm thời gian và tiền bạc được.
Thân

[daonguyen2002]

em cảm ơn anh nhiều, anh cho em hỏi thêm câu nữa :
-dung dịch của em sau khi kết tủa và đánh siêu âm như vậy thì còn có thể thu được kích thước nano không?
- substrate của em là gach men nên thành phần bề mặt rất phức tạp em không thể xác định cấu trúc bằng phương pháp XRD, Tem..được, nên em dùng thí nghiệm tượng đương để xác định nghĩa là em lấy dung dịch dùng để nhúng substrate xử lý ở các điều kiện tương tự , thu được sản phẩm dạng bột , nếu sản phẩm dạng bột có kích thước nano thì có thể khẳng định lớp màng của em TiO2 tồn tại ở dạng nano không ạ?
em cảm ơn anh nhiều lắm!

[nguyencyberchem]

cách "tương đương" mà em nói không được rõ ràng lắm. Điều mà em có thể làm là cho dd keo sau khi siêu âm bay hơi rất từ từ, em đổ một ít dd lên một bề mặt phẳng không dính, rồi để trong tủ hút nhẹ để bay hơi khoảng một ngày, sau đó e sẽ thu được một lớp tráng mỏng, em cạo lớp ấy ra, nghiền rồi xử lý nhiệt (khoảng 400°C), sau đó chạy XRD là được. Phổ anatase rất dễ đọc và có thể tính kích thước hạt qua phương trình Scherrer được
Thân

[daonguyen2002]

anh nguyen oi , em tiến hành theo phương pháp anh nói , chỉ có khàc là em không cho bay hơi từ từ mà tiến hành sấy khô ở 120C và thu lớp bột tào thành sau đó nghiền và nung..sản phẩm em thu được rất mịn chỉ có điều là không trắng mà nó có màu vàng vàng , em không hiể là do đâu , anh có thể giải thích giúp em không ạ?
cảm ơn anh!

[robinxon]

Hôm nay vào đây mới nhâm cứu vấn đề này. các you bàn và phân tích rất kỹ thấy rất thuyết phục và rất hay. Chân thành cảm ơn tất cả. Tuy nhiên các link cảu các tài liệu đính kèm đều die nên ko download thêm để xem xét cụ thể. Mọi thứ đang hơi mơ hồ nhưng thấy rất hấp dẫn. MOD fix lại mấy tài liệu giúp để ngâm cứu chút đỉnh cùng thảo luận thêm.
thank !:vanxin(

[nguyencyberchem]

anh nguyen oi , em tiến hành theo phương pháp anh nói , chỉ có khàc là em không cho bay hơi từ từ mà tiến hành sấy khô ở 120C và thu lớp bột tào thành sau đó nghiền và nung..sản phẩm em thu được rất mịn chỉ có điều là không trắng mà nó có màu vàng vàng , em không hiể là do đâu , anh có thể giải thích giúp em không ạ?
cảm ơn anh!

Heiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii
Bro ơi,
Thứ nhất, chuyện màu vàng là phình phường thôi, có thể do lẫn clo, em có chắc là đã nung ở 400°-500°C trong môi trường có oxy khoảng 3-4 h chưa, nếu như vậy mà vẫn còn màu vàng thì hoàn toàn không bình thường
Thứ 2, em sấy trực tiếp ở 120°C thì kích cỡ hạt chắc chắn ko được ưng ý rồi, anh khuyên em nên để ở nhiệt độ bình thường hoặc chỉ khoảng 50-60° rồi cho bay hơi rất rất từ từ trong thời gian đủ lâu
Chúc em thành công
to robinxon: sorry bro nhé, bây giờ mình không thể có điều kiện để post lại, bro có thể xem trực tiếp rất nhiều source trên sciencedirect
thân

[robinxon]

thank nguyencyberchem:
Nói thật là cái này đã có thí nghiệm và tìm hiểu trước nhưng ko biết nguồn tài liệu rõ rang. mấy hôm nay ngao du theo sự chỉ bão của các MOD nên học hỏi được khá nhiều. Hiện nay đang sử dụng acid acetic để chuyển hóa sang dạng hòa tan trước khi đưa về dạng keo sử dụng etanol. Tuy nhiên thí nghiệm vẫn xãy ra quá trình lắng kết tủa trắng. Tham khảo trên diễn đàn http://www.solgel.com/sgforum/forum_posts.asp?TID=110&PN=1 thấy các member bàn luận khá chi tiết nhưng rút cục vẫn thiếu kinh nghiệm quá. Ai đã làm thành công chỉ giáo chút. Nếu dùng HCL hay H3PO4 thì hiện nay đang thiếu nên chưa tính. Titan đi từ nguồn TiO2.
Điều kiện kiểm chứng như các công đoạn chắc còn khó khăn quá. thẩm định nếu oke tính tiếp.
Xin chỉ giáo thêm.:24h_118:

[thuonglam]

cho em hỏi cơ chế tác dụng và ảnh hưởng của sóng vi ba trong quá trình điều chế nano TiO2 có sử dụng sóng viba làm xúc tác?????

[nguyencyberchem]

cho em hỏi cơ chế tác dụng và ảnh hưởng của sóng vi ba trong quá trình điều chế nano TiO2 có sử dụng sóng viba làm xúc tác?????

hi
Bạn điều chế bằng pp gì, sol-gel?

[hotboybka]

chào mấy các anh!
Em hiện đang chuẩn bị làm đồ án tốt nghiệp đề tài" khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng dioxit titan (TiO2) biến tính ( cấu trúc anastase cà rutile) đến tính chất và cấu trúc vật liệu nanocompozit polyetylen tỷ trọng cao - HDPE/TiO2."
các anh có thể cung cấp cho em chút tài liệu ko? hiện giờ em chưa biết gì về cái này cả.
cho em hỏi mấy câu trước nhé:
+những phương pháp tại hạt n-TiO2 phổ biến là gì vậy?
+ sự cần thiết phải biến tính TiO2 khi phối trộn với vật liệu polymer? phụ gia biến tính?

[thuthu137]

em muốn hỏi, vật liệu TiO2 ở kích thước nano có ứng dụng gì khác vật liệu TiO2 bình thường ạ? TiO2 P25 mọi người nói trên thị trường có kích thước nano không ạ? mọi người biết trả lời giùm em ạ. Em cảm ơn!

[nguyencyberchem]

Cái này khó nói lắm, nếu e chạy tia X và từ phổ tính được kích thước hạt qua pt Sherrer ở cỡ nano thì là cỡ nano e ạ. Ko thi quan sát ảnh TEM xem sao, nói chung rất khó nói.
CÒn về tính xúc tác quang, tiO2 nano mới có tính quang xúc tác e à, P25 thì tùy t°C xử lý, kích cỡ hạt cỡ tăng. nói chung, trong khoảng 4-50 nm thì có thể có hoạt tính quang xúc tác và hoạt tính tăng khi kích thước hạt giảm (do S tăng)
http://i303.photobucket.com/albums/nn135/nguyencyberchem/phptobuc1.jpg
http://nopr.niscair.res.in/bitstream/123456789/6124/1/IJCA%2048A(10)%201378-1382.pdf

Thân

[nguyencyberchem]

coi thêm bài này nhé e http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WHJ-45BCC6C-3G&_user=10&_coverDate=10%2F01%2F2001&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=400e84dd3f7bb8fdc74bcc8afdb77531

[tcninh]

moi nguoi oi. cho minh hoi mot cau. TiO2 co phan ung voi kiem loang k?

[tommytri007]

Minh đang làm đề tài lớp phủ TiO2 lên nền thủy tinh.Mình định dùng tiền chất là TiCl4! Xin hỏi ae nào có kinh nghiệm giúp mình với. Ae nào đã từng làm qua với tiền chất khác có kết quả thì cho mình vài lời khuyên he.Thanks!

[nguyencyberchem]

Mình đã làm cái này rồi, mình dùng sol gel dip coating, tiền chất là alkoxide
Nói chung dùng sol gel phủ lên thủy tinh rất ok, lên thép ko rỉ mới khó, hic

[ngayhomnay98]

Mình đang tìm hiểu về động học của các phản ứng xúc tác quang hóa/ TiO2, bạn nào có tài liệu về vấn đề này cho mình xin với. Thanks

[iu hoa hoc 2010]

mình đang điều chế tio2 từ ticl4, sản phẩm thu được mình đem đi đo xray để tính kích thước hạt nhưng mình đang bí về việc xác định thành phần anatase và rutile có trong mẫu của mình. anh chị nào biết giúp mình với! nếu dùng xray thi thì có tính được thành phần anatase và rutile không dùng phép đo nào khác? Mong mọi người giúp!
đây là xray mình chụp thử nghiệm mọi người xem các thông số của nó có thể dùng để tính tỉ lệ không nhé!

[khcb]

chào nguyencyberchem. cho em hỏi một chút.em đã đọc một số bài post của anh. chắc anh đang nghiên cứu về TiO2 ạ. em đang tìm hiểu về TiO2.
a có thể hướng dẫn cách làm nano TiO2 được không? rất cảm ơn anh. địa chỉ mail của em ntcmrxxii@gmail.com.