Các phương pháp chế tạo vật liệu Nano TiO2

Vật liệu nano TiO2 được sử dụng ngày càng rộng rãi trong cuộc sống của chúng ta, đặc biệt, trong việc áp dụng quang xúc tác như pin mặt trời quang hóa, làm sạch và khử trùng cho môi trường, tiêu diệt vi khuẩn, vv .. Do đó, nhiều phương pháp khác nhau từ các vật liệu khác nhau để chuẩn bị pha nano TiO2 anatase với kích thước tối ưu của các hạt để có diện tích bề mặt cho phản ứng quang xúc tác lạc quan đã bị phá hủy. Trong công trình này, tổng quan về các phương pháp thông thường nhất để chuẩn bị vật liệu nano TiO2 được trình bày. Ngoài ra, một số phương pháp khác nhau được sử dụng ít hơn phương pháp được trình bày cũng đã được đề cập.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các phương pháp chế tạo vật liệu Nano TiO2Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số 1(3) - 2012 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP CHEÁ TAÏO VAÄT LIEÄU NANO TiO2 Traàn Kim Cöông Tröôøng Ñaïi hoïc Thuû Daàu Moät TOÙM TAÉT Vaät lieäu nano TiO2 pha anatase ngaøy caøng ñöôïc söû duïng, öùng duïng roäng raõi trong cuoäcsoáng, ñaëc bieät laø trong caùc öùng duïng quang xuùc taùc nhö pin maët trôøi quang ñieän hoùa, laømsaïch vaø khöû ñoäc moâi tröôøng, dieät khuaån… Vì vaäy ñaõ phaùt trieån nhieàu phöông phaùp khaùcnhau töø nhieàu vaät lieäu ban ñaàu khaùc nhau ñeå cheá taïo nano TiO2 pha anatase vôùi kích thöôùchaït toái öu ñeå coù dieän tích beà maët phaûn öùng quang xuùc taùc toái öu nhaát. Trong coâng trìnhnaøy, chuùng toâi toång quan nhöõng phöông phaùp thoâng duïng nhaát ñeå cheá taïo vaät lieäu nanoTiO2. Ngoaøi ra, moät soá trong caùc phöông phaùp khaùc ít ñöôïc söû duïng hôn cuõng ñöôïc ñeà caäp. Töø khoaù: nano TiO2, phöông phaùp cheá taïo, CVD, sol-gel, nhieät phaân *1. Môû ñaàu thöôùc haït caøng nhoû ñeå coù dieän tích beà maët OÂxit titan (TiO2) ñöôïc söû duïng raát nhieàu phaûn öùng quang xuùc taùc caøng lôùn. Hieän taïitrong ñôøi soáng haøng ngaøy. Noù coù ba daïng coù raát nhieàu phöông phaùp khaùc nhau ñöôïc söûcaáu truùc chính anatase, rutile vaø brukite. duïng töø khaù ñôn giaûn ñeán phöùc taïp bao goàmMoãi daïng coù tính chaát vaät lí rieâng. Trong ba caùc phöông phaùp vaät lí (PVD - Physicaldaïng naøy, pha anatase coù hoaït tính quang vapor deposition), caùc phöông phaùp laéngxuùc taùc cao nhaát [42, 44, 46, 49, 58]. Nhöõng ñoïng pha hôi hoaù hoïc (CVD - Chemicalnghieân cöùu gaàn ñaây taäp trung chuû yeáu vaøo vapor deposition) vaø nhieàu phöông phaùpcheá taïo boät nano TiO2 daïng anatase do hoaït khaùc keå caû caùc phöông phaùp keát hôïp giöõatính quang xuùc taùc raát maïnh cuûa noù khi ñöôïc vaät lí vaø hoùa hoïc hay keát hôïp giöõa caùcchieáu saùng baèng böùc xaï töû ngoaïi. Nhieàu chaát phöông phaùp khaùc nhau.gaây oâ nhieãm nhö NOx, SOx vaø caùc hôïp chaát 2. Caùc phöông phaùp cheá taïohöõu cô khaùc ñeàu coù theå bò phaân huûy khi 2.1. Phöông phaùp vaät líchuùng tieáp xuùc vôùi beà maët cuûa caùc haït nano Thöôøng döïa treân nguyeân taéc giaûm kíchTiO2 quang xuùc taùc. Boät nano TiO2 pha thöôùc (top down).anatase vì theá ngaøy caøng ñöôïc söû duïng öùng Vaät lieäu daïng khoái bò phaân taùn nhoûduïng roäng raõi trong caùc öùng duïng quang xuùc baèng caùc quaù trình vaät lí, sau ñoù ñöôïc saéptaùc nhö pin maët trôøi quang ñieän hoùa, laøm xeáp, laéng ñoïng leân treân caùc chaát neàn (ñeá)saïch vaø khöû ñoäc moâi tröôøng, dieät khuaån… Vì phuø hôïp.vaäy ñaõ phaùt trieån nhieàu phöông phaùp khaùc Caùc phöông phaùp vaät lí chính bao goàm:nhau töø nhieàu vaät lieäu ban ñaàu khaùc nhau ñeå boác bay chaân khoâng (PE) (vacuumcheá taïo nano TiO2 pha anatase vôùi kích evaporation); phuùn xaï (PS) (sputtering); 3Journal of Thu Dau Mot university, No1(3) – 2012laéng ñoïng xung laser (PLD) (pulse laser ñoøi hoûi coâng ngheä cao, ñaét tieàn neân khoùdeposition). trieån khai trong saûn xuaát coâng nghieäp vaø Ñaây laø caùc phöông phaùp cheá taïo cho thöông maïi. Ñeán nay, caùc phöông phaùp vaätmaøng vaät lieäu coù chaát löôïng cao, nhöng öùng lí chuû yeáu laø ñeå cheá taïo caùc maøng oâxit baùnduïng trong thöïc teá coù haïn cheá laø giaù thaønh daãn quang hoïc.cao, thieát bò phöùc taïp, khoù trieån khai trong 2.2. Phöông phaùp laéng ñoïng hoaùsaûn xuaát coâng nghieäp. hoïc Phöông phaùp boác bay chaân khoâng (PE) Phöông phaùp laéng ñoïng hoaù hoïc laølaø phöông phaùp ñöôïc söû duïng ñeå cheá taïo caùc phöông phaùp toång hôïp töø caùc caùc phaân töûmaøng oâxit. PE laø kó thuaät laéng ñoïng maøng (bottom up) ñeå taïo thaønh vaät lieäu vôùi caùcmoûng ñôn giaûn, thöôøng söû duïng ñoái vôùi caùc kích thöôùc haït theo mong muoán. Phöôngmaøng moûng ñieän moâi hay kim loaïi treân ñeá phaùp naøy coù öu ñieåm laø khoâng ñoøi hoûi caùclaø vaät lieäu baùn daãn. Vaät lieäu nguoàn bao goàm thieát bò ñaét tieàn vaø tieâu toán naêng löôïngdaây/sôïi kim loaïi hoaëc caùc chaát raén eùp mòn nhö caùc phöông phaùp vaät lí. Nguyeân taécñöôïc gia nhieät ôû treân ...