Nghiên cứu tương tác của hạt nano TiO2 trên bề mặt carbon nanotube

Mô phỏng là quá trình phát triển mô hình hoá để mô phỏng một đối tượng cần nghiên cứu. Thay cho việc phải nghiên cứu đối tượng thực, cụ thể mà nhiều khi là không thể hoặc tốn kém, người ta mô hình hoá đối tượng đó trong phòng thí nghiệm và tiến hành nghiên cứu đối tượng đó.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tương tác của hạt nano TiO2 trên bề mặt carbon nanotube NGHIÊN CỨU TƯƠNG TÁC CỦA HẠT NANO TIO2 TRÊN BỀ MẶT CARBON NANOTUBE Vũ Thị Mai Phương Khoa Toán và Khoa học tự nhiên Email: phuongvtm@dhhp.edu.vn Ngày nhận bài: 19/5/2020 Ngày PB đánh giá: 05/6/2020 Ngày duyệt đăng: 12/6/2020 TÓM TẮT Mô phỏng là quá trình phát triển mô hình hoá để mô phỏng một đối tượng cần nghiên cứu. Thay cho việc phải nghiên cứu đối tượng thực, cụ thể mà nhiều khi là không thể hoặc tốn kém, người ta mô hình hoá đối tượng đó trong phòng thí nghiệm và tiến hành nghiên cứu đối tượng đó. Việc tổng hợp hạt nano TiO2 trên CNTs bằng thực nghiệm cho thấy, hạt nano TiO2 trên CNTs có hoạt tính xúc tác quang cao hơn hẳn bản thân các hạt nano TiO2. Tuy nhiên, bản chất tương tác giữa các hạt nano chưa được nghiên cứu một cách rõ ràng. Từ khóa: TiO2/CNTs, Dmol, photocatalytic. INTERACTIVE STUDY OF NANO TIO2 ON THE CARBON NANOTUBE SURFACE ABSTRACT Simulation is the process of developing a model to simulate an object to be studied. Instead of having to study real, specific objects that are sometimes impossible or expensive, people model that object in a laboratory and conduct research on that object. Experimental synthesis of TiO2 nanoparticles on CNTs showed that TiO2 nanoparticles on CNTs had higher photocatalytic activity than TiO2 nanoparticles themselves. However, the nature of the interaction between nanoparticles has not been clearly investigated. Keyword: TiO2/CNTs, Dmol, photocatalytic.1. ĐẶT VẤN ĐỀ hóa học, vật lý, toán học, tự động, điều Mô phỏng là quá trình phát triển mô khiển học, sinh học… Đây là công cụ đahình hoá để mô phỏng một đối tượng cần dạng và linh hoạt đặc biệt thích ứng vớinghiên cứu. Thay cho việc phải nghiên việc nghiên cứu thử nghiệm và giáo dụccứu đối tượng thực mà nhiều khi là không đào tạo.thể hoặc tốn kém thì người ta sẽ mô hình Công nghệ mô phỏng ngày càng được sửhoá đối tượng đó trong phòng thí nghiệm dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt độngvà tiến hành nghiên cứu đối tượng đó dựa của con người từ mô phỏng các vụ nổ hạttrên mô hình này. Công nghệ mô phỏng nhân, phản ứng hóa học đến mô phỏng cácliên quan đến nhiều ngành khoa học như cơn bão và thảm họa thiên nhiên như động đất, lũ lụt; từ mô phỏng trong nghiên cứu, TẠP CHÍ KHOA HỌC, Số 42, tháng 9 năm 2020 101phát triển khoa học, công nghệ đến ứng dụng có hạn chế về hình học, cũng như tính toánmô phỏng trong lĩnh vực giáo dục, đào tạo. của một loạt các tính chất nguồn gốc củaMột chương trình máy tính có thể mô phỏng cấu hình điện tử. Phát triển DMol3 bắtdiễn biến điều kiện thời tiết, các mạch điện tử, đầu trong đầu thập niên tám mươi với B.phản ứng hóa học, cơ điện tử, hệ thống điều Delley sau đó kết hợp với AJFreeman vàkhiển tương tác, thậm chí cả các quá trình DEEllis tại Đại học Northwestern. Nămsinh học cực kỳ phức tạp. Về lý thuyết, bất 1989 DMol3 xuất hiện như DMol, góikỳ sự vật, hiện tượng nào có thể được mô tả phiếm hàm mật độ thương mại đầu tiênbằng dữ liệu và phương trình toán học đều có của Biosym Technologies giờ là Accelrys.thể được mô phỏng trên máy tính. DMol3 cho phép xây dựng mẫu cấu trúc Phần mềm Materials Studio của hãng điện tử và năng lượng của phân tử, chất rắn vàAcelerys là một phần mềm ứng dụng mô năng lượng bề mặt. Phần mềm này sử dụng lýphỏng và mô hình hóa vật liệu. Phần mềm thuyết DFT. Chúng ta có thể nghiên cứu cácnày được sử dụng trong nghiên cứu tiên phân tử vô cơ, các tinh thể phân tử, chất rắntiến của vật liệu khác nhau: polyme, các kim loại và bề mặt vô hạn của vật liệu.ống nano, chất xúc tác, kim loại, gốm 2. NGHIÊN CỨU TƯƠNG TÁC CỦAsứ... Materials Studio cung cấp toàn diện TIO2 VÀ CNTcác ứng dụng khoa học cho mô hình hóacấu trúc tinh thể và các quá trình kết tinh, 2.1. Tính chất quang xúc tác của vật liệucho phép dự đoán tính chất của các phân TiO2/CNTtử, chất xúc tác và các vật liệu khác. Với Titan oxit (TiO2) đã được biết đến nhưMateial Studio chúng ta có thể giảm bớt số một chất bán dẫn tiêu biểu có khả nănglượng các thí nghiệm tốn kém và thường quang xúc tác tốt. Tuy nhiên do có dải cấmkéo dài để đưa một sản phẩm ra thị trường, rộng, TiO2 gần như chỉ hấp thụ ánh sánggiảm thiểu thời gian cần thiết để thiết lập trong vùng tử ngoại. Đây là một hạn chếvà giải quyết các tính toán phức tạp, giúp lớn vì không quá 5% năng lượng bức xạđưa ra các quyết định đúng đắn trong mặt trời chiếu xuống trái đất thuộc vùng tửnghiên cứu trên một phạm vi rộng bao ngoại. Hiện nay, các nghiên cứu về vật liệugồm các chất xúc tác, hóa chất đặc biệt, TiO2 pha tạp, vật liệu TiO2 composite cũngvật liệu tiên tiến và phát triển thuốc. Trong được nghiên cứu với mục đích làm giảm bềbài báo này, tôi sử dụng lý thuyết phiếm rộng vùng cấm và làm giảm tốc độ tái hợphàm mật độ (Density Functional Theory- của cặp điện tử - lỗ trống. Ống nano carbonDFT) tích hợp trong công cụ DMol3 của (carbon nanotube (CNTs) đã thu hút đượcgói phần mềm MaterialsStudio. sự chú ý đáng kể trong những năm ...