Nghiên cứu tổng hợp vật liệu titan dioxit có hoạt tính xúc tác quang trong vùng khả kiến và khả năng ứng dụng trong gốm sứ, thủy tinh
18 thg 3, 2024 | 10:30

Nghiên cứu tổng hợp vật liệu titan dioxit có hoạt tính xúc tác quang trong vùng khả kiến và khả năng ứng dụng trong gốm sứ, thủy tinh



Nghiên cứu tổng hợp vật liệu titan dioxit có hoạt tính xúc tác quang trong vùng khả kiến và khả năng ứng dụng trong gốm sứ, thủy tinh



NỘI DUNG:


Chương 1   ...............................................................................................................................  5

TỔNG QUAN VỀ  VẬT LIỆU NANO TiO2

.........................................................................  5

1.1. Cấu trúc, tính chất của vật liệu nano TiO

2

5

1.1.1. Cấu trúc tinh th ể c ủ a TiO

2

....................................................................................  5

1.1.2. Sự chuy ể n pha c ủ a tinh th ể TiO2

..........................................................................  7

1.1.3. Gi ả n đồ  năng lư ợng c ủ a tinh thể TiO2

..................................................................  7

1.2. Tính chất xúc tác quang của TiO

2

8

1.3. Hiệu ứng siêu ưa nước của màng TiO

2

10

1.4. Ứng dụng của vật liệu nano TiO

2

13

1.4.1. Nh ững ứ ng d ụng c ủ a v ậ t liệ u nano TiO

2

............................................................  13

1.4.2. Tình hình nghiên cứ u v ậ t liệ u nano TiO

2 trên th ế  giới .......................................  13

1.4.3. Tình hình nghiên cứ u v ậ t liệ u nano TiO

2 trong nư ớc .........................................  14

1.4.4. Tình hình nghiên cứ u v ậ t liệ u nano TiO

2 trong lĩnh v ực v ậ t liệ u xây dự ng.......  15

1.5. Các phương pháp điều chế và biến tính vật liệu nano TiO

2

23

1.5.1. Các phương pháp điề u ch ế  v ậ t liệ u nano TiO

2

...................................................  23

1.5.2. Một số phương pháp biế n tính v ật liệ u nano TiO

2

.............................................  28

1.5.3. Các y ế u tố  ả nh hưởng đế n tính ch ất quang c ủ a TiO

2

bi ế n tính  ..........................  33

Chương 2   .............................................................................................................................  39

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM  .......................................................................................  39

2.1. Hóa  chất, vật liệu                  39

2.2. Quy  trình thực nghiệm                39

2.2.1. Thi ế t b ị , d ụng c ụ   thí nghiệ m...............................................................................  39

2.2.2. Mô tả thiết b ị   nhúng phủ   và thiết b ị phun phủ  ...................................................  39

2.2.3. Lựa ch ọ n nhi ệ t độ  nung  ......................................................................................  41 

ii

2.2.4. Quy trình th ực nghiệ m chế  tạo các mẫ u v ật liệ u nghiên cứ u  .............................  44

2.3. Phương  pháp nghiên cứu đặc tính của vật liệu        53

2.3.1. Phương pháp nhiễ u x ạ tia X (XRD)   ...................................................................  53

2.3.2. Phương pháp hiể n vi điệ n tử quét (SEM)  ...........................................................  55

2.3.3. Phương pháp hiể n vi điệ n tử truy ề n qua (TEM) .................................................  56

2.3.4. Phương pháp phổ  tán x ạ  năng lư ợng (EDS)   .......................................................  57

2.3.5. Phương pháp phổ  tán x ạ Micro- Raman.............................................................  57

2.3.6. Phương pháp phổ  h ấp thụ  UV- Vis  .....................................................................  58

2.3.7. Phương pháp hấp phụ   và kh ử  h ấp phụ  N2

(BET)   ...............................................  59

2.4. Khảo sát tính chất xúc tác quang                 62

2$.5. Khảo sát hiệu ứng siêu ưa nước trên bề mặt các màng chế tạo    64

2.6. Khảo sát tính chất diệt khuẩn trên bề mặt các màng chế tạo    64

2.7. Khảo sát sự thay đổi cấu trúc của vật liệu nano TiO

2

pha tạp các nguyên 

tố kim loại có số oxi hóa +3 và +4               65

2.7.1. Một số đặc điể m củ a các ion La

3+

, Fe

3+

, Sn

4+

và Ti

4+

........................................  65

2.7.2.  Sự  khác  nhau  v ề  thay  đổi cấu trúc củ a v ật li ệu nano TiO

2

pha tạp các ion La

3+

, 

Fe

3+ 

và Sn

4+

...................................................................................................................  65

2.7.3. Kết lu ậ n  ..............................................................................................................  67

Chương 3   .............................................................................................................................  68

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN   ...................................................................  68

3.1 Kết quả nghiên cứu và thảo luận của vật liệu hệ TiO

2

-(La,Fe) và TiO

2

-Sn 

dạng bột và màng phủ trên nền kính              68

3.1.1 Kh ảo sát đ ặc tính c ủ a v ật li ệ u dạ ng màng h ệ  TiO2

- (La,Fe) trên n ề n kính   ..........  68

3.1.2 Kh ảo sát đ ặc tính c ủ a v ật li ệ u dạ ng màng h ệ  TiO2

- Sn trên nề n kính  ..................  74

3.1.3  Kh ảo  sát  các  đặc  tính  củ a  v ật  li ệu dạng bột TiO

2

pha tạp các nguyên tố  La, Fe, 

Sn  ..................................................................................................................................  81

3.1.4  Kh ảo  sát  tính  ch ất  xúc  tác  quang  củ a  v ật li ệu nano bột TiO

2

pha tạp các nguyên 

tố La, Fe, Sn phả n ứ ng trong vùng ánh sáng khả kiế n  .................................................  88

3.1.5  Kh ảo  sát  tính  ch ất  siêu  ưa  nư ớc  củ a  v ật  li ệu  màng  h ệ  TiO2

- (La,Fe)  và  TiO

2

- Sn 

trong vùng ánh sáng tử ngo ạ i (UV) và kh ả kiế n:  .........................................................  92

3.1.6.  Kh ảo  sát  kh ả  năng  kháng  khu ẩn - di ệt  n ấm  trên  bề  m ặt  màng  TiO

2

pha  tạp  các 

nguyên tố La, Fe, Sn:....................................................................................................  94 

iii

3.2 Kết quả nghiên cứu và thảo luận của vật liệu hệ TiO

2

-(Al,Si) dạng bột và 

màng phủ trên gạch men                  96

3.2.1  Kh ảo  sát  các  đặc  tính  củ a  v ật  li ệu  bền pha anata  ở  nhi ệt độ  cao h ệ  TiO2

- (Al,Si) 

dạng bộ t   ........................................................................................................................  96

3.2.2 Kh ảo sát đ ặc tính v ật li ệ u h ệ  TiO2

- (Al,Si) dạ ng màng phủ   trên g ạ ch men  .......  102

3.2.3  Th ực  nghi ệm  chế  tạo  bề  m ặt  siêu  ưa  nư ớc- tự  làm sạch   trên v ật li ệu g ạch  men đi 

từ  men phun được trộ n v ới bột  TiO2

- (Al,Si) bề n pha anata   .......................................  112

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN   .............................  119

TÀI LIỆU THAM KHẢO  .................................................................................................  121

PHỤ  LỤC   ....







LINK DOWNLOAD



Nghiên cứu tổng hợp vật liệu titan dioxit có hoạt tính xúc tác quang trong vùng khả kiến và khả năng ứng dụng trong gốm sứ, thủy tinh



NỘI DUNG:


Chương 1   ...............................................................................................................................  5

TỔNG QUAN VỀ  VẬT LIỆU NANO TiO2

.........................................................................  5

1.1. Cấu trúc, tính chất của vật liệu nano TiO

2

5

1.1.1. Cấu trúc tinh th ể c ủ a TiO

2

....................................................................................  5

1.1.2. Sự chuy ể n pha c ủ a tinh th ể TiO2

..........................................................................  7

1.1.3. Gi ả n đồ  năng lư ợng c ủ a tinh thể TiO2

..................................................................  7

1.2. Tính chất xúc tác quang của TiO

2

8

1.3. Hiệu ứng siêu ưa nước của màng TiO

2

10

1.4. Ứng dụng của vật liệu nano TiO

2

13

1.4.1. Nh ững ứ ng d ụng c ủ a v ậ t liệ u nano TiO

2

............................................................  13

1.4.2. Tình hình nghiên cứ u v ậ t liệ u nano TiO

2 trên th ế  giới .......................................  13

1.4.3. Tình hình nghiên cứ u v ậ t liệ u nano TiO

2 trong nư ớc .........................................  14

1.4.4. Tình hình nghiên cứ u v ậ t liệ u nano TiO

2 trong lĩnh v ực v ậ t liệ u xây dự ng.......  15

1.5. Các phương pháp điều chế và biến tính vật liệu nano TiO

2

23

1.5.1. Các phương pháp điề u ch ế  v ậ t liệ u nano TiO

2

...................................................  23

1.5.2. Một số phương pháp biế n tính v ật liệ u nano TiO

2

.............................................  28

1.5.3. Các y ế u tố  ả nh hưởng đế n tính ch ất quang c ủ a TiO

2

bi ế n tính  ..........................  33

Chương 2   .............................................................................................................................  39

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM  .......................................................................................  39

2.1. Hóa  chất, vật liệu                  39

2.2. Quy  trình thực nghiệm                39

2.2.1. Thi ế t b ị , d ụng c ụ   thí nghiệ m...............................................................................  39

2.2.2. Mô tả thiết b ị   nhúng phủ   và thiết b ị phun phủ  ...................................................  39

2.2.3. Lựa ch ọ n nhi ệ t độ  nung  ......................................................................................  41 

ii

2.2.4. Quy trình th ực nghiệ m chế  tạo các mẫ u v ật liệ u nghiên cứ u  .............................  44

2.3. Phương  pháp nghiên cứu đặc tính của vật liệu        53

2.3.1. Phương pháp nhiễ u x ạ tia X (XRD)   ...................................................................  53

2.3.2. Phương pháp hiể n vi điệ n tử quét (SEM)  ...........................................................  55

2.3.3. Phương pháp hiể n vi điệ n tử truy ề n qua (TEM) .................................................  56

2.3.4. Phương pháp phổ  tán x ạ  năng lư ợng (EDS)   .......................................................  57

2.3.5. Phương pháp phổ  tán x ạ Micro- Raman.............................................................  57

2.3.6. Phương pháp phổ  h ấp thụ  UV- Vis  .....................................................................  58

2.3.7. Phương pháp hấp phụ   và kh ử  h ấp phụ  N2

(BET)   ...............................................  59

2.4. Khảo sát tính chất xúc tác quang                 62

2$.5. Khảo sát hiệu ứng siêu ưa nước trên bề mặt các màng chế tạo    64

2.6. Khảo sát tính chất diệt khuẩn trên bề mặt các màng chế tạo    64

2.7. Khảo sát sự thay đổi cấu trúc của vật liệu nano TiO

2

pha tạp các nguyên 

tố kim loại có số oxi hóa +3 và +4               65

2.7.1. Một số đặc điể m củ a các ion La

3+

, Fe

3+

, Sn

4+

và Ti

4+

........................................  65

2.7.2.  Sự  khác  nhau  v ề  thay  đổi cấu trúc củ a v ật li ệu nano TiO

2

pha tạp các ion La

3+

, 

Fe

3+ 

và Sn

4+

...................................................................................................................  65

2.7.3. Kết lu ậ n  ..............................................................................................................  67

Chương 3   .............................................................................................................................  68

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN   ...................................................................  68

3.1 Kết quả nghiên cứu và thảo luận của vật liệu hệ TiO

2

-(La,Fe) và TiO

2

-Sn 

dạng bột và màng phủ trên nền kính              68

3.1.1 Kh ảo sát đ ặc tính c ủ a v ật li ệ u dạ ng màng h ệ  TiO2

- (La,Fe) trên n ề n kính   ..........  68

3.1.2 Kh ảo sát đ ặc tính c ủ a v ật li ệ u dạ ng màng h ệ  TiO2

- Sn trên nề n kính  ..................  74

3.1.3  Kh ảo  sát  các  đặc  tính  củ a  v ật  li ệu dạng bột TiO

2

pha tạp các nguyên tố  La, Fe, 

Sn  ..................................................................................................................................  81

3.1.4  Kh ảo  sát  tính  ch ất  xúc  tác  quang  củ a  v ật li ệu nano bột TiO

2

pha tạp các nguyên 

tố La, Fe, Sn phả n ứ ng trong vùng ánh sáng khả kiế n  .................................................  88

3.1.5  Kh ảo  sát  tính  ch ất  siêu  ưa  nư ớc  củ a  v ật  li ệu  màng  h ệ  TiO2

- (La,Fe)  và  TiO

2

- Sn 

trong vùng ánh sáng tử ngo ạ i (UV) và kh ả kiế n:  .........................................................  92

3.1.6.  Kh ảo  sát  kh ả  năng  kháng  khu ẩn - di ệt  n ấm  trên  bề  m ặt  màng  TiO

2

pha  tạp  các 

nguyên tố La, Fe, Sn:....................................................................................................  94 

iii

3.2 Kết quả nghiên cứu và thảo luận của vật liệu hệ TiO

2

-(Al,Si) dạng bột và 

màng phủ trên gạch men                  96

3.2.1  Kh ảo  sát  các  đặc  tính  củ a  v ật  li ệu  bền pha anata  ở  nhi ệt độ  cao h ệ  TiO2

- (Al,Si) 

dạng bộ t   ........................................................................................................................  96

3.2.2 Kh ảo sát đ ặc tính v ật li ệ u h ệ  TiO2

- (Al,Si) dạ ng màng phủ   trên g ạ ch men  .......  102

3.2.3  Th ực  nghi ệm  chế  tạo  bề  m ặt  siêu  ưa  nư ớc- tự  làm sạch   trên v ật li ệu g ạch  men đi 

từ  men phun được trộ n v ới bột  TiO2

- (Al,Si) bề n pha anata   .......................................  112

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN   .............................  119

TÀI LIỆU THAM KHẢO  .................................................................................................  121

PHỤ  LỤC   ....







LINK DOWNLOAD

M_tả

M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: