Download miễn phí tại: http://www.thuvienso.vn/luan-van/nghien-cuu-che-tao-sol-gel-chua-cac-hat-nano-tio2-va-ung-dung-phu-mang-tren-gom-su-ceramic.94.html Theo công bố của tác giả W.F.Zhang và cộng sự nghiên cứu phổ tán xạ Raman trờn cỏc hạt nano tinh thể TiO2 chế tạo bằng kỹ thuật hóa thủy phân thì pha anatase được hình thành trong quá trình chế tạo khi nhiệt độ ủ không vượt quá 6900C. Với nhiệt độ ủ lớn hơn 6900C thì pha TiO2 rutile dần chiếm ưu thế hơn. Sự quan tâm của các nhà nghiên cứu càng tăng sau công bố của Matsumoto và các cộng sự khi quan sát thấy pha sắt từ trong TiO2 có pha tạp Coban (Co) trên nhiệt độ phòng (400K) [16]. Kết quả này đã mở ra một hướng nghiên cứu mới thu hút sự quan tâm của nhiều phòng thí nghiệm [10]. Nó cho thấy TiO2 anatase pha Co hoàn toàn hy vọng là một chất bán dẫn sắt từ lý tưởng cho công nghệ Spin từ. Do quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển đi kèm với nó là vấn đề ô nhiễm môi trường, nhiều loại khí độc xuất hiện ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Vì vậy, TiO2 dạng màng mỏng còn được chế tạo thành các sensor nhạy khí nhằm phát hiện ra những khí độc này. Đây là một trong những điều vô cùng quý báu của màng mỏng nano TiO2. Ngoài ra màng mỏng TiO2 còn là một trong số ít loại màng mỏng oxide có tính chất quang, điện và tính chất bề mặt rất quý. Chính những điều này khiến cho nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Đồ án tốt nghiệp này của em đươc thực hiện theo 2 hướng chinh : 1. Tạo sol chứa các hạt tinh thể nano TiO2 anatase bằng alkoxyde titan 2. Ứng dụng phủ màng trên gốm sứ Ceramic bằng cách: - Dùng phương pháp nhúng phủ (Dip-coating) - Dùng phương pháp phun phủ (Spray) Mục đích em hướng tới trong đồ án tốt nghiệp này là : - Hoàn thiện các kết quả nghiên cứu chế tạo màng nano TiO2 theo hướng công nghệ đơn giản, vật liệu rẻ tiền. - Đưa vào ứng dụng thực tiễn những sản phẩm đã đạt yêu cầu kỹ thuật. Bởi nước ta có nguồn nguyên liệu Titan dồi dào ở dọc bờ biển miền trung giúp có thể chủ động về nguồn nguyên liệu từ đó tiến tới sản xuất vật liệu nano TiO2 phục vụ nhu cầu trong nước cũng như xuất khẩu. Đồ án tốt nghiệp này của em được thực hiện và hoàn thành tại phòng 120, 121, 313A viện vật liệu, viện khoa học công nghệ Việt Nam và trung tâm sắc ký, trường đại học bách khoa Hà Nội Các phép đo : Nhiễu xạ tia X, SEM, AFM, Raman đều được tiến hành tại viện khoa học công nghệ việt Nam với việc sử dụng các loại máy móc hiện đại và tiên tiến nhất hiện nay. Nội dung của đồ án bao gồm các phần sau : - Mở đầu - Chương I : Tổng quan lý thuyết về vật liệu nano TiO2 và ứng dụng - Chương II : Chế tạo sol-gel chứa các hạt tinh thể nano TiO2 và các loại thiết bị tạo màng - Chương III : Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Chương IV : Kết quả nghiên cứu - Kết luận - Tài liệu tham khảo - Phụ lục

1. Đồ Án Tốt Nghiệp
Nguyễn Hùng Mạnh QTTB-K50 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu chế tạo Sol-Gel chứa các hạt nano TiO2
và ứng dụng phủ màng trên gốm sứ Ceramic
Sinh Viờn Thực Hiện : Nguyễn Hùng Mạnh
Lớp : QTTB-K50
Giáo viên Hướng Dẫn : PGS.TS.Phạm Thu Nga
TS.Nguyễn Văn Xá

2. Đồ Án Tốt Nghiệp
Nguyễn Hùng Mạnh QTTB-K50 2
LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn TS.Nguyễn Văn Xá. Thầy là người đã trực
tiếp hướng dẫn em làm và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Thầy đó luụn bên
cạnh và hướng dẫn cho em để quá trình nghiên cứu làm đồ án của em được
thuận lợi và nhanh chóng.
Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Phạm Thu Nga, nghiên cứu viên
cao cấp của viện vật liệu, viện khoa học công nghệ Việt Nam, người đã truyền
đạt cho em những kiến thúc quý báu nhất và tận tình chỉ dẫn em trong công
tác nghiên cứu khoa học để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn Ths.Cao Xuân Thắng, Ths.Vũ Đức Chính
những người luôn ủng hộ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho em khi học
tập và nghiên cứu tại trung tâm sắc ký, trường Đại học Bách khoa Hà Nội
cũng như tại viện công nghệ vật liệu, viện khoa học công nghệ việt nam.
Cảm ơn gia đình và bạn bè đó luôn ủng hộ động viên em trong thời
gian làm tốt nghiệp để em sớm hoàn thành được bản đồ án như ngày hôm nay.
Hà Nội, Tháng 5 Năm 2010
Sinh Viên
Nguyễn Hùng Mạnh

3. Đồ Án Tốt Nghiệp
Nguyễn Hùng Mạnh QTTB-K50 3
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................2
MỞ ĐẦU............................................................................................6
CHƯƠNG I-TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VỀ VẬT LIỆU NANO
TiO2 VÀ ỨNG DỤNG
1.1. ĐIOXIT TITAN (TiO2) [6,8].....................................................................9
1.2. VẬT LIỆU NANO ĐIOXIT TITAN (TiO2) ............................................13
1.3. CÁC ỨNG DỤNG CỦA MÀNG PHỦ TiO2 ...........................................19
1.3.1. Vật liệu tự làm sạch...............................................................................19
1.3.2. Xử lý nước bị ô nhiễm ..........................................................................20
1.3.3. Xử lý không khí ô nhiễm.......................................................................21
1.3.4. Diệt vi khuẩn, virus, nấm......................................................................21
1.3.5. Tiêu diệt các tế bào ung thư ..................................................................22
1.3.6. Ứng dụng tính chất siêu thấm ướt.........................................................22
CHƯƠNG II-CHẾ TẠO SOL CHỨA CÁC HẠT NANO TiO2
VÀ CÁC LOẠI THIẾT BỊ TẠO MÀNG
2.1.CHẾ TẠO SOL CHỨA CÁC HẠT NANO TiO2 BẰNG ALKOXYDE
TITAN [1,11,12]..............................................................................................24
2.1.1. Lý thuyết chung.....................................................................................24
2.1.2. Dùng alkoxyde titan..............................................................................25
2.1.2.1.Cơ chế phản ứng .......................................................................25
2.1.2.2.Quy trình tạo sol dùng để phủ màng sử dụng alkoxyde titan...27
2.2.THIẾT BỊ NHÚNG PHỦ [11,12] .............................................................28
2.2.1.Lý thuyết kỹ thuật nhúng phủ ( Dip-coating ) .......................................28
2.2.2.Thiết bị ...................................................................................................29

4. Đồ Án Tốt Nghiệp
Nguyễn Hùng Mạnh QTTB-K50 4
2.2. THIẾT BỊ PHUN PHỦ [11,12]................................................................31
2.2.1. Lý thuyết kỹ thuật phun phủ ( Spray ) ..................................................31
2.2.2.Thiết bị ...................................................................................................32
CHƯƠNG III
CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
3.1.SEM : KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ QUẫT..................................................33
3.2. AFM : KÍNH HIỂN VI LỰC NGUYÊN TỬ...........................................34
3.2.1. Nguyên lý của AFM:.............................................................................34
3.2.2.Các chế độ ghi ảnh .................................................................................35
3.2.2.1. Chế độ tiếp xúc (chế độ tĩnh)...................................................36
3.2.2.2. Chế độ không tiếp xúc (chế độ động)......................................36
3.2.2.3. Tapping mode...........................................................................36
3.2.3. Phân tích phổ AFM ...............................................................................37
3.2.4. Ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng của AFM ......................................37
3.2.4.1.Ưu điểm của AFM ....................................................................37
3.2.4.2. Nhược điểm của AFM .............................................................37
3.2.4.3. Ứng dụng của AFM .................................................................37
3.3. XRD : NHIỄU XẠ TIA X........................................................................38
3.3.1.Phương trình Bragg................................................................................39
3.3.2.Ảnh hưởng của kích thước hạt nano tinh thể lên độ rộng của vạch nhiễu
xạ tia X ............................................................................................................40
3.3.3. Xác định kích thước hạt ........................................................................41
3.4.PHỔ TÁN XẠ MICRO-RAMAN ............................................................44
CHƯƠNG IV-KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.1. Kết quả chế tạo sol-gel.............................................................................46
4.2. Kết quả tạo màng phủ trên gốm sứ Ceramic............................................47
4.4. Kết quả phân tích bằng phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM): .........51

5. Đồ Án Tốt Nghiệp
Nguyễn Hùng Mạnh QTTB-K50 5
4.5. Kết quả phân tích bằng phổ tán xạ Micro-Raman: ..................................53
4.6. Kết quả phân tích bằng AFM (Kính hiển vi lực nguyên tử) ....................55
4.7. Kết quả về tính kỵ nước và ưa nước của màng TiO2 ...............................56
4.8. Kết quả về độ bỏm dớnh của màng TiO2 .................................................57
4.9. Kết quả về tính chất quang xúc tác ..........................................................58
KẾT LUẬN......................................................................................59
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................61
PHỤ LỤC.........................................................................................63
1. Hóa chất sử dụng.........................................................................................63
2. Thiết bị sử dụng...........................................................................................63

6. Đồ Án Tốt Nghiệp
Nguyễn Hùng Mạnh QTTB-K50 6
MỞ ĐẦU
Sự tìm kiếm và phát triển vật liệu mới luôn là vấn đề quan tâm nhằm
đáp ứng những nhu cầu của cuộc sống. Trong mọi thời đại, các nhà khoa học
không ngừng nghiên cứu chế tạo ra các vật liệu mới có tính chất cơ, lý, hóa
như mong muốn . Đặc biệt các nhà khoa học đi sâu và nghiên cứu những vật
liệu tồn tại ở các kích thước giới hạn khác nhau. Những vật liệu có kích thước
cỡ micro mét và nano mét càng ngày càng được quan tâm nghiên cứu. Với
những phép đo độ chính xác cao, các nhà khoa học phát hiện ra rằng cùng
một vật liệu gốc nhưng khi kích thước của chúng được thu nhỏ đến giới hạn
nào đó tính chất của chúng sẽ thay đổi so với tính chất của vật liệu khối [5].
Những tính chất mới, những hiệu ứng mới được phát hiện làm phát
triển thêm khả năng sử dụng của vật liệu. Đặc biệt màng mỏng TiO2 có kích
thước bề dày nano mét được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan
tâm nhằm tối ưu hóa vật liệu cũng như nghiên cứu phát triển ứng dụng. Màng
mỏng TiO2 khi kích thước hạt đạt cỡ vài chục nano mét và tồn tại ở dạng đơn
pha anatase là một chất bán dẫn có tính oxi hóa khử mạnh, là vật liệu quang
xúc tác làm sạch môi trường, có tác dụng diệt khuẩn, khử mùi, làm các lớp
sơn phủ chống mốc, chống bụi, chống bẩn, chống sương trờn kớnh, làm các
thiết bị nhạy khí để chế tạo các sensor [5]. Do đó, việc nghiên cứu khống chế
quy trình công nghệ chế tạo vật liệu TiO2 pha anatase dạng màng mỏng chế
tạo bằng kỹ thuật sol-gel kết hợp quay spin, nhỳng kộo [14], phương pháp bốc
bay bằng chùm tia laser hay phún xạ trong chân không được nhiều phòng thí
nghiệm quan tâm.
Theo công bố của tác giả W.F.Zhang và cộng sự nghiên cứu phổ tán xạ
Raman trờn cỏc hạt nano tinh thể TiO2 chế tạo bằng kỹ thuật hóa thủy phân
thì pha anatase được hình thành trong quá trình chế tạo khi nhiệt độ ủ không

7. BBBBạạạạnnnn chchchchỉỉỉỉ đưđưđưđượợợợc phépc phépc phépc phép xem trưxem trưxem trưxem trướớớớcccc 6 trang đ6 trang đ6 trang đ6 trang đầầầầu tiênu tiênu tiênu tiên trích ttrích ttrích ttrích trongrongrongrong tàitàitàitài
lilililiệệệệu,u,u,u, vui lòng Tvui lòng Tvui lòng Tvui lòng Tảảảải xui xui xui xuốốốống đng đng đng đểểểể xem tài lixem tài lixem tài lixem tài liệệệệu đu đu đu đầầầầy đy đy đy đủủủủ!!!!
► VàoVàoVàoVào http://www.thuvienso.vnhttp://www.thuvienso.vnhttp://www.thuvienso.vnhttp://www.thuvienso.vn đđđđểểểể
downloaddownloaddownloaddownload tài litài litài litài liệệệệu này miu này miu này miu này miễễễễn phín phín phín phí ◄
Khi cần download tài liệu nào đó từ các trang tài liệu khác,
hãy vào http://www.thuvienso.vnhttp://www.thuvienso.vnhttp://www.thuvienso.vnhttp://www.thuvienso.vn để gửi yêu cầu tài liệu,
chúng tôi sẽ đáp ứng sớm nhất yêu cầu của bạn.
Nếu bạn thấy dịch vụ của website hữu ích thì hãy share cho
bạn bè biết, hãy like những comment phản hồi của website,
đó sẽ là động lực để website phục vụ cho cộng đồng!