TiO2-Tổng quan/nghiên cứu/ứng dụng - Page 2

**nguyencyberchem** · 05-19-2006

Trích:

Nguyên văn bởi 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?

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** · 05-21-2006

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.

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).

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

chemkhtn · 05-21-2006

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** · 05-21-2006

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** · 05-21-2006

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** · 05-22-2006

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 · 05-24-2006

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** · 05-24-2006

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 · 05-24-2006

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** · 05-24-2006

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