Link tải luận văn miễn phí cho ae
Giới thiệu tổng quan về vật liệu TiO2, các phương pháp tạo lớp phủ của vật liệu, công nghệ chế tạo gốm sứ. Chế tạo thành công dung dịch sol-gel chứa hạt nano TiO2-SiO2 đồng nhất và chứng minh sự hiện diện của các hạt nanô TiO2 và SiO2 trong dung dịch qua các liên kết Si-O-Si, Ti-O-Ti trên phổ FTIR. Xác định các hạt rắn trong dung dịch sol bằng phương pháp phân tích kích thước hạt, ảnh chụp TEM. Khảo sát các ảnh hưởng của SiO2 lên các tính chất của vật liệu nanô TiO2 thu được qua phổ XRD, UV-Vis, tính thẩm ướt bề mặt và khảo sát sự ảnh hưởng của PEG đến độ gồ ghề bề mặt, kích thước của các hạt tinh thể sắp xếp trên bề mặt của màng, sự dịch chuyển bờ hấp thu của vật liệu nano TiO2 về phía ánh sáng tím. Chế tạo thành công màng vật liệu nano TiO2-SiO2 trên các đế thủy tinh và đế gạch men ceramic bằng phương pháp phủ quay và phủ phun, chứng minh tính chất tự làm sạch của màng TiO2 dựa trên khả năng phân huỷ
Ngày nay đời sống của con người càng được cải thiện, nâng cao cùng với sự tiến
bộ và phát triển của khoa học công nghệ. Các sản phẩm khoa học kỹ thuật được chế
tạo ra ngày càng đáp ứng nhiều hơn nhu cầu của con người, cung cấp một cuộc sống
thoải mái hơn, tiện nghi hơn. Đặc biệt ngành công nghệ nano đã và đang tạo ra các sản
phẩm công nghệ thông minh hơn, thân thiện hơn với môi trường, tiết kiệm năng lượng
cũng như công sức lao động nhiều hơn do đó chi phí cũng ít tốn kém hơn và mang đến
hiệu quả kinh tế kinh tế cao hơn.
Một trong những thành tựu ngành công nghệ nano đã đem lại cho con người có thể
kể đến là các dạng sản phẩm rất thân thuộc với chúng ta, đó là gạch ốp lát, kính xây
dựng, những tấm lợp, tấm che... Các loại vật liệu này khi được phủ trên bề mặt bằng
một lớp vật liệu nano TiO2 sẽ có những tính chất rất ưu việt và lý thú, như khả năng tự
làm sạch, tính siêu ưa nước, chống hiện tượng đọng sương gây mờ kính, khả năng hạn
chế sự phát triển của vi khuẩn và diệt khuẩn...
Để có thể hình dung được những lợi ích to lớn của các loại sản phẩm này, chúng ta
hãy liên tưởng đến một tòa cao ốc 30 tầng, với các bề mặt tường được ốp gạch và các
tấm kính cửa sổ bị bám bẩn, cần được chùi rửa. Công việc này tưởng chừng khá đơn
giản nếu không phải chùi rửa ở độ cao hàng chục thước so với mặt đất và lau chùi cả
một diện tích bề mặt rộng lớn của tòa cao ốc! Để thực hiện khối lượng công việc đồ sộ
này người công nhân vệ sinh phải thực hiện một công việc rất nguy hiểm, cần một số
lượng lớn nhân công với nhiều công sức lao động, cũng như các sản phẩm tẩy rửa gây
nhiều tác hại cho môi trường do không có khả năng tự phân giải sinh học.
Với các sản phẩm được phủ bởi lớp màng thông minh như trên, bề mặt vật liệu sẽ
luôn sạch bóng, các chất bẩn sẽ dễ dàng bị cuốn trôi sau những cơn mưa. Hơn thế, các
sản phẩm này cũng có khả năng oxy hóa các loại khí độc hại trong không khí do khí
thải xe cộ như CO, NOx, VOC (vapour organic chemicals)... góp phần làm trong sạch
bầu khí quyển chung quanh ta.
Lịch sử nghiên cứu của vật liệu TiO2 có thể nói đã được bắt đầu hơn một nữa thế kỉ
và cho đến tận ngày hôm nay vật liệu TiO2 vẫn đang mở ra những điều lý thú mới mà
vẫn chưa được khép lại dựa trên cơ sở các tính chất lý thú đặc biệt của nó. Các nghiên
cứu ban đầu được khởi nguồn ở Đại học TOKYO trong khi nghiên cứu về tính chất
quang điện hóa của pin mặt trời vào năm 1960.
Cho đến năm 1972 Honda-Fujishima đã phát hiện ra khả năng phân tách nước trên
bề mặt điện cực làm từ TiO2, phản ứng oxy hóa khử này còn được gọi là hiệu ứng
Honda-Fujishima, và đã được công bố trên Nature cũng vào năm 1972. Chính phát
hiện này đã đặt nên một nền tảng để về sau, các nghiên cứu về tính chất và ứng dụng
của TiO2 ngày càng được phát triển và mở rộng. Ban đầu là các nghiên cứu chế tạo pin
mặt trời, kính lọc, kính chống phản xạ… về sau được mở rộng sang lĩnh vực môi
trường, nghiên cứu về khả năng quang xúc tác, tự làm sạch, và gần đây nhất là các
nghiên cứu về tính siêu ưa nước do hiệu ứng quang, khả năng chống đọng sương, khả
năng diệt khuẩn... Mới nhất cũng có một vài nghiên cứu về khả năng ứng dụng nano
TiO2 trong việc cấy ghép xương ở động vật.
Trang 2
Ở nước ta trong những năm gần đây việc nghiên cứu và ứng dụng vật liệu nano áp
dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau rất được tập trung chú ý. Các nghiên cứu phát
triển này nhằm mục đích tạo ra các sản phẩm ứng dụng được sử dụng trong thị trường,
cũng như những nghiên cứu sâu hơn về mặt lý thuyết cơ bản để có thể nắm bắt và theo
kịp với trình độ của thế giới. Ở Việt Nam các nhóm nghiên cứu chính trong lĩnh vực
vật liệu nano TiO2 có thể kể đến các đơn vị nghiên cứu hàng đầu như Trung tâm Công
nghệ Vật liệu trường Đại học Khoa học Tự nhiên (ĐHQG Hà Nội), Viện Khoa học
Vật liệu thuộc Trung tâm KHTN & CNQG, Viện Vật lý Ứng dụng, Viện ITIMS và
Viện Vật lý Kỹ thuật thuộc ĐHBK Hà Nội, PTN Công nghệ Nano thuộc ĐHQG
TP.HCM ... Một số nghiên cứu ban đầu của vật liệu nano TiO2 trên cơ sở quang xúc
tác đã được thử nghiệm và đã có thể cho ra một vài dạng sản phẩm ứng dụng trên thị
trường như khẩu trang diệt khuẩn của TS. Phạm Văn Nho; sơn tự làm sạch và diệt
khuẩn, diệt nấm mốc của TS. Trần Thị Đức…
Tuy nhiên những nghiên cứu và ứng dụng trong các lĩnh vực kính xây dựng và đặc
biệt là trên gạch men hay gốm sứ vẫn còn rất hạn chế. Ngay cả trên thế giới mặc dù
các nghiên cứu ứng dụng trên đối tượng vật liệu nano TiO2 rất nhiều nhưng chủ yếu
chỉ là các nghiên cứu về hoạt tính quang xúc tác của vật liệu nano TiO2 dưới dạng bột
dùng trong xử lí môi trường, xử lí nước...; trong khi các nghiên cứu ứng dụng của
màng TiO2 vẫn còn rất hạn chế.
Trên thị trường hiện tại đã có một số công ty sứ vệ sinh của các nước như Nhật
Bản, Đức, Trung Quốc… đã giới thiệu loại men chống bám bẩn và khử khuẩn được
phủ ở mặt trong của bàn cầu vệ sinh nhằm giảm thiểu công việc lau chùi sau khi xả
nước, giữ cho môi trường trong nhà vệ sinh “sạch” hơn. Nhưng giá thành của các loại
men này rất đắt và những sản phẩm có sử dụng các loại men này cũng có giá thành đắt
gấp 2 đến 3 lần so với những sản phẩm thông thường khác.
Hiện nay, nhu cầu xử lý vệ sinh, loại bỏ các chất độc hại cũng như diệt khuẩn để
tăng độ sạch cho gạch men, gạch ốp lát, các sản phẩm gốm sứ... cho một môi trường
sống sạch và vệ sinh hơn là rất cần thiết và quan trọng.
Dựa trên các nghiên cứu đi truớc đã chứng minh được những hoạt tính ưu việt của
vật liệu nano như tính siêu ưa nước, tính chất tự làm sạch và diệt khuẩn... và một số
thành công của những sản phẩm ứng dụng của lớp phủ TiO2 trên nền thuỷ tinh, vải
sợi... chúng tui đã tiến hành thực hiện đề tài này. Đề tài được nghiên cứu với mục tiêu
chế tạo được lớp màng của vật liệu nano TiO2 lên trên các đế thuỷ tinh và gạch men
ceramic nhằm tạo cho các sản phẩm này mang những đặc tính quang xúc tác, siêu ưa
nước và tự làm sạch với độ bám dính cao, trong suốt và nhẵn bóng.
Ngoài phần mở đầu, nội dung nghiên cứu của đề tài luận văn tốt nghiệp được trình
bày theo các chương như sau:
• Chương 1: Giới thiệu tổng quan về vật liệu TiO2, các phương pháp tạo lớp phủ
của vật liệu cũng như công nghệ chế tạo gốm sứ.
• Chương 2: Giới thiệu về mục đích của nghiên cứu và tiến trình thực nghiệm đề
tài.
• Chương 3: Trình bày phần kết quả và bàn luận của luận văn.
• Phần kết luận trình bày các kết quả nghiên cứu đạt được và kiến nghị cho
hướng phát triển nghiên cứu tương lai của đề tài.
/file/d/0Bz7Zv9 ... sp=sharing
