ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
-------- --------
LÊ DUY ĐẢM
KHẢO SÁT HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC
CỦA MÀNG NANO TiO2/SiO2 ĐƯỢC CHẾ TẠO
THEO PHƯƠNG PHÁP SOL-GEL TRÊN NỀN GẠCH MEN
Chuyên ngành: Vật liệu và Linh kiện Nanô
(Chuyên ngành đào tạo thí điểm)
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Đặng Mậu Chiến
Hà Nội - 2009
Mục lục
Mục lục ............................................................................................................... i
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt .............................................................. iii
Danh mục các bảng ........................................................................................... iv
Danh mục các hình vẽ, đồ thị ............................................................................. v
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN ............................................................................. 3
1.1. Tổng quan về vật liệu TiO2 và khả năng ứng dụng. .................................. 3
1.1.1. Cấu trúc của vật liệu TiO2 ................................................................. 3
1.1.2. Nguyên lý cơ bản của quang xúc tác. ................................................. 4
1.1.3. Cơ chế quang xúc tác của TiO2. ......................................................... 5
1.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng quang xúc tác của TiO 2............. 7
1.1.5. Chất quang xúc tác TiO2 cải tiến. ....................................................... 8
1.1.6. Khả năng ứng dụng của TiO2 trong chế tạo vật liệu tự làm sạch ....... 9
1.2. Đại cƣơng về gốm sứ. ............................................................................ 12
1.2.1. Nguyên liệu, phối liệu. ..................................................................... 12
1.2.2. Tạo hình........................................................................................... 13
1.2.3. Gia công sản phẩm. ......................................................................... 13
1.3. Lý thuyết về quá trình sol-gel trong chế tạo màng mỏng nano. .............. 15
1.3.1. Khái niệm. ....................................................................................... 15
1.3.2. Phân loại các quá trình sol-gel. ....................................................... 16
1.3.3. Quá trình sol-gel đi từ alkoxide. ...................................................... 17
1.3.4. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thuỷ phân và ngưng tụ. ....... 18
1.3.5. Ưu-khuyết điểm của phương pháp sol-gel. ....................................... 20
1.3.6. Một số ứng dụng hiện nay của phương pháp sol-gel. ....................... 21
1.3.7. Các phương pháp tạo màng từ dung dịch........................................ 22
CHƢƠNG 2 - THỰC NGHIỆM ....................................................................... 26
2.1. Hóa chất và dụng cụ sử dụng trong quá trình thực nghiệm. .................... 26
2.2. Thực nghiệm chế tạo vật liệu. ................................................................ 26
2.2.1. Chế tạo các hệ dung dịch TiO2/SiO2: ............................................... 26
2.2.2. Bảo quản hệ dung dịch TiO2/SiO2. ................................................... 28
2.2.3. Tạo màng mỏng nano TiO2. ............................................................. 28
2.3. Nghiên cứu đặc trƣng của vật liệu chế tạo. ............................................. 32
2.3.1. Phân tích nhiệt vi sai (DTA). ............................................................ 32
2.3.2. Phương pháp nhiễu xạ tia X. ............................................................ 33
2.3.3. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM). ................................. 35
2.3.4. Phương pháp kính hiển vi lực nguyên tử (AFM)............................... 36
i
2.3.5. Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). ...................... 37
2.3.6. Phương pháp xác định góc thấm ướt. .............................................. 38
2.3.7. Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (FT- IR). ........................... 39
2.3.8. Phương pháp đo phổ truyền qua (UV-Vis). ...................................... 40
2.3.9. Phương pháp phổ tán xạ Raman. ..................................................... 42
2.3.10. Kiểm tra mức độ diệt khuẩn. .......................................................... 43
2.3.11. Phương pháp đánh giá khả năng phân hủy hợp chất hữu cơ. ........ 46
CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. .................................................. 47
3.1. Nghiên cứu chế tạo màng quang xúc TiO2/SiO2 trong vùng ánh sáng tử
ngoại trên nền gạch men. .............................................................................. 47
3.1.1. Phổ UV-Vis của các dung dịch TiO2/SiO2. ....................................... 48
3.1.2. Khảo sát ảnh TEM của dung dịch TiO2/SiO2. ................................... 50
3.1.3. Khảo sát đặc trưng cấu trúc của bột TiO2/SiO2 ................................ 51
3.1.4. Khảo sát các đặc trưng cấu trúc màng nano TiO2/SiO2.................... 58
3.1.5. Đặc trưng cấu trúc bề mặt của màng nano TiO2/SiO2 . .................... 62
3.1.6. Đánh giá hoạt tính quang xúc tác của màng nano TiO2/SiO2. .......... 64
3.2. Nghiên cứu chế tạo màng quang xúc tác N-TiO2/SiO2 trong vùng ánh
sáng khả kiến trên nền gạch men. .................................................................. 71
3.2.1. Phổ UV-Vis của các hệ dung dịch N-TiO2/SiO2................................ 72
3.2.2. Khảo sát đặc trưng cấu trúc của bột N-TiO2/SiO2 ............................ 74
3.2.3. Khảo sát đặc trưng cấu trúc của màng N-TiO2/SiO2 ........................ 80
3.2.4. Đánh giá hoạt tính quang xúc tác của màng N-TiO2/SiO2 trong vùng
ánh sáng khả kiến. ..................................................................................... 85
KẾT LUẬN ...................................................................................................... 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 92
ii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
A
Phân tử có khả năng nhận electron (Acceptor).
AFM
Atomic Force Microscope - Kính hiển vi lực nguyên tử.
CB
Vùng dẫn (Conduction Band).
Cặp e--h+
Cặp điện tử-lỗ trống (electron-hole).
D
Phân tử có khả năng cho electron (Donor).
DTA
Differential thermal analysis - Phân tích nhiệt vi sai.
eV
Eclectron volt – Đơn vị đo điện thế.
IR
MB
TEM
UV-Vis
Infrared spectroscopy - Phổ hồng ngoại dùng để xác định
cấu trúc.
Methylen Blue.
Transmission Electron Microscope - Kính hiển vi điện tử
truyền qua.
Ultraviolet-Visible spectroscopy - Phổ hấp thu ánh sáng
của vật liệu trong vùng tử ngoại và khả kiến.
Vlqxt
Vật liệu quang xúc tác.
VB
Vùng hóa trị (Valence Band).
SEM
Scanning Electron Microscope - Kính hiển vi điện tử quét.
XRD
X-ray diffraction - Phƣơng pháp đo nhiễu xạ tia X.
o
Celsius degree – Độ bách phân.
C
iii
Danh mục các bảng
Bảng 1.1: Tốc độ phản ứng thuỷ phân phụ thuộc vào độ âm điện , số phối vị
cực đại N của nguyên tử kim loại. .................................................................... 18
Bảng 1.2: Tốc độ phản ứng thuỷ phân phụ thuộc vào nhóm alkyl [7]. .............. 19
Bảng 3.1. Thành phần của các hệ dung dịch với thành phần SiO 2 khác nhau. ... 47
Bảng 3.2: Độ rộng vùng cấm của các hạt TiO2/SiO2 trong dung dịch. .............. 50
Bảng 3.4 : Kích thƣớc hạt tinh thể tính theo phƣơng trình Scherrer. ................. 56
Bảng:3.5 Thành phần của các hệ dung dịch với thành phần %N khác nhau. .... 72
Bảng 3.6: Kích thƣớc hạt tinh thể tính theo phƣơng trình Scherrer. .................. 78
iv
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Hình 1.1: Cấu trúc ô mạng tinh thể của TiO 2 rutile và anatase. ........................... 3
Hình 1.2: Cấu trúc vùng năng lƣợng của chất bán dẫn và sự hoạt động của chất
bán dẫn khi đƣợc kích thích quang hóa............................................................... 5
Hình 1.3: Quá trình quang hoá với sự kích hoạt của các phân tử TiO 2 ................ 6
Hình 1.4: Bề rộng khe năng lƣợng của một số chất bán dẫn. .............................. 7
Hình 1.5: Phổ năng lƣợng mặt trời. .................................................................... 8
Hình 1.6: Những lĩnh vực ứng dụng chính của TiO2........................................... 9
Hình 1.7: Cơ chế chuyển từ tính kỵ nƣớc sang tính ƣa nƣớc của màng TiO 2 khi
đƣợc chiếu sáng. ............................................................................................... 10
Hình 1.8: Bề mặt kỵ nƣớc của TiO2. ................................................................. 10
Hình 1.9: Sự phân huỷ các chất hữu cơ làm lộ nhóm –OH. .............................. 11
Hình 1.10: Quá trình hấp phụ vật lý các phân tử nƣớc. ..................................... 11
Hình 1.11: Nƣớc khuếch tán vào trên bề mặt vật liệu. ...................................... 11
Hình 1.12: Các nhóm sản phẩm của phƣơng pháp sol-gel. ............................... 22
Hình 1.13: Quá trình phủ nhúng. ...................................................................... 23
Hình 1.14: Phƣơng pháp phủ quay (spin coating). ............................................ 23
Hình 1.15: Các giai đoạn của phƣơng pháp phủ quay. ...................................... 24
Hình 1.16: Hệ thống phủ chảy dòng. ................................................................ 25
Hình 1.17: Thiết bị phun cầm tay. .................................................................... 25
Hình 2.1: Sơ đồ điều chế các hệ dung dịch TiO2/SiO2. ..................................... 26
Hình 2.2: Sơ đồ điều chế các hệ dung dịch TiO2/SiO2 pha tạp N ...................... 27
Hình 2.3: Hệ phủ quay Spin Delta 6RC. ........................................................... 28
Hình 2.4: Quy trình tạo màng TiO2 trên các sản phẩm gạch men...................... 29
Hình 2.5: Hệ phủ phun. .................................................................................... 30
Hình 2.6: Thiết bị phun cầm tay ...................................................................... 30
Hình 2.7: Lò nung Carbolite Model: ELF 11/14B. .......................................... 31
Hình 2.8: Quang phổ liên tục. ........................................................................... 31
Hình 2.9. Phổ huỳnh quang của đèn compact. .................................................. 32
Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý phƣơng pháp phân tích nhiệt vi sai. ...................... 32
Hình 2.11: Máy phân tích nhiệt vi sai (DTA). .................................................. 33
Hình 2.12 : Điều kiện quan sát thấy nhiễu xạ tia X từ các nguyên tử nằm trên
mặt phẳng phản xạ. .......................................................................................... 33
Hình 2.13: Máy đo nhiễu xạ tia X. ................................................................... 35
Hình 2.14: Sơ đồ nguyên lý phƣơng pháp hiển vi điện tử quét. ........................ 35
Hình 2.15: Kính hiển vi điện tử truyền qua (SEM) Model: Jeol 6600. .............. 36
Hình 2.16: Ảnh đầu dò với bề mặt mẫu của kính hiển vi lực nguyên tử. ........... 37
v
Hình 2.17: Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) Model Electronica S.L. ............ 37
Hình 2.18: Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). .......................................... 38
Hình 2.19: Máy đo góc thấm ƣớt Model OCA-20. ........................................... 38
Hình 2.20: Máy đo phổ hấp thu hồng ngoại (FT-IR) Model TensorTM 37. ...... 39
Hình 2.21: Máy đo phổ truyền qua UV-Vis Model Cary100 Conc. .................. 40
Hình 2.22: Đƣờng biểu diễn xác định năng lƣợng vùng cấm (Eg). .................... 42
Hinh 2.23: Máy đo phổ Raman Model : LABRAM 300. .................................. 43
Hình 2.24: Tủ sấy dụng cụ thí nghiệm Sanyo Model MOV-112. ...................... 44
Hình 2.25: Nồi hấp tiệt trùng Model Hiclave-HV-100. ..................................... 44
Hình 2.26: Tủ cấy vi sinh. ................................................................................ 45
Hình 3.1: Phổ truyền qua của dung dịch TiO2/SiO2 với tỷ lệ khác nhau của SiO2.
......................................................................................................................... 49
Hình 3.2: Ảnh (TEM) của dung dịch TiO2/SiO2 với 15%. ............................... 50
Hình 3.3: Phổ FT-IR của các dạng bột SiO2/TiO2 khác nhau. ........................... 51
Hình 3.4: Ảnh nhiễu xạ XRD của các mẫu bột TiO2/SiO2 với mẫu 5%-30% SiO2
đƣợc nung ở 10000C trong thời gian 2h. ........................................................... 53
Hình 3.5: Ảnh nhiễu xạ XRD của mẫu bột LNT - III (15% mol SiO2) nung ở
nhiệt độ 5000C trong những khoảng thời gian khác nhau. ................................. 54
Hình 3.6: Ảnh nhiễu xạ XRD của mẫu bột LNT-III (15% mol SiO2) nung ở nhiệt
độ khác nhau từ 5000C - 11000C trong thời gian 2 giờ. .................................... 55
Hình 3.7: Giản đồ DTA/TG của mẫu LNT-III (15% SiO2). .............................. 58
Hình 3.8: Phổ truyền qua của các loại màng LNT tạo thành trên lam kính. ...... 59
Hình 3.9: Giản đồ nhiễu xạ XRD của màng LNT-III (15% SiO2) trên đế thủy
tinh nung ở 5000C trong 2 giờ. ......................................................................... 60
Hình 3.10: Ảnh nhiễu xạ XRD của màng LNT-III (15% SiO2) trên đế gạch men.
......................................................................................................................... 61
Hình 3.11: Ảnh SEM bề mặt màng TiO2/SiO2 ( 15%mol SiO2) ........................ 62
Hình 3.12: Ảnh chụp mẫu gạch men đƣợc phủ màng TiO2/SiO2 (15%SiO2) theo
phƣơng pháp phun phủ. .................................................................................... 62
Hình 3.13: Ảnh SEM của màng TiO2/SiO2 (15%SiO2) đƣợc phủ trên đế ceramic
bằng phƣơng pháp phun. .................................................................................. 63
Hình 3.14: Ảnh AFM của màng LNT – III, (a) ảnh 2D, (b) Ảnh 3D................. 64
Hình 3.15: Ảnh chụp góc tiếp xúc của các giọt nƣớc trên bề mặt các lam kính. 65
Hình 3.16: Khả năng chống tạo sƣơng mờ của màng nano TiO2/SiO2 (15% SiO2)
......................................................................................................................... 66
Hình 3.17: Khả năng làm mất màu methylene blue (MB) của lam kính............ 67
Hình 3.18: Sự mất màu của dung dịch MB trên gạch. ...................................... 67
vi
Hình 3.19. Sự suy giảm nồng độ của dung dịch MB theo thời gian. ................. 68
Hình 3.20: Hình ảnh khuẩn lạc trên đĩa petri .................................................... 69
Hình 3.21: Hệ dung dịch N-TiO2/SiO2 sau khi chế tạo xong. ........................... 72
Hình 3.22. Phổ truyền qua của các hệ dung dịch N-SiO2/TiO2 ........................ 74
Hình 3.23: Giản đồ DTA/TG của mẫu N-TiO2/SiO2 với 40%N. ...................... 75
Hình 3.24: Phổ tán xạ Raman của mẫu bột N-TiO2/SiO2 ................................. 76
Hình 3.25: Ảnh nhiễu xạ XRD của các mẫu bột N-TiO2/SiO2 .......................... 77
Hình 3.26: Ảnh (TEM) của mẫu N-TiO2/SiO2 40%N. ..................................... 78
Hình 3.27: Phổ hấp thu hồng ngoại của các mẫu bột N-TiO2/SiO2. .................. 79
Hình 3.28: Phổ truyền qua của các màng N-SiO2/TiO2. .................................... 80
Hình 3.29: Đƣờng biểu diễn (dh)1/2 theo f(h) của các màng N-TiO2/SiO2.. 81
Hình 3.30: Quá trình pha tạp N vào mạng tinh thể anatase TiO 2. ...................... 82
Hình 3.31: Ảnh (SEM) bề mặt màng N-TiO2/SiO2 ( 40% N). ........................... 83
Hình 3.32: Ảnh (AFM) bề mặt màng các N-TiO2/SiO2..................................... 84
Hình 3.33: Ảnh chụp góc tiếp xúc của các giọt nƣớc trên bề mặt các lam kính. 85
Hình 3.34: Độ hấp thụ (ABS) của dung dịch MB giảm dần theo thời gian. ...... 86
Hình 3.35: Sự suy giảm nồng độ của dung dịch MB theo thời gian. ................. 87
Hình 3.36: Sự mất màu của dung dịch MB trên gạch theo thời gian. ................ 87
Hình 3.37: Sự mất màu của MB trên lam kính theo thời gian. .......................... 88
Hình 3.38: Hình ảnh khuẩn lạc trên đĩa petri. ................................................... 89
vii
Trang: 1
MỞ ĐẦU
Hiện nay, do tốc độ phát triển kinh tế và đô thị hoá của Việt Nam nhanh và
ngày càng lớn mạnh nên nhu cầu về nhà ở và văn phòng làm việc cũng tăng
nhanh. Bên cạnh việc xây dựng, việc bảo quản, giữ gìn bề mặt bên trong và bên
ngoài của tòa nhà chiếm một chi phí không nhỏ. Sử dụng chất tẩy rửa để làm
sạch các chất bẩn bám vào các tấm kính, panel, tƣờng không những có thể gây
nguy hiểm cho ngƣời lao động khi làm vệ sinh các tòa cao ốc, gia tăng chi phí
bảo quản mà còn gây ô nhiễm môi trƣờng do có khá nhiều hợp chất không phân
huỷ sinh học trong chất tẩy rửa. Do đó, việc chế tạo các vật liệu thông minh nhƣ
kính chống tạo sƣơng và gạch có khả năng phân hủy các chất bẩn, có khả năng
tự làm sạch là một yêu cầu thiết yếu.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ nano, vật liệu nano TiO 2
với tính năng ƣu việt về tính chất quang, điện, kích thƣớc và diện tích bề mặt
riêng đã làm tăng khả năng quang xúc tác và đƣa ra những ứng dụng mới đầy
hứa hẹn. Vật liệu nano TiO2 đã đƣợc nghiên cứu làm vật liệu cảm biến xác định
hàm lƣợng hơi cồn. Với những hình thái học khác nhau, vật liệu nano TiO 2 dạng
hạt, dạng thanh, dạng dây và dạng ống đã đƣợc nhiều nhà khoa học nghiên cứu
chế tạo. Những kết quả nghiên cứu về khả năng quang xúc tác cho thấy vật liệu
hạt nano TiO2, màng nano TiO2 với kích thƣớc hạt vài chục nano mét có tính
năng diệt vi khuẩn, diệt nấm mốc, khử mùi hôi và phân huỷ các hợp chất hữu cơ
khi chiếu sáng ƣu việt hơn hẳn so với sản phẩm tƣơng đƣơng chế tạo từ vật liệu
TiO2 có kích thƣớc hạt lớn.
Nhật Bản hiện đang dẫn đầu thế giới về triển khai các ứng dụng của vật
liệu nano TiO2, chẳng hạn nhƣ phủ màng TiO2 lên ôtô, cửa kính của các nhà cao
tầng, đèn cao áp trên đƣờng giao thông, lều bạt, tƣờng, gạch lát, gỗ... để không
phải lau rửa cũng nhƣ diệt khuẩn [7,16]. Ngoài ra, Nhật Bản và Trung Quốc
cũng đã chế tạo những cỗ máy nhỏ gọn chứa các tấm gốm xốp phủ TiO 2 để lọc
không khí trong gia đình, văn phòng [40]….
Ở nƣớc ta, trong những năm gần đây việc nghiên cứu chế tạo vật liệu
TiO2 có kích thƣớc nano ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau là một trong
những hƣớng đƣợc khuyến khích hàng đầu với mục tiêu nắm bắt kịp trình độ
của thế giới và khu vực. Các phƣơng pháp nghiên cứu chế tạo hiện đại đƣợc áp
dụng để tạo ra vật liệu và sản phẩm ứng dụng trong công nghệ cảm biến, công
nghệ môi trƣờng phục vụ cho nghiên cứu phát triển và ứng dụng khoa học kỹ
thuật trong nƣớc, cạnh tranh với các nƣớc trong khu vực và trên thế giới. Các
nhóm nghiên cứu chính trong lĩnh vực này đƣợc tập trung chủ yếu tại một số
MỞ ĐẦU
Trang: 2
đơn vị nghiên cứu hàng đầu nhƣ Trung tâm Công nghệ Vật liệu trƣờng Đại học
Khoa học Tự nhiên (ĐHQGHN), Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học Vật
liệu Ứng dụng, Viện Vật lý Ứng dụng (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam),
Viện ITIMS và Viện Vật lý Kỹ thuật (ĐHBKHN). Nổi bật nhất là các công trình
của TS. Trần Thị Đức-Viện Vật lý Ứng dụng và Thiết bị khoa học đã sản xuất ra
sơn quang xúc tác trong suốt để chế tạo kính tự làm sạch và sơn quang xúc tác
màu trắng đục ứng dụng sơn phủ các sản phẩm gạch men và các sản phẩm khác
với mục đích chế tạo các vật liệu tự làm sạch và diệt khuẩn [3].
Trong phạm vi đề tài nghiên cứu của bản luận văn này, màng trên nano TiO2
đƣợc chế tạo bằng phƣơng pháp sol-gel, hệ dung dịch TiO2/SiO2, N-TiO2/SiO2
đƣợc tráng phủ trên bề mặt các vật liệu khác nhau nhƣ kính, gạch men và sứ vệ
sinh. Cấu trúc hoá học và tính chất của các hệ dung dịch và màng đƣợc xác định
qua phổ hồng ngoại (IR), phổ nhiễu xạ tia X (XDR). Tính chất quang của màng
đƣợc khảo sát trên phổ truyền qua UV-Vis. Hình thái cấu trúc màng mỏng cũng
nhƣ độ dày màng, sự phân bố các hạt nano TiO2 đƣợc xác định qua các ảnh chụp
trên kính hiển ví điện tử quét (SEM), kính hiển vi nguyên tử lực (AFM) và kính
hiển vi điện tử truyền qua (TEM).
Hiện tƣợng siêu thấm ƣớt hay kỵ nƣớc của màng đƣợc chứng minh qua
việc đo góc thấm của nƣớc của màng. Hiện tƣợng siêu thấm ƣớt giúp các hạt
nƣớc không đọng lại trên kính mà tạo một màng nƣớc mỏng trong suốt, chống
lại hiện tƣợng sƣơng mờ. Khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ và điệt khuẩn
đƣợc chứng minh bằng khả năng phân hủy methylen blue (MB) và diệt khuẩn
Ecoli đã mở ra khả năng ứng dụng rất lớn của vật liệu này vào xử lý môi trƣờng.
Nội dung chính của luận văn gồm các phần nhƣ sau:
Mở đầu: Giới thiệu về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về
loại vật liệu nano TiO2, mục tiêu, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu.
Chƣơng I: Tổng quan về chất quang xúc tác TiO2 và cơ sở lý thuyết
về chế tạo màng nano TiO2/SiO2, màng nano N-TiO2/SiO2 và lý thuyết quá
trình sol-gel trong chế tạo màng mỏng.
Chƣơng II: Trình bày phƣơng pháp chế tạo mẫu, các kỹ thuật thực
nghiệm đƣợc sử dụng để nghiên cứu những đặc trƣng về cấu trúc và các tính
chất của màng nano TiO2/SiO2 và màng nano N-TiO2/SiO2.
Chƣơng III: Toàn bộ kết quả về đặc trƣng cấu trúc, tính chất quang
xúc tác của màng nano TiO2/SiO2 và màng nano N-TiO2/SiO2.
Kết luận: Trình bày các kết luận chính rút ra từ kết quả nghiên cứu
đƣợc của luận văn.
MỞ ĐẦU
Trang: 3
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về vật liệu TiO2 và khả năng ứng dụng.
1.1.1. Cấu trúc của vật liệu TiO2 .
TiO2 (titan đioxit) là chất bột mầu trắng, bền nhiệt, không độc hại, rẻ tiền,
nó tồn tại ở 3 dạng tinh thể brookite, rutile và anatase nhƣng phổ biến nhất là hai
dạng tinh thể: rutile và anatase với cấu trúc tứ giác (tetragonal). Trong tinh thể
mỗi ion Ti4+ bị bao quanh bởi sáu ion O2-.
Dạng tinh thể TiO2
Rutile
Anatase
Ti – Ti
2,96 Å
3,79 Å
Ti – O
1,949 Å và 1,980 Å
1,934 Å và 1,980 Å
Khoảng cách
các nguyên tử
Sự khác nhau về cấu trúc mạng tinh thể là nguyên nhân dẫn tới sự khác nhau
về khối lƣợng riêng () và năng lƣợng vùng cấm (Eg) giữa hai dạng của TiO2
nhƣ đã chỉ ra ở Hình 1.1 [6]
Eg = 3,0 eV
3
= 4,250 g/cm
Rutile
Eg = 3,2 eV
3
= 3,894 g/cm
Anatase
Hình 1.1: Cấu trúc ô mạng tinh thể của TiO2 rutile và anatase.
Từ 60 năm nay hoạt tính quang hoá của TiO2 đã đƣợc biết đến. Khi đó,
ngƣời ta thấy rằng dƣới tác dụng của ánh sáng, bột TiO2 đã phân huỷ dần các
thành phần hữu cơ trong sơn, gây nên hiện tƣợng sơn bị lão hoá “bở nhƣ phấn”.
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
Trang: 4
Trong thời gian dài ngƣời ta tập trung nghiên cứu để làm giảm hoạt tính quang
hoá của TiO2 trong sơn. Ngày nay bột TiO2 sử dụng trong công nghiệp sơn là
loại không có hoạt tính quang hoá-dạng rutile và có kích thƣớc hạt lớn cỡ micro
mét.
Năm 1972, Fujishima và Honda đã phát hiện ra hiện tƣợng tách nƣớc
thành O2 và H2 trên điện cực TiO2 bằng ánh sáng mặt trời [7]. Sự kiện này đánh
dấu sự bắt đầu của một kỷ nguyên mới trong quang xúc tác dị thể. Những năm
gần đây quang xúc tác dị thể sử dụng TiO 2 đã và đang đƣợc nghiên cứu mạnh
mẽ để ứng dụng vào những vấn đề quan trọng của môi trƣờng là tẩy độc nƣớc và
không khí. Khác với chất TiO2 sử dụng trong sơn, TiO2 quang xúc tác có cấu
trúc tinh thể dạng anatase và có kích thƣớc hạt cỡ nano mét (5 - 50 nm).
1.1.2. Nguyên lý cơ bản của quang xúc tác.
Xúc tác quang hóa có thể dùng trong nhiều dạng phản ứng khác nhau nhƣ
phản ứng oxi hóa một phần hay toàn phần, phản ứng đề hydro hóa, phản ứng
phân hủy các chất hữu cơ trong nƣớc hay trong không khí.
Tƣơng tự nhƣ các quá trình xúc tác dị thể cổ điển, quá trình quang xúc tác dị
thể gồm các giai đoạn sau:
+ Chuyển pha lỏng đến bề mặt xúc tác,
+ Hấp thu một phần các chất phản ứng trên bề mặt,
+ Phản ứng trong pha hấp phụ,
+ Giải phóng các chất sản phẩm khỏi bề mặt,
+ Chuyển các chất từ bề mặt ra pha lỏng.
Trong cơ học lƣợng tử, chất bán dẫn đƣợc đặc trƣng bởi một dãy các mức
năng lƣợng không liên tục, liên quan tới liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử
tạo nên tinh thể (vùng hóa trị - valance band) và một dãy các dải năng lƣợng
cao hơn đƣợc tạo thành do sự tổ hợp các quỹ đạo của tất cả các nguyên tử có
trong mạng tinh thể (vùng dẫn – conduction band). Vùng nằm giữa mức năng
lƣợng thấp nhất của vùng dẫn và mức cao nhất của vùng hóa trị đƣợc gọi là
vùng cấm hay khe vùng (Band gap).
Khi một chất quang xúc tác đƣợc chiếu sáng bởi các photon, các electron
trong vùng hoá trị sẽ bị kích thích và nhảy lên vùng dẫn với điều kiện năng
lƣợng các photon phải lớn hơn hoặc bằng mức năng lƣợng của vùng cấm. Kết
quả là trên vùng dẫn sẽ có các electron mang điện tích âm ( eCB ) và trên vùng
hoá trị sẽ có những lỗ trống (hole) mang điện tích dƣơng ( hVB ).
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
Trang: 5
Vùng cấm
NĂNG LƢỢNG
Vùng dẫn
Vùng dẫn
Vùng hóa trị
Sự Khử
Sự oxi hóa
Vùng hóa trị
Hình 1.2: Cấu trúc vùng năng lƣợng của chất bán dẫn và sự hoạt động của chất
bán dẫn khi đƣợc kích thích quang hóa.
1.1.3. Cơ chế quang xúc tác của TiO2.
Chất xúc tác quang là chất làm tăng tốc độ phản ứng quang hoá. Khi đƣợc
chiếu ánh sáng với cƣờng độ thích hợp chất xúc tác quang sẽ đẩy nhanh tốc độ
phản ứng quang hoá bằng cách tƣơng tác với chất nền ở trạng thái ổn định hay ở
trạng thái bị kích thích hoặc với các sản phẩm của phản ứng quang hoá tuỳ thuộc
vào cơ chế của phản ứng. Mô tả trên cũng bao gồm cả sự nhạy quang, đƣợc định
nghĩa nhƣ là kết quả của sự hấp thu photon của các phân tử xúc tác quang dẫn
đến sự thay đổi quang hoá hay quang lý trong các phân tử khác. Chất xúc tác
quang khi đƣợc chiếu bằng ánh sáng thích hợp có thể tạo ra một loạt qui trình
giống nhƣ phản ứng oxy hoá-khử và các phân tử ở dạng chuyển tiếp có khả năng
oxy hoá-khử mạnh.
Khi photon có năng lƣợng lớn hơn năng lƣợng E g, electron (e) có thể nhảy
từ vùng hoá trị lên vùng dẫn và để lại lỗ trống (h+) trong vùng hoá trị. Một phần
các cặp e – lỗ trống sản sinh ra từ quá trình xúc tác quang khuếch tán tới bề mặt
của chất xúc tác (cặp e – lỗ trống sẽ bị bẫy tại bề mặt) và tham gia vào quá trình
phản ứng hoá học với các phân tử chất cho (D-donor) hay chất nhận (Aacceptor) (Hình 1.3). Electron ở vùng dẫn có thể khử các phân tử thích hợp
nhận electron (phản ứng khử 1.1) trong khi lỗ trống có thể oxy hoá các phân tử
cho electron (phản ứng oxy hoá 1.2).
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
Trang: 6
Hình 1.3: Quá trình quang hoá với sự kích hoạt của các phân tử TiO2
A + e– → A•–
(1.1)
+
+
D + h → D•
(1.2)
Một tính chất đặc trƣng của chất bán dẫn oxyt kim loại là khả năng oxy hoá
mạnh của lỗ trống h+. Các lỗ trống này có thể phản ứng trực tiếp với H2O (1.3)
để tạo ra gốc hydroxyl có hoạt tính cao (•OH). Cả lỗ trống và gốc hydroxyl đều
có khả năng oxy hoá rất mạnh, chúng có thể oxy hoá hầu hết các chất bẩn hữu
cơ bám lên bề mặt:
H2O + h+ → •OH + h+
(1.3)
Nói chung, oxy trong không khí đóng vai trò là chất nhận electron (1.4) tạo
thành ion super-oxide •O2–. Super-oxide cũng là phân tử có hoạt tính cao, nó có
thể đƣợc dùng để oxy hoá các chất hữu cơ.
O2 + e– → •O2–
(1.4)
TiO2 khi đƣợc chiếu sáng UV sẽ tạo ra các phần tử mang điện linh động
(electron ở vùng dẫn và lỗ trống ở vùng hoá trị).
TiO2 + hν → h+ + e–
(1.5)
Khả năng chuyển e– và lỗ trống h+ từ chất bán dẫn đến những chất bẩn bám
trên bề mặt phụ thuộc vào vị trí dải năng lƣợng của chất bán dẫn so với thế oxy
hoá-khử của các chất bị hút bám. Thế oxy hoá-khử của chất nhận phải thấp hơn
mức năng lƣợng thấp nhất của vùng dẫn ở trạng thái cân bằng nhiệt động. Trong
khi đó, thế oxy hoá-khử của chất cho phải cao hơn mức năng lƣợng cao nhất của
vùng hoá trị.
Hình 1.4 trình bày vị trí dải năng lƣợng của một số chất bán dẫn thƣờng
gặp. Quan sát Hình 1.4 ta có thể giải thích vì sao pha anatase lại là chất xúc tác
quang mạnh. Anatase đƣợc chiếu sáng với photon có năng lƣợng lớn hơn năng
lƣợng Eg (bƣớc sóng λ < 388 nm) sẽ tạo ra cặp e-lỗ trống linh động. Nhƣ ta đã
biết trong khí quyển có rất nhiều hơi nƣớc, oxy; mà thế oxy hoá-khử của nƣớc
và oxy thoả mãn yêu cầu trên nên nƣớc đóng vai trò là chất cho (1.3) và khí oxy
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
Trang: 7
đóng vai trò là chất nhận (1.4) để tạo ra các chất mới có tính oxy hoá-khử mạnh
(•OH, •O2–) có thể oxy hoá hầu hết các chất hữu cơ bị hút bám lên bề mặt vật
liệu.
Hình 1.4: Bề rộng khe năng lƣợng của một số chất bán dẫn.
1.1.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng quang xúc tác của TiO2.
Hai yếu tố quyết định tính năng quang xúc tác của màng TiO 2 là diện tích
bề mặt hiệu dụng và bậc của tinh thể.
a. Diện tích bề mặt hiệu dụng.
Bề mặt màng là nơi cấu trúc tinh thể dang dở nơi sai hỏng mạng. Tính năng
quang xúc tác của màng TiO2 mạnh hay yếu, phụ thuộc vào hai diễn tiến xảy ra
đồng thời trên bề mặt liên quan đến hoạt động của cặp điện tử - lỗ trống: diễn
tiến tích cực là phản ứng ôxy hóa khử và diễn tiến tiêu cực là sự tái hợp. Do đó,
màng TiO2 có tính năng quang xúc tác mạnh đáng kể chỉ khi nó có diện tích bề
mặt hiệu dụng lớn. Diện tích bề mặt hiệu dụng của màng TiO 2 có thể đƣợc xác
định thông qua thiết bị AFM đo độ gồ ghề căn quân phƣơng (Rrms) của mẫu.
b. Bậc tinh thể.
Bậc tinh thể là khái niệm chỉ độ xa của trật tự xắp xếp tinh thể trong vật lý
chất rắn. Màng TiO2 cấu trúc vô định hình có trật tự xắp xếp tinh thể gần nên có
bậc tinh thể thấp không đáng kể. Màng TiO 2 đa tinh thể có trật tự xắp xếp tinh
thể xa nên có bậc tinh thể cao đáng kể.
Mức độ cao thấp của bậc tinh thể phụ thuộc vào số họ mặt mạng tức là số
peak trong phổ XRD hình thành trong quá trình tạo màng. Phổ của màng vô
định hình không có peak màng vô định hình có bậc tinh thể thấp không đáng kể.
Ta cũng có thể đánh giá mức độ cao thấp của bậc tinh thể dựa vào kích thƣớc
hạt (grain). Ứng với cùng một bƣớc sóng đơn sắc của tia X và cùng một số đo
của góc 2 theo công thức Scherrer, kích thƣớc trung bình của hạt tỉ lệ nghịch
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
Trang: 8
với độ bán rộng của peak; nghĩa là đối với mỗi họ mặt mạng (2 nhất định),
peak càng nhọn kích thƣớc trung bình của hạt càng lớn, bậc tinh thể càng cao.
Màng TiO2 có bậc tinh thể càng cao, mật độ các cặp điện tử - lỗ trống càng
nhiều, tính năng quang xúc tác càng mạnh.
1.1.5. Chất quang xúc tác TiO2 cải tiến.
Nhƣ đã trình bày ở trên, TiO2 anatase là chất bán dẫn có vùng cấm rộng
(Anatase là 3,2eV). Nó chỉ bị kích hoạt bởi ánh sáng tử ngoại gần. Mà ánh sáng
tử ngoại chỉ chiếm dƣới 10% tổng cƣờng độ ánh sáng mặt trời. Mặt khác, ở các
mẫu bán dẫn TiO2 đa tinh thể có kích thƣớc hạt lớn, các cặp điện tử-lỗ trống sinh
ra khi TiO2 đƣợc chiếu UV có khuynh hƣớng dễ bị tái hợp trở lại, dẫn đến hiệu
suất lƣợng tử thấp ( < 1%) [37]. Những vấn đề này đã thúc đẩy các nghiên cứu
mở rộng vùng đáp ứng quang (photoresponse) của TiO 2 bằng cách dịch bờ hấp
thu sang vùng ánh sáng nhìn thấy và hạn chế sự tái hợp của lỗ trống và điện tử
bằng cách giảm độ lớn các hạt tinh thể xuống kích thƣớc nano, nâng cao độ xốp
của màng và cải biên (modification) tính chất bề mặt của chất bán dẫn TiO 2.
Mật độ công suất (watts/m2)
Bƣớc sóng (nm)
Vùng quang hóa của
TiO2: hν Eg 3,2eV
Năng lƣợng photon (eV)
Hình 1.5: Phổ năng lƣợng mặt trời.
Đến nay các hệ quang xúc tác bán dẫn cải tiến đã đƣợc nghiên cứu với các
mục đích :
- Ngăn cản sự tái hợp, làm tăng hiệu suất của các quá trình quang hóa bằng
cách tách các cặp hạt tải điện tử- lỗ trống sinh ra khi TiO2 đƣợc kích thích bằng
ánh sáng.
- Mở rộng vùng bƣớc sóng đáp ứng quang (photoresponse) để có thể kích
thích chất bán dẫn vùng cấm rộng bằng ánh sáng nhìn thấy.
- Làm thay đổi độ chọn lọc hay hiệu suất của một sản phẩm nào đó
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
Trang: 9
Trong bản luận văn này, chúng tôi trình bày kết quả nghiên chế tạo hệ vật
liệu TiO2/SiO2 và TiO2/ SiO2 pha tạp N trên nền gạch men nhằm làm tăng khả
năng quang xúc tác của màng nano TiO2 trên loại sản phẩm này .
1.1.6. Khả năng ứng dụng của TiO2 trong chế tạo vật liệu tự làm sạch
Gần đây, do vấn đề ô nhiễm môi trƣờng ngày càng gia tăng trên thế giới.
Quang xúc tác TiO2 đang đƣợc nghiên cứu và ứng dụng mạnh mẽ vào việc phân
hủy các chất thải độc hại trong môi trƣờng. Quang xúc tác TiO 2 thu hút đƣợc sự
chú ý lớn là do khả năng làm sạch môi trƣờng một cách tự nhiên của nó. Chỉ cần
dƣới tác dụng của ánh sáng mặt trời, oxi và nƣớc trong khí quyển là có thể phân
hủy dần các chất thải hữu cơ có độc hại đến sản phẩm cuối cùng là CO 2 và H2O.
Quang xúc tác là hiệu ứng bề mặt, phản ứng phân hủy chỉ xảy ra khi ánh sáng
chiếu vào bề mặt TiO2 và chất cần phân hủy phải tiếp xúc trực tiếp với TiO 2.
Nên ngƣời ta thấy rằng chỉ cần phủ một lớp mỏng TiO 2 lên tƣờng, sàn nhà và
những đồ vật trong gia đình sẽ tạo cho chúng tính năng tự tẩy rửa, phân hủy các
chất hữu cơ, khử mùi hôi, diệt vi trùng và khử độc tố khi có ánh sáng chiếu vào.
Hình 1.6: Những lĩnh vực ứng dụng chính của TiO2
TiO2 ở trạng thái bình thƣờng (không đƣợc chiếu sáng) có tính kỵ nƣớc
nhƣng khi đƣợc chiếu sáng (ánh sáng trong vùng tử ngoại), TiO 2 lại thể hiện tính
ƣa nƣớc. Trong trƣờng hợp này, electron và lỗ trống vẫn đƣợc tạo ra nhƣng
chúng hoạt động theo cách khác. Trong quá trình này, electron sẽ khử cation
Ti4+ thành Ti3+, lỗ trống sẽ oxy hóa anion O2- tạo thành oxy nguyên tử và bị đƣa
ra khỏi mạng tinh thể để lại một chỗ trống thiếu oxy (Hình 1.7). Các phân tử
nƣớc có thể chiếm những chỗ trống oxy vừa đƣợc tạo ra này và tạo nhóm OH.
Chính nhóm OH đã làm cho bề mặt TiO2 trở nên siêu ƣa nƣớc. Bề mặt vật liệu
đƣợc khoảng 30 phút sau khi chiếu sáng góc tiếp xúc của nƣớc tiến tới 0 độ, có
nghĩa là nƣớc sẽ trải ra tạo thành lớp phim mỏng trên bề mặt vật liệu [18,19].
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
Trang: 10
Hình 1.7: Cơ chế chuyển từ tính kỵ nƣớc sang tính ƣa nƣớc của màng TiO2 khi
đƣợc chiếu sáng.
Mức độ ƣa nƣớc của vật liệu đƣợc đo bằng góc tiếp xúc của nƣớc với bề
mặt vật liệu, góc tiếp xúc càng nhỏ tính ƣa nƣớc càng mạnh. Hiện nay có rất ít
vật liệu có góc tiếp xúc của nƣớc nhỏ hơn 100, trừ các vật có bản chất hút nƣớc
hay các bề mặt đã đƣợc hoạt hóa. Tuy nhiên thời gian sống của các vật liệu này
rất ngắn hơn nữa góc tiếp xúc nhỏ cũng không duy trì đƣợc lâu. Màng mỏng với
sự có mặt của chất xúc tác quang TiO2 có tính chất siêu ƣa nƣớc rất thú vị. Đầu
tiên, góc tiếp xúc của nƣớc trên bề mặt TiO 2 khoảng vài chục độ, khi đƣợc chiếu
sáng trong vùng tử ngoại góc tiếp xúc giảm dần dần và cuối cùng đạt giá trị 0 0.
Sau đó, khi ngừng chiếu sáng góc tiếp xúc cũng chỉ tăng lên một vài độ trong
nhiều giờ mà không cần phải chiếu sáng. Nếu muốn giảm góc tiếp xúc, chúng ta
chỉ phải làm một thao tác đơn giản là chiếu tia tử ngoại lên bề mặt mẫu. Tính
siêu ƣa nƣớc của TiO2 là một trong những ứng dụng thực tế dễ thấy nhất.
Sau đây chúng ta có thể giải thích một cách đơn giản cơ chế chuyển từ kỵ
nƣớc sang siêu ƣa nƣớc của bề mặt vật liệu khi có mặt TiO 2.
Bước 1: Nhƣ chúng ta đã biết TiO2 để trong môi trƣờng bình thƣờng rất dễ
hấp thu hóa học nhóm OH (hydroxyl) có trong hơi nƣớc, tuy nhiên các nhóm
hydroxyl này không ổn định. Do đó chúng sẽ hút bám các phân tử kỵ nƣớc tồn
tại sẵn trên bề mặt vật liệu để chuyển sang trạng thái bền hơn (Hình 1.8).
Hình 1.8: Bề mặt kỵ nƣớc của TiO2.
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
Trang: 11
Bước 2: Khi đƣợc chiếu sáng, chất xúc tác quang TiO2 sẽ phân hủy các
phân tử hữu cơ kỵ nƣớc tạo thành CO2, H2O hay các axit hữu cơ làm cho các
nhóm –OH lộ ra trên bề mặt (Hình 1.9).
Hình 1.9: Sự phân huỷ các chất hữu cơ làm lộ nhóm –OH.
Bước 3: Các nhóm OH lộ ra hấp phụ vật lý, liên kết với các phân tử nƣớc
(Hình1.10).
Hình 1.10: Quá trình hấp phụ vật lý các phân tử nƣớc.
Bước 4: Nƣớc bị hấp phụ vật lý sẽ đi vào trong cấu trúc bằng cách khuếch tán
qua bề mặt vật liệu và đƣợc ổn định hóa (Hình 1.11).
Hình 1.11: Nƣớc khuếch tán vào trên bề mặt vật liệu.
Tính chất khử độc và làm sạch nƣớc của TiO 2 cũng đƣợc ứng dụng trong
nuôi trồng thủy sản: Nƣớc thải sau mỗi chu kỳ nuôi sẽ chứa nhiều độc tố gây hại
và cũng là nguồn gây bệnh. Nên sau mỗi chu kỳ nuôi trồng chúng ta cần phải
thay nguồn nƣớc. Sử dụng TiO2 làm tác nhân khử loại độc tố trƣớc khi thải
nguồn nƣớc này ra môi trƣờng là một điều hết sức cần thiết để bảo vệ môi
trƣờng sinh thái. Điều này sẽ làm hạn chế một cách tối đa nguồn gốc gây dịch
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
Trang: 12
bệnh. Sử dụng công nghệ khử độc tố dựa trên tính chất quang xúc tác của TiO2
hứa hẹn những thành công trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản ở nƣớc ta, một
lĩnh vực mà nƣớc ta có nhiều ƣu thế. Tính chất này của TiO 2 còn đƣợc ứng dụng
trong nhiều lĩnh vực khác nhƣ khử độc tố chứa trong khí thải công nghiệp,
nguồn nƣớc thải công nghiệp.
Bên cạnh đó chúng ta có thể phủ một lớp TiO2 lên mái nhà, chỉ cần một
lớp nƣớc rất mỏng trên bề mặt, dƣới tác dụng của ánh sáng mặt trời lớp nƣớc sẽ
bốc hơi. Trong quá trình bốc hơi nƣớc đã lấy đi một lƣợng nhiệt tƣơng đối lớn,
theo tính toán thì lƣợng nhiệt lấy đi có thể lên đến 8oC 10oC đây là quá trình
làm lạnh không cần nguồn. Chính vì thế đây là một lĩnh vực hứa hẹn những ứng
dụng cực kỳ độc đáo, hấp dẫn của TiO2 đối với cuộc sống của con ngƣời.
Một số ứng dụng cụ thể tính chất quang xúc tác của TiO2 trong một số lĩnh
vực liên quan đến môi trƣờng nhƣ :
Phân huỷ chất thải hữu cơ rắn của các khu công nghiệp, bệnh viện.
Phủ một lớp TiO2 lên mặt đƣờng thì dƣới tác dụng của ánh sáng mặt trời
các chất độc hữu cơ trong không khí và bám dính trên đƣờng sẽ bị phân hủy đến
sản phẩm cuối cùng góp phần làm sạch đƣờng, chống ô nhiễm môi trƣờng.
Khi đƣợc phủ một lớp vật liệu TiO2, vật dụng sẽ có khả năng tự tẩy rửa
không cần đến hóa chất và tác động cơ học. Chẳng hạn, tƣờng trong nhà của
chúng ta khi đƣợc phủ lớp vật liệu TiO2 thì nó có khả năng chống thấm nƣớc,
chống mốc. Điều này sẽ mang lại lợi ích kinh tế rất lớn .
TiO2 đƣợc sử dụng trong các thiết bị kiểm tra độ ô nhiễm của nguồn nƣớc.
Thông qua thiết bị đo nồng độ khí CO 2 thoát ra từ mẫu đo. Chúng ta có thể xác
định đƣơc độ ô nhiễm của nguồn nƣớc.
Dựa trên tính chất tự tẩy rửa và phân tách nƣớc nên TiO 2 đƣợc ứng dụng
vào việc chế tạo các loại kính không mờ khi đi trời mƣa phục vụ cho nghành
giao thông vận tải và trang trí nội thất.
1.2. Đại cƣơng về gốm sứ.
Qui trình công nghệ sản xuất gốm sứ thƣờng trải qua 3 giai đoạn cơ bản
sau: (1) chuẩn bị nguyên liệu, phối liệu; (2) Tạo hình; (3) Gia công nhiệt sản
phẩm [4].
1.2.1. Nguyên liệu, phối liệu.
Nguyên liệu đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong công nghệ ceramic.
Ngoài ra, thành phần khoáng, thành phần hoá của nguyên liệu, kích thƣớc hạt và
trạng thái hoạt hoá bề mặt là những yếu tố quan trọng khác tác động tới quá
trình công nghệ và tính chất sản phẩm. Để đạt đƣợc hạt có kích thƣớc hạt nhỏ,
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
- Xem thêm -