Big Things From A Tiny World ***

Xúc Tác Nano

Nano và Công nghệ Nano là gì?

• Công nghệ Nano là

• Nano là một bội, ước thập phân được dùng chính thức trong hệ đơn vị đo lường Quốc tế SI

• Nano là tên gọi dùng để thay thế cho thừa số 10-9

ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nanomét (nm, 1 nm = 10-9 m).

• Công nghệ nano bao

gồm các vấn đề chính sau đây:

• Vật liệu Nano là vật liệu có ít nhất 1 chiều có kích thước nm • Vật liệu Nano

- Cơ sở khoa học nano - Phương pháp quan sát và can thiệp ở qui mô nm

được ứng dụng rất phổ biến hiện nay là Titanium dioxit - TiO2

- Chế tạo vật liệu nano - Ứng dụng vật liệu

nano

Đối tượng nghiên cứu của Công nghệ Nano :

TiO2-Các dạng tồn tại trong tự nhiên :

Rutile

Anatase

Brookite

Trong tự nhiên, TiO2 tồn tại dưới 3 dạng tinh thể là:

Rutile, Anatase & Brookite

Tính chất của TiO2

• Chất bán dẫn trong vùng khả biến

của quang phổ • Vật liệu xốp cao • Trơ hóa học,không độc,dễ tương

thích sinh học

• Giá thành vật liệu thấp,dễ sản xuất

với số lượng lớn

Chiếu tia UV vào bề mặt phủ lớp TiO2 mỏng • Các hợp chất hữu cơ bị phá hủy do xúc tác quang hóa khi tiếp xúc với bề mặt,khiến bề mặt trở thành tự tẩy nhờn

• Bề mặt siêu ưa nước

• Phản ứng quang hóa xảy ra khi có bức xạ với năng lượng ánh sáng đủ lớn để phá vỡ liên kết hóa học

• Chất xúc tác quang giúp làm giảm

năng lượng hoạt hóa của phản ứng,tăng tốc độ phản ứng

Nguyên lý cơ bản của xúc tác quang hoá dị thể:

Các hạt bán dẫn đóng vai trò xúc tác quang

Chất mang điện linh động được tạo ra như thế nào ?

Cơ chế của xúc tác quang:

Khả năng oxy hóa mạnh các chất nhiễm hữu cơ

Vì sao TiO2 được sử dụng làm vật liệu xúc tác quang ?

Ở kích cỡ Nanomet TiO2 thể hiện nhưng tính

chất vật lý,hóa học đặc biệt

Mức năng lượng vùng cấm của các chất bán dẫn tiêu biểu

Cơ chế phản ứng xúc tác quang hóa TiO2

Các chất hữu cơ bị phân hủy trên bề mặt TiO2

• Tại sao dạng

Anatase quang hóa hiệu quả hơn dạng Rutile ?

• Hoạt tính của xúc tác quang của mang TiO2 thay đổi cùng với thời gian xử lý nhiệt ?

• Do dạng anatase

có vùng dẫn hóa trị cao hơn dạng rutile

Tính ưa nước và siêu ưa nước

Góc tiếp xúc của nước với các vật liệu

Bề mặt thay đổi dần theo thời gian chiếu tia UV

Ứng dụng trong bề mặt tự sạch

Sơ đồ cơ chế siêu ưa nước giả định

• Bước 1: Nước hấp phụ (hóa học) trên bề mặt TiO2 rất không bền vững nên nó sẽ làm ổn định khi hấp phụ một phân tử kỵ nước.

• Bước 2: Khi chiếu ánh sáng vào, chất xúc tác quang hóa sẽ phân tách phân tử kỵ nước và nước hấp phụ (hóa học) nổi lên trên bề mặt

• Bước 3: Nước hấp phụ (hóa học) bên

trên sẽ hấp phụ (vật lý) và liên kết với nước khác.

• Bước 4: Nước hấp phụ (vật lý) trở

thành cấu trúc khi khuếch tán bề mặt và được làm ổn định.

Cơ chế ưa nước cảm quang

• Phương pháp sol-gel • Phương pháp quang khắc • Phương pháp khắc chùm tia điện tử

Điều chế những vật liệu Nano

Công nghệ Sol-Gel

• Tính năng diệt khuẩn

• Bề mặt siêu ưa nước

Ứng dụng chính của Vật liệu Nano TiO2

• Bề mặt phủ lớp màng mỏng Nano TiO2 có khả năng diệt khuẩn và chống rêu mốc

• Được ứng dụng trong các hợp chất

phủ trên bề mặt vật liêu như sơn tự làm sạch,thiết bị làm sạch không khí và khử mùi….

Về tính năng diệt khuẩn

Ngôi nhà dành cho những người bận rộn!

Về khả năng siêu ưa nước của bề mặt Nano TiO2

• Ứng dụng trong sản xuất các loại kính,gương

chống mờ (VD :kính ôtô,cửa kính….)

Làm bạn với ứng dụng của Công nghệ Nano - thật đơn giản !

1. Bề mặt tự sạch 2. Kính chống mờ 3. Đồ dùng diệt khuẩn 4. Thiết bị làm sạch không khí 5. Kính tự làm sạch 6. Thiết bị làm sạch môi trường

Đảo quốc sương mù sẽ không còn tai nạn giao thông do sương mù ?

Từ nay bạn không còn phải lo sợ SARS và H5N1 ?

Căn phòng của bạn là nơi nghỉ ngơi tuyệt vời?

Chất thải nhuộm

Nhà máy xử lý

Xử lý chất thải từ các khu công nghiệp ?