giới thiệu về ứng dụng vật liệu nano - nano tio2

Nano và Công nghệ Nano là gì?Nano và Công nghệ Nano là gì?

• 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

• Công nghệ Nano là 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).

Đối tượng nghiên cứu của Đối tượng nghiên cứu của Công nghệ Nano :Công nghệ Nano :

• Công nghệ nano bao gồm các vấn đề chính sau đây:

- Cơ sở khoa học nano - Phương pháp quan sát

và can thiệp ở qui mô nm

- Chế tạo vật liệu nano - Ứng dụng vật liệu nano

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

• Vật liệu Nano được ứng dụng rất phổ biến hiện nay là Titanium dioxit - TiO2

TiOTiO22-Các dạng tồn tại trong tự nhiên :-Các dạng tồn tại trong tự nhiên :

Trong tự nhiên, TiO2 tồn tại dưới 3 dạng tinh thể là: Rutile, Anatase & Brookite

Rutile Anatase Brookite

Tính chất của TiOTính chất của TiO22

• 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 Chiếu tia UV vào bề mặt phủ lớp TiOlớp TiO22 mỏng 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

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

• 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

Các hạt bán dẫn đóng vai trò Các hạt bán dẫn đóng vai trò xúc tác quangxúc tác quang

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

Cơ chế của xúc tác quang:Cơ chế của xúc tác quang:

Khả năng oxy hóa mạnh các Khả năng oxy hóa mạnh các chất nhiễm hữu cơchất nhiễm hữu cơ

Vì sao TiOVì sao TiO22 được sử dụng làm được sử dụng làm vật liệu xúc tác quang ?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 Mức năng lượng vùng cấm của các chất bán dẫn tiêu biểucác chất bán dẫn tiêu biểu

Cơ chế phản ứng xúc tác quang hóa Cơ chế phản ứng xúc tác quang hóa TiOTiO22

Các chất hữu cơ bị phân hủy Các chất hữu cơ bị phân hủy trên bề mặt TiOtrên bề mặt TiO22

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

• Tại sao dạng Anatase quang hóa hiệu quả hơn dạng Rutile ?

• Do dạng anatase có vùng dẫn hóa trị cao hơn dạng rutile

Tính ưa nước và siêu ưa nước Tính ưa nước và siêu ưa nước

Góc tiếp xúc của nước với các Góc tiếp xúc của nước với các vật liệuvật liệu

Bề mặt thay đổi dần theo thời Bề mặt thay đổi dần theo thời gian chiếu tia UVgian chiếu tia UV

Ứng dụng trong bề mặt tự sạchỨng dụng trong bề mặt tự sạch

Sơ đồ cơ chế siêu ưa nước giả địnhSơ 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 quangCơ chế ưa nước cảm quang

Điều chế những vật liệu Điều chế những vật liệu Nano Nano

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

Công nghệ Sol-GelCông nghệ Sol-Gel

Ứng dụng chính của Vật liệu Ứng dụng chính của Vật liệu Nano TiONano TiO22

• Tính năng diệt khuẩn • Bề mặt siêu ưa nước

Về tính năng diệt khuẩnVề tính năng diệt khuẩn

• 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….

Ngôi nhà dành cho những người bận rộn!Ngôi nhà dành cho những người bận rộn!

Về khả năng siêu ưa nước của Về khả năng siêu ưa nước của bề mặt Nano TiObề mặt Nano TiO22

• Ứng dụng trong sản xuất các loại kính,gương chống mờ (VD :kính ôtô,cửa kính….)

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

1. Bề mặt tự sạch2. Kính chống mờ3. Đồ dùng diệt khuẩn4. Thiết bị làm sạch không khí5. Kính tự làm sạch6. Thiết bị làm sạch môi trường

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

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

Căn phòng của bạn là nơi Căn phòng của bạn là nơi nghỉ ngơi tuyệt vời?nghỉ ngơi tuyệt vời?

Xử lý chất thải từ các khu Xử lý chất thải từ các khu công nghiệp ?công nghiệp ?

Chất thải nhuộm Nhà máy xử lý