Nghiên cứu tổng hợp TiO2 ống nano bằng phương pháp anod hóa ứng dụng trong quang xúc tác

Việc điều chế TiO2 dạng ống nano được thực hiện bằng phương pháp anod hóa với anod Ti trong dung môi ethylene glycol hòa tan nước với sự hiện diện của NH4F. Mời các bạn tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tổng hợp TiO2 ống nano bằng phương pháp anod hóa ứng dụng trong quang xúc tácTAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 16, SOÁ T2 - 2013Nghiên cứu tổng hợp TiO2 ống nanobằng phương pháp anod hóa ứngdụng trong quang xúc tác Thái Thủy Tiên Lê Văn Quyền Âu Vạn Tuyền Hà Hải Nhi Nguyễn Hữu Khánh Hưng Huỳnh Thị Kiều Xuân Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, ĐHQG – HCM (Bài nhận ngày 20 tháng 01 năm 2013, nhận đăng ngày 10 tháng 9 năm 2013)TÓM TẮT Việc điều chế TiO2 dạng ống nano được TiO2 có hoạt tính quang xúc tác tốt nhất. Cácthực hiện bằng phương pháp anod hóa với tác giả đã điều chế được mạng ống nanoanod Ti trong dung môi ethylene glycol hòa TiO2 dạng anatase có độ trật tự cao, vớitan nước với sự hiện diện của NH4F. Sản đường kính trong đạt từ 65 đến 130 nm, độphẩm được thử hoạt tính quang xúc tác giảm dài ống trong khoảng 2–3 μm, có độ bámcấp methylene xanh dưới bức xạ UV A dính tốt trên Ti kim loại. Độ chuyển hóa của(bước sóng từ 320-380 nm). Các yếu tố: mẫu tốt nhất (diện tích 2x2cm) là 69% với –6thành phần dung dịch điện phân, điện thế, 100ml methylene xanh nồng độ 5.10 M sauthời gian điện phân, thời gian nung được 3 giờ được bức xạ dưới tia UV A.khảo sát nhằm tìm ra điều kiện chế tạo mẫuTừ khóa: TiO2 ống nano, xúc tác quang hóa, ethylene glycol, anod hóa.MỞ ĐẦU TiO2 là xúc tác quang hóa phổ biến nhất nhờ dung dịch điện phân chứa dung môi hữu cơ phâncó hiệu quả cao, giá thành thấp, trơ hóa học, bền cực có chứa F– đến anod hóa Ti trong dung dịchquang hóa. Mạng ống nano TiO2 trên nền kim điện phân không chứa F–. Việc ứng dụng cácloại với những tính chất hóa lý rất đặc trưng hứa nghiên cứu này trong lĩnh vực xúc tác quang hóahẹn sẽ được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực cũng đã được bắt đầu chú ý vài năm gần đây [7–này. Năm 2001, Gong và các cộng sự [4] lần đầu 10]. Các ưu điểm nổi bật có thể kể đến là: độ trậttiên điều chế ra cấu trúc mạng lưới TiO2 dài 500 tự cao của các đơn vị cấu trúc cỡ nano, được cốnm cố định trên nền titan bằng phương pháp anod định trên nền nên dễ thu hồi và tái sử dụng, diệnhóa kim loại titan trong dung dịch điện phân tích bề mặt xúc tác lớn. Dung dịch điện phân đãnước có HF. Quá trình tổng hợp anod hóa mạng được lựa chọn cho ứng dụng quang xúc tác làống nano TiO2 [1–6] có thể được chia thành các ethylene glycol–HF [7], propantriol–HF, NaF [8],giai đoạn từ anod hóa Ti trong dung dịch điện dung dịch nước NaF–Na2SO4 [9], glycerol–NH4Fphân nước, trong dung dịch điện phân đệm, trong [10]. Tùy vào điều kiện điều chế ban đầu như lựa Trang 5Science & Technology Development, Vol 16, No.T2- 2013chọn dung môi và hàm lượng F– trong dung dịch với sơ đồ điện phân như Hình 1. Khoảng cáchđiện phân, thế điện phân, thời gian điện phân... giữa 2 điện cực là 2 cm. Mẫu sau khi điện phânmà tính chất xúc tác quang hóa khác biệt nhau. được rửa sạch bằng nước cất, để khô và đemVì vậy việc triển khai nghiên cứu trong các điều nung ở 500C để chuyển từ pha vô định hìnhkiện cụ thể để xác định mối tương quan giữa: Kỹ sang pha tinh thể anatase.thuật điều chế – Hình thái, Cấu trúc sản phẩm –Hoạt tính quang xúc tác luôn là cần thiết đểhướng tới việc điều khiển được toàn bộ quy trìnhvà nâng cao hiểu biết căn bản về vấn đề quangxúc tác. Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi tiếnhành điều chế TiO2 ống nano được cố định trênnền Ti với mục tiêu tạo ra một xúc tác quang hóabằng phương pháp anod hóa Ti. Dung dịch điệnphân được lựa chọn là ethylene glycol với tỉ lệxác định nước hòa tan NH4F. Hoạt tính quangxúc tác được đánh giá qua việc giảm cấpmethylene xanh.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Hình 1. Sơ đồ minh họa bình điện phânĐiện cực Các mẫu được điều chế để khảo sát ảnh Anod: Tấm titanium kích thước 230,3 cm, hưởng của từng yếu tố theo chế độ một biến nhưđộ tinh khiết > 98%, được mài với giấy nhám sau: Nhóm A: thay đổi điện thế (20–60V); Nhómnước cỡ 1200, rửa sạch ngâm trong dung dịch B: thay đổi thời gian điện phân (1–10 giờ); NhómHNO3 1:1, sau đó rửa sạch bằng nước cất rồi sấy C: thay đổi khối lượng NH4F (0,25–1,0% );khô ở 100C trong 5 phút. Nối với cực dương của Nhóm D: thay đổi tỉ lệ thể tích nước: ethylenenguồn điện một chiều ...