Tổng hợp TiO2 NANO trong hệ vi nhũ tương

Đã tổng hợp thành công vật liệu TiO2 có cấu trúc nano bằng phương pháp tạo hệ vi nhũ tương kết hợp với điều kiện thủy nhiệt. Hình thái, thành phần pha của sản phẩm phụ thuộc nhiều vào điều kiện tổng hợp như hàmlượng chất hoạt động bề mặt CTAB, nhiệt độ thủy nhiệt và nhiệt độ nung. Thành phần pha thay đổi trong khoảng nhiệt độ nung từ 300 - 750 oC. Khi nung ở nhiệt độ thấp thành phần pha chủ yếu là anatase, tại nhiệt độ 450 oC bắt xuất hiện thêm pha rutile.

pdf10 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2759 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tổng hợp TiO2 NANO trong hệ vi nhũ tương, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
77 TẠP CHÍ KHOA HỌC, ðại học Huế, Số 65, 2011 TỔNG HỢP TiO2 NANO TRONG HỆ VI NHŨ TƯƠNG Trần Thái Hồ, Lê Thị Hồ, ðinh Quang Khiếu Trường ðại học Khoa học, ðại học Huế Trần Quốc Việt, Sở Khoa học và Cơng nghệ Thừa Thiên Huế Lê Cơng Sơn, Trung Tâm Bảo Tồn Di Tích Cố ðơ Huế TĨM TẮT Bài báo này trình bày kết quả tổng hợp TiO2 nano trong hệ vi nhũ tương. TiO2 nano đã được điều chế bằng phương pháp thủy phân tetra chloride titanium ở pha nước trong pha dầu gồm chất hoạt động bề mặt cation CTAB, cyclo-hexane và octanol. Sản phẩm TiO2 nano đã được đặc trưng bằng các phương pháp SEM, TEM, XRD và hấp phụ/khử hấp phụ đẳng nhiệt nitơ. Các ảnh hưởng của lượng CTAB và nhiệt độ thủy nhiệt đến hình thái của TiO2 nano cũng đã khảo sát. Với lượng CTAB lớn gây ra sự kết cụm mạnh tạo các hạt hình cầu đường kính khoảng micromet chứa các hạt xấp xỉ 20-25 nm. Vật liệu TiO2 nano nung ở nhiệt độ dưới 450 oC chỉ chứa pha anatase cịn ở nhiệt độ trên 450oC bắt đầu xuất hiện pha rutile. 1. ðặt vấn đề Hệ vi nhũ tương thường được sử dụng để tổng hợp TiO2 nano. Ahn và đồng nghiệp [1] đã tối ưu hĩa phương pháp này để tổng hợp TiO2 nano. Tỉ lệ H2O/chất hoạt động bề mặt, H2O/tiền chất TiO2, nồng độ amoniac, tốc độ thêm mẫu, và nhiệt độ phản ứng được khảo sát để tổng hợp TiO2 nano và sự phân tán hạt. TiO2 vơ định hình cĩ kích thước 20 nm và cĩ dạng tinh thể anatase ở 600oC và chuyển sang dạng rutile ở 900oC. Sun và đồng nghiệp [2] cũng đã tổng hợp TiO2 nano từ tiền chất TiCl4 phản ứng với amoniac trong hệ vi nhũ tương với dung mơi là cyclohexane và chất hoạt động bề mặt là poly(oxyethyl-ene)5 nonylephenolether và poly(oxyethylene)9 nonylephenol ether. Sản phẩm TiO2 vơ định hình chuyển sang dạng anatase ở 750 oC và dạng rutile ở nhiệt độ cao hơn 750oC. Ngồi ra TiO2 nano cũng cĩ thể hình thành bằng cách tiến hành thủy nhiệt titanium alkoxide trong mơi trường axit với dung mơi là cồn-nước [3]. Phương pháp thủy nhiệt cũng được sử dụng rộng rãi để tổng hợp ống TiO2 nano [4]. Phương pháp thủy nhiệt tại điểm sơi của dung mơi gần tương đồng với phương pháp thủy nhiệt ngoại trừ việc sử dụng dung mơi khơng nước [5]. Phương pháp này cĩ ưu điểm là dễ kiểm sốt kích thước cũng như độ phân tán và độ tinh thể hĩa của TiO2 nano. Ở Việt Nam, vật liệu TiO2 nano đã được nhiều nhà khoa học quan tâm với những thành cơng đáng khích lệ. Gần 100 cơng trình về vật liệu TiO2 nano đã được cơng bố trong và ngồi nước [6, 7, 8, 9, 10]. Tuy nhiên, các kết quả này tập trung vào nghiên cứu cơ bản, việc nghiên cứu một cách cĩ hệ thống vật liệu TiO2 nano chưa 78 nhiều. Trong các nghiên cứu trước đây chúng tơi đã trình bày kết quả tổng hợp TiO2 nano dạng sợi, dạng cầu bằng các phương pháp thuỷ nhiệt, thuỷ nhiệt kết hợp vi sĩng [8, 9,10]. Trong nghiên cứu này tổng hợp TiO2 nano sử dụng hệ vi nhũ tương sẽ được trình bày. 2. Thực nghiệm Các hố chất trong nghiên cứu này bao gồm TiCl4 99%, (NH2)2CO (ure), HCl 36-38%, ethanol, octanol, cyclohexane (Trung quoc, PA) và CTAB (cetyltriethylamino bromide, Aldrich). TiCl4 được sử dụng như một tiền chất để tổng hợp TiO2 nano trong hệ vi nhũ tương. Phương pháp tổng hợp trên cơ sở tạo hệ vi nhũ tương với pha nước gồm hỗn hợp pha nước (TiCl4 + Ure) và pha dầu (cyclohexane) với chất hoạt động bề mặt là CTAB và chất hoạt động bề mặt bổ sung là n-octanol. Quá trình tổng hợp như sau: 6 gam ure vào 30 ml dung dịch TiCl4 10% rồi khuấy đều tạo hỗn hợp đồng thể (TiCl4 + Ure) gọi là hỗn hợp 1. Sau đĩ, cho 1,5 g CTAB vào hỗn hợp (30 ml Octanol + 120 ml cyclo hexane) gia nhiệt ở 60oC trong bình tam giác 250 ml gọi là hỗn hợp 2. Cho hỗn hợp 1 chảy nhỏ giọt vào hỗn hợp 2 được điều nhiệt ở 60oC và khuấy mạnh bằng đũa khuấy trong thời gian 1 giờ được dung dịch trong suốt cĩ ánh tím nhạt gọi là hỗn hợp 3. Cho hỗn hợp 3 này vào bình Teflon thủy nhiệt ở nhiệt độ là 80oC trong 12 h. Sau đĩ, tăng nhiệt độ lên 100oC, 150oC và 200oC với mỗi nhiệt độ là 24 giờ. Sau khi thủy nhiệt, mẫu được lọc và rửa bằng hệ thống chiết shoxlet dung mơi là etanol 99% trong bốn lần, bằng dung dịch etanol:nước (50:50) và bằng nước cất. Sau đĩ, sấy khơ và đem nung mẫu theo nhiệt độ khảo sát. Ký hiệu các mẫu được trình bày ở bảng 1. Bảng 1. Bảng tĩm tắt các điều kiện tổng hợp vật liệu nano TiO2 Kí hiệu mẫu m CTAB (g) Nhiệt độ thủy nhiệt giai đoạn 1 (12h) Nhiệt độ thủy nhiệt giai đoạn 2 (24h) Nhiệt độ nung T1 0,5 g 80oC 80oC 450 oC T2 1,0 g 80oC 80oC 450oC T3 1,5 g 80oC 80oC 450oC T4 2,0 g 80oC 80oC 450oC T5 1,5 g 80oC 100oC 450oC T6 1,5 g 80oC 150oC 450oC T7 1,5 g 80oC 200oC 450oC T8 1,5 g 80oC 80oC 300oC T9 1,5 g 80oC 80oC 600oC T10 1,5 g 80oC 80oC 750oC 79 Thành phần pha của vật liệu tổng hợp được xác định bằng nhiễu xạ tia X (XRD) trên máy 8D Advance Bruker (ðức) với tia phát xạ Cu Kα cĩ bước sĩng λ = 1,5406 Å, gĩc quét từ 20 - 80o. Hình thái của sản phẩm được xác định bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM, JSM-5300LV) và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM, Jelo-350). Diện tích bề mặt và phân bố mao quản của mẫu được xác định bằng phương pháp hấp phụ - khử hấp phụ đẳng nhiệt N2 lỏng ở -196 oC trên máy ASAP 2010 (Micrometics). 3. Kết quả và thảo luận Hệ vi nhũ tương được quan tâm nhiều do nĩ cĩ thể tạo ra những ngăn rất nhỏ gọi là droplet, được tạo nên nhờ tính lưỡng cực của chất hoạt động bề mặt, được làm đầy bằng nước. Trong droplet này, một lượng chất hịa tan được trong nước cĩ thể phân tán, ví dụ, những muối của kim loại chuyển tiếp mà sau đĩ được dùng làm tiền chất để cuối cùng tạo hạt nano. Tuy nhiên, hệ này rất nhạy cảm với nhiệt độ do những tính chất vật lý và hĩa học của những thành phần của nĩ. Do đĩ, việc chọn hệ vi nhũ tương trong trường hợp tạo hạt nano là rất quan trọng, những hệ này ổn định ở nhiệt độ phịng hoặc ở nhiệt độ hơi cao (70oC). Trong phương pháp này, phản ứng bắt đầu bởi tác nhân bộc phát (phản ứng khơi mào) ngay trong hệ vi nhũ tương chứa tiền chất phản ứng, hỗn hợp lỏng được hoạt hĩa để bắt đầu thực hiện phản ứng và kết quả là tạo thành hạt. Ví dụ tia laser hoặc sĩng điện từ được sử dụng như tác nhân bĩp cị trong tổng hợp vàng nano. Trong bài báo này, hệ vi nhũ tương với pha nước gồm hỗn hợp pha nước (TiCl4 + Ure) và pha dầu (cyclohexane) với chất hoạt động bề mặt là CTAB và chất hoạt động bề mặt bổ sung là n-octanol, tác nhân bộc phát là nhiệt độ. Ở giai đoạn đầu, chủ yếu là quá trình phân hủy ure để tạo mơi trường bazơ, tiếp đến là quá trình thực hiện phản ứng kết tủa tạo hạt và sản phẩm cuối cùng được tạo thành sau khi nung. Quá trình phản ứng được biểu diễn bằng các phản ứng sau: (NH2)2CO + 3H2O → CO2 + 2NH3·H2O ( t o =80oC) (1) TiCl4 + 4(NH3.H2O) → TiO(OH)2 ↓ + 4 NH4Cl + H2O (2) TiO(OH)2 → TiO2 + H2O (3) Hình 1 trình bày ảnh SEM của vật liệu tổng hợp ở cùng nhiệt độ thủy nhiệt là 80oC với hàm lượng chất hoạt động bề mặt CTAB khác nhau. Từ ảnh SEM cĩ thể thấy ứng với hàm lượng CTAB khác nhau, hình thái sản phẩm thủy nhiệt là hồn tồn khác nhau. Ta cĩ thể thấy rằng, khi tăng hàm lượng chất HðBM CTAB thì hình thái của hạt cĩ sự thay đổi lớn, cụ thể là mẫu A-05 ứng với hàm lượng CTAB = 0,5 g thì tạo thành những hạt lớn cĩ đường kính dao động trong khoảng 100nm đến 150 nm, khơng đồng đều và kết cụm lại với nhau. Tiếp tục tăng hàm lượng CTAB lên 1g (A-10) thì hạt tạo thành bắt đầu nhỏ dần, đường kính của hạt vào khoảng 100 nm, cĩ sự đồng đều hơn, nhưng hình thái của hạt chưa ổn định và vẫn cịn hiện tượng kết cụm. Khi khối lượng CTAB đạt 1,5 g thì ta thấy hình thái hạt bắt đầu đạt được sự ổn định với hình dáng thuơn trịn như hạt đậu với chiều dài vào khoảng từ 50 nm đến 80 nm và cĩ sự đồng 80 đều. Tiếp tục tăng hàm lượng của CTAB lên 2 g (A-20) thì kích thước hạt cĩ nhỏ hơn đáng kể với đường kính vào khoảng 25 - 30 nm nhưng lại bắt đầu xuất hiện kết cụm lại và hình thái của hạt khơng ổn định. ðiều này cĩ thể được giải thích như sau: khi lượng nước và dầu được giữ ở giá trị thích hợp việc tăng lượng của chất hoạt động bề mặt sẽ tăng số droplet. ðiều này nghĩa là số ion kim loại trên một droplet sẽ giảm và dẫn đến kích thước các hạt cũng sẽ giảm. Một số nghiên cứu cho thấy kích thước của những droplet cĩ ảnh hưởng lớn tới kích thước của hạt sau khi keo tụ tiền chất. Tốc độ lớn của hạt bị điều khiển bởi sự cĩ mặt của chất hoạt động bề mặt, chúng sẽ giới hạn các nhân khơng cho phát triển quá nhanh. Do đĩ, các hạt phát triển cùng tốc độ, giúp cho việc hình thành hạt cĩ sự phân bố kích thước đồng nhất. Kích thước của các droplet ảnh hưởng tới kích thước của nhân nhưng kích thước của các hạt cuối cùng lại bị khống chế bởi các phân tử chất hoạt động bề mặt bao quanh. Như vậy nồng độ chất hoạt động bề mặt cĩ vai trị rất lớn trong việc tạo hạt nano cũng như độ phân tán của hạt. Hình 1. Ảnh SEM của các mẫu tổng hợp ở những hàm lượng CTAB khác nhau (a) A-0,5 ; (b) A-1,0; (c) A-1,5; (d) A-2,0 Sau khi đã xác định được hàm lượng chất hoạt động bề mặt CTAB phù hợp, chúng tơi tiến hành khảo sát sự thay đổi hình thái và sự tập hợp của vật liệu theo nhiệt độ thủy nhiệt. Từ hình 2 ta cĩ thể nhận thấy khi tăng nhiệt độ thủy nhiệt lên thì hình thái các hạt cĩ sự thay đổi, cụ thể khi tăng nhiệt độ thủy nhiệt lên 100oC ta nhận thấy rằng, các hạt nano cĩ xu hướng kết hợp lại thành những quả cầu. Tuy nhiên quá trình kết hợp vẫn chưa hồn tồn, vì vậy chúng ta cĩ thể thấy một số hạt cịn nằm rời rạc, một số khác đang kết hợp với nhau. Khi nhiệt độ quá trình thủy nhiệt tăng lên 150oC các hạt nano kết hợp với nhau tạo thành những quả cầu cĩ đường kính vào khoảng 1µm, tiếp tục thực a b c d 81 hiện quá trình tổng hợp ở 200oC thì những quả cầu cĩ xu hướng trịn đều lại và giữ đường kính hạt ổn định vào khoảng 1 µm. Từ kết quả trên cĩ thể thấy rằng nhiệt độ quá trình thủy nhiệt ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tự kết hợp của hạt nano TiO2. Cĩ thể mơ tả quá trình thủy nhiệt thành hai giai đoạn, ở giai đoạn đầu tất cả các mẫu đều được giữ ổn định ở 80oC trong vịng 12h. Ở giai đoạn này, chủ yếu là quá trình phân hủy ure để tạo mơi trường bazơ thực hiện phản ứng kết tủa theo các phản ứng (1), tạo thành kết tủa dạng TiO(OH)2. Ở giai đoạn 2, kết tủa được làm già trong 24h với nhiệt độ thay đổi từ 80o đến 200oC. Hình 2. Ảnh SEM và TEM của các mẫu được thủy nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau (a) T3; (b) T5; (c) T6; (d) T7 Do hệ vi nhũ tương chỉ ổn định ở nhiệt độ vào khoảng 75 - 80oC vì vậy nếu nhiệt độ thủy nhiệt ở giai đoạn 2 vẫn được giữ ở 80oC thì hệ vi nhũ tương khơng bị phá vỡ, vì vậy sau khi nung lớp vỏ micell bị cháy làm sản phẩm tạo thành tách rời nhau như ở hình 2 ứng với mẫu T3, nhưng khi nhiệt độ thủy nhiệt tăng lên 100oC thì hệ vi nhũ tương bắt đầu bị phá vỡ ngay trong dung dịch dẫn đến việc các hạt nano bắt đầu kết lại với nhau để tạo thành những cụm lớn hơn. Theo Sarayut Termnak [11], sự chuyển động của các hạt trong dung dịch sau khi bị phá vỡ lớp vỏ micell tuân theo định luật Brown, ngồi ra nhờ lực hấp dẫn và lực hút tĩnh điện Van der Waals làm cho các hạt tiến lại gần nhau và bắt đầu kết tụ lại. Vì vậy, cĩ thể nĩi rằng khi nhiệt độ thủy nhiệt tăng từ 100oC – 200oC thì các hạt kết tụ lại với nhau thành những khối cầu đồng nhất như hình số 3. a b c d 82 20 30 40 50 60 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 (d) (c) (b) (a) RR R R R R R R R R R R A A A A A A A A AAAA A A AAA A A A: Anatase R: Rutile Hình 3. Cơ chế tự kết hợp của các hạt nano dưới ảnh hưởng của nhiệt độ thủy nhiệt theo Sarayut Termnak [11] 2 theta Hình 4. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu TiO2 được nung ở các nhiệt độ khác nhau. (a) T8; (b) T3; (c) T9; (d) T10 Hình 4 biểu diễn giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của các mẫu T3, T8, T9, T10 ứng với nhiệt độ nung như đã nêu ở bảng 1 ở phần thực nghiệm. Từ kết quả XRD cho thấy sự thay đổi nhiệt độ nung ảnh hưởng rõ nét đến sự hình thành cấu trúc tinh thể của chất xúc tác TiO2 nano. Từ hình 4 cho thấy, với nhiệt độ nung thay đổi từ 300 oC-750oC, các mẫu vật liệu đều cĩ sự hình thành pha tinh thể anatase (No.88-1271) và rutile Lớp vỏ micell to > 80oC Các hạt chuyển động hỗn loạn Lớp vỏ micell bị phá Chuyển động Brown Lực tĩnh điện Van der Waals (Thuyết DLVO) Lực hấp dẫn Kết tụ Hạt nano vừa được tạo thành 83 (No.88-1172), tuy nhiên ở mẫu T8 chỉ cĩ pha anatase, khi tăng nhiệt độ nung lên 450oC thì bắt đầu xuất hiện pha rutile và khi tiếp tục tăng nhiệt độ nung lên thì số lượng pic nhiễu xạ đặc trưng cho pha rutile tiếp tục tăng lên. ðồng thời ta cĩ thể thấy rằng khi tăng dần nhiệt độ nung thì độ rộng của pic cũng hẹp dần, điều này cho thấy nhiệt độ nung khơng những ảnh hưởng đến thành phần pha tinh thể của vật liệu mà cịn ảnh hưởng mức độ kết tinh của vật liệu. ðẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ của mẫu T3 và T6 thuộc loại IV trình bày ở hình 5, mẫu T6 cĩ một vịng trễ kiểu H3 ở áp suất tương đối cao, cịn mẫu T3 cĩ vịng trễ kiểu H2. Diện tích bề mặt riêng SBET đối với mẫu T3 và T6 tương ứng là 10,5 va 60,3 m2/g. Giả thiết hình thái của các mẫu đều cùng là dạng cầu anatase (ρ =3,9 g/cm3) [12], đường kính là d (nm) của các hạt cầu này cĩ thể tính gần đúng theo cơng thức: 6 . BET d Sρ = lần lượt là 146 và 25 nm. ðiều này cho thấy, đối với mẫu T7 cĩ hình dạng là quả cầu với kích thước khá lớn vào khoảng 1µm cĩ cấu trúc xốp được tạo thành từ các hạt nano kích thước cỡ 25 nm. Kết quả quan sát TEM ở hình 2c cũng đã khẳng định thêm điều này. Mẫu T3 lại cĩ dạng hình thoi với kích thước vào khoảng 100 nm - 150 nm. Ngồi ra, vịng trễ ở mẫu T7 và mẫu T3 đều nằm ở vùng áp suất tương đối P/Po = 1,0 nên mẫu T3 và T7 chỉ cĩ đại mao quản (> 50 nm). ðại mao quản này tương ứng với các khe hay là vùng khơng gian hình thành giữa các hạt kề với nhau. 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 T h e t ic h h a p p h u ( cm 3 / g ) Ap suat tuong doi (P /Po) : A -1,5 : B -150 Hình 5. ðường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ N2 ở -196 oC của mẫu T3 và T6 Tính chất quang học của vật liệu quang xúc tác TiO2 được thể hiện qua phổ hấp thụ ánh sáng UV-Vis DRS của các mẫu xúc tác TiO2 ở điều kiện nung khác nhau được thể hiện trong hình 6. Theo kết quả này cho thấy, độ hấp thụ ánh sáng của các mẫu xúc tác với sự thay đổi nhiệt độ nung cĩ sự biến đổi đáng kể đặc biệt là mẫu T3 so với hai mẫu T9 và T10. Áp suất ương đối (P/Po) T h ể tí ch h ấp t h ụ (c m 3 / g) 84 Hình 6. Phổ hấp thu ánh sáng của các mẫu nano TiO2 được nung ở nhiệt độ khác nhau Từ hình trên, cĩ thể thấy đỉnh hấp thụ năng lượng photon của ánh sáng cĩ sự dịch chuyển nhẹ về phía vùng khả kiến, cường độ của pic giảm dần và trở nên tù hơn. ðiều này cĩ liên quan đến thành phần pha tinh thể của vật liệu. ðối với mẫu T3 thì pha tinh thể chủ yếu là anatase cịn đối với hai mẫu T9 và T10 pha rutile xuất hiện khá rõ nét hơn so với pha anatase. Mức chênh lệnh năng lượng giữa vùng dẫn và vùng hĩa trị của pha rutile là 3,05 eV, tương ứng với nguồn sáng cĩ bước sĩng 420 nm. Trong khi đĩ, mức chênh lệch năng lượng giữa vùng dẫn và vùng hĩa trị của anatase là 3,2 eV, tương ứng với nguồn sáng cĩ bước sĩng ngắn hơn là 387,5 nm. Như vậy, khi pha rutile trong vật liệu xúc tác chiếm ưu thế thì năng lượng vùng cấm giảm dần tức là dễ dàng hấp thụ ánh sáng cĩ bước sĩng dài hơn. Tuy nhiên, theo hình 6 cường độ hấp thụ ánh sáng tại vùng khả kiến của vật liệu cĩ pha rutile chiếm ưu thế lại bị giảm. 4. Kết luận ðã tổng hợp thành cơng vật liệu TiO2 cĩ cấu trúc nano bằng phương pháp tạo hệ vi nhũ tương kết hợp với điều kiện thủy nhiệt. Hình thái, thành phần pha của sản phẩm phụ thuộc nhiều vào điều kiện tổng hợp như hàm lượng chất hoạt động bề mặt CTAB, nhiệt độ thủy nhiệt và nhiệt độ nung. Thành phần pha thay đổi trong khoảng nhiệt độ nung từ 300 - 750oC. Khi nung ở nhiệt độ thấp thành phần pha chủ yếu là anatase, tại nhiệt độ 450oC bắt xuất hiện thêm pha rutile. 200 300 400 500 600 700 800 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 C u o n g d o ti n h ie u Buoc song (nm) C-450 C-600 C-750 C ư ờ ng đ ộ tí n h iệ u Bước sĩ ( ) 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Byung Tae Ahn, Hyeongtag Jeon, Bo Young Hur, Kibae Kim and Jong Wan Park, Formation of Spherical and Rod-Shaped TiO2 Nanocrystals Prepared by Reverse Micelle Method, Solid State Phenomena, 124, (2007), 687-690. [2]. Aihua Sun, Zhixiang Li, Ming Li, Gaojie Xu, Yong Li, Ping Cui, Synthesis of TiO2 nanospheres through microemulsion reactive precipitation, Nanostructured Materials, 11, (1999), 663-674. [3]. Seung Yong Chae, Myun Kyu Park, Sang Kyung Lee, Taek Young Kim, Sang Kyu Kim, Wan In Lee, Preparation of Size-Controlled TiO2 Nanoparticles and Derivation of Optically Transparent Photocatalytic Films, Chemistry of Materials, 15, (2003), 3326– 3331. [4]. Juan Yang, Sen Mei, José M. F. Ferreira, Hydrothermal synthesis of well-dispersed TiO2 nano-crystals, Materials Science and Engineering, 24, (2006), 2197-2200. [5]. Ling Wu, Jimmy C. Yu,Xinchen Wang, Lizhi Zhang, Jiaguo Yu, Characterization of mesoporous nanocrystalline TiO2 photocatalysts synthesized via a sol-solvothermal process at a low temperature, Journal of Solid State Chemistry, 178, (2004), 321-328. [6]. Ngơ Tuấn Anh, Nguyễn ðình Lâm, Xúc tác quang hĩa TiO2 “Micro Nano Composit” mang trên vật liệu nano carbon cĩ cấu trúc, Tạp chí Khoa học và Cơng nghệ ðại học ðà Nẵng, 26(3), (2007), 83-91. [7]. Nguyễn Văn Dũng, Phạm Thị Thuý Loan, ðào Văn Lượng, Cao Thế Hà, Nghiên cứu điều chế vật liệu xúc tác quang hĩa TiO2 từ sa khống ilmenite. Phần III: đánh giá hoạt tính quang hố xúc tác của TiO2 trong phản ứng quang phân huỷ Axít Orange 10, Tạp chí phát triển KH&CN, 9 (1), (2006), 24-30. [8]. Truong Van Chuong, Le Quang Tien Dung, Dinh Quang Khieu, Synthesis of Nano Titanium Dioxide and Its Application in Photocatalysis, Journal of the Korean Physical Society, Vol. 52, No. 5, (2008), 1526-1529. [9]. ðinh Quang Khiếu, Nguyễn Thị Mỹ Linh, Lê Thanh Sơn, Tổng hợp hydrogen titanate cĩ kích thước nano bằng phương pháp thủy nhiệt với sự hỗ trợ của sĩng siêu âm, Tạp chí Hố học, T. 47A, (2009), 348-353. [10]. ðinh Quang Khiếu, Nguyễn Lê Mỹ Linh và Nguyễn Khối, Nghiên cứu tổng hợp nano ống hydrogen titanate bằng phương pháp thủy nhiệt, Tạp chí Hố học, T. 47A, 6A, (2009), 341-347. [11]. Sarayut Termnak, Study of Sonication Effect and Stabilization of TiO2 Nanoparticles by Polyacrylamide, Mahidol University, Thailand, (2007). 86 [12]. Seung Yong Chae, Myun Kyu Park, Sang Kyung Lee, Taek Young Kim, Sang Kyu Kim, Wan In Lee, Preparation of Size-Controlled TiO2 Nanoparticles and Derivation of Optically Transparent Photocatalytic Films, Chemistry of Materials, 15, (2003), 3326–3331. SYNTHESIS OF NANO-SIZED TiO2 IN THE MICROEMULSION Tran Thai Hoa, Le The Hoa, Dinh Quang Khieu College of Sciences, Hue University Tran Quoc Viet, Department of Science and Technology Thua Thien Hue Province Le Cong Son, Hue Monuments Conservation Centre SUMMARY In the present paper, the synthesis of nano-sized TiO2 in the microemulsion was investigated. Nano-sized TiO2 were prepared using the hydrolysis of tetra chloride titanium in water in oil microemulsions consisting water, cationic surfactant (CTAB), cyclo-hexane and octanol. The physical properties of obtained titanium oxides were studied by TEM, SEM, XRD and isotherm of nitrogen adsorption/desorption. The effect of CTAB amount and hydrothermal temperature in the morphologies of obtained TiO2 was investigated. The results showed that the particle size decreases with an increase of CTAB. However, the large amount of CTAB provided the morphology with strong agglomerates. The particles are exhibited by a loose spherical shape with around some micrometer containing very fine particles around 20-25 nm. Nano- sized TiO2 calcined at temperature less than 450 oC consist of anatase phase and the rutile phase begins to appear at 450oC.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdf65_8_6745.pdf
Luận văn liên quan