Xúc Tác Nano

• 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).

pdf38 trang | Chia sẻ: nguyenlinh90 | Lượt xem: 857 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Xúc Tác Nano, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Big Things From A Tiny World *** Xúc Tác Nano 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 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 TiO2-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 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 Nguyên lý cơ bản của xúc 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 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 • 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 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 Điều chế những vật liệu Nano • Phương pháp sol-gel • Phương pháp quang khắc • Phương pháp khắc chùm tia điện tử Công nghệ Sol-Gel Ứng dụng chính của Vật liệu Nano TiO2 • Tính năng diệt khuẩn • Bề mặt siêu ưa nước Về 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! 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? Xử lý chất thải từ các khu công nghiệp ? Chất thải nhuộm Nhà máy xử lý