Đang tải... (xem toàn văn)
Vật liệu TiO2 được biết đến là vật liệu bán dẫn có tính chất quang xúc tác và tính chất ưa nước khi khích thích bằng ánh sáng. Vì lý do đó, TiO2 được coi là vật liệu chức năng rất có tiềm năng tạo ra các vật liệu có tính năng tự làm sạch cho các ứng dụng thực tế. Tính chất ưa nước khi kích thích quang của bề mặt vật liệu liên quan chặt chẽ với tính chất vật liệu, cấu hình bề mặt và các tác nhân kích thích. Vì lý do đó, nghiên cứu tính ưa nước của vật liệu là đối tượng rất hấp dẫn về mặt học thuật trong việc nghiên cứu tính chất cũng như quá trình vật lý trên bề mặt.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, TÍNH CHẤT XÚC TÁC QUANG VÀ ƯA NƯỚC CỦA MÀNG TỔ HỢP TIO2/SIO2 VÀ TIO2/PEG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL-GEL LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ HÀ NỘI – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, TÍNH CHẤT XÚC TÁC QUANG VÀ ƯA NƯỚC CỦA MÀNG TỔ HỢP TIO2/SIO2 VÀ TIO2/PEG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL-GEL LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 44 01 04 Người hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ Nguyễn Trọng Tĩnh Tiến sĩ Nghiêm Thị Hà Liên Hà Nội – 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn TS Nguyễn Trọng Tĩnh TS Nghiêm Thị Hà Liên Các kết số hợp tác nghiên cứu mà sử dụng luận án đồng ý đồng tác giả Các số liệu, kết luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận án Nguyễn Thị Mai Hương DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN Ký hiệu Giải nghĩa TiO2 Titan đioxit PIH Tính chất ưa nước bề mặt chiếu sáng (PhotoInduced Hydrophilic) θ γlv Góc tiếp xúc giọt chất lỏng bề mặt rắn Năng lượng tiếp xúc bề mặt chất rắn với pha hay lượng tự bề mặt chất rắn Năng lượng tiếp xúc bề mặt chất lỏng với pha hay lượng tự bề mặt chất lỏng γsl Năng lượng tiếp xúc bề mặt chất rắn với chất lỏng γsv P25 TiO2 (kích thước hạt ~25nm) hãng Degussa TPOT Tetraisopropylorthotitanat (C12H28O4Ti) TEOS Tetraethylorthosilicat (C8H20O4Si) PEG Polyethylene glycol (H-(O-CH2-CH2)n-OH) SiO2 Ôxit Silic UV Ánh sáng tử ngoại (10nm - 380nm) UVA λ eV Bước sóng Electron Volt – Đơn vị lượng - Điện tử + Lỗ trống e h Ánh sáng tử ngoại gần (315nm-380 nm) hv Năng lượng (ánh sáng tới) * Oxygen Radical * OH Hydroxyl Radical OH- Hydroxyl Ion MB Methylene Blue (Xanh Methylene) O MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU …………………………………………………………… ……………… CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẬT LIỆU TITAN ĐIOXIT (TIO2) CẤU TRÚC NANO………………………………………………………………………………… 1.1 Vật liệu nano TiO2……………………………………………………………… 1.1.1 Giới thiệu chung vật liệu nano TiO2………………………………… 1.1.2 Tính chất quang xúc tác vật liệu nano TiO2………………………… 1.1.2.1 Cơ chế xúc tác quang vật liệu nano TiO2…………………… 6 90 1.1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất quang xúc tác……………… 1.1.3 Các hệ vật liệu nano TiO2 biến tính……………………………………… 1.1.3.1 Vật liệu nano TiO2 biến tính kim loại, phi kim……………… 1.1.3.2 Hệ vật liệu nano TiO2/SiO2, TiO2/PEG………………………… 1.1.4 Các ứng dụng vật liệu TiO2………………………………………… 10 12 12 13 14 Hiệu ứng ưa nước màng mỏng nano TiO2……………………………… 1.2.1 Khái niệm ưa nước, kị nước bề mặt vật rắn ……………………… 1.2.2 Cơ chế ưa nước kích thích ánh sáng vật liệu nano TiO2…… 1.2.3 Một số nghiên cứu hướng đến yếu tố ảnh hưởng lên hiệu ứng ưa nước màng TiO2……………………………………………………… 1.2.4 Một số ứng dụng dựa hiệu ứng ưa nước màng TiO2…………… 16 16 17 Kết luận chương 1……………………………………………………………… CHƯƠNG 2: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO, QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…………………………………………… 2.1 Công nghệ chế tạo vật liệu nano TiO2………………………………………… 2.1.1 Công nghệ chế tạo vật liệu nano………………………………………… 2.1.2 Quá trình sol-gel chế tạo vật liệu nano…………………………………… 2.1.3 Quá trình sol-gel chế tạo vật liệu màng mỏng tảng nano TiO2……………………………………………………………………… 27 2.1.3.1 Quá trình thủy phân ngưng tụ chế tạo sol TiO2………………… 2.1.3.2 Quy trình cơng nghệ chế tạo màng mỏng cấu trúc nano TiO2… 32 33 1.2 2.2 Một số phương pháp nghiên cứu tính chất quang xúc tác cho vật liệu nano TiO2……………………………………………………………………………… 2.2.1 Phương pháp hấp thụ UV-VIS xác định nồng độ dung dịch, nghiên cứu độ rộng vùng cấm bán dẫn…………………………………………… … 2.2.2 Phương pháp đo phân hủy chất mầu hữu qua xác định tốc độ phản ứng quang xúc tác ……………………………………………………… 2.3.3 Phương pháp đo khả diệt khuẩn hiệu ứng quang xúc tác…… 20 23 28 28 28 29 32 32 36 36 38 40 2.3 Phương pháp đánh giá tính chất ưa nước kỹ thuật đo góc tiếp xúc… 2.3.1 Kỹ thuật đo góc tiếp xúc………………………………………………… 41 42 2.3.2 Kỹ thuật đánh giá tính ưa nước …………………………………….…… 47 Kết luận chương 2……………………………………………………… …… CHƯƠNG 3: NĂNG LƯỢNG TỰ DO BỀ MẶT CHẤT RẮN VÀ GÓC TIẾP XÚC PHA - RẮN LỎNG MƠ HÌNH TÍNH TỐN NĂNG LƯỢNG BỀ MẶT CHO VẬT LIỆU TIO2………………………………………………………… …… 3.1 Năng lượng tự bề mặt mối quan hệ với tính dính ướt, góc tiếp xúc 50 giọt chất lỏng bề mặt chất rắn…………………………………… …… 3.1.1 Sức căng bề mặt chất lỏng…………………………………… …… 51 51 3.1.2 Năng lượng tự bề mặt chất rắn………………………………… …… 3.1.3 Mối liên hệ góc tiếp xúc pha rắn - lỏng lượng bề mặt… … 3.1.4 Các cách tiếp cận xác định lượng bề mặt thơng qua góc tiếp xúc… 53 55 60 Tổng quan số cách tính lượng bề mặt cho TiO2 nghiên cứu giới……………………………………………………… ……… 3.3 Phương pháp luận tính tốn lượng bề mặt TiO2 quang xúc tác luận án…………………………………………………………………………… Kết luận chương 3…………………………………………………… ……… CHƯƠNG 4: CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO, TÍNH CHẤT CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU TIO2/SIO2 VÀ TIO2/PEG…………………………………………… ……… 4.1 Hệ vật liệu nano phúc hợp TiO2/SiO2………………………………………… 4.1.1 Kết chế tạo vật liệu TiO2/SiO2………………………………… …… 4.1.2 Các kết nghiên cứu tính chất cấu trúc……………………………… 4.1.2.1 Cấu trúc pha tinh thể vật liệu TiO2/SiO2……………… … 4.1.2.2 Cấu trúc hình thái bề mặt màng TiO2/SiO2……………… …… 51 3.2 4.1.2.3 Phổ hấp thụ hồng ngoại…………………………………….…… 4.1.3 Kết nghiên cứu tính chất quang xúc tác hệ vật liệu nano phúc hợp TiO2/SiO2…………………………………………………………… … 4.1.3.1 Kết nghiên cứu khả phân hủy chất mầu methylene Blue………………………………………………………… … 4.1.3.2 Kết nghiên cứu khả diệt khuẩn (E.Coli)………….… 4.2 Hệ vật liệu nano xốp TiO2/PEG…………………………………….………… 4.2.1 Kết chế tạo vật liệu nano xốp TiO2/PEG…………………………… 4.2.2 Các kết nghiên cứu tính chất cấu trúc…………………….………… 61 66 69 71 71 71 74 74 76 77 79 79 82 86 86 89 4.3 4.2.2.1 Cấu trúc pha tinh thể vật liệu TiO2/PEG………… ……… 4.2.2.2 Cấu trúc hình thái bề mặt màng TiO2/PEG…………… ……… 89 91 4.2.2.3 Diện tích bề mặt riêng vật liệu nano xốp TiO2/PEG… …… 92 4.2.3 Kết nghiên cứu tính chất quang xúc tác hệ vật liệu nano xốp TiO2/PEG………………………………………………………………… 93 Ứng dụng hệ vật liệu nano phúc hợp TiO2/SiO2 hệ vật liệu nano xốp TiO2/PEG……………………………………………………………….……… 4.3.1 Triển khai thử nghiệm khả diệt khuẩn cho sở y tế……… 95 95 4.3.2 Triển khai thử nghiệm tính nước………………………………………… 101 Kết luận chương 4……………………………………………………………… 103 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ƯA NƯỚC VÀ NĂNG LƯỢNG BỀ MẶT CỦA HAI HỆ VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC TIO2/SIO2, TIO2/PEG……………………………………………………………… …………… 5.1 Tính ưa nước lượng bề mặt hệ vật liệu nano phức hợp TiO2/SiO2………………………………………………………………………… 5.1.1 Tính chất ưa nước hệ vật liệu nano phức hợp TiO2/SiO2…………… 5.1.2 Năng lượng bề mặt màng TiO2/SiO2……………………………….…… 5.2 105 106 106 111 Tính ưa nước lượng bề mặt hệ vật liệu nano xốp TiO2/PEG.… 118 5.2.1 Tính chất ưa nước hệ vật liệu nano xốp TiO2/PEG………………… 118 5.2.2 Năng lượng bề mặt màng TiO2/PEG…………………………………… 125 Kết luận chương 5……………………………………………………………… 130 KẾT LUẬN…………………………………………………………………………… NHỮNG ĐÓNG GĨP MỚI CỦA LUẬN ÁN………………………………………… PHỤ LỤC ……………………………………………………………………………… CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ……………………………….…… TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………… …… 132 133 134 136 137 DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ Bảng biểu Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 4.1.1 Bảng 4.2.1 Bảng 4.2.2 Bảng 4.2.3 Bảng 5.1.1 Bảng 5.1.2 Bảng 5.1.3 Bảng 5.1.4 Bảng 5.1.5 Bảng 5.1.6 Bảng 5.1.7 Bảng 5.2.1 Bảng 5.2.2 Bảng 5.2.3 Bảng 5.2.4 Bảng 5.2.5 Bảng 5.2.6 Một số đặc tính cấu trúc dạng thù hình TiO2 Góc tiếp xúc đo phụ thuộc vào độ xốp màng Diện tích bề mặt riêng phụ thuộc tỷ lệ PEG SiO2 Sức căng bề mặt số chất lỏng chất rắn tiếp xúc với khơng khí Giá trị lượng bề mặt số vật liệu thông dụng tiếp xúc với không khí Tỷ lệ sống sót vi khuẩn E coli theo thời gian chiếu sáng Khối lượng PEG đưa vào theo tỷ lệ phần tram từ 0÷50% Độ dày màng TiO2/PEG (0÷50%) theo nồng độ dung dịch số lần quay phủ Diện tích bề mặt riêng mẫu bột TiO2/PEG (0÷50%) Giá trị góc tiếp xúc giọt nước màng TiO2/SiO2 (0÷50%) theo thời gian chiếu sáng Giá trị tốc độ bão hòa, góc tiếp xúc bão hòa nước bề mặt màng TiO2/SiO2 (0÷50%) Giá trị lượng bề mặt chất lỏng Giá trị góc tiếp xúc chất lỏng khác bề mặt màng TiO2/SiO2 (0÷50%) thời điểm chưa chiếu sáng Giá trị lượng bề mặt SV màng TiO2/SiO2 (0÷50%) thời điểm 0, 30, 60, 90, 120 phút chiếu sáng Giá trị lượng bề mặt svbão hòa màng TiO2/SiO2(0÷50%) Giá trị góc tiếp xúc nước, lượng bề mặt (SV) lượng tiếp xúc nước với bề mặt màng (sl) màng TiO2/SiO2 (0÷50%) Giá trị góc tiếp xúc bão hòa nước bề mặt màng TiO2/PEG (0÷50%) Giá trị góc tiếp xúc bão hòa tốc độ đạt giá trị bão hòa góc tiếp xúc mẫu có độ dày khác Giá trị góc tiếp xúc chất lỏng khác bề mặt màng TiO2/PEG (0÷50%) thời điểm chưa chiếu sáng Giá trị lượng bề mặt sv màng TiO2/PEG (0÷50%) thời điểm 0, 30, 60, 90, 120, 150 phút chiếu sáng Giá trị lượng bề mặt (γsv ) bão hòa mẫu TiO2/PEG (0÷50%) Giá trị góc tiếp xúc θ nước, lượng bề mặt (γsv) lượng tiếp xúc nước với bề mặt màng (γsl) màng TiO2/PEG (0÷50%) Hình vẽ Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Cấu trúc tinh thể dạng thù hình TiO2 Khối bát diện TiO2 Giản đồ lượng TiO2 anatase rutile Sơ đồ nguyên lý chế quang xúc tác TiO2 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 1.13 Hình 1.14 Hình 1.15 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.16 Hình 2.17 Hình 2.18 Hình 2.19 Hình 2.20 Hình 2.21 Hình 2.22 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Những lĩnh vực ứng dụng TiO2 Hình ảnh bề mặt phun sương kính thường (a) kính phủ TiO2 (b) Bề mặt kị nước (a); Bề mặt ưa nước (b) Cơ chế ưa nước TiO2 chiếu sáng đề xuất Wang cộng Cơ chế ưa nước TiO2 chiếu sáng đề xuất Sakai cộng Góc tiếp xúc giọt nước với màng có độ dày khác thời điểm trước chiếu sáng (a, b, c) sau chiếu sáng (a’, b’, c’) Mật độ nhóm OH phụ thuộc kích thước hạt Ảnh FE-SEM màng TiO2/PEG (a)0.003M, (b)0.006M, (c) 0.010M (d)0.012M Góc tiếp xúc theo thời gian chiếu sáng mẫu có diện tích bề mặt riêng khác Q trình khử xảy bề mặt ưa nước Một số ứng dụng vào đời sống vật liệu nano TiO2 Kỹ thuật Sol-gel sản phẩm Phương pháp phủ quay Các giai đoạn phương pháp phủ quay Quan hệ hình học nhiễu xạ tia X từ nguyên tử nằm mặt phẳng phản xạ Phương pháp Tauc Plot xác định độ rộng vùng cấm chất bán dẫn Sơ đồ khối hệ đo tính quang xúc tác thông qua đo phân hủy Methylene Blue Độ hấp thụ dãy nồng độ MB chuẩn Một số hình ảnh quy trình đánh giá mức độ diệt khuẩn màng quang xúc tác Góc tiếp xúc Đo góc tiếp xúc phương pháp phản xạ quang Đo góc tiếp xúc phương pháp giao thoa Đo góc tiếp xúc phương pháp chiếu bóng Đo góc tiếp xúc gián tiếp cách đo đường kính vết loang giọt nước Sơ đồ cấu trúc thiết bị đo góc tiếp xúc Cách tính góc tiếp xúc trường hợp giọt chất lỏng hình chỏm cầu Thiết bị đo góc tiếp xúc Hình ảnh giọt chất lỏng quan sát qua camera Giá trị góc tiếp xúc tính phần mềm ImageJ Phân loại bề mặt ưa nước, kị nước Hiện tượng dính ướt chất lỏng tiếp xúc với bề mặt rắn Góc tiếp xúc giọt chất lỏng bề mặt rắn Zisman Plot Hình vẽ mơ tả sức căng bề mặt gây lực không cân phân tử chất lỏng bề mặt Khối chất rắn khác pha Khối chất rắn pha Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 4.1.11 Mối quan hệ tương tác lượng Mơ hình tương tác phân tử bề mặt chất rắn tiếp xúc pha Minh họa định hướng nhóm phân cực không phân cực để giảm thiểu lượng bề mặt Mối tương quan góc tiếp xúc, khả dính ướt lượng bề mặt Năng lượng bề mặt đơn vị diện tích (■) màng TiO2 chế tạo phương pháp (A) CVD (B) theo thời gian chiếu sáng UV(A) (□): thành phần không phân cực; (◊): thành phần phân cực Quy trình chế tạo sol TiO2/SiO2 (0÷50%) Mẫu bột TiO2/SiO2 Màng TiO2/SiO2 (0÷50%) đế kính thiêu kết 5000C Màng TiO2/SiO2 (0÷50%) đế silic thiêu kết 5000C, 6000C, 7000C 8000C Ảnh SEM bề mặt cắt ngang màng mỏng TiO2/SiO2, độ dày màng 300nm Ảnh SEM bề mặt màng mỏng TiO2/SiO2 (0%) quay phủ lần Phổ nhiễu xạ tia X bột TiO2/SiO2 (0÷50%) thiêu kết 5000C Phổ nhiễu xạ tia X bột TiO2/SiO2 (0÷50%) thiêu kết 8000C Ảnh SEM màng TiO2/SiO2 (0%) thiêu kết 5000C, 6000C, 7000C 8000C Ảnh SEM màng TiO2/SiO2 (10%) (a) TiO2/SiO2 (40%) (b) thiêu kết 8000C Kích thước hạt đo khoảng 15 30nm Phổ hấp thụ hồng ngoại mẫu TiO2 đơn Hình 4.1.12 Phổ hấp thụ hồng ngoại mẫu SiO2 đơn Hình 4.1.13 Phổ hấp thụ hồng ngoại mẫu TiO2/SiO2 (10%) Hình 4.1.14 Phổ hấp thụ hồng ngoại mẫu TiO2/SiO2 (30%) Chuẩn bị thí nghiệm đo phân hủy MB màng TiO2/SiO2 (0÷50%) Nồng độ MB theo thời gian chiếu sáng Đường Ln(C0/Ct) theo thời gian chiếu sáng Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 4.1.1 Hình 4.1.2 Hình 4.1.3 Hình 4.1.4 Hình 4.1.5 Hình 4.1.6 Hình 4.1.7 Hình 4.1.8 Hình 4.1.9 Hình 4.1.10 Hình 4.1.15 Hình 4.1.16 Hình 4.1.17 Hình 4.1.18 Hình 4.1.19 Hình 4.1.20 Hình 4.2.1 Hằng số tốc độ phân hủy MB phụ thuộc tỷ lệ % SiO2 Tỷ lệ vi khuẩn sống sót theo thời gian chiếu sáng Hình ảnh chụp đĩa khuẩn E Coli sống sót theo thời gian chiếu sáng Quy trình chế tạo huyền phù nano TiO2/PEG Hình 4.2.2 Phổ nhiễu xạ tia X mẫu TiO2/PEG (0÷50%) thiêu kết 5000C Hình 4.2.3 Phổ nhiễu xạ tia X mẫu TiO2/PEG (0÷50%) thiêu kết 6500C Phổ nhiễu xạ tia X mẫu TiO2/PEG (0%, 30% 50%) thiêu kết 8000C Ảnh SEm mẫu màng TiO2/PEG (0÷50%) Nồng độ MB theo thời gian chiếu sáng Hình 4.2.4 Hình 4.2.5 Hình 4.2.6 Hình 4.2.7 Hình 4.2.8 Hình 4.3.1 Hình 4.3.2 Đường Ln(C0/Ct) theo thời gian chiếu sáng Hằng số tốc độ phân hủy MB phụ thuộc tỷ lệ % PEG Cơ sở tiến hành thử nghiệm khả diệt khuẩn TiO2/SiO2 Mẫu Sol TiO2/SiO2 132 KẾT LUẬN Luận án tiến hành chế tạo hệ vật liệu TiO2/SiO2, TiO2/PEG nghiên cứu thực nghiệm tính chất tinh thể, cấu hình nano, khả tạo độ dày khác màng đề thủy tinh, phiến silic… Việc kiểm sốt cấu hình, độ xốp, độ dày lớp TiO2 tạo mẫu màng mỏng có cấu hình mong muốn cho nghiên cứu tính chất xúc tác quang tính ưa nước đối tượng cần nghiên cứu Luận án tiến hành nghiên cứu thực nghiệm tính chất xúc tác quang hệ màng mỏng TiO2/SiO2, TiO2/PEG phương pháp chuyên dụng trạng thái khơng bị kích thích có kích thích xạ ánh sáng tử ngoại UV Kết thu cho thông tin động học phản ứng xúc tác quang góp phần làm rõ chế xúc tác quang hệ vật liệu TiO2 cấu trúc nano Tính ưa nước hệ màng TiO2 cấu trúc nano nghiên cứu có hệ thống kỹ thuật đo góc tiếp xúc bán định lượng dựa mơ hình lý thuyết vi mơ bề mặt chất rắn có tác nhân kích thích Kết cho thấy thay đổi lượng bề mặt màng TiO2 cấu trúc nano trường hợp tiếp xúc với khơng khí chất lỏng nước có thay đổi tăng lên kích thích xạ ánh sáng tử ngoại UV Động học thay đổi lượng bề mặt màng TiO2 cấu trúc nano có mối liên hệ chặt chẽ tính tương đồng với tính chất xúc tác quang Những thơng tin thu góp phần làm rõ thêm chất chế hiệu ứng siêu ưa nước TiO2 cấu trúc nano Kết cho thấy hiệu ứng siêu ưa nước có nguồn gốc nhóm radical xúc tác quang sinh kích thích xạ UV 133 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Chế tạo thành công vật liệu TiO2 TiO2 biến thể cấu trúc nano phương pháp sol-gel Kiểm soát cấu trúc nano màng mỏng TiO2 Ức chế trình chuyển pha nhiệt độ cao từ cấu hình Anatase có hoạt tính quang xúc tác cao sang pha Rutile có hoạt tính quang xúc tác thấp Xây dựng phương pháp luận để tính tốn định lượng lượng bề mặt pha rắn dựa lý thuyết vi mô vật lý chất rắn Trên sở phương pháp luận này, tính tốn định lượng lượng bề mặt chất rắn từ liệu thực nghiệm đo góc tiếp xúc pha lỏng-rắn kỹ thuật đo góc tiếp xúc Nghiên cứu định lượng lượng bề mặt màng quang xúc tác TiO2 cấu trúc nano tác động kích thích xạ UV Qua đưa chứng thực nghiệm hiệu ứng vật lý là: ánh sáng kích thích làm thay đổi lượng bề mặt vật liệu quang xúc tác Chỉ mối tương quan chế quang xúc tác chế siêu ưa nước hệ vật liệu TiO2 cấu trúc nano Cung cấp liệu thực nghiệm có định lượng, góp phần củng cố thêm giả thuyết nguồn gốc hiệu ứng siêu ưa nước hệ vật liệu TiO2 134 PHỤ LỤC Chương trình code Matlab để tính γsv từ số liệu đo góc tiếp xúc dung dịch khác bề mặt chất rắn function f = contact_angle_7a(x) teta=[θ1, θ2,……………θ7]*pi/180; (θ giá trị góc tiếp xúc đo dung dịch bề mặt màng, ví dụ dùng dung dịch khác để đo) gama_lv=[γLV1, γLV2……………., γLV7]/1000; (giá trị lượng γLV chất lỏng dùng để đo) syms be_ta; syms gama_sv; S1=cos(teta(1)); S1=S1+1-2*sqrt(gama_sv/gama_lv(1))*exp(-be_ta*(gama_lv(1)-gama_sv).^2); S1=S1.^2; S2=cos(teta(2)); S2=S2+1-2*sqrt(gama_sv/gama_lv(2))*exp(-be_ta*(gama_lv(2)-gama_sv).^2); S2=S2.^2; S3=cos(teta(3)); S3=S3+1-2*sqrt(gama_sv/gama_lv(3))*exp(-be_ta*(gama_lv(3)-gama_sv).^2); S3=S3.^2; S4=cos(teta(4)); S4=S4+1-2*sqrt(gama_sv/gama_lv(4))*exp(-be_ta*(gama_lv(4)-gama_sv).^2); S4=S4.^2; S5=cos(teta(5)); S5=S5+1-2*sqrt(gama_sv/gama_lv(5))*exp(-be_ta*(gama_lv(5)-gama_sv).^2); S5=S5.^2; S6=cos(teta(6)); S6=S6+1-2*sqrt(gama_sv/gama_lv(6))*exp(-be_ta*(gama_lv(6)-gama_sv).^2); S6=S6.^2; S7=cos(teta(7)); S7=S7+1-2*sqrt(gama_sv/gama_lv(7))*exp(-be_ta*(gama_lv(7)-gama_sv).^2); S7=S7.^2; S=S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7; S=simplify(S); 135 S_beta=diff(S,be_ta); S_beta=simplify(S_beta); S_gama_sv=diff(S,gama_sv); S_gama_sv=simplify(S_gama_sv); f1=matlabFunction(S_beta); f1=f1(x(1),x(2)); f2=matlabFunction(S_gama_sv); f2=f2(x(1),x(2)); f=[f1;f2]; end Sau lưu file code nhập số liệu từ thực nghiệm, để tính tốn giá trị lượng bề mặt hệ vật liệu TiO2/SiO2 TiO2/PEG ta chạy file code sau: x0=[180; 50/1000]; [x,fval]=fsolve(@contact_angle_7a,x0) (x: giá trị lượng bề mặt chất rắn sv; fval: giá trị β) 136 CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Nguyen Thi Mai Huong, Lê Thi Thu Huong, Hoang Chung Hieu, Tran Thi Duc, and Nguyen Trong Tinh Optimization of Nanocomposite TiO2/Hydroxyl Apatite for the Photocatalytic Paint, Journal of Materials Science and Engineering A (5) (2013) 329-333 Nguyen Thi Mai Huong, Le Thi Thu Huong, Le Van Truyen, Nguyen Thanh Binh, Tran Thi Duc, and Nguyen Trong Tinh The study of Photocatalytic Properties of nanocomposite Material by Mean of Spectroscopies, VNU Jounal of Science: Mathematics – Physics, Vol 31, No 1S (2015) 115-122 Nguyễn Thị Mai Hương, Lê Thị Thu Hương, Nguyễn Thanh Bình, Nguyễn Trọng Tĩnh Chế tạo nghiên cứu tính chất bề mặt màng vật liệu tự làm siêu ưa nước TiO2 Kỷ yếu Hội nghị Vật lý chất rắn Khoa học vật liệu toàn quốc lần thứ Quyển 1, 2015, trang 216-218 Khac An Dao, Thi Thuy Nguyen, Thi Mai Huong Nguyen and Duy Thien Nguyen Comparison of some morphological and absorption properties of the nanoparticles Au / TiO2 embedded films prepared by different technologies on the substrates for application in the plasmonic solar cell, Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, IOP Publishing, (2015) 015018 Nguyen Thi Mai Huong, Nguyen Thanh Binh, Le Thi Thu Huong, Nguyen Dinh Dung and Nguyen Trong Tinh Effect of Fabrication Process on the Hydrophilic Properties of Porous TiO2 Thin Films for Self-Cleaning Application, Journal of Materials Science and Engineering B (5-6) (2016) 126-130 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Thị Đức, (2003), “Nghiên cứu chế tạo loại màng xúc tác quang TiO2 để xử lý chất độc hại khơng khí nước” Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Nguyễn Thị Huệ, (2010), “Nghiên cứu xử lý nhiễm khơng khí vật liệu sơn Nano TiO2/Apatite,TiO2/Al2O3 TiO2/bông thạch anh” Báo cáo tổng kết đề tài chương trình khoa học trọng điểm cấp nhà nước Mã số: KC.08.26/06-10 Nguyễn Trọng Tĩnh, (2014), “Triển khai chế tạo phát triển ứng dụng vật liệu xúc tác quang Tự làm cho mục đích mơi trường chuyên dụng dân dụng” Báo cáo tổng kết đề tài độc lập cấp Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Mã số:VAST.ĐL.05/12-13 Nguyễn Thị Tuyết Mai,(2015), “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu titan dioxit có hoạt tính xúc tác quang vùng khả kiến khả ứng dụng gốm sứ, thủy tinh” Luận án Tiến sĩ, Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Xuân Văn, (2011), Nghiên cứu chế tạo màng mỏng TiO2 nhằm cho mục tiêu ứng dụng quang xúc tác, Khóa luận tốt nghiệp, Đại học Cơng nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội Huỳnh Chí Cường, “Tổng hợp nghiên cứu tính chất quang màng TiO2 ZnO phương pháp Solgel nhằm ứng dụng quang xúc tác”, Khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM Nguyễn Thị Thu Trang, (2016), “Nghiên cứu đánh giá hiệu xử lý nước thải dệt nhuộm vật liệu nano titandioxide pha tạp”, Luận án Tiến sĩ, Đại học Tổng hợp Kỹ thuật Dresden Vũ Thị Thùy Dương (2010), “Chế tạo nghiên cứu tính chất quang màng mỏng hạt nano ORMOSIL chứa chất màu hữu dùng quang tử”, Luận văn Tiến sĩ Vật lý Viện Vật lý Đỗ Ngọc Chung (2014), “Nghiên cứu cấu trúc, tính chất điện huỳnh quang vật liệu lai nano sử dụng chiếu sáng mới”, Luận án Tiến sic Vật lý Đại hoch Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội Tiếng Anh 10 Andrew Mills, Stephen Le Hunte (1997) An overview of semiconductor photocatalysis Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 108, 1-35 11 A Fujishima, K Honda (1972) “Electrochemical Photolysis of Water at a Semiconductor Electrode” Nature 238, 37-38 12 A Fujishima, K Hashimoto and T Watanabe (1999), TiO2 Photocatalysis: Fundamentals and Applications, Tokyo: BKC Inc 138 13 A Fujishima, Tana N Rao, Donald A Tryk (2000), “Titanium dioxide photocatalysis” J Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews 1, pp.1-21 14 D.Regonini,C.R.Bowen, A.Jaroenworaluck, R.Stevens, (2013) A review of growth mechanism, structure and crystallinity of anodized TiO2 nanotubes Materials Science and Engineering: R: Reports Volume 74, Issue 12, Pages 377-406 15 T.Nonami, H Hase, K Funakoshi (2004), Catalysis today 96, p 113 16 Shipra Mital Gupta, Manoj Tripathi (2010) A review of TiO2 nanoparticles, Physical Chemistry June 2011 Vol.56 No.16: 1639–1657 17 Xiaobo Chen and Samuel S Mao (2007), Titanium Dioxide Nanomaterials: Synthesis, Properties, Modifications, and Applications, Chem Rev, vol.107, pp 2891 - 2959 18 Amy L Linsebigler, Guangquan Lu and John T Yates (1995) Photocatalysis on TiO2 Surfaces: Principles, Mechanisms, and Selected Results Chem Rev 735758 19 Ulrike Diebold, (2003), The surface science of Titanium Dioxide, Surface Science Reports 48, 53-229 20 Kazuhito Hashimoto, Hiroshi Irie, Akira Fujishima, (2005), TiO2 Photocatalysis: A Historical Overview and Future Prospects, Japanese Journal of Applied Physics, Vol 44, No 12, 8269-8285 21 Akira Fujishima, XintongZhang, Donald A.Tryk, TiO2 photocatalysis and related surface phenomena Surface Science Reports Volume 63, Issue 12, 15 December 2008, Pages 515-582 22 Tauc J., Grigorovici R and Vancu A.(1996), “Optical properties and electronic structure of amorphous germanium”, Phys Stat Sol., Vol 15, pp 627-637 23 Mike Schmotzer, Dr Farhang Shadman (2004), “Photocatalytic Degradation of Organics”, Department of Chemical and Enviroment Engineering, University of Arizona 24 Choi W.Y., A Termin and M.R Hoffmann (1994), “The role of metal ion dopants in quantum-sized TiO2: correlation between photoreactivity and charge carrier recombination dynamics”, J Phys Chem, 84, pp 13669-13679 25 Hoffmann M.R., S T Martin, W Choi, D.W Bahnemann (1995), “Environment application of semiconductor photocatalysis”, Chem Rev, 95, pp 69-96 26 Adriana Zaleska (2008) Doped-TiO2: A Review Recent Patents on Engineering 2,157-164 27 K Nagaveni, M S Hegde, and Giridhar Madra (2004), Structure and Photocatalytic Activity of Ti1-xMxO2±δ (M = W, V, Ce, Zr, Fe, and Cu) Synthesized by Solution Combustion Method J Phys Chem B, 108 (52), pp 20204–20212 28 A.K.P.D Savio, J Fletcher, F.C Robles Herna´ndez (2012) Sonosynthesis of nanostructured TiO2 doped with transition metals having variable bandgap 139 Ceramics International, Available www.elsevier.com /locate/ceramint online at www.Sciencedirect.com, 29 J Matos, R Montaña, E Rivero, A Escudero, D Uzcategui,(2014) Influence of anatase and rutile phase in TiO2 upon the photocatalytic degradation of methylene blue under solar irradiation in presence of activated carbon 69 (11) 2184-2190; DOI: 10.2166/wst.2014.127 30 J Zhu, Z Deng, F Chen, J Zhang, H Chen, M Anpo, J Huang, L Zhang (2006), "Hydrothermal doping method for preparation of Cr3+ -TiO2 photocatalysts with concentration gradient distribution of Cr3+", Applied Catalysis B: Environmental, Vol 62, 329-335 31 C Sahoo, A.K Gupta, Anjali Pal (2005) Photocatalytic degradation of Methyl Red dye in aqueous solutions under UV irradiation using Ag+ doped TiO2 Desalination 181, 91-100 32 Carl Anderson and Allen J Bard (1997) Improved Photocatalytic Activity and Characterization of Mixed TiO2/SiO2 and TiO2/Al2O3 Materials J Phys Chem B 101, 2611-2616 33 Diana V Welliaa, Qing Chi Xu, Mahasin Alam Sk, Kok Hwa Lim,Tuti Mariana Lim, Timothy Thatt Yang Tan (2011) Experimental and theoretical studies of Fe-doped TiO2 films prepared by peroxo sol–gel method Applied Catalysis A: General 401, 98–105 34 G Veréb, L Manczingerb, G Bozsó, A Sienkiewicz, L Forró, K Mogyorósia, K Hernádia, A Dombi (2013) Comparison of the photocatalytic efficiencies of bare and doped rutile and anatase TiO2 photocatalysts under visible light for phenol degradation and E coli inactivation Applied Catalysis B: Environmental 129, 566–574 35 Jianfeng Ju, Xi Chen, Yujun Shi, Jianwen Miao, Donghui Wu (2013) Hydrothermal preparation and photocatalytic performance of N, S-doped nanometer TiO2 under sunshine irradiation Powder Technology 237, 616–622 36 Jianjun Tian, Hongmei Deng, Lin Sun, Hui Kong, Pingxiong Yang, Junhao Chu (2012) Effects of Co doping on structure and optical properties of TiO2 thin films prepared by sol–gel method Thin Solid Films 520, 5179–5183 37 Mst Shamsun Nahara, Jing Zhang, Kiyoshi Hasegawa, Shigehiro Kagaya, Shigeyasu Kuroda (2009) Phase transformation of anatase–rutile crystals in doped and undoped TiO2 particles obtained by the oxidation of polycrystalline sulfide Materials Science in Semiconductor Processing 12, 168–174 128 38 Mihai Anastasescu, Adelina Ianculescu, Ines Niţoi, Virgil Emanuel Marinescu, Silvia Maria Hodorogea (2008), “Sol–gel S-doped TiO2 materials for environmental protection”, Journal of Non-Crystalline Solids, Volume 354, Issues 2-9, Pages 705711 140 39 M.Alam Khana,Seong Ihl Woob,O.Bong Yanga (2008), “Hydrothermally stabilized Fe(III) doped titania active under visible light for water splitting reaction”, International journal of hydrogen energy, Vol 33, pp 5345 – 5351 40 Na Lu, Huimin Zha, Jingyuan Li, Xie Quan, Shuo Chen (2008), “Characterization of boron-doped TiO2 nanotube arrays prepared by electrochemical method and its visible light activity” Separation and Purification Technology, Vol 62, pp 668 - 673 41 O Carp, C.L.Huisman, A.Reller.(2004), “Photoinduced reactivity of titanium dioxide”, (32), pp.33-177 42 T.Umebayashi, T Yamaki, H Itoh, K.Asai (2002), “Band gap narrowing of titanium dioxide by sulfur doping”, Appl Phys Lett 81, pp 454 – 456 43 Teruhisa Ohno, Miyako Akiyoshi, Tsutomu Umebayashi, Keisuke Asai, Takahiro Mitsui, Micho Matsumura (2004) “Preparation of S – doped TiO2 photocatalyst and photocatalytic activities under visible light”, Applied Catalysis A: General, Vol 265, pp 115 – 121 44 Tajammul Hussain S., Khaiber Khan, R Hussain (2009), “Size control synthesis of sulfur doped titanium dioxide (anatase) nanoparticles, its optical property and its photocatalytic reactivity for CO2 + H2O conversion and phenol degradation”, Journal of Natural Gas Chemistry, Volume 18, Issue 4, Pages 383 – 391 45 Wingki Ho, Jimmy C Yu, Shuncheng Lee (2006) “Low – temperature hydrothermal synthesis of S – doped TiO2 with light photocatalytic activity”, Journal of Solid State Chemistry, Vol 179, pp 1171 – 1176 46 Ulrike Diebold, (2003), The surface science of titanium dioxide, Surface Science reports 48, 53-229 47 J M White, J Szanyi and M A Henderson, J Phys Chem B, 2003, 107, 9029 48 N Sakai, A Fujishima, T Watanabe and K Hashimoto, J Phys Chem B, 2003, 107, 1028 49 Marius Stamate, Gabriel Lazar, (2007), Application of titanium dioxide photocatalysis to create self-cleaning materials, Romanian Technical Sciences Academy, Vol 50 Baojuan Xi, Lalit Kumar Verma, Jing Li, Charanjit Singh Bhatia, Aaron James Danner, Hyunsoo Yang, Hua Chun Zeng, (2012), TiO2 thin films prepared via Adsorptive self-assembly for self-cleaning applications, ACS Applied Materials & Interfaces, 4, 1093-1102 51 Nandang Mufti, Ifa K R Laila , Hartatiek, Abdulloh Fuad, (2017), The effect of TiO2 thin film thickness on self-cleaning glass properties, IOP Conf Series: Journal of Physics: Conf Series 853, 012035 52 Mamidipudi Ghanashyam Krishna, Madhurima Vinjanampati, Debarun Dhar Purkayastha, (2013), Metal oxide thin films and nanostructures for self-cleaning applications: current status and future prospects, The European Physical Fournal Applied Physics, 62:30001 141 53 V Spagnol, H Cachet, B Baroux, E Sutter, (2009), Influence of Sub-Band-Gap States on Light Induced Long –Lasting Super-Hydrophilic Behavior of TiO2, J Phys Chem C., 113, 3793-3799 54 Noureddine Barka, Samir Qourzal, Ali Assabbane, Abederrahman Nounah, Yhya AitIchou (2008), “Factors influencing the photocatalytic degradation of Rhodamine B by TiO2-coated non - woven paper”, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 195, pp 346–351 55 R Wang, K Hashimoto, A Fujishima, M Chikuni, E Kojima, A Kitamura, M Shimohigoshi and T Watanabe, Nature, 1997, 388, 431 56 Rimeh Daghrir, Patrick Drogui, Didier Robert, (2013), Modified TiO2 for environmental photocatalytic applications: A review, Ind Eng Chem Res., 52, 35813599 57 T Zubkov, D Stahl, T L Thompson, D Panayotov, O Diwald and J T Yates Jr, J Phys Chem B, 2005, 109, 15454 58 M Langlet, S Permpoon, D Riassetto, G Berthome, E Pernot and J C Joud, J Photochem Photobiol., A, 2006, 181, 203 59 Jaroslaw Drelich, Emil Chibowski, Konrad Terpilowski, (2011), Hydrophilic and superhydrophilic surfaces and materials, Soft Matter, Vol 7, No 21, 9804-9828 60 Jin-Koo Park, Ho-Kun Kim, (2002), Preparation and Chatacterization of Hydrophilic TiO2 Film, Bull Korean Chem Soc, Vol 23, No 61 Subbian Karuppuchamy, Jae Mun Jeong, (2005), Super-hydrophilic amorphous titanium dioxide thin film deposited by cathodic electrodeposition, Materials Chemistry and Physics 93, 251-254 62 Jae Hyun Park, N R Aluru, (2009), Temperature-dependent wettability on a titanium dioxide surface, Molecular Simulation, Vol 35, Nos 1-2, 31-37 63 Xia KONG, Yawei HU, Xiaofang WANG, Wei PAN, (2016), Effect of surface morphology on wettability conversion, Journal of Advanced Ceramics, 5(4), 284-290 64 Anna Borras, Agustín R González-Elipe, (2010), Wetting Properties of Polycrystalline TiO2 Surfaces: A Scaling Approach to the Roughness Factors, Langmuir Article, 26 (20), 15875-15882 65 Akbar Eshaghi, Ameneh Eshaghi, (2012), Investigation of superhydrophilic mechanism of titania nano layer thin film – Silica and indium oxide dopant effect, Bull Mater Sci., Vol 35, No 2, 137-142 66 Ya-Qiong Hao, Yan-Feng Wang, and Yu-Xiang Weng (2008), Particle-SizeDependent Hydrophilicity of TiO2 Nanoparticles Characterized by Marcus Reorganization Energy of Interfacial Charge Recombination, J Phys Chem C, 112, 8995–9000 67 Weixin Huang, Ming Lei, Hong Huang, Junchi Chen, Huanqin Chen (2010), Effect of polyethylene glycol on hydrophilic TiO2 films: Porosity-driven superhydrophilicity, Surface & Coatings Technology 204, 3954–3961 142 68 Dewi Tristantini, Slamet, Rini Mustikasari, Widuri (2011) Modification of TiO2 Nanoparticle with PEG and SiO2 For Anti-fogging and Self-cleaning Application, International Journal of Engineering & Technology IJET-IJENS Vol: 11 No: 02 69 T Miki, K Nishizawa, K Suzuki, K Kato, Preparation of Thick TiO2 Film with Large Surface Area Using Aqueous Sol with Poly(ethylene glycol), J Mat Sci 39 (2004) 699-701 70 Chao-Yin Kuo, Han-Yu Lin, (2009), Photocatalytic Activity of TiO2 prepared by adding Polyethyleneglycol, React Kinet Catal Lett., Vol 96, No 1, 147-155 71 Eun Hee Jo, Hankwon Chang, Sun Kyung Kim, Ki-Min Roh, Jiwoong Kim, Hee Dong Jang, (2014), Pore size-controlled synthesis of PEG-derived porous TiO2 particles and photovoltaic performance of dye-sensitized solar cells, Materials Letters 131, 244-247 72 M Anastasescu, V S Teodorescu, O Buiu, P Osiceanu, J M Calderon-Moreno, L Predoana, S Preda, M Nicolescu, A Marin, B Serban, M Mihaila, M Stoica, M Zaharescu, M Gartner, (2014), Substrate impact on optical and microstructural properties of TiO2 – PEG sol-gel films, Ceramics International 40, 11803-11811 73 R Zaharudin, S K Ain, F Bakar, M S Azami, W I Nawawi, (2016), A comparison study of new TiO2/PEG immobilized techniques under normal and visible light irradiations, MATEC Web of Conferences 47, 05017 74 S Rahim, M Sasani Ghamsari, S Radiman, (2012), Surface modification of titanium oxide nanocrystals with PEG, Scientia Iranica, Transactions F: Nanotechnology 19, 948-953 75 M Machida, K Norimoto, T Watanabe, (1999), The effect of SiO2 addition in superhydrophilic property of TiO2 photocatalyst, Journal of Materials Science 34, 25692574 76 Jiaguo Y., Jimmy C Y., Xịujian Z (2002) The effect of SiO2 addition on the grain size and photocatalytic activity of TiO2 thin films Journal of Sol-Gel Science and Technology 24, 95–103 77 Razan Fateh, Ralf Dillert, Detlef Bahnemann, (2013), Preparation and Characterization of Transparent Hydrophilic Photocatalytic of TiO2/SiO2 thin films on Polycarbonate, Langmuir, 29, 3730-3739 78 J.-C Joud, M Houmard, G Berthomé, (2013), Surface charges of oxides and wettability: Application to TiO2-SiO2 composite films, Applied Surface Science 287, 37-45 79 Shui-Yang Lien, Asheesh Nautiyal, Jia-He Jhu, Jen-Ken Hsu, Shuo Jen Lee, (2013), Surface Chemitry of Super-Hydrophilic SiO2 – Doped TiO2 Photo-Catalysts for SelfCleaning Glass, Asian Journal of Chemistry, Vol 25, No 11, 6071-6074 80 Magnum Augusto Moraes Lopes de Jesus, Jỗo Trajano da Silva Neto, Gianluca Timò, Paulo Renato Perdigão Paiva, Maria Sylvia S Dantas Angela de Mello Ferreira, (2015), Superhydrophilic self-cleaning surfaces based on TiO2 and TiO2/SiO2 composite films for photovoltaic module cover glass, Applied Adhesion Science 3:5 143 81 Wei Chang, Leilei Yan, Bin Liu, Runjun Sun, (2017), Photocatalytic activity of double pore structure TiO2/SiO2 monoliths, Ceramics International 43, 5881-5886 82 K.S Guan, B.J Lu, Y.S Yin, Surf Coat Tech 173 (2003) 219 – 223 83 Jiaguo Yu, XiuJian Zhao, Jimmy C Yu, Guirong Zhong, Jianjun Han, Qingnan Zhao, (2001), The grain size and surface hydroxyl content of super-hydrophilic TiO2/SiO2 composite nanometer thin films, Journal of materials science letters 20, 1745-1748 84 Jiraporn Damchan, Lek Sikong, Kalayanee Kooptarnond, Sutham Niyomwas, (2008), Contact Angle of glass substrate coated with TiO2/SiO2 thin film, CMU J Nat Sci Special Issue on Nanotechnology, Vol 7(1) 85 Chengjun Ren, Wei Qiu, Hailong Zhang, Zijie He, Yaoqiang Chen, (2015), Degradation of benzene on TiO2/SiO2/Bi2O3 photocatalysts under UV and visible light, Journal of molecular catalysis A: Chemical 398, 215-222 86 Chen Hui, Zhao Lei, Wang Xitang, Li Shujing, Lei Zhongxing, (2015), Preparation of Nanoporous TiO2/SiO2 composite with rice husk as template and its photocatalytic property, Rare Metal Materials and Engineering, 44(7): 1607-1611 87 L Enayati Ahangar, K Movassaghi, M Emadi, F Yaghoobi, (2016), Photocatalytic application of TiO2/SiO2 –based magnetic nanocomposite (Fe3O4@SiO2/TiO2) for reusing of textile wastewater, Nano Chem Res., 1(1): 33-39 88 Ruchi Nandanwar, Purnima Singh, Fazil F Syed, Fozia Z Haque, (2014), Preparation of TiO2/SiO2 NanoComposite with non-ionic Surfactants via Sol-gel Process and their Photocatalytic Study, Oriental Journal of Chemistry Bhopal, Vol 30, No (4): 1577-1584 89 C J Brinker and G W Scherer, (1990), Sol–gel science, the physics and chemistry of sol–gel processing, Academic Press, Boston 1990 90 Lisa C.Klein, (1993), Sol - Gel Optical Materials, Annu Rev.Mater Sci., Vol 23, 437-452 91 Lisa C.Klein, (1987), Sol-gel technology for thin films, fibers, preforms, electronics, and specially shapes, Edited by L.D.Klien, Noyes Publications 92 Mika Lidén, Wetting of surfaces, Department of Physical Chemistry, Abo Akademi University, Turku, Finland 93 Yilei Zhang, (2007), The effect of surface roughness parameters on contact and wettability of solid surfaces, Iowa State University, Ames, Iowa 94 Cavalli, Andrea, Okkels, Fridolin, Boggild, Peter, Taboryski, Rafael J., (2013), Wetting on micro-structured surfaces: modelling and optimization, Technical University of Denmark 95 Fowkes, (1964), Contact Angle, Wettability, and Adhesion, Advances in Chemistry, American Chemical Society: Washington, DC 96 Nicolas Eustathopoulos, (2015), Wetting by Liquid Metals – Application in Materials Processing: The Contribution of the Grenoble Group, Metals, 5, 350-370 144 97 T A Otitoju, A L Ahmad, B S Ooi, (2016), Superhydrophilic (Superwetting) surfaces: A review on Fabrication and Application, Journal of industrial and engineering chemistry 98 Young, T (1805) "An Essay on the Cohesion of Fluids" Phil Trans R Soc Lond 95: 65–87 doi:10.1098/rstl.1805.0005 99 Surface Energy of Solids, Cambridge Polymer Group, Inc (2013) 100 D.E.Packham, (2006), Handbook of Adhession, P 217-219 101 F Hejda, P Solar, J Kousal, (2010), Surface Free Energy Determination by Contact Angle Measurements – A Comparision of Various Approaches, WDS’10 Proceedings of Contributed Papers, part III, 25-30 102 Konrad Kabza, Jason E Gestwicki, Jessica L McGrath, (2000), Contact Angle Goniometry as a tool for Surface tension Measurements of Solids, Using Zisman Plot Method, Journal of Chemical Education, Vol 77, No 103 Finn Knut Hansen, The measurement of surface energy of polymer by means of contact angles of liquids on solid surfaces, Department of Chemistry, University of Oslo 104 Surface Tension, Visual Physics, School of Physics, University of Sydney, Australia 105 Krister Holmberg Dinesh O Shah, Milan J Schwuger (2002), Handbook of applied surface and colloid chemistry Volume 1-2 Copyright © by John Wiley & Sons Ltd 106 D P Subedi, (2011), Contact Angle Measurement for The Surface Characterization of Solids, Department of Natural Sciences, School of Science, Kathmandu University, Dhulikhel, Kavre, Vol 107 Prof Allan S Hoffman, (May 4, 2005), Liquid and Solid Surface Enegies, Liquid Contact Angles on Solid Surfaces, Lecture on Contact Angles 108 M Zenkiewicz, (September 2007), Methods for the calculation of surface free energy of Solids, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol 24 109 Yuehua Yuan, T Randall Lee, (2013), Contact Angle and Wetting Properties, Department of Chemistry, University of Houston, USA 110 Jarl B Rosenholm, Wetting of Surfaces and Interfaces: a Conceptual Equilibrium Thermodynamic ApTharproach, Colloids and Interface Science Series, Vol 2, Colloids Stability: The role of surface forces, part III, Edited by Tharwat F Tadros 111 Savitri Hasda, (2010-2011), Effect of Nanoparticles on the Wetting of Different Solid Surfaces, Department of Chemical Engineering National Institute of Technology, Rourkela 112 F Hejda, P Solar, J Kousal, (2010), Surface Free Energy Determination by Contact Angle Measurements – A Comparison of Various Approaches, WDS’10 Proceedings of Contributed Papers, part III, 25-30 145 113 H Tavana, A W Neumann, (2007), Recent progress in the determination of solid surface tensions from Contact Angles, Advances in Colloid and Interface Science 132, 1-32 114 D Y Kwok, A W Neumann, (2000), Contact angle interpretation in terms of solid surface tension, Physicochemical and Engineering Aspects 161, 31-48 115 Dory Cwikel, Qi Zhao, Chen Liu, Xueju Su, Abraham Marmur, (2010), Comparing Contact Angle Measurements and Surface Tension Assessments of Solid Surfaces, Langmuir Article, 26 (19), 15289-15294 116 Hiemenz, P.C (1986)., Principles of Colloid and Surface Chemistry, 2nd edn Marcel Dekker, New York, Ch 11.8, p 649 117 D Y Kwok, A W Neumann “Contact angle measurement and contact angle interpretation” Advanced in Colliod and Interface Science 81 (September 1999) 167-249 118 H W Fox, E F Hare and W A Zisman (June 1955), "Wetting properties of organics liquids on high energy solid." J Physical Chemistry 59: 1097-106 119 P.K Sharma, K Hanumantha Rao “Analysis of different approaches for evaluation of surface energy of microbial cells by contact angle goniometry” Advances in Colliod and Interface Science 98 (August 2002) : 341-463 120 J Schultz, K Tsumi, J-B Donnet "Surface Properties of High-Energy Solids." J Colloid & Interface Science 59 (June 1977): 272-82 121 Antonow G J (1907), J Chim Phys.,5, pp 372 122 Berthelot D (1898), Compt Rend., 126, pp 1857 123 Girifalco L A., Good R J (1957), The Journal of Physical Chemistry, American Chemical Society, 61, pp 907 124 Good R.J., L A Girifalco, and G J Kraus (1958), The Journal of Physical Chemistry, American Chemical Society, 62, pp 1418 125 Good R.J., Girifalco L.A (1960), The Journal of Physical Chemistry, American Chemical Society, 64, pp 561 126 Li D., Neumann A.W (1990), “Thermodynamics of contact angle phenomena in the presence of a thin liquid film”, Journal of Colloid and Interface Science, 137, pp 304 127 Li D (1990), Thermodynamic theory of the equation of state for interfacial tensions of solid-liquid systems, PhD thesis, University of Toronto, Toronto, Ontario 128 Yawei Liu, Jianjun Wang, Xianren Zhang, (2013), Accurate determination of the vapor-liquid-solid contact line tension and the viability of Young equation, Scientific reports, DOI: 10.1038/srep02008, 3:2008 129 Chapter 4: Adhesion between Contacting Surfaces 130 Prof Dr Sérgio Duarte Brandi, Concepts of surface tension, Text for class in Aalto University 146 131 Kazuhiko Seki, M Tachiya, (2004), Kinetics of Photoinduced Hydrophilic Conversion Processes of TiO2 Surfaces, J Phys Chem B, 108, 4806-4810 132 L.-Q Wang et al., “Interactions of liquid and vapor water with stoichiometric and defective TiO2 (100) surfaces” Surface Science 440 (May 1999) : 60-68 133 A Nakajima, S-I Koizumi, T Watanabe and K Hashimoto “Effect of reapeated photo-illumination on the wettability conversion of titanium dioxide” J Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 146 (July 2001): 129-132 134 Lim, B C., Thomas, N.L., Sutherland, I., (2007), Surface energy measurements of coated titanium dioxide pigment, Progress in organic coatings, 62 (2), 123-128 135 Yang Xu, Ph D., Wenzheng Xu, Fenglin Huang, (2012), Surface and Interface Analysis of Fibers Sputtered with Titanium Dioxide, Journal of Engineered Fibers and Fabrics, Vol 7, issue 136 Milad Radiom, Chun Yang, Weng Kong Chan, (2013), Dynamic contact angle of water-based titanium oxide nanofluid, Nanoscale Research Letters, 8:282 137 Edita Garskaite, (2013), Preparation of hydrophilic TiO2 films by chemical solution deposition, CHEMIJA., Vol 24, No 4, 279-287 (3.3.1_C3) 138 Liwu Zhang, Ralf Dillert, Detlef Bahnemann, Michaela Vormoor, (2012), Photo – Induced hydrophilicity and self - cleaning: models and reality, Energy Environ Sci., 5, 7491 (3.3 2_C3) 139 Bandna Bharti, Santosh Kumar, Rajesh Kumar, (2015), Superhydrophilic TiO2 thin film by nanometer scale surface roughness and dangling bonds, Applied Surface Science, http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.12.108 (3.3.3_C3) Nguồn internet 140 Cấu trúc tính chất xúc tác quang vật liệu TiO2 TiO2:N http://www.nsl.hcmus.edu.vn/greenstone/collect/tiensifu/index/assoc/HASH01fa.dir/1.pdf 141 Công nghệ nano:https://vi.wikipedia.org/wiki/C%C3%B4ng_ngh%E1%BB%87_nano 142 http://en.wikipedia.org/wiki/Contact_angle 143 Contact angle measurements – The static and dynamic sessile drop method: a http://www.youtube.com/watch?v=u265qlIUNrw b http://www.youtube.com/watch?v=5q9qOMesc88&feature=related 144 Equilibrium of water droplet on a hydrophobic surface: http://www.youtube.com/watch?v=HQAyyJsg17w&NR=1 ... muốn cho nghiên cứu tính chất quang xúc tác tính ưa nước đối tượng cần nghiên cứu Đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm tính chất quang xúc tác hệ màng mỏng TiO2/SiO2, TiO2/PEG phương pháp chuyên... VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, TÍNH CHẤT XÚC TÁC QUANG VÀ ƯA NƯỚC CỦA MÀNG TỔ HỢP... ứng dụng nghiên cứu tính ưa nước hệ màng mỏng TiO2 cấu trúc nano luận án Chương 4: Trình bày kết nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu, nghiên cứu tính chất cấu trúc tính chất quang xúc tác hai