Báo cáo nghiên cứu khoa học: "Tổng hợp TiO2 nano trong hệ vi nhũ tương" docx

77
TẠP CHÍ KHOA HỌC, ðại học Huế, Số 65, 2011

TỔNG HỢP TiO
2
NANO TRONG HỆ VI NHŨ TƯƠNG
Trần Thái Hoà, Lê Thị Hoà, ðinh Quang Khiếu
Trường ðại học Khoa học, ðại học Huế
Trần Quốc Việt, Sở Khoa học và Công nghệ Thừa Thiên Huế
Lê Công Sơn, Trung Tâm Bảo Tồn Di Tích Cố ðô Huế
TÓM TẮT
Bài báo này trình bày kết quả tổng hợp TiO
2
nano trong hệ vi nhũ tương. TiO
2
nano ñã
ñược ñiều chế bằng phương pháp thủy phân tetra chloride titanium ở pha nước trong pha dầu
gồm chất hoạt ñộng bề mặt cation CTAB, cyclo-hexane và octanol. Sản phẩm TiO
2
nano ñã
ñược ñặc trưng bằng các phương pháp SEM, TEM, XRD và hấp phụ/khử hấp phụ ñẳng nhiệt
nitơ. Các ảnh hưởng của lượng CTAB và nhiệt ñộ thủy nhiệt ñến hình thái của TiO
2
nano cũng
ñã khảo sát. Với lượng CTAB lớn gây ra sự kết cụm mạnh tạo các hạt hình cầu ñường kính
khoảng micromet chứa các hạt xấp xỉ 20-25 nm. Vật liệu TiO
2
nano nung ở nhiệt ñộ dưới 450
o

C
chỉ chứa pha anatase còn ở nhiệt ñộ trên 450
o
C bắt ñầu xuất hiện pha rutile.

1. ðặt vấn ñề
Hệ vi nhũ tương thường ñược sử dụng ñể tổng hợp TiO
2
nano. Ahn và ñồng
nghiệp [1] ñã tối ưu hóa phương pháp này ñể tổng hợp TiO
2
nano. Tỉ lệ H
2
O/chất hoạt
ñộng bề mặt, H
2
O/tiền chất TiO
2
, nồng ñộ amoniac, tốc ñộ thêm mẫu, và nhiệt ñộ phản
ứng ñược khảo sát ñể tổng hợp TiO
2
nano và sự phân tán hạt. TiO
2
vô ñịnh hình có kích
thước 20 nm và có dạng tinh thể anatase ở 600
o
C và chuyển sang dạng rutile ở 900
o
C.
Sun và ñồng nghiệp [2] cũng ñã tổng hợp TiO

2
nano từ tiền chất TiCl
4
phản ứng với
amoniac trong hệ vi nhũ tương với dung môi là cyclohexane và chất hoạt ñộng bề mặt là
poly(oxyethyl-ene)
5
nonylephenolether và poly(oxyethylene)
9
nonylephenol ether. Sản
phẩm TiO
2
vô ñịnh hình chuyển sang dạng anatase ở 750
o
C và dạng rutile ở nhiệt ñộ
cao hơn 750
o
C. Ngoài ra TiO
2
nano cũng có thể hình thành bằng cách tiến hành thủy
nhiệt titanium alkoxide trong môi trường axit với dung môi là cồn-nước [3]. Phương
pháp thủy nhiệt cũng ñược sử dụng rộng rãi ñể tổng hợp ống TiO
2
nano [4]. Phương
pháp thủy nhiệt tại ñiểm sôi của dung môi gần tương ñồng với phương pháp thủy nhiệt
ngoại trừ việc sử dụng dung môi không nước [5]. Phương pháp này có ưu ñiểm là dễ
kiểm soát kích thước cũng như ñộ phân tán và ñộ tinh thể hóa của TiO
2
nano.
Ở Việt Nam, vật liệu TiO

2
nano ñã ñược nhiều nhà khoa học quan tâm với
những thành công ñáng khích lệ. Gần 100 công trình về vật liệu TiO
2
nano ñã ñược
công bố trong và ngoài nước [6, 7, 8, 9, 10]. Tuy nhiên, các kết quả này tập trung vào
nghiên cứu cơ bản, việc nghiên cứu một cách có hệ thống vật liệu TiO
2
nano chưa


78
nhiều. Trong các nghiên cứu trước ñây chúng tôi ñã trình bày kết quả tổng hợp TiO
2

nano dạng sợi, dạng cầu bằng các phương pháp thuỷ nhiệt, thuỷ nhiệt kết hợp vi sóng
[8, 9,10]. Trong nghiên cứu này tổng hợp TiO
2
nano sử dụng hệ vi nhũ tương sẽ ñược
trình bày
.
2. Thực nghiệm
Các hoá chất trong nghiên cứu này bao gồm TiCl
4
99%, (NH
2
)
2
CO (ure), HCl
36-38%, ethanol, octanol, cyclohexane (Trung quoc, PA) và CTAB (cetyltriethylamino

bromide, Aldrich). TiCl
4
ñược sử dụng như một tiền chất ñể tổng hợp TiO
2
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 (TiCl
4
+ Ure) và pha dầu (cyclohexane) với chất hoạt ñộng bề mặt là CTAB
và chất hoạt ñộng bề mặt bổ sung là n-octanol. Quá trình tổng hợp như sau: 6 gam ure
vào 30 ml dung dịch TiCl
4
10% rồi khuấy ñều tạo hỗn hợp ñồng thể (TiCl
4
+ Ure) gọi là
hỗn hợp 1. Sau ñó, cho 1,5 g CTAB vào hỗn hợp (30 ml Octanol + 120 ml cyclo
hexane) gia nhiệt ở 60
o
C trong bình tam giác 250 ml gọi là hỗn hợp 2. Cho hỗn hợp 1
chảy nhỏ giọt vào hỗn hợp 2 ñược ñiều nhiệt ở 60
o
C và khuấy mạnh bằng ñũa khuấy
trong thời gian 1 giờ ñược dung dịch trong suốt có ánh tím nhạt gọi là hỗn hợp 3. Cho
hỗn hợp 3 này vào bình Teflon thủy nhiệt ở nhiệt ñộ là 80
o
C trong 12 h. Sau ñó, tăng
nhiệt ñộ lên 100
o
C, 150

o
C và 200
o
C với mỗi nhiệt ñộ là 24 giờ. Sau khi thủy nhiệt, mẫu
ñược lọc và rửa bằng hệ thống chiết shoxlet dung môi là etanol 99% trong bốn lần, bằng
dung dịch etanol:nước (50:50) và bằng nước cất. Sau ñó, sấy khô và ñem nung mẫu theo
nhiệt ñộ khảo sát. Ký hiệu các mẫu ñược trình bày ở bảng 1
.
Bảng 1. Bảng tóm tắt các ñiều kiện tổng hợp vật liệu nano TiO
2

Kí hiệu
mẫu
m
CTAB
(g)
Nhiệt ñộ thủy nhiệt
giai ñoạn 1 (12h)
Nhiệt ñộ thủy
nhiệt giai ñoạn 2
(24h)
Nhiệt ñộ
nung
T1 0,5 g 80
o
C 80
o
C 450
o
C

T2 1,0 g 80
o
C 80
o
C 450
o
C
T3 1,5 g 80
o
C 80
o
C 450
o
C
T4 2,0 g 80
o
C 80
o
C 450
o
C
T5 1,5 g 80
o
C 100
o
C 450
o
C
T6 1,5 g 80
o

C 150
o
C 450
o
C
T7 1,5 g 80
o
C 200
o
C 450
o
C
T8 1,5 g 80
o
C 80
o
C 300
o
C
T9 1,5 g 80
o
C 80
o
C 600
o
C
T10 1,5 g 80
o
C 80
o

C 750
o
C


79
Thành phần pha của vật liệu tổng hợp ñược xác ñịnh bằng nhiễu xạ tia X (XRD)
trên máy 8D Advance Bruker (ðức) với tia phát xạ Cu K
α
có bước sóng λ = 1,5406 Å,
góc quét từ 20 - 80
o
. Hình thái của sản phẩm ñược xác ñịnh bằng kính hiển vi ñiện tử
quét (SEM, JSM-5300LV) và kính hiển vi ñiện tử truyền qua (TEM, Jelo-350). Diện
tích bề mặt và phân bố mao quản của mẫu ñược xác ñịnh bằng phương pháp hấp phụ -
khử hấp phụ ñẳng nhiệt N
2
lỏng ở -196
o
C trên máy ASAP 2010 (Micrometics).
3. Kết quả và thảo luận
Hệ vi nhũ tương ñược quan tâm nhiều do nó có thể tạo ra những ngăn rất nhỏ
gọi là droplet, ñược tạo nên nhờ tính lưỡng cực của chất hoạt ñộng bề mặt, ñược làm
ñầy bằng nước. Trong droplet này, một lượng chất hòa tan ñược trong nước có thể phân
tán, ví dụ, những muối của kim loại chuyển tiếp mà sau ñó ñược dùng làm tiền chất ñể
cuối cùng tạo hạt nano. Tuy nhiên, hệ này rất nhạy cảm với nhiệt ñộ do những tính chất
vật lý và hóa học của những thành phần của nó. Do ñó, việc chọn hệ vi nhũ tương trong
trường hợp tạo hạt nano là rất quan trọng, những hệ này ổn ñịnh ở nhiệt ñộ phòng hoặc
ở nhiệt ñộ hơi cao (70
o

C). Trong phương pháp này, phản ứng bắt ñầu bởi tác nhân bộc
phát (phản ứng khơi mào) ngay trong hệ vi nhũ tương chứa tiền chất phản ứng, hỗn hợp
lỏng ñược hoạt hóa ñể bắt ñầu thực hiện phản ứng và kết quả là tạo thành hạt. Ví dụ tia
laser hoặc sóng ñiện từ ñược sử dụng như tác nhân bóp cò trong tổng hợp vàng nano.
Trong bài báo này, hệ vi nhũ tương với pha nước gồm hỗn hợp pha nước (TiCl
4
+ Ure)
và pha dầu (cyclohexane) với chất hoạt ñộng bề mặt là CTAB và chất hoạt ñộng bề mặt
bổ sung là n-octanol, tác nhân bộc phát là nhiệt ñộ. Ở giai ñoạn ñầu, chủ yếu là quá trình
phân hủy ure ñể tạo môi trường bazơ, tiếp ñến là quá trình thực hiện phản ứng kết tủa
tạo hạt và sản phẩm cuối cùng ñược tạo thành sau khi nung. Quá trình phản ứng ñược
biểu diễn bằng các phản ứng sau:
(NH
2
)
2
CO + 3H
2
O → CO
2
+ 2NH
3
·H
2
O ( t
o
=80
o
C) (1)
TiCl

4
+ 4(NH
3
.H
2
O) → TiO(OH)
2
↓ + 4 NH
4
Cl + H
2
O (2)
TiO(OH)
2
→ TiO
2
+ H
2
O (3)
Hình 1 trình bày ảnh SEM của vật liệu tổng hợp ở cùng nhiệt ñộ thủy nhiệt là
80
o
C với hàm lượng chất hoạt ñộng bề mặt CTAB khác nhau. Từ ảnh SEM có thể thấy
ứng với hàm lượng CTAB khác nhau, hình thái sản phẩm thủy nhiệt là hoàn toàn khác
nhau. Ta có thể thấy rằng, khi tăng hàm lượng chất HðBM CTAB thì hình thái của hạt
có sự thay ñổi lớn, cụ thể là mẫu A-05 ứng với hàm lượng CTAB = 0,5 g thì tạo thành
những hạt lớn có ñường kính dao ñộng trong khoảng 100nm ñến 150 nm, không ñồng
ñều và kết cụm lại với nhau. Tiếp tục tăng hàm lượng CTAB lên 1g (A-10) thì hạt tạo
thành bắt ñầu nhỏ dần, ñường kính của hạt vào khoảng 100 nm, có sự ñồng ñều hơn,
nhưng hình thái của hạt chưa ổn ñịnh và vẫn còn hiện tượng kết cụm. Khi khối lượng

CTAB ñạt 1,5 g thì ta thấy hình thái hạt bắt ñầu ñạt ñược sự ổn ñịnh với hình dáng
thuôn tròn như hạt ñậu với chiều dài vào khoảng từ 50 nm ñến 80 nm và có sự ñồng


80
ñều. Tiếp tục tăng hàm lượng của CTAB lên 2 g (A-20) thì kích thước hạt có nhỏ hơn
ñáng kể với ñường kính vào khoảng 25 - 30 nm nhưng lại bắt ñầu xuất hiện kết cụm lại
và hình thái của hạt không ổn ñịnh. ðiều này có thể ñược giải thích như sau: khi lượng
nước và dầu ñược giữ ở giá trị thích hợp việc tăng lượng của chất hoạt ñộng bề mặt sẽ
tăng số droplet. ðiều này nghĩa là số ion kim loại trên một droplet sẽ giảm và dẫn ñến
kích thước các hạt cũng sẽ giảm. Một số nghiên cứu cho thấy kích thước của những
droplet có ảnh hưởng lớn tới kích thước của hạt sau khi keo tụ tiền chất. Tốc ñộ lớn của
hạt bị ñiều khiển bởi sự có mặt của chất hoạt ñộng bề mặt, chúng sẽ giới hạn các nhân
không cho phát triển quá nhanh. Do ñó, các hạt phát triển cùng tốc ñộ, giúp cho việc
hình thành hạt có sự phân bố kích thước ñồng 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 ñộng bề mặt bao quanh. Như vậy nồng ñộ chất hoạt ñộng bề
mặt có vai trò rất lớn trong việc tạo hạt nano cũng như ñộ 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 ñã xác ñịnh ñược hàm lượng chất hoạt ñộng bề mặt CTAB phù hợp,
chúng tôi tiến hành khảo sát sự thay ñổi hình thái và sự tập hợp của vật liệu theo nhiệt
ñộ thủy nhiệt.
Từ hình 2 ta có thể nhận thấy khi tăng nhiệt ñộ thủy nhiệt lên thì hình thái các
hạt có sự thay ñổi, cụ thể khi tăng nhiệt ñộ thủy nhiệt lên 100
o
C ta nhận thấy rằng, các
hạt nano có xu hướng kết hợp lại thành những quả cầu. Tuy nhiên quá trình kết hợp vẫn
chưa hoàn toàn, vì vậy chúng ta có thể thấy một số hạt còn nằm rời rạc, một số khác

ñang kết hợp với nhau. Khi nhiệt ñộ quá trình thủy nhiệt tăng lên 150
o
C các hạt nano
kết hợp với nhau tạo thành những quả cầu có ñường kính vào khoảng 1µm, tiếp tục thực
a
b
c
d


81
hiện quá trình tổng hợp ở 200
o
C thì những quả cầu có xu hướng tròn ñều lại và giữ
ñường kính hạt ổn ñịnh vào khoảng 1 µm. Từ kết quả trên có thể thấy rằng nhiệt ñộ quá
trình thủy nhiệt ảnh hưởng rất lớn ñến quá trình tự kết hợp của hạt nano TiO
2
. Có thể
mô tả quá trình thủy nhiệt thành hai giai ñoạn, ở giai ñoạn ñầu tất cả các mẫu ñều ñược
giữ ổn ñịnh ở 80
o
C trong vòng 12h. Ở giai ñoạn này, chủ yếu là quá trình phân hủy ure
ñể tạo môi trường bazơ thực hiện phản ứng kết tủa theo các phản ứng (1), tạo thành kết
tủa dạng TiO(OH)
2
. Ở giai ñoạn 2, kết tủa ñược làm già trong 24h với nhiệt ñộ thay ñổi
từ 80
o
ñến 200
o

C.

Hình 2. Ảnh SEM và TEM của các mẫu ñược thủy nhiệt ở các nhiệt ñộ khác nhau
(a) T3; (b) T5; (c) T6; (d) T7
Do hệ vi nhũ tương chỉ ổn ñịnh ở nhiệt ñộ vào khoảng 75 - 80
o
C vì vậy nếu
nhiệt ñộ thủy nhiệt ở giai ñoạn 2 vẫn ñược giữ ở 80
o
C thì hệ vi nhũ tương không 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 ñộ thủy nhiệt tăng lên 100
o
C thì hệ vi nhũ
tương bắt ñầu bị phá vỡ ngay trong dung dịch dẫn ñến việc các hạt nano bắt ñầu kết lại
với nhau ñể tạo thành những cụm lớn hơn. Theo Sarayut Termnak [11], sự chuyển ñộng
của các hạt trong dung dịch sau khi bị phá vỡ lớp vỏ micell tuân theo ñịnh luật Brown,
ngoài ra nhờ lực hấp dẫn và lực hút tĩnh ñiện Van der Waals làm cho các hạt tiến lại gần
nhau và bắt ñầu kết tụ lại. Vì vậy, có thể nói rằng khi nhiệt ñộ thủy nhiệt tăng từ 100
o
C
– 200
o
C thì các hạt kết tụ lại với nhau thành những khối cầu ñồng 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)
R
R
R
R

R
R
R
R
R
R
R
R
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
AA
A
A
A
A: Anatase
R: Rutile

Hình 3. Cơ chế tự kết hợp của các hạt nano dưới ảnh hưởng của nhiệt ñộ thủy nhiệt theo

Sarayut Termnak [11]













2 theta
Hình 4. Giản ñồ nhiễu xạ tia X của các mẫu TiO
2
ñược nung ở các nhiệt ñộ khác nhau. (a) T8;
(b) T3; (c) T9; (d) T10
Hình 4 biểu diễn giản ñồ nhiễu xạ tia X (XRD) của các mẫu T3, T8, T9, T10
ứng với nhiệt ñộ nung như ñã nêu ở bảng 1 ở phần thực nghiệm. Từ kết quả XRD cho
thấy sự thay ñổi nhiệt ñộ nung ảnh hưởng rõ nét ñến sự hình thành cấu trúc tinh thể của
chất xúc tác TiO
2
nano. Từ hình 4 cho thấy, với nhiệt ñộ nung thay ñổi từ 300
o
C-750
o
C,
các mẫu vật liệu ñều có sự hình thành pha tinh thể anatase (No.88-1271) và rutile

Lớp vỏ micell
t
o
> 80
o
C
Các hạt chuyển
ñộng hỗn loạn
Lớp vỏ micell bị phá
Chuyển ñộng Brown
Lực tĩnh ñiện Van der
Waals (Thuyết DLVO)

Lực hấp dẫn
Kết tụ
Hạt nano vừa ñược tạo thành


83
(No.88-1172), tuy nhiên ở mẫu T8 chỉ có pha anatase, khi tăng nhiệt ñộ nung lên 450
o
C
thì bắt ñầu xuất hiện pha rutile và khi tiếp tục tăng nhiệt ñộ nung lên thì số lượng pic
nhiễu xạ ñặc trưng cho pha rutile tiếp tục tăng lên. ðồng thời ta có thể thấy rằng khi
tăng dần nhiệt ñộ nung thì ñộ rộng của pic cũng hẹp dần, ñiều này cho thấy nhiệt ñộ
nung không những ảnh hưởng ñến thành phần pha tinh thể của vật liệu mà còn ảnh
hưởng mức ñộ 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 có một vòng trễ kiểu H3 ở áp suất tương ñối cao, còn mẫu T3 có vòng
trễ kiểu H2. Diện tích bề mặt riêng S

BET
ñối với mẫu T3 và T6 tương ứng là 10,5 va
60,3 m
2
/g. Giả thiết hình thái của các mẫu ñều cùng là dạng cầu anatase (
ρ
=3,9 g/cm
3
)
[12], ñường kính là d (nm) của các hạt cầu này có thể tính gần ñúng theo công thức:
6
.
BET
d
S
ρ
=
lần lượt là 146 và 25 nm. ðiều này cho thấy, ñối với mẫu T7 có hình dạng là quả cầu
với kích thước khá lớn vào khoảng 1µm có cấu trúc xốp ñược tạo thành từ các hạt nano
kích thước cỡ 25 nm. Kết quả quan sát TEM ở hình 2c cũng ñã khẳng ñịnh thêm ñiều
này. Mẫu T3 lại có dạng hình thoi với kích thước vào khoảng 100 nm - 150 nm. Ngoài
ra, vòng trễ ở mẫu T7 và mẫu T3 ñều nằm ở vùng áp suất tương ñối P/P
o
= 1,0 nên mẫu
T3 và T7 chỉ có ñại mao quản (> 50 nm). ðại mao quản này tương ứng với các khe hay
là vùng không 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
The tich hap phu (cm
3
/g)
Ap suat tuo ng doi (P/P o)
: A -1,5
: B -150

Hình 5. ðường ñẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ N
2
ở -196
o
C của mẫu T3 và T6
Tính chất quang học của vật liệu quang xúc tác TiO
2
ñược thể hiện qua phổ hấp
thụ ánh sáng UV-Vis DRS của các mẫu xúc tác TiO
2
ở ñiều kiện nung khác nhau ñược
thể hiện trong hình 6. Theo kết quả này cho thấy, ñộ hấp thụ ánh sáng của các mẫu xúc
tác với sự thay ñổi nhiệt ñộ nung có sự biến ñổi ñáng kể ñặc biệt là mẫu T3 so với hai
mẫu T9 và T10.
Áp suất tương ñối (P/Po)

Thể tích hấp thụ (cm
3
/g)



84









Hình 6. Phổ hấp thu ánh sáng của các mẫu nano TiO
2

ñược nung ở nhiệt ñộ khác nhau
Từ hình trên, có thể thấy ñỉnh hấp thụ năng lượng photon của ánh sáng có sự
dịch chuyển nhẹ về phía vùng khả kiến, cường ñộ của pic giảm dần và trở nên tù hơn.
ðiều này có liên quan ñến thành phần pha tinh thể của vật liệu. ðối với mẫu T3 thì pha
tinh thể chủ yếu là anatase còn ñối 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 hóa trị
của pha rutile là 3,05 eV, tương ứng với nguồn sáng có bước sóng 420 nm. Trong khi
ñó, mức chênh lệch năng lượng giữa vùng dẫn và vùng hóa trị của anatase là 3,2 eV,
tương ứng với nguồn sáng có bước sóng 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 có bước sóng dài hơn. Tuy nhiên, theo hình 6 cường ñộ hấp thụ ánh

sáng tại vùng khả kiến của vật liệu có pha rutile chiếm ưu thế lại bị giảm.
4. Kết luận
ðã tổng hợp thành công vật liệu TiO
2
có cấu trúc nano bằng phương pháp tạo
hệ vi nhũ tương kết hợp với ñiều kiện thủy nhiệt. Hình thái, thành phần pha của sản
phẩm phụ thuộc nhiều vào ñiều kiện tổng hợp như hàm lượng chất hoạt ñộng bề mặt
CTAB, nhiệt ñộ thủy nhiệt và nhiệt ñộ nung. Thành phần pha thay ñổi trong khoảng
nhiệt ñộ nung từ 300 - 750
o
C. Khi nung ở nhiệt ñộ thấp thành phần pha chủ yếu là
anatase, tại nhiệt ñộ 450
o
C 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
Cuong do tin hieu
Buoc song (nm)
C-450
C-600
C-750

Cường ñộ tín hiệu

Bước sóng (nm)


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 TiO
2
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 TiO
2
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 TiO
2
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
TiO
2
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 TiO
2
photocatalysts synthesized via a sol-solvothermal

process at a low temperature, Journal of Solid State Chemistry, 178, (2004), 321-328.
[6]. Ngô Tuấn Anh, Nguyễn ðình Lâm, Xúc tác quang hóa TiO2 “Micro Nano Composit”
mang trên vật liệu nano carbon có cấu trúc, Tạp chí Khoa học và Công 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
ñiều chế vật liệu xúc tác quang hóa TiO
2
từ sa khoáng ilmenite. Phần III: ñánh giá
hoạt tính quang hoá xúc tác của TiO
2
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
có kích thước nano bằng phương pháp thủy nhiệt với sự hỗ trợ của sóng siêu âm, Tạp
chí Hoá học, T. 47A, (2009), 348-353.
[10]. ðinh Quang Khiếu, Nguyễn Lê Mỹ Linh và Nguyễn Khoái, Nghiên cứu tổng hợp
nano ống hydrogen titanate bằng phương pháp thủy nhiệt, Tạp chí Hoá học, T. 47A,
6A, (2009), 341-347.
[11]. Sarayut Termnak, Study of Sonication Effect and Stabilization of TiO
2
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 TiO

2
Nanoparticles and Derivation
of Optically Transparent Photocatalytic Films, Chemistry of Materials, 15, (2003),
3326–3331.

SYNTHESIS OF NANO-SIZED TiO
2
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 TiO
2
in the microemulsion was
investigated. Nano-sized TiO
2
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 TiO
2
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 TiO
2

calcined at temperature less than 450
o
C consist of anatase phase and the rutile phase
begins to appear at 450
o
C.