NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MÀNG QUANG XÚC TÁC TiO2 TẠP CHẤT V BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG PHÚN XẠ MAGNETRON DC

Khóa luận tốt nghiệp đại học
NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MÀNG QUANG
XÚC TÁC TiO2:V BẰNG PHƯƠNG PHÁP
ĐỒNG PHÚN XẠ MAGNETRON DC
CBHD: TS. Lê Vũ Tuấn Hùng.
CBPB: TS. Lê Văn Ngọc
SVTH: Lê Anh Duy.
NỘI DUNG TRÌNH BÀY
Giới thiệu
Tổng quan và lý thuyết
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận
Kết luận và hướng phát triển
Giới thiệu.
Môi trường đang trở nên ô nhiễm rất nặng nề.
Các nhà khoa :học quan tâm đến vấn đề xử lý
môi trường.Quang xúc được quan tâm, vì:
Giới thiệuGiới thiệu
Giới thiệu.

Trong rất nhiều loại vật liệu có tính năng quang xúc
tác như ZnO, Ta2O5, ZrO2, TiO2, , vật liệu TiO2
cho thấy có triển vọng, ứng dụng hiệu quả nhất :

Khả năng ôxy hóa mạnh của cặp điện tử và lỗ
trống được sản sinh bởi photon khi hấp thụ ánh
sáng có bước sóng ngắn hơn 380nm (vùng ánh
sáng tử ngoại, UV)

Tính trơ hóa học và tính thân thiện với môi
trường.
Giới thiệuGiới thiệu


Vật liệu TiO2
RutileAnatase Brootkie
Vật liệu TiO2 có độ rộng vùng cấm khoảng
3.2eV - 3.8eV
Tổng quan và lý thuyếtTổng quan và lý thuyết
Tính Chất Quang Xúc Tác Của Màng TiO2.
Các mức thế ôxy hóa – khử của TiO2.
TiO2 + hν  h+ + e–
H2O + h+  •OH +
H+
O2 + e-  •O2-
Tổng quan và lý thuyếtTổng quan và lý thuyết
1.2. Tính Chất Quang Xúc Tác Của Màng
TiO2.

Bề mặt của các loại vật liệu
rắn đều có tính kỵ nước ở
một mức độ nào đó. Mức độ
kỵ nước được phản ánh qua
góc tiếp xúc của giọt nước
với bề mặt.
Hình 1.8. Góc tiếp xúc nước trên bề
mặt của màng
Tổng quan và lý thuyết

e- + Ti4+  Ti3+

4h+ + 2O2-  O2


OH-ads. + h+ 
OHads
TiO2.
Tổng quan và lý thuyết
Các yếu tố ảnh hưởng lên quang xúc tác

Diện tích hiệu dụng
bề mặt.

Độ kết tinh của tinh
thể.

Bước sóng chiếu
sáng.
Tổng quan và lý thuyết
Cải tiến hoạt tính quang xúc tác của vật liệu TiO2.

Khả năng quang xúc tác của TiO2 nguyên chất vẫn còn bị
hạn chế do:

Độ rộng vùng cấm của TiO2 khá lớn.

Tốc độ tái kết hợp của các hạt tải trong TiO2 khá nhỏlớn.

Cải tiến khả năng quang xúc tác của TiO2 thì có 2 hướng cơ
bản:

Giảm độ rộng vùng cấm của vật liệu TiO2

Giảm tốc độ tái kết hợp của cặp điện tử, lỗ trống.

Cần cải tiến khả năng quang xúc tác của
TiO2
Tổng quan và lý thuyếtTổng quan và lý thuyết
Phương pháp tạo màng và phương pháp xác định tính
quang xúc tác của màng
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận
Khảo sát tính quang xúc tác của các màng TiO2 và
TiO2:V theo các điều kiện chế tạo
So sánh tính quang xúc tác của các màng TiO2 và TiO2:V
tốt nhất.
Kiểm nghiệm độ lặp lại quang xúc tác của màng TiO2:V.
Tạo Màng TiO2 Pha Tạp Vanadium Bằng Phương Pháp
Đồng Phún Xạ Phản Ứng.
Dùng phương pháp
phún xạ để thu được
màng có độ bền cao
nhưng vẫn đảm bảo
yêu cầu quang xúc
tác.
Thực nghiệm, kết quả và bàn luậnThực nghiệm, kết quả và bàn luận
Tạo Màng TiO2 Pha Tạp Vanadium Bằng Phương Pháp Đồng Phún Xạ Phản Ứng.
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận
Các Phương Pháp Khảo Sát Tính Năng Quang Xúc Tác Của Mẫu.
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận
Màng
.
Hệ đo Methylene Blue (MB)
Hệ đo góc thấm ướt
Khảo Sát Tính Chất Quang Xúc Tác Của TiO2.
Tạo màng TiO2 bằng phương pháp phún xạ magnetron DC

Công suất phún xạ
bia Ti
Khoảng
cách bia đế
Nhiệt độ đế
tính năng
quang xúc
tác
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận
Tối ưu : 5cm Tối ưu : 100W Tối ưu : 200oC

Nhiệt độ đế 200oC

Tỉ lệ khí O2:Ar 10%

Công suất phún xạ bia
của Ti: 100W

Thời gian phún xạ 60
phút
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận

Nhiệt độ đế 200oC

Tỉ lệ khí O2:Ar 10%

Khoảng cách giữa bia - đế
là 5cm

Thời gian phún xạ 60 phút

Thực nghiệm, kết quả và bàn luận

Tỉ lệ khí O2:Ar 10%

Khoảng cách giữa bia
- đế là 5cm

Công suất phún xạ
bia của Ti: 100W

Thời gian phún xạ 60
phút
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận
Khảo Sát Tính Chất Quang Xúc Tác Của TiO2:V
Tạo màng TiO2:V bằng phương pháp đồng phún xạ
magnetron DC
Công suất phún xạ
bia V
Góc
nghiêng θo
Tỷ lệ khí
O2:Ar
tính năng
quang xúc
tác
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận
Tối ưu : 25o Tối ưu : 20% Tối ưu : 80W

Khoảng cách giữa bia - đế
là 5cm


Công suất phún xạ của bia
Ti: 100W

Công suất phún xạ của bia
V: 80W

Tỉ lệ khí O2:Ar là 10%

Thời gian phún xạ 60 phút
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận

Khoảng cách giữa bia - đế :
5cm

Công suất phún xạ của bia
Ti: 100W

Công suất phún xạ của bia
V: 80W

Góc nghiêng θo :25o

Thời gian phún xạ 60 phút

Khoảng cách giữa bia - đế
là 5cm

Công suất phún xạ của bia

Ti: 100W

Góc nghiêng θo:25o

Tỉ lệ khí O2:Ar là 20%

Thời gian phún xạ 60
phút
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận
Kết quả đo X-Rays
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận
Kết quả đo góc thấm ướt
Thực nghiệm, kết quả và bàn luận
Kết quả đo phổ truyền qua UV-Vis