Nghiên cứu thành công phương pháp biến tính cấu trúc TiO2 bằng KF
Ảnh SEM của FTO (xúc tác mới từ phương pháp biến tính TiO2 bằng KF)
Tháng 8/2008, nhóm nghiên cứu của Th.S Lê Tiến Khoa và Tăng Ngọc Bảo Thụy, dưới sự hướng dẫn của TS Huỳnh Thị Kiều Xuân và Th.S Nguyễn Hữu Khánh Hưng, thuộc bộ môn Hóa Vô cơ & Ứng dụng, Đại học Khoa Học Tự Nhiên TP.HCM, đã triển khai một phương pháp mới nhằm biến tính TiO2 thương mại với mục tiêu tạo ra một xúc tác quang hóa mới với giá thành rẻ có thể hoạt động hiệu quả dưới bức xạ khả kiến. Kết quả của nghiên cứu đã được đăng trên tạp chí Science and Technology Developpement, tháng 1/2010.
Phương pháp biến tính là nung hỗn hợp TiO2 với KF ở nhiệt độ cao, từ 800°C – 1000°C ở các thời gian khác nhau để có các mẫu FTO, với hy vọng có thể làm biến đổi cấu trúc của xúc tác. Dữ liệu XRD cho thấy sự tồn tại của 3 pha tinh thể trong các mẫu, bao gồm K2Ti6O13, K4Ti4F10O6.3H2O và anatase, chứng tỏ KF nóng chảy ở nhiệt độ cao đã xâm nhập và làm thay đổi cấu trúc tinh thể của TiO2.
Phổ nhiễu xạ tia X của FTO
Các ảnh chụp SEM cho thấy các hạt TiO2 ban đầu có hình dạng khối lệch với kích thước dao động từ 100 – 500 nm, trong khi các hạt FTO nằm ở dạng thành dài với độ dài hơn 1 μm và bề dày khoảng 100 nm. Hoạt tính quang hóa của các mẫu xúc tác được đánh giá thông qua phản ứng phân hủy xanh methylene, hợp chất được dùng để đại diện cho các chất hữu cơ dễ bay hơi trong nước. Dưới bức xạ khả kiến, hoạt tính quang hóa của FTO trong việc phân hủy xanh methylene tương đương với Degussa P25 (đạt độ chuyển hóa trên 60 % sau 4 giờ) và cao gấp đôi so với TiO2 tương mại không biến tính.
Kết quả trên chứng tỏ bên cạnh việc fluor hóa bề mặt TiO2, phương pháp biến tính cấu trúc của TiO2 bằng KF cũng là một cách cải thiện hiệu quả hoạt tính xúc tác quang hóa dưới bức xạ khả kiến, cần tiếp tục được nghiên cứu sâu trong tương lai.
[RIGHT]Lê Tiến Khoa (Nhóm Ichem) Nguồn : Science & Technology Developpement, vol 13, No T1-2010[/RIGHT]