Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ tư, 12/11/2008 15:13 (GMT+7)

Tự làm sạch kiểu quang xúc tác

Nhưng có cách tạo ra bề mặt tự làm sạch triệt để hơn: làm cho bề mặt thường xuyên phân hủy chất bẩn, chất độc hại, đồng thời làm cho bề mặt bị nước hoàn toàn làm ướt, để lâu lâu dội nước vào, chất bẩn đã bị phân hủy theo nước trôi đi hết. Đó là dùng TiO 2quang xúc tác. Chất xúc tác là chất tham gia làm thay đổi tốc độ của phản ứng hóa học nhưng cuối cùng thì chất đó không bị thay đổi, không bị tiêu hao, không có ở thành phần sản phẩm của phản ứng. Chất quang xúc tác là chất phải có thêm tác dụng của ánh sáng nữa mới làm được nhiệm vụ xúc tác. Chất diệp lục ở lá cây là một chất quang xúc tác điển hình.

Khi có ánh sáng Mặt trời chiếu đến thì chất diệp lục làm cho nước và CO 2chuyển thành oxy và glucose tương đối nhanh chóng. Còn TiO 2phải ở trong một số điều kiện đặt biệt mới làm được nhiệm vụ xúc tác. Trước hết TiO 2có hai dạng khác nhau về cấu trúc tinh thể là anataz và ruti. Chỉ có TiO­ 2ở dạng anataz kích thước hạt nhỏ cỡ nanomet mới là chất quang xúc tác có hiệu quả. Cơ chế quang xúc tác như sau: ánh sáng tử ngoại chiếu vào hạt tinh thể TiO 2làm cho điện tử ở dải hóa trị nhảy lên dải dẫn vậy là ở dải hóa trị nguyên tử thiếu điện tử trở thành lỗ trống mang điện dương còn ở dải dẫn có thêm điện tử để lưu động mang điện âm. Sở dĩ phải tia tử ngoại chiếu vào mới tạo được cặp điện tử vã lỗ trống là vì bề rộng vùng cấm của TiO 2là 3,2 eV; năng lượng photon hv = hc/ l phải bằng hoặc lớn hơn 3,2 eV mới đưa được điện tử nhảy mức, tính ra bước sóng phải bằng hoặc nhỏ hơn 388 nanomet tức là thuộc phạm vi tử ngoại. (Gần đây người ta có cách pha thêm vào TiO 2một số chất để trở thành quang xúc tác với ánh sáng thường).

Cơ chế quang xúc tác ở TiO2 Lỗ trống vì mang điện dương nên có thể bẻ gãy phân tử H 2O gần đấy tạo ra hyđrô và gốc OH. Điện tử mang điện âm kết hợp với phân tử oxy tạo thành ion âm O -2. Các sản phẩm sinh ra nói trên thường gọi là chất làm ô xy hóa mạnh, khi tiếp xúc với các chất bẩn hữu cơ có mùi và độc hại dễ chuyển chúng thành CO 2và H 2O không mùi, vô hại. Các hiệu ứng nói trên chỉ xảy ra trên bề mặt của TiO 2, nơi photon tử ngoại đến được. Vì vậy hạt TĩO 2phải thật nhỏ thì diện tích bề mặt ngoài tổng cộng của các hạt mới lớn, tốt nhất kích thước cỡ 20 nanomet. Do đó thường gọi là chất quang điện hóa nanô TiO 2(photocatalyst Nano TiO 2­).

TiO 2­thông thường có dạng bột màu trắng có trong sơn trắng, thuốc đánh răng… loại mịn kích thước hạt tinh thể nhỏ nhất cũng vào cỡ hàng chục micromet. Để làm ra chất tự làm sạch, việc thứ nhất là cần phải xử lý chọn lọc để chế tạo ra bột TiO 2chỉ ở dạng anataz (không có rutil), kích thước nhỏ đến cỡ nanomet. Chú ý rằng khi kích thước hạt nhỏ đến nanomet, hạt không còn máu trắng nữa mà gần như là trong suốt. Việc thứ hai là tìm được dung môi kết dính làm sao cho hạt nanô TiO 2phân tán đều trong đó, không vón cục lại, khi quét hoặc phun lên bề mặt vật rắn thì dung môi bay hơi khô đi và các hạt TiO 2kết dính chặt trên bề mặt.

Cơ chế quang xúc tác ở TiO2
Nửa gương ở phòng tắm có phủ quang xúc tác TiO2, không bị mờ.Hai việc này thuộc về bí quyết của công nghệ làm sản phẩm đưa ra thị trường. Việc phun phủ quang xúc tác nanô TiO 2lên bề mặt, có rất nhiều tác dụng phục vụ khoa học, đời sống nên đã phát triển mạnh ở nhiều nước ở châu Âu, ở Mỹ, ở Hàn Quốc và đặc biệt là ở Nhật. Ở các nước đó việc phun phủ quang xúc tác nanô TiO 2được thực hiện theo hình thức dịch vụ hoặc gia đình, cá nhân mua các loại bình xịt nanô TiO 2để tự phun lên những bề mặt cần thiết. Có thể kể một vài lĩnh vực đã có ứng dụng thực sự như sau:

- Phun phủ lên kính ở nhà cao tầng, ở xe ô tô… lợi dụng tính bị ướt làm nước hoàn toàn và tính tự làm sạch, khi mưa bề mặt kính không bị các giọt nước đọng làm mờ, trái lại rửa sạch.

- Phun phủ lên kính soi mặt ở buồng tắm, ở tường, gạch sứ ở nhà vệ sinh, gương soi không bị mờ lúc tắm nước nóng, buồng tắm, nhà vệ sinh không có mùi hôi.

Tổng vệ sinh rất đơn giản bằng cách dùng vòi phun nước, không cần chất tẩy rửa.

- Phun phủ lên tường, bàn mổ, băng ca… ở bệnh viện vì ở đấy hay có các chất như máu, mủ, các chất bẩn… bám vào. Chỉ cần định kỳ chiếu tia tử ngoại là nano TiO 2khử mùi hôi, diệt khuẩn, phân hủy chất hữu cơ và chỉ cần tổng vệ sinh bằng cách phun rửa bằng nước.

- Những nơi thông thoáng, có nhiều khói xe khói tàu kể cả khói thuốc lá như ở các đường hầm, nhà ga… người ta cũng phun nano TiO 2để tránh bớt ô nhiễm, dễ tổng vệ sinh.

Quang xúc tác nano TiO 2được dùng rất rộng rãi và được xem như một điển hình của việc ứng dụng công nghệ nano cải thiện môi trường.

Nửa gương ở phòng tắm có phủ quang xúc tác TiO2, không bị mờ.

Xem Thêm

Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Lào Cai: Tập huấn nâng chất lượng Sáng tạo trẻ
Nhằm gỡ vướng mắc và nâng cao chất lượng các đề tài sản phẩm tham gia cuộc thi sáng tạo thanh thiếu niên nhi đồng, sáng ngày 08/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Lào Cai tổ chức Hội nghị tập huấn “Giải pháp nâng cao chất lượng Cuộc thi Sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Lào Cai”.
Vận dụng tư tưởng Hồ Chí Minh về công tác thông tin khoa học và công nghệ trong kỷ nguyên vươn mình của dân tộc
Trong giai đoạn phát triển mới, khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số đang trở thành những động lực quan trọng của tăng trưởng, trong đó thông tin khoa học và công nghệ (KH&CN) ngày càng được xem là nguồn lực chiến lược. Việc vận dụng tư tưởng Hồ Chí Minh về công tác thông tin KH&CN có ý nghĩa thiết thực, góp phần xây dựng nền tảng tri thức phục vụ phát triển nhanh và bền vững.
Chủ tịch Hội đồng Lý luận Trung ương Nguyễn Xuân Thắng: Doanh nghiệp phải là chủ thể kiến tạo tăng trưởng và đổi mới mô hình kinh tế
Chủ tịch Hội đồng Lý luận Trung ương Nguyễn Xuân Thắng nhấn mạnh, đất nước đang rất cần một bước chuyển về chất sâu sắc: lớn lên bằng năng suất, mạnh lên bằng sáng tạo và đi xa bằng trách nhiệm. Trong đó, doanh nghiệp chính là lực lượng tiên phong trong sự nghiệp đổi mới...
Chủ tịch Bùi Thị Minh Hoài dự Đại hội đại biểu toàn quốc Hội Luật gia Việt Nam lần thứ XV, nhiệm kỳ 2026-2031
Sáng 7/10, tại Hà Nội, Đại hội đại biểu toàn quốc Hội Luật gia Việt Nam lần thứ XV, nhiệm kỳ 2026-2031 đã diễn ra phiên trọng thể. Bà Bùi Thị Minh Hoài - Ủy viên Bộ Chính trị, Bí thư Trung ương Đảng, Chủ tịch Ủy ban Trung ương MTTQ Việt Nam dự và phát biểu chỉ đạo tại Đại hội.
Lào Cai: Ra mắt "lá chắn số" CDSH E-learning bảo vệ thanh niên trên không gian mạng
Sáng 6/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Lào Cai phối hợp cùng Trung tâm Phát triển Khoa học công nghệ và Chăm sóc sức khỏe cộng đồng (YENBAI CDSH) và Câu lạc bộ Trí thức trẻ tổ chức Sự kiện ra mắt Bộ công cụ tự học trực tuyến CDSH E-learning. Sự kiện thuộc khuôn khổ Dự án “Thanh niên trong công tác phòng ngừa rủi ro trên không gian mạng” do Liên minh Châu Âu tài trợ.
Hội nghị Trung ương 4: Phát huy sức sáng tạo con người trong giai đoạn phát triển mới
Phát biểu tại Khai mạc Hội nghị lần thứ Tư Ban Chấp hành Trung ương Đảng, khóa XIV, Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm nêu rõ, Hội nghị Trung ương lần thứ Tư vừa phải giải quyết những điều kiện để thực hiện hiệu quả các quyết sách, vừa phải chuẩn bị cơ sở lý luận, tổ chức và con người cho sự phát triển lâu dài của đất nước.