Luận án Nghiên cứu chế tạo thiết bị siêu âm công suất để tổng hợp vật liệu TiO2 cấu trúc Nanô

<p> Dựa vào mục tiêu, nội dung đề tài luận án Tiến sĩ, sau khi thực hiện và hoàn thành luận án, chúng tôi có một số kết luận sau: Với mục tiêu là nghiên cứu chế tạo thiết bị siêu âm công suất dùng để tổng hợp vật liệu TiO 2 cấu trúc nanô, chúng tôi đã thực hiện được một số nội dung sau: 1. Đã nghiên cứu chế tạo được hệ gốm PZT51/49 - 0,4 % kl MnO2 – 0,15 % kl ZnO. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ vật liệu có nhiều ưu điểm: gốm được tổng hợp chỉ ở nhiệt độ 1000 0 C, hệ số áp điện k p = 0,59, Q m ≈ 1600. Hệ gốm này được sử dụng để chế tạo biến tử phát siêu âm công suất. 2. Chế tạo thành công hàng loạt biến tử siêu công suất âm hình xuyến trên cơ sở gốm áp điện PZT51/49 – 0,4 kl % MnO2 – 0,15 kl % ZnO. Các biến tử siêu âm công suất chế tạo được có các thông số thỏa mãn yêu cầu đề ra và được sử dụng để lắp ráp các cụm biến tử trong khảo sát nghiên cứu và xây dựng thiết bị. 3. Thiết kế mạch kích siêu âm để kích thích biến tử áp điện phát siêu âm công suất cao, tính toán thiết kế được mạch điện tử hoạt động đúng với chế độ làm việc của biến tử, trên cơ sở tính toán các thông số của biến tử, chúng tôi đã thiết kế hoàn chỉnh một mạch điện tử cho máy phát siêu âm. 4. Từ các biến tử và mạch điện nói trên, chúng tôi đã nghiên cứu chế tạo thành công máy phát siêu âm công suất đa tần, đơn tần ứng dụng để tổng hợp vật liệu, các máy rửa siêu âm và thiết bị siêu âm dưới nước. 5. Đã tổng hợp thành công và ổn định ống nanô TiO 2 dạng ống bằng phương pháp siêu âm – thủy nhiệt trong môi trường NaOH với nồng độ là 10M. Kết quả phân tích SEM cho thấy sản phẩm TiO2 sau tổng hợp tổng hợp được có dạng ống với đường kính 10 nm, chiều dài ống cỡ vài trăm nm. Khảo sát tìm ra nhiệt độ nung thích hợp nhất để sản phẩm TiO2 nanô có tính quang xúc tác tốt. Các mẫu TiO 2 nanô tổng hợp được có khả năng phân hủy metylen xanh trong điều kiện chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời. 94 6. Từ vật liệu TiO 2 có cấu trúc nanô, chúng tôi đã chế tạo thành công dung dịch TiO 2 . Vật liệu này đã được thử nghiệm ứng dụng thành công trong xử lý môi trường nuôi trồng thủy sản, trong sơn nước ngoại thất chống bạc màu, ứng dụng làm dung dịch phủ bề mặt các vật liệu như gạch men, ngói, bê tông. để tạo ra các sản phẩm mới có tính chất diệt khuẩn, tự làm sạch, khử khí độc dựa trên cơ chế quang xúc tác của màng mỏng TiO 2 có cấu trúc nanô. 7. Đã tổng hợp được vật liệu gốm áp điện hệ PZT(51/49) - 0,4 % kl MnO2 sử dụng nguyên liệu TiO 2 cấu trúc nanô hạ thấp được nhiệt độ thiêu kết xuống 1050 0 C. Vật liệu thể hiện tính chất áp điện tốt hơn hẳn so với phương pháp truyền thống. Kiến nghị : Các thiết bị siêu âm đã chế tạo được sử dụng cho nhu cầu nghiên cứu và triển khai ứng dụng chế tạo vật liệu TiO 2 nanô tại phòng thí nghiệm Vật lý chất rắn – Đại học Khoa học Huế. Các sản phẩm như: dung dịch TiO 2 dùng trong xử lý môi trường nuôi trồng thủy sản, dung dịch TiO 2 phủ trên các vật liệu như gạch, ngói. để tạo ra các sản phẩm như men thông minh (đã được triển lãm tại hội chợ Khoa học Công nghệ toàn Quốc Techmart Quảng Nam 2011).Trong thời gian tới, với sự thành công trong việc chế tạo TiO 2 có cấu trúc nanô tại bộ môn Vật lý Chất rắn, các hướng nghiên cứu chế tạo pin mặt trời, các bộ xử lý nước. cần được tiếp tục đầu tư nghiên cứu để tạo ra những sản phẩm mới đáp ứng cho nhu cầu xã hội. </p>