Luận án Nghiên cứu chế tạo và tính chất của lớp phủ khâu mạch quang trên cơ sở nhựa acrylate và các hạt nano ZnO-Ag

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA LỚP PHỦ KHÂU MẠCH QUANG TRÊN CƠ SỞ NHỰA ACRYLATE VÀ CÁC HẠT NANO ZnO-Ag

Ngành:

VẬT LIỆU CAO PHÂN TỬ VÀ TỔ HỢP

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu chế tạo và tính chất của lớp phủ khâu mạch quang trên cơ sở nhựa acrylate và các hạt nano ZnO-Ag" của Đỗ Trúc Vy tập trung vào việc phát triển các lớp phủ thông minh có khả năng tự làm sạch và kháng khuẩn, đặc biệt cần thiết trong điều kiện khí hậu nhiệt đới. Công trình này giải quyết sự thiếu hụt các nghiên cứu về lớp phủ khâu mạch quang sử dụng hạt nano lai, cũng như các thông tin về quy luật phản ứng trùng hợp khâu mạch và sự suy giảm quang khi có mặt hạt nano lai.

Mục tiêu chính của luận án là tổng hợp thành công hạt nano lai ZnO-Ag có năng lượng vùng cấm thấp (2,6 eV, thấp hơn ZnO nguyên chất 3,2 eV), cho phép hoạt động xúc tác quang mạnh trong phạm vi rộng (bao gồm cả ánh sáng tử ngoại và ánh sáng khả kiến). Luận án cũng nhằm làm rõ quy luật trùng hợp khâu mạch quang và phân hủy quang của lớp phủ khi có mặt các hạt nano lai ZnO-Ag, đồng thời đánh giá ảnh hưởng của chúng đến tính chất cơ lý, khả năng tự làm sạch và kháng khuẩn của lớp phủ.

Các đóng góp mới của luận án bao gồm việc tổng hợp thành công hạt nano lai ZnO-Ag theo phương pháp phân hủy nhiệt trong dung môi hữu cơ, với cấu trúc Core-satellites và khả năng phân tán tốt. Luận án đã chứng minh rằng các hạt nano lai ZnO-Ag thúc đẩy quá trình khâu mạch quang và sự suy giảm thời tiết xúc tác quang của lớp phủ. Hàm lượng hạt nano lai ZnO-Ag tối ưu là 2% đã tăng cường đáng kể tính chất cơ lý của lớp phủ (ví dụ, lớp phủ epoxy acrylate đạt độ bền va đập 60 Kg.cm, độ bền mài mòn 131,6 L/mil và độ cứng tương đối 0,94).

Đặc biệt, các lớp phủ khâu mạch quang chứa 2% hạt nano lai ZnO-Ag thể hiện hoạt tính kháng khuẩn cao (diệt khuẩn hoàn toàn E. coli trong 7 giờ đối với epoxy acrylate) và khả năng tự làm sạch tốt (loại bỏ gần như hoàn toàn chất bẩn Methylene Blue sau 12 giờ chiếu UV và 65% hỗn hợp chất bẩn nhân tạo sau 112 giờ chiếu UV đối với urethane acrylate). Luận án cũng đã mô tả cơ chế khâu mạch quang và suy giảm thời tiết xúc tác quang, trong đó hạt nano lai ZnO-Ag thúc đẩy cả hai quá trình, ưu tiên hình thành các cấu trúc liên kết đôi liên hợp p-π. Những kết quả này có ý nghĩa khoa học cơ bản và triển vọng ứng dụng cao trong thực tiễn.

Mục lục chi tiết:

• Bố cục luận án gồm 3 chương và phần kết luận và kiến nghị:
• Chương 1 Tổng quan về sơn acrylic và hạt lai nano bạc
• Chương 2 Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu
• Chương 3 Kết quả và thảo luận
• Kết luận và kiến nghị.
• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
• 1.1. Lớp phủ khâu mạch quang trên cơ sở nhựa acrylate và hạt nano
• 1.2. Lớp phủ tự làm sạch và kháng khuẩn
• 1.3. Sự suy giảm thời tiết của lớp phủ khi có mặt của hợp chất xúc tác quang
• CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Nguyên liệu, hóa chất
• 2.2. Quy trình tổng hợp hạt nano lai ZnO-Ag
• 2.3. Chế tạo lớp phủ khâu mạch quang trên cơ sở nhựa acrylate và các hạt nano ZnO-Ag
• 2.4. Phương pháp phân tích thử nghiệm
• CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đặc trưng của các hạt nano lai ZnO-Ag
• 3.1.1. Đặc trưng của các hạt nano lai ZnO-Ag phân huỷ nhiệt trong dung môi hữu cơ (ZA1)
• 3.1.1.1. Hình thái học của các hạt nano ZA1
• 3.1.1.2. Cấu trúc pha tinh thể và năng lượng vùng cấm của các hạt nano ZA1
• 3.1.1.4. Phân tích hàm lượng Ag trong các hạt nano ZA1
• 3.1.2. Đặc trưng của hạt nano lai ZnO-Ag tổng hợp bằng phương pháp khử hóa học trong môi trường nước (ZA2)
• 3.1.2.1. Hình thái học của các hạt nano ZA2
• 3.1.2.2. Cấu trúc pha tinh thể và năng lượng vùng cấm của các hạt nano ZA2
• 3.1.2.3. Phân tích hàm lượng Ag trong các hạt nano ZA2
• 3.2. Đặc trưng của lớp phủ khâu mạch quang trên cơ sở nhựa acrylate và hạt nano lai ZnO-Ag
• 3.2.1. Sự khâu mạch quang của lớp phủ trên cơ sở nhựa acrylate và hạt nano lai ZnO-Ag
• 3.2.1.1. Sự khâu mạch quang của lớp phủ trên cơ sở nhựa acrylate và hạt nano lai ZnO-Ag
• 3.2.1.2. Sự biến đổi phần gel và độ cứng tương đối của các lớp phủ khâu mạch quang trên cơ sở nhựa acrylate và hạt nano lai ZnO-Ag
• 3.2.2. Hình thái học của các lớp phủ khâu mạch quang chứa hạt nano lai ZnO-Ag
• 3.2.3. Ảnh hưởng của các hạt nano lai đến tính chất cơ lý của các lớp phủ khâu mạch quang
• 3.2.4. Hoạt tính kháng khuẩn của lớp phủ khâu mạch quang UVAE/ZnO-Ag
• 3.2.5. Khả năng tự làm sạch của lớp phủ khâu mạch quang UVAU/ZnO-Ag
• 3.2.6. Sự suy giảm thời tiết xúc tác quang của lớp phủ khâu mạch quang UVAU/ZnO-Ag
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ