ngoài ra còn có một số pic đặc trng của Al
2
O
3
ở các góc 2
=33,8
o
, 45,2
o
, mẫu
tổng hợp đợc chỉ chứa Ag và Al
2
O
3
không có một pha lạ nào khác. Điều đó chứng
tỏ đã điều chế đợc Ag/Al
2
O
3
tinh khiết có kích thớc nano (hình 3.3, 3.4, 3.5).
Để biết đợc hình thái bề mặt sản phẩm, chúng tôi chọn một số mẫu đi chụp
ảnh SEM. Kết quả thu đợc đợc đa ra trên các hình 3.3, 3.4, 3.5.
a) b)
Hình 3.3: ảnh SEM của mẫu MD11(a) và MD12(b)
a) b)
Hình 3.4: ảnh SEM của mẫu MD21(a) và MD22(b).
44
a) b)
Hình 3.5; ảnh SEM của mẫu MD31 (a) và MD32 (b).
ảnh SEM cho thấy kích thớc của các hạt tơng đối đồng đều.
Để biết chính xác sản phẩm thu đợc có hàm lợng bao nhiêu phần trăm bạc,
chúng tôi tiến hành chụp phổ tán xạ năng lợng của mẫu có nhiều bạc nhất của ph-
ơng pháp đồng kết tủa (mẫu MD31) để kiểm tra.
Hình 3.6: Phổ tán xạ năng lợng của mẫu MD31.
45
MD31
Kết quả chụp phổ tán xạ năng lợng (hình 3.6) cho thấy hàm lợng bạc trong
mẫu chiếm khoảng 11.42%, Al chiếm 59.58% và O chiếm 29%. Phần trăm nguyên
tử của các nguyên tố là Ag 1,70%, Al 48,30%, O 50,00%.
So sánh với tỷ lệ nguyên liệu ban đầu Ag/Al
2
O
3
(4/25) thì tỷ lệ hàm lợng
Ag/Al có trong sản phẩm (11,42/59,58) có sự sai khác nhng không đáng kể.
3.2. Kết quả tổng hợp xúc tác Ag/Al
2
O
3
theo phơng pháp sol-gel.
Trong phần này chúng tôi chỉ tiến hành nghiên cứu ảnh hởng của tỷ lệ
Ag/Al đến đặc trng và khả năng xúc tác của sản phẩm. Các mẫu đều đợc nung ở
400
o
C và đợc ký hiệu: MS00, MS11, MS12, MS13, MS14, MS15.
Kết quả thu đợc từ việc nghiên cứu các sản phẩm bằng phơng pháp nhiễu xạ
tia X đợc chỉ ra trên bảng 3.2 và các hình 3.7, 3.8.
Bảng 3.2: Kết quả nghiên cứu XRD các mẫu tổng hợp theo phơng pháp sol-
gel.
STT Kí hiệu
mẫu
Tỷ lệ khối l-
ợng Ag/Al
Nhiệt độ
nung (
O
C)
Thành phần
pha
1 MS00 0/25 400 Al
2
O
3
2 MS11 3,0/25 400 Ag-Al
2
O
3
3 MS12 3,5/25 400 Ag-Al
2
O
3
4 MS13 4,0/25 400 Ag-Al
2
O
3
5 MS14 4,5/25 400 Ag-Al
2
O
3
6 MS15 5,0/25 400 Ag-Al
2
O
3
46
Hình 3.7: Giản đồ XRD của mẫu MS00, mẫu không có Ag.
47
Mau MS00-400C
Mau MS11-400
o
C (a)
Mau MS12-400
o
C (b)
Mau MS13-400
o
C (c)
Hình 3.8: Phổ XRD của các mẫu MS11 (a), MS12 (b), MS13 (c), MS14 (e).
Trên giản đồ XRD của mẫu trắng MS00 (Al
2
O
3
) xuất hiện một số pic đặc tr-
ng của Al
2
O
3
và không thấy xuất hiện các pic lạ, điều này chứng tỏ mẫu Al
2
O
3
điều
chế đợc là tinh khiết.
So sánh phổ XRD của các mẫu tổng hợp với phổ XRD của mẫu trắng MS00.
Dễ dàng nhận thấy rằng có một số pic của Ag xuất hiện, không thấy xuất hiện các
pic của các chất đầu Al(OH)
3
, Ag
2
O. Điều này khẳng định mẫu tổng hợp đợc là Ag
trên nền chất mang Al
2
O
3
, hoàn toàn tinh khiết và ở dạng tinh thể. Điều đó cũng
khẳng định phản ứng phân hủy nhiệt ở 400
o
C của các chất đã xảy ra hoàn toàn.
Các mẫu tổng hợp đợc có thành phần pha khá giống nhau.
48
Mau MS14-400
o
C (d)
Mau MS15-400
o
C (e)
Kết quả chụp ảnh SEM của các mẫu MS12, MS13, MS14, MS15 đợc trình
bày trên các hình 3.9, 3.10 cho thấy có một lớp bạc bám đều lên bề mặt chất mang
Al
2
O
3
.
a) b)
Hình 3.9: ảnh SEM của mẫu MS12 (a) và MS13 (b)
a) b)
Hình 3.10: ảnh SEM của mẫu MS14 (a) và MS15 (b)
Để khẳng định mẫu tổng hợp đợc là chất xúc tác Ag trên nền chất mang
Al
2
O
3
. Tiếp tục tiến hành chụp ảnh TEM của một số mẫu. Qua ảnh TEM của mẫu
MS12 và MS14 trên hình 3.11 (a) và 3.11 (b) chứng tỏ rằng hạt Ag phủ lên bề mặt
Al
2
O
3
có dạng hình cầu, có kích thớc dao động khoảng 30 - 60 nm. kết quả thu đợc
phù hợp với kết quả phân tích.
49
a) b)
Hình 3.11: ảnh TEM của mẫu MS12 (a) và MS14 (b)
3.3. Kết quả tổng hợp xúc tác Ag/Al
2
O
3
theo phơng pháp tẩm.
Trong phần này chúng tôi chỉ tiến hành nghiên cứu ảnh hởng của tỷ lệ
Ag/Al đến đặc trng và khả năng xúc tác của sản phẩm. Các mẫu đều đợc nung ở
400
o
C. Kết quả thu đợc từ việc nghiên cứu các sản phẩm bằng phơng pháp nhiễu
xạ tia X đợc chỉ ra trên bảng 3.3 và các hình 3.12, 3.13.
Bảng 3.3: Kết quả nghiên cứu XRD các mẫu tổng hợp theo phơng pháp tẩm.
STT Kí hiệu
mẫu
Tỷ lệ khối l-
ợng Ag/Al
Nhiệt độ
nung (
O
C)
Thành
phần pha
1 MT00 0/25 400 Al
2
O
3
2 MT11 3 /25 400 Ag-Al
2
O
3
3 MT12 4/25 400 Ag-Al
2
O
3
4 MT13 5/25 400 Ag-Al
2
O
3
50
Hình 3.12: Giản đồ XRD của mẫu chụp không có bạc, mẫu MT00
Hình 3.13: Giản đồ XRD của mẫu MT11 (a), MT12 (b), MT13 (c).
51
Mau MT00
Mau MT11 (a)
Mau MT13 (c)
Mau MT12 (b)
Trên giản đồ XRD của mẫu MT00, mẫu không có bạc chỉ thấy xuất hiện một số
pic đặc trng của Al
2
O
3
, không thấy xuất hiện các pic lạ của các chất đầu nhôm tri-
isopropilat. Điều này chứng tỏ mẫu Al
2
O
3
tổng hợp đợc là tinh khiết.
So sánh phổ XRD của các mẫu tổng hợp với phổ XRD của mẫu MT00. Dễ dàng
nhận thấy rằng chúng có sự khác nhau nhiều, có một số pic của Ag xuất hiện. Điều này
khẳng định mẫu tổng hợp đợc là Ag trên nền chất mang Al
2
O
3
và ở dạng tinh thể.
3.4. Khảo sát hoạt tính xúc tác của sản phẩm đối với phản ứng phân hủy H
2
O
2
.
Trong phần này, chúng tôi tiến hành khảo sát hoạt tính xúc tác của 2 dãy sản
phẩm:
- Sản phẩm điều chế đợc theo phơng pháp đồng kết tủa.
- Sản phẩm điều chế đợc theo phơng pháp sol-gel.
Phản ứng phân hủy H
2
O
2
có xúc tác:
H
2
O
2
tacxuc
H
2
O
+
2
1
O
2
là phản ứng bậc 1, hằng số tốc độ phản ứng đợc xác định bằng biểu thức:
xC
C
t
k
=
0
0
ln
1
Trong đó :
k: là hằng số tốc độ phản ứng (s
-1
)
t: là thời gian phản ứng (s)
C
0
: nồng độ H
2
O
2
ban đầu.
x: là nồng độ H
2
O
2
đã phân hủy đến thời t.
Nếu gọi V
(ml) là thể tích O
2
thoát ra khi toàn bộ H
2
O
2
đã bị phân hủy, V
t
(ml)
là thể tích O
2
thoát ra tại thời điểm t thì:
t
VV
V
xC
C
0
0
; do đó:
t
VV
V
t
k
=
ln
1
Nếu giả thiết phản ứng bậc một là đúng thì đồ thị
( )
tf
VV
V
t
=
ln
sẽ là đờng
thẳng.
Kết quả khảo sát khả năng xúc tác của các sản phẩm điều chế đợc theo phơng
pháp đồng kết tủa đợc chỉ ra ở bảng 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9 và các hình 3.14, 3.15,
3.16, 3.17, 3.18, 3.19.
52
Bảng 3.4: Kết quả thử hoạt tính xúc tác đối với mẫu không trắng MD00 (3ml
2
O
2
)
Thời gian
(s)
Mực nớc
trong ống 2
Thể tích oxi
thoát ra (ml)
Hằng số tốc độ
k [s
-1
]*10
3
0 1.1 0.0
600 2.3 1.2 0.0715 0.119
630 2.4 1.3 0.0777 0.123
660 2.5 1.4 0.0839 0.127
690 2.6 1.5 0.0902 0.131
720 2.7 1.6 0.0965 0.134
750 2.8 1.7 0.1028 0.137
780 2.9 1.8 0.1092 0.140
810 3.0 1.9 0.1156 0.143
840 3.1 2.0 0.1221 0.145
870 3.2 2.1 0.1286 0.148
900 3.3 2.2 0.1352 0.150
V
18.5 17.4
K
tb
= 0.136
y = 0.0127x - 0.0561
R
2
= 0.9999
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
7.0 9.0 11.0 13.0 15.0 17.0
Thoi gian (phut)
Hình 3.14: Đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc
t
VV
V
ln
vào thời gian của mẫu MD00.
Bảng 3.5: Kết quả thử hoạt tính xúc tác đối với mẫu MD10 nung ở 300
o
C
53
t
VV
V
ln
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét