vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

81 886 6
vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Vật liệu mao quản trung bình (MQTB) trật tự 1.1.1. Giới thiệu chung 1.1.2. Giới thiệu một số vật liệu mao quản trung bình trật tự 1.1.3. Vật liệu họ SBA ( Santa Barbara) 1.2. Giới thiệu về zirconia (ZrO 2 ) và zirconia sunfat hóa 1.2.1. Zirconia (ZrO 2 1.2.2. Xúc tác SO 4 2 − /ZrO 2 1.3. Vật liệu mao quản trung bình có chứa Al 1.4. Phản ứng chuyển hóa n-ankan 1.4.1. Quá trình đồng phân hóa n-ankan 1.4.2. Refominh xúc tác n-ankan [8] Chương 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1. Tổng hợp xúc tác và kiểm tra hoạt tính 2.1.1. Hóa chất và thiết bị 2.1.2. Quy trình tổng hợp vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính 2.1.3. Kiểm tra hoạt tính xúc tác trong phản ứng chuyển hóa n-hexan 2.2. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng xúc tác 2.2.1. Phương pháp phân tích nhiệt (TGA) 2.2.2. Phổ hồng ngoại (IR) 2.2.3. Phương pháp nhiễu xạ tia X 1 2.2.4. Phương pháp hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy-SEM) 2.2.5. Kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy TEM) 2.2.6. Phương pháp phổ EDX [82] 2.2.7. Phương pháp xác định diện tích bề mặt riêng [6] Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Vật liệu SBA-16 biến tính bằng SO 4 2- /ZrO 2 3.1.1. Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) 3.1.2. Phổ hồng ngoại (IR) 3.1.3. Ph nhi u x tia Xổ ễ ạ 3.1.4. Phương pháp SEM 3.1.5. Phương pháp TEM 3.1.6. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp N 2 3.1.7. Khảo sát chiều hướng phản ứng chuyển hóa n-hexan trên SZ-SBA-16 3.2. Vật liệu SBA-16 biến tính bằng Al 2 O 3 3.2.1. Phổ nhiễu xạ tia X 3.2.2. Kết quả đo hấp phụ-giải hấp N 2 3.3.2. Khảo sát chiều hướng chuyển hóa n-hexan trên Al-SBA-16-0.35 3.3. Xúc tác Pt/SZ-SBA-16 và Pt/Al-SBA-16-0.35 KẾT LUẬN 2 Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Vật liệu mao quản trung bình (MQTB) trật tự 1.1.1. Giới thiệu chung - Hai vật liệu tiền thân của các vật liệu MQTB: + Aluminophosphat: Như đã biết, zeolit có mao quản rộng nhất là X và Y (với dạng cấu trúc faujasite) ứng với vòng oxi cực đại là R-12(O). Do đó người ta phải tìm cách tổng hợp zeolit dạng aluminophosphat (Al-P). Năm 1988 lần đầu tiên vật liệu có tên gọi VPI-5 với vòng oxi đạt đến 18, R-18(O), đường kính mao quản 12 Å đã được tổng hợp [28], sau đó vào năm 1992 AlPO 4 dạng JDF-20 được tổng hợp với vòng 20 oxi, R-20 (O) [45]. Tuy nhiên, do tính bền nhiệt và thủy nhiệt không cao nên cho đến nay các vật liệu Al-P vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. + Sét pillar: Đây là vật liệu sét tự nhiên có cấu trúc tinh thể dạng lớp. Khoảng cách giữa các lớp là 9- 10 Å, song do tính biến dạng của sét cao nên người ta có thể chèn giữa các lớp (bằng kĩ thuật trao đổi ion) các kim loại vừa có tính chất xúc tác, vừa bền và có kích thước đủ lớn để nới rộng khoảng cách giữa các lớp. Ví dụ như, từ sét bentonit, người ta chế tạo các Me-pillar dạng Me-montmorillonit với khoảng cách giữa các lớp 15-20 Å, (Me: Al, Zr, Ca, Cr, Ti, Fe, ). Vật liệu này có thời điểm là hi vọng của nhiều nhà xúc tác song do độ bền nhiệt và hoạt tính xúc tác vẫn thấp so với zeolit và đặc biệt không dễ dàng tạo ra vật liệu nano mao quản đồng nhất như mong đợi nên sét pillar vẫn chưa trở thành các vật liệu xúc tác thương mại quan trọng. - Đặc điểm quan trọng nhất của các vật liệu MQTB trật tự (ordered mesoporous materials) là chúng có mao quản đồng nhất, kích thước mao quản rộng, diện tích bề mặt riêng lớn, do đó vật liệu sẽ chứa nhiều tâm hoạt động ở trên bề mặt nên dễ dàng tiếp cận với tác nhân phản ứng. Tuy nhiên, vật liệu MQTB không phải là vật liệu tinh thể. Xét về mối quan hệ xa thì các mặt mạng, sự sắp xếp các mao quản, 3 … được phân bố theo quy luật tuần hoàn như trong mạng tinh thể, nhưng nhìn ở góc độ gần thì các phần tử (ion, nguyên tử, nhóm nguyên tử,…) lại liên kết với nhau một cách vô định hình. Như vậy có thể xem vật liệu MQTB là “giả tinh thể”. - Một câu hỏi đặt ra là tại sao các vật liệu MQTB được tổng hợp không ở dạng tinh thể? Các nhà khoa học cho rằng độ tinh thể của vật liệu luôn luôn có mối quan hệ với mật độ mạng (số nguyên tử trong một nm 3 : Framework Density, FD). Năm 1989, Brunner và Meier nhận thấy rằng các cấu trúc tinh thể chứa nguyên tử T (nguyên tử trong cấu trúc tứ diện-tetragonal) đều phải tuân theo một quy tắc nghiêm ngặt giữa FD và kích thước vòng T (vòng O) cực tiểu (MINR: Minimum ring) [7]. Thực vậy, các oxit tinh thể với cấu trúc MINR= 4 và ứng với khoảng trống cực đại trong vật liệu (void fraction)~ 0.5. Các vật liệu MQTB vi phạm quy luật đó nghĩa là khoảng trống > 0.5 và FD nhỏ nên vật liệu MQTB trật tự không thể là vật liệu tinh thể. Muốn trở thành vật liệu tinh thể người ta tìm cách gia tăng FD của mạng và làm giảm bớt độ rỗng nghĩa là mạng của nó phải được cấu tạo đặc hơn, có khả năng tạo ra các đơn vị cấu trúc thứ cấp SBU (Secondary Building Unit) dạng vòng 3(T) hoặc 3(O). 1.1.2. Giới thiệu một số vật liệu mao quản trung bình trật tự - Vật liệu với cấu trúc lục lăng (MCM-41) Năm 1992, các nhà nghiên cứu của công ty dầu mỏ Mobil lần đầu tiên đã sử dụng chất tạo cấu trúc tinh thể lỏng để tổng hợp một họ rây phân tử mới MQTB. MCM-41 là một trong những loại vật liệu được nghiên cứu nhiều nhất. Chúng là vật liệu mao quản hình trụ có đường kính từ 1.5 - 8 nm. Nhóm không gian của MCM-41 là P6mm (hình 1.1a), thành mao quản là vô định hình và tương đối mỏng (0.6-1.2 nm). Sự phân bố kích thước lỗ là rất hẹp chỉ ra sự trật tự cao của cấu trúc. Do mao quản chỉ bao gồm MQTB mà không có vi mao quản bên trong thành nên dẫn đến sự khuếch tán một chiều qua kênh mao quản. Chúng có diện tích bề mặt riêng lớn đến khoảng 1000-1200 m 2 /g. Hạn chế quan trọng nhất của vật liệu này là độ bền thủy nhiệt chưa cao do thành khá mỏng và vô định hình [61]. 4 Vật liệu với cấu trúc lập phương + KIT-5: là silica MQTB với tính chất tương tự như SBA-16. MQTB là trật tự với dạng cấu trúc lập phương tâm mặt Fm3m. Giống như SBA-16, KIT-5 có thể được tổng hợp trong hệ bậc 3 gồm nước, butanol và chất hoạt động bề mặt F127. Khác với SBA-16, trong trường hợp này mỗi MQTB trong KIT-5 chỉ được liên kết thống kê với một MQTB khác và sắp xếp theo kiểu cấu trúc tâm mặt. + MCM-48 và KIT-6: là 2 vật liệu đều có cấu trúc 3-D thuộc nhóm không gian Ia3d. Đặc trưng nhất về cấu trúc của loại vật liệu này là kiến trúc theo kiểu vòng xoáy (hình 1.2). MCM-48 được tổng hợp theo cách tương tự như MCM-41 dưới điều kiện kiềm với chất hoạt động bề mặt genimi. Độ dày thành mao quản của MCM-48 là khoảng 0.8-1 nm. Kích thước mao quản cũng tương tự như MCM-41. KIT-6 có thể được tổng hợp sử dụng pha meso bậc 3 là H 2 O, BuOH và P123. Độ dày thành mao quản và chiều mao quản tương tự như SBA-15 [56]. 1.1.3. Vật liệu họ SBA ( Santa Barbara) a. Khái quát Năm 1998, Zhao và các cộng sự [92] đã tổng hợp được họ vật liệu mới, kí hiệu là SBA-n, có cấu trúc lục lăng 2-D và 3-D (SBA-2, 3, 12, 15) hoặc lập phương (SBA-1, 6, 16), trong đó nổi bật nhất là SBA-15 và SBA-16. 5 Hình 1.1a: Mô hình mao quản sắp xếp theo dạng lục lăng Hình 1.1b: Sự kết nối các kênh mao quản sơ cấp qua mao quản thứ cấp của SBA-15 Hai vật liệu này được tổng hợp khi sử dụng chất tạo cấu trúc (template) hay tác nhân định hướng cấu trúc ( SDA: struture-directing agent) là các chất hoạt động bề mặt copolime 3 khối Pluronic (P123: m = 20, n=70; F127: m=106, n=70): SBA-15 là vật liệu MQTB ở dạng lục lăng (hình 1.1a) cùng nhóm không gian P6mm với MCM-41 nhưng được tổng hợp trong môi trường axit (khác với MCM-41 trong môi trường kiềm) và sử dụng chất hoạt động bề mặt không ion. Tuy nhiên, do tính chất của chất hoạt động bề mặt loại Pluronic, vật liệu SBA- 15 so với vật liệu MCM-41 có sự khác nhau quan trọng về mao quảntính chất hấp phụ. Trong cách tổng hợp thông thường, SBA-15 có thành mao quản dày hơn nhưng vẫn là vô định hình. Diện tích bề mặt BET của SBA-15 thường thấp hơn MCM-41 và do thành mao quản dầy nên chúng có độ bền thủy nhiệt lớn hơn. Cũng do loại chất hoạt động bề mặt Pluronic, SBA-15 có mao quản thứ cấp bên trong thành, bao gồm vi mao quảnmao quản trung bình nhỏ hơn. Kênh mao quản chính song song của SBA-15 được kết nối với nhau qua các vi lỗ và mao quản trung bình nhỏ hơn trong thành mao quản [25] (hình 1.1b). SBA-16 là silica MQTB với kích thước mao quản 5-15 nm dạng lồng sắp xếp trong dạng lập phương tâm khối 3 chiều thuộc nhóm không gian Im3m. Giống như 6 Hình 1.2: Mô hình cấu trúc vòng xoáy của KIT-6 Hình 1.3 : Sự kết nối kênh MQ sơ cấp qua 8 kênh MQTB nhỏ hơn của SBA-16 SBA-15, nó được tổng hợp ở điều kiện axit, sử dụng chất hoạt động bề mặt không ion Pluronic và do đó cũng tạo ra mao quản phụ trong thành. Cấu trúc của SBA-16 đã được nghiên cứu, trong đó mỗi MQTB được kết nối với 8 MQTB bên cạnh (hình 1.3). Tám MQTB thứ cấp này (còn gọi là cửa sổ mao quản) nhỏ hơn MQTB sơ cấp (còn gọi là hốc, nằm ở tâm hình lập phương). Đây cũng là điều làm cho vật liệu này có tính chất lí thú, ví dụ như trong tổng hợp phức chất: cửa sổ mao quản nhỏ đủ khoảng trống cho phối tử B và ion kim loại A chui vào trong hốc và xảy ra phản ứng trong đó; hốc rộng phù hợp cho phức kim loại với kích thước phân tử lớn hình thành bên trong, nhưng cửa sổ lại nhỏ hơn kích thước phân tử phức nên phức chất C hình thành được giữ trong hốc mà không bị mất ra ngoài môi trường (hình 1.4). Người ta đã ứng dụng phức chất C (Co(II)Salen) làm xúc tác trong quá trình mở vòng epoxit sau khi phức C được oxi hóa thành Co(III)Salen [46]: 7 Hình 1.4: Sự hình thành phức kim loại trong hốc của SBA-16 b. Sự hình thành SBA Sự hình thành vật liệu SBA-15 và SBA-16 có thể hình dung một cách đơn giản qua các giai đoạn phản ứng như sau: - Chất hoạt động bề mặt F127, P123 hòa tan trong nước hình thành nên pha mixen lần lượt là dạng lập phương tâm khối (hình 1.5a) và lục lăng trong đó phần kị nước PPO nằm ở bên trong còn phần ưa nước PEO ở phía ngoài của mixen. - TEOS thủy phân trong nước hình thành nhóm silanol: -Si-OR + H 2 O → -Si-OH + ROH - Các nhóm silanol ngưng tụ theo kiểu oxo hóa hoặc ancolxo hóa hình thành nên silica oligome: -Si-OH + HO-Si- → -Si-O-Si- + H 2 O -Si-OR + HO-Si- → -Si-O-Si- + ROH - Các silica oligome này tương tác với mixen đã hình thành cấu trúc pha theo kiểu tương tác S + X - I + (hay S o H + X - I + ) (S: surfactant, X: halogen, I: inorganic là silica vô cơ). Trong môi trường axit mạnh pH < 2 silica bị proton hóa mang điện tích dương và tương tác tĩnh điện chủ yếu với phần PEO ưa nước cũng bị proton hóa qua cầu ion halogenua (hình 1.5b). - Tại đây tiếp tục xảy ra quá trình ngưng tụ và tạo thành silica polime. Khi nung ở nhiệt độ cao trong không khí, các chất HĐBM này bị loại bỏ hoàn toàn để 8 Hình 1.5a: Pha mixen dạng lập phương tâm khối của F127 Hình 1.5b: Tương tác giữa chất HĐBM và silica oligome qua cầu ion halogenua lại khung silica (SiO 2 )n, phần PPO bị loại bỏ để lại khoảng trống (mao quản) bên trong vật liệu. Cũng lưu ý rằng do thể tích của PEO nhỏ nên nó có khả năng thâm nhập vào bên trong thành mao quản silica và khi nung ở nhiệt độ cao, PEO bị loại bỏ và hình thành nên vi mao quản [63, 65]. c. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu Qua cơ chế hình thành ở trên thì độ dày thành mao quản gây ra bởi chuỗi PEO ưa nước, đường kính mao quản gây ra bởi lõi PPO kị nước, vi mao quản gây ra bởi phần EO thâm nhập vào trong thành silica. Dưới đây là một số yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng của vật liệu đã được nghiên cứu: + Polime với chuỗi PEO ngắn thích hợp hơn cho sự hình thành pha dạng tấm (lamellar), polime với chuỗi PEO trung bình thích hợp cho sự hình thành pha lục lăng và sự hình thành pha lập phương cho hầu hết các polime với chuỗi ưa nước EO dài. Do đó P123 hình thành silica với cấu trúc lục lăng P6mm, sử dụng chất hoạt động bề mặt với chuỗi dài hơn F108 (132 đơn vị), F127(108) tạo nên cấu trúc Im3m [52]. + Galarneau và các cộng sự [16, 17] đã nghiên cứu cấu trúc mixen của SBA-15 tạo ra bởi P123 (hình 1.6a) trong giai đoạn phản ứng. Ở nhiệt độ thấp (khoảng 60 o C) mixen P123 trong nước bao quanh bởi một lớp hiđrat dày đến cỡ 1nm, các chuỗi bị hiđrat hóa này đẩy nhau làm cho khoảng cách mixen lớn (ít nhất là 3-4 nm), do đó độ dày thành mao quản hình thành ở nhiệt độ này cao hơn. 9 Hình 1.6a: Mixen của chuỗi PEO P123 trong nước Hình 1.6b: Sự đehiđrat hóa và tăng thể tích phần lõi khi tăng nhiệt độ Sự tăng nhiệt độ gây ra sự đehidrat hóa chuỗi PEO và giảm thể tích phần ưa nước PEO, tăng thể tích phần lõi nên đường kính mao quản trong trường hợp này lớn hơn nhưng độ dày thành mao quản và thể tích vi lỗ lại nhỏ hơn so với nhiệt độ thấp (hình 1.6b). + Sự tăng nhiệt độ trong quá trình già hóa và thời gian già hóa cũng gây ra sự tăng đường kính mao quản (hình 1.7) và giảm vi lỗ do sự đehiđrat hóa của khối PEO như được quan sát trong giai đoạn phản ứng ở trên [76]. + Sự thêm các chất phụ trợ (ví dụ như D-glucozơ) cũng làm thay đổi tính chất của vật liệu: Sau khi thêm D-glucozơ, liên kết hydro có thể hình thành bằng các nhóm -OH của D-glucozơ và phần ưa nước PEO của copolime 3 khối. Do đó khi tăng tỉ lệ khối lượng D-glucozơ/F127, phần ưa nước PEO bị co lại và độ dày thành mao quản do đó giảm đi [72] ( hình 1.8). + Thể tích vi lỗ cũng phụ thuộc vào thành phần các chất ban đầu. Chi-Feng Cheng và các đồng nghiệp [23] đã khảo sát và thấy rằng khi tăng hàm lượng của silica từ 6 – 9.5% về khối lượng thì thể tích vi lỗ tăng từ 44 - 67%. Điều này được giải thích là phần ưa nước EO có thể tương tác với silica bị oligome hóa qua tương 10 Hình 1.8: Sự co chuỗi PEO khi tăng hàm lượng D-glucozơ Hình 1.7: Mô hình sự tăng kích thước MQ của SBA-16 khi tăng nhiệt độ già hóa [...]... biến tính vật liệu mao quản trung bình SBA-16, một vật liệu có diện tích bề mặt riêng lớn, kích thước mao quản rộng và có độ bền thủy nhiệt cao bằng zirconia sunfat hóa nhằm tạo ra một vật liệutính axit và bền nhiệt, phù hợp cho phản ứng chuyển hóa n-hexan 1.3 Vật liệu mao quản trung bình có chứa Al Vật liệu mao quản trung bình silica nguyên chất chỉ có các nhóm silanol trên bề mặt, có tính axit yếu... đều nhưng chúng lại có tính axit yếu [27, 32] Để tăng tính axit của vật liệu này, zirconi sunfat hóa đã được mang trên các vật liệu mao quản trung bình như MCM-41 [67, 90], FSM-16 [43], Sử dụng phương pháp này, vật liệu được tổng hợp có độ axit 16 mạnh hơn so với vật liệu mao quản trung bình thông thường Tuy nhiên, do MCM-41 có kích thước mao quản nhỏ nên các lỗ xốp thường bị SO42-/ZrO2 bịt kín, làm... đến hoạt tính xúc tác e Zirconia sunfat hóa mang trên vật liệu mao quản trung bình và zirconia sunfat hóa mao quản trung bình Từ năm 1992 đã có công bố rằng vật liệu mao quản trung bình với cấu trúc lỗ xốp trật tự rất có khả năng ứng dụng trong các quá trình xúc tác, hấp phụ và tách chất bởi chúng có diện tích bề mặt cao, thể tích lỗ xốp lớn và cấu trúc lỗ xốp đồng đều nhưng chúng lại có tính axit... mao quản trung bình đã được tổng hợp thành công nhưng hoạt tính xúc tác của nó vẫn còn thấp hơn hoặc là chỉ tương đương so với zirconi sunfat hóa thông thường trong quá trình đồng phân hóa nparafin [23, 45] Hơn nữa, độ bền nhiệt của cấu trúc meso và khả năng chống lại sự mất hoạt tính của zirconi sunfat hoá mao quản trung bình vẫn còn thấp [90] Trong luận văn này, chúng tôi đã tiến hành biến tính vật. .. thành các nhóm OH đầu tận mang tính axit Bronsted trong các vật liệu MQTB Cho đến nay, có nhiều vật liệu mao quản trung bình chứa Al đã được nghiên cứu như Al-HMS [68, 69], Al-MCM-41 [14], Al-SBA-15 [38] Mokaya và Jones [68, 69] đã sử dụng phương pháp hấp phụ pyriđin để nghiên cứu các tâm axit Bronsted và Lewis trên Al-HMS và kết luận rằng các vật liệu Al-HMS thể hiện tính axit Bronsted tương đương... n-hexan (Trung Quốc) H2PtCl6.8H2O (Nhật) Nước cất b) Thiết bị Máy khuấy từ, autoclave, nhiệt kế, lò nung, thiết bị phản ứng và một số thiết bị khác 2.1.2 Quy trình tổng hợp vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính - Tổng hợp SBA-16 Hoà tan 1.25g F127 trong 70ml dung dịch HCl 1M, khuấy liên tục đến khi thu được dung dịch đồng thể Giữ dung dịch ở nhiệt độ 40 0C, thêm khoảng 1g NaCl và 5 ml n-BuOH... ta thu được vật liệu kí hiệu là Zr -SBA-16 Các mẫu vật liệu được sunfat hoá bằng cách tẩm dung dịch H 2SO4 1M, sấy qua đêm và nung ở 6500C trong 4 giờ Sau khi sunfat hoá ta thu được các mẫu kí hiệu là SZ /SBA-16 (tổng hợp hai bước) và SZ -SBA-16 (tổng hợp trực tiếp) - Tổng hợp Al -SBA-16 Al -SBA-16 được tổng hợp theo phương pháp tổng hợp trực tiếp với quy trình giống với quy trình tổng hợp Zr -SBA-16, trong... isopropoxit và không có giai đoạn điều chỉnh pH Các vật liệu thu được được kí hiệu là Al -SBA-16- x với x = 0.15, 0.25 và 0.35 là tỉ lệ số mol Al/Si trong vật liệu tính theo lượng muối nhôm và TEOS đưa vào dung dịch ban đầu 30 - Tổng hợp xúc tác Pt/SZ -SBA-16 và Pt/Al -SBA-16 Tẩm dung dịch nước của muối H2PtCl6.8H2O (Nhật) lên chất mang SZSBA-16 hoặc Al -SBA-16- 0.35, khuấy ở 900C trong 1 giờ Sấy chất rắn... được SBA-16 - Tổng hợp SBA-16 biến tính bằng zirconia sunfat hóa SBA-16 biến tính bằng zirconia sunfat hóa được tổng hợp theo hai phương pháp: Phương pháp tổng hợp hai bước: Hoà 1g SBA-16 đã tổng hợp theo cách trên và 0.2615g ZrOCl2.8H2O vào nước cất, khuấy trong 2 giờ ở 400C Thêm từ từ dung dịch NH3 25% vào hỗn hợp đến khi pH bằng 9 Sấy kết tủa ở 1000C qua đêm rồi nung ở 6500C trong 5 giờ thu được vật. .. [1] Dựa vào giá trị khoảng cách đó kết hợp với dữ liệu đường kính mao quản thu được từ phương pháp hấp thụ Nitơ ta có thể tính được độ dày của thành mao quản Tuy nhiên, phương pháp nhiễu xạ tia X cũng có một số hạn chế như không phát hiện được những chất có hàm lượng thấp và tùy theo bản chất và mạng không gian của vật liệu mà độ nhạy phân tích định tính thay đổi từ 1% đến 30% Thực nghiệm: Phổ nhiễu . CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Vật liệu mao quản trung bình (MQTB) trật tự 1.1.1.. tính của zirconi sunfat hoá mao quản trung bình vẫn còn thấp [90]. Trong luận văn này, chúng tôi đã tiến hành biến tính vật liệu mao quản trung bình SBA-16,

Ngày đăng: 18/03/2013, 11:49

Hình ảnh liên quan

Hình 1.1b: Sự kết nối các kênh mao quản sơ - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Hình 1.1b.

Sự kết nối các kênh mao quản sơ Xem tại trang 5 của tài liệu.
Hình 1.1a: Mô hình mao quản sắp - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Hình 1.1a.

Mô hình mao quản sắp Xem tại trang 5 của tài liệu.
Hình 1.4: Sự hình thành phức kim loại trong hốc của SBA-16 - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Hình 1.4.

Sự hình thành phức kim loại trong hốc của SBA-16 Xem tại trang 7 của tài liệu.
Qua cơ chế hình thành ở trên thì độ dày thành mao quản gây ra bởi chuỗi PEO ưa nước, đường kính mao quản gây ra bởi lõi PPO kị nước, vi mao quản gây ra bởi  phần EO thâm nhập vào trong thành silica - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

ua.

cơ chế hình thành ở trên thì độ dày thành mao quản gây ra bởi chuỗi PEO ưa nước, đường kính mao quản gây ra bởi lõi PPO kị nước, vi mao quản gây ra bởi phần EO thâm nhập vào trong thành silica Xem tại trang 9 của tài liệu.
Hình 1.8: Sự co chuỗi PEO khi tăng hàm lượng D-glucozơ - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Hình 1.8.

Sự co chuỗi PEO khi tăng hàm lượng D-glucozơ Xem tại trang 10 của tài liệu.
Hình 1.9: Sự tăng độ dày thành mao quản khi tăng hàm lượng TEOS - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Hình 1.9.

Sự tăng độ dày thành mao quản khi tăng hàm lượng TEOS Xem tại trang 11 của tài liệu.
Bảng 1.1. Ảnh hưởng của chất nền đến chất lượng xúc tác - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Bảng 1.1..

Ảnh hưởng của chất nền đến chất lượng xúc tác Xem tại trang 14 của tài liệu.
Hình 1.12: Sự hình thành các nhóm OH đầu tận mang tính  axit Bronsted trong các vật liệu  MQTB - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Hình 1.12.

Sự hình thành các nhóm OH đầu tận mang tính axit Bronsted trong các vật liệu MQTB Xem tại trang 18 của tài liệu.
Hợp chất trung gian cacbocation được hình thành do sự hấp phụ phân tử ankan trên tâm axit Bronsted cũng như tâm Lewis. - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

p.

chất trung gian cacbocation được hình thành do sự hấp phụ phân tử ankan trên tâm axit Bronsted cũng như tâm Lewis Xem tại trang 22 của tài liệu.
Bước 3,3’: Hợp chất trung gian cacbocation bị phân cắt β để hình thành phân tử anken và một cacbocation mới. - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

c.

3,3’: Hợp chất trung gian cacbocation bị phân cắt β để hình thành phân tử anken và một cacbocation mới Xem tại trang 22 của tài liệu.
Do vật liệu xốp MQTB có cấu trúc thành lỗ ở dạng vô định hình nên kết quả nhiễu xạ tia X ở góc lớn không cho những thông tin về cấu trúc vật liệu  [ 1] - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

o.

vật liệu xốp MQTB có cấu trúc thành lỗ ở dạng vô định hình nên kết quả nhiễu xạ tia X ở góc lớn không cho những thông tin về cấu trúc vật liệu [ 1] Xem tại trang 35 của tài liệu.
Sơ đồ nguyên lý máy chụp SEM được biểu diễn trên hình 2.2. - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Sơ đồ nguy.

ên lý máy chụp SEM được biểu diễn trên hình 2.2 Xem tại trang 38 của tài liệu.
Từ ảnh TEM có thể xác định được sự có mặt, vị trí và hình dạng của các mao quản của vật liệu MQTB - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

nh.

TEM có thể xác định được sự có mặt, vị trí và hình dạng của các mao quản của vật liệu MQTB Xem tại trang 40 của tài liệu.
Hình 2.4: Nguyên lý của phép phân tích EDX - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Hình 2.4.

Nguyên lý của phép phân tích EDX Xem tại trang 42 của tài liệu.
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý bộ ghi nhận phổ EDS - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Hình 2.5.

Sơ đồ nguyên lý bộ ghi nhận phổ EDS Xem tại trang 43 của tài liệu.
Theo IUPAC, có 6 kiểu đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp (hình 2.6). Đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp cuả vật liệu mao quản trung bình có chứa một  vòng trễ, thuộc kiểu IV. - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

heo.

IUPAC, có 6 kiểu đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp (hình 2.6). Đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp cuả vật liệu mao quản trung bình có chứa một vòng trễ, thuộc kiểu IV Xem tại trang 46 của tài liệu.
Trên giản đồ phân tích nhiệt của Zr-SBA-16 (hình 3.1) ta thấy có một pic thu nhiệt  ở   94.800 C,   mất  khối  lượng  10.21%  (đường  TGA)  và  một  pic  toả  nhiệt  ở  289.940C, mất khối 19.21% - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

r.

ên giản đồ phân tích nhiệt của Zr-SBA-16 (hình 3.1) ta thấy có một pic thu nhiệt ở 94.800 C, mất khối lượng 10.21% (đường TGA) và một pic toả nhiệt ở 289.940C, mất khối 19.21% Xem tại trang 50 của tài liệu.
Hình 3.2: Phổ IR của SBA-16 - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Hình 3.2.

Phổ IR của SBA-16 Xem tại trang 51 của tài liệu.
Đối với mẫu SZ/SBA-16 (hình 3.5a), sau khi tiến hành biến tính SBA-16 bằng SO42-/ZrO2 , các pic phụ biến mất, thể hiện sự giảm độ trật tự của vật liệu, thông số tế  bào mạng a0 là 15.17 nm, giảm đi so với mẫu SBA-16 ban đầu - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

i.

với mẫu SZ/SBA-16 (hình 3.5a), sau khi tiến hành biến tính SBA-16 bằng SO42-/ZrO2 , các pic phụ biến mất, thể hiện sự giảm độ trật tự của vật liệu, thông số tế bào mạng a0 là 15.17 nm, giảm đi so với mẫu SBA-16 ban đầu Xem tại trang 53 của tài liệu.
Hình ảnh TEM của SZ/SBA-16 và SZ-SBA-16 (hình 3.8) cho thấy các vật liệu vẫn giữ được cấu trúc MQTB khá đồng đều và trật tự sau khi biến tính bằng zirconia  sunfat hóa - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

nh.

ảnh TEM của SZ/SBA-16 và SZ-SBA-16 (hình 3.8) cho thấy các vật liệu vẫn giữ được cấu trúc MQTB khá đồng đều và trật tự sau khi biến tính bằng zirconia sunfat hóa Xem tại trang 56 của tài liệu.
Ảnh TEM của SZ-SBA-16 (hình 3.8b) không thấy xuất hiện các cụm oxit ZrO2  trên bề mặt hay trong mao quản của vật liệu, chứng tỏ Zr đã được đi vào trong  mạng cấu trúc của SBA-16 hoặc được phân tán dưới dạng các hạt nano oxit có kích  thước nhỏ hơn kích th - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

nh.

TEM của SZ-SBA-16 (hình 3.8b) không thấy xuất hiện các cụm oxit ZrO2 trên bề mặt hay trong mao quản của vật liệu, chứng tỏ Zr đã được đi vào trong mạng cấu trúc của SBA-16 hoặc được phân tán dưới dạng các hạt nano oxit có kích thước nhỏ hơn kích th Xem tại trang 57 của tài liệu.
Kết quả phân tích sản phẩm được trình bày trong bảng 3.2. - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

t.

quả phân tích sản phẩm được trình bày trong bảng 3.2 Xem tại trang 60 của tài liệu.
Hình 3.11: Phổ nhiễu xạ ti aX góc lớn của Al-SBA-16-0.25(a) và Al-SBA-16-0.35(b) - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Hình 3.11.

Phổ nhiễu xạ ti aX góc lớn của Al-SBA-16-0.25(a) và Al-SBA-16-0.35(b) Xem tại trang 62 của tài liệu.
Phổ XRD góc lớn của hai mẫu Al-SBA-16-0.25 và 0.35 (hình 3.11) cho thấy không xuất hiện các dạng tinh thể của Al2O3 , chứng tỏ Al không tồn tại ở dạng các  hạt oxit đơn tinh thể trong vật liệu mà đã được thay thế đồng hình trong mạng cấu  trúc hoặc/và đã  - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

h.

ổ XRD góc lớn của hai mẫu Al-SBA-16-0.25 và 0.35 (hình 3.11) cho thấy không xuất hiện các dạng tinh thể của Al2O3 , chứng tỏ Al không tồn tại ở dạng các hạt oxit đơn tinh thể trong vật liệu mà đã được thay thế đồng hình trong mạng cấu trúc hoặc/và đã Xem tại trang 63 của tài liệu.
Bảng 3.3: Các thông số đặc trưng vật lý của Al-SBA-16-0.35 và SZ-SBA-16 - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Bảng 3.3.

Các thông số đặc trưng vật lý của Al-SBA-16-0.35 và SZ-SBA-16 Xem tại trang 64 của tài liệu.
Hình 3.13: Phổ EDX của Pt/SZ-SBA-16(a) và Pt/Al-SBA-16-0.35(b) - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Hình 3.13.

Phổ EDX của Pt/SZ-SBA-16(a) và Pt/Al-SBA-16-0.35(b) Xem tại trang 66 của tài liệu.
3.3.2. Phổ nhiễu xạ ti aX - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

3.3.2..

Phổ nhiễu xạ ti aX Xem tại trang 66 của tài liệu.
Hình 3.15: Ảnh TEM của SZ-SBA-16(a), Pt/SZ-SBA-16(b) và Pt/Al-SBA-16-0.35(c) - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Hình 3.15.

Ảnh TEM của SZ-SBA-16(a), Pt/SZ-SBA-16(b) và Pt/Al-SBA-16-0.35(c) Xem tại trang 68 của tài liệu.
Bảng 3.6: Kết quả phân tích sản phẩm phản ứng thơm hóa n-hexan trên - vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

Bảng 3.6.

Kết quả phân tích sản phẩm phản ứng thơm hóa n-hexan trên Xem tại trang 70 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan