Nghiên cứu ảnh hưởng của sắt (fe) đến tính chất của mordenite bằng phương pháp nhiễu xạ tia x

v MCLC Trang ta Trang Quyt đnh giao đ tƠi Lý lch khoa hc i Li cam đoan ii Li cm n iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách các ch vit tắt ix Danh mục các ký hiu x Danh sách các hình xii Danh sách các bng xv Chng 1 GII THIU 1 1.1. Lý do chn đ tƠi. 2 1.2. Tính cấp thit ca đ tƠi. 2 1.3. Ý nghĩa khoa hc ca đ tƠi. 2 1.4. Thc tin ca đ tƠi. 2 1.η. Mục đích nghiên cu ca đ tƠi. 2 1.6. Khách th vƠ đi tợng nghiên cu ca đ tƠi. 3 1.7. Nhim vụ nghiên cu. 3 1.8. Gii hn ca đ tƠi. 3 1.9. Phng pháp nghiên cu. 3 1.10. K hoch thc hin. 3 Chng 2 TNG QUAN NGHIểN CU Đ TÀI 5 2.1.Tng quan v Zeolite 5 2.1.1. Gii thiu. 5 2.1.1.1.Cấu trúc tinh th ca Zeolite 5 2.1.1.2.Phơn loi Zeolite 8 vi 2.1.1.3.Các tính chất c bn ca Zeolite 9 2.2.Tng quan v tia X vƠ nhiu x tia X 15 2.2.1.Tia X 15 2.2.1.1.Khái quát v Tia X: 15 2.2.1.2.Ngun phát tia X 16 2.2.1.3.Hin tợng nhiu x tia X 17 2.2.1.4.Đnh lut Bragg 19 2.2.2.Nhiu x tia X. 21 2.2.2.1.Khái nim đng nhiu x 21 2.2.2.2.Chuẩn hóa đng nhiu x 21 2.2.2.3.Phép phân tích ph nhiu x tia X. 23 2.2.2.4.Xác đnh chỉ s cho gin đ nhiu x 24 2.2.2.5.S m rng đng nhiu x 27 a.Khái nim đ rng vt lý đng nhiu x 27 b.Các yu t nh hng đn s m rng đng nhiu x 28 2.3.Phơn tích huỳnh quang tia X 30 2.3.1. C ch phát x tia X 31 2.3.1.1.Ph tia X: 31 2.3.1.2.C ch phát bc x hƣm 32 2.3.1.3.C ch phát tia X đặc trng 34 2.3.1.4.Hiu suất huỳnh quang 36 2.3.2.Ngun phát tia X. 37 2.3.3.Cng đ tia X đặc trng. 37 2.3.4.Đo vƠ phơn tích ph tia X đặc trng 38 2.3.4.1.Yêu cầu v ngun khích thích tia X 38 2.3.4.2.Đetect đo tia X. 39 a.Đetect nhấp nháy Nal( T1) 40 b.ng đm t l. 40 c.Đetect bán dn. 41 vii 2.3.4.3.Đo ph tia X đặ trng 41 2.3.η.Các phng pháp xác đnh hƠm lợng 43 2.3.5.1.Phng pháp so sánh tng đi. 43 2.3.5.2.Phng pháp chuẩn trong. 44 2.3.5.3.Phng pháp pha loƣng mu. 45 Chng 3 C S LÝ THUYT 47 3.1.Cấu trúc mng tinh th 47 3.1.1.Khái nim mng tinh th: 47 3.1.1.1.Mng tinh th. 47 3.1.1.2.Ọ c s, chỉ s phng, chỉ s Miller ca mặt tinh th. 48 3.1.2.Mng đo. 50 3.1.2.1.Khái nim mng đo. 50 3.1.2.2.Tính chất mng đo. 51 3.1.2.3.Ý nghĩa ca mng đo. 52 3.2.C s lý thuyt xác đnh kích thc tinh th: 53 3.2.1.Kích thc ht tinh th 53 3.2.2.HƠm toán hc trong chng trình Xpert Highscore. 54 Chng 4 THC NGHIM 57 4. 1.Chuẩn b các mu Mordenite 57 4. 2.Mô t thit b thc nghim, thc nghim vƠ thông s. 57 4.2.1.Thit b Panalytical XẲpert Pro………………………………………………57 4.2.2.Thit b Bruker S8-tiger. 61 4.2.3.Mô t thí nghim, thông s 62 4.2.3.1.Phơn tích trên h ph k nhiu x tia X. 62 4.2.3.2.Phơn tích trên h ph huỳnh quang tia X. 63 4.3.Kt qu vƠ tho lun. 63 4.3.1.Kt qu phơn tích huỳnh quang tia X( XRF). 63 4.3.2.Kt qu phơn tích nhiu x tia X( XRD). 66 4.3.3.Tho lun. 72 viii Chng η KT LUN 73 5.1.Tóm tắt vƠ đánh giá kt qu đ tƠi 73 5.2.Đ ngh hng phát trin đ tai 73 TÀI LIU THAM KHO 75 TING VIT 75 TING NC NGOÀI 75 ix DANH SÁCH CÁC CHỮ VIT TT CI Constraint Index: chỉ s cn tr hình hc FWHM Full Width at Half Maximum: đ rng ca đng nhiu x ti nửa chiu cao cng đ cc đi ICDD The International Centre for Diffraction Data: th vin d liu nhiu x quc t IR Infrared: ph hấp thụ hng ngoi RE Rare earth: đất him PBU Primary Buiding Units: đn v s cấp SBU Secondary Building Unit: đn v cấu trúc th cấp SDA Structure Directing Agent: chất to cấu trúc SEM Scanning Electron Microscope: Hin vi đin tử quét UV VIS Ultraviolet visible: min tia cc tím có th nhìn thấy đợc XẲPert PRO MPD Multi-Purpose Diffractometer : tên máy XRD X-ray diffraction: Nhiu x tia X Mordenite Tên ca mt loi Zeolite x DANH MC CÁC Kụ HIU  : b  c so  ng  SWL : gi  i ha ̣ n b  c so  ng ngăn 2  : góc nhiu x d : khong cách gia các mặt phng phơn tử ( hkl ) R    :vect mng thun V: Th tích ô c s a   , b   , c: các vect c s ca mng tinh th        , b       , c      : các vect đn v trong mng đo u, v, w:các chỉ s phng h, k, l : chỉ s Miller   : th tích ô c s ca mng đo G    hkl : chiu dƠi ca vect mng đo a 0 : thông s mng trong h lp phng   : góc chính xác tha mƣn đnh lut Bragg  . : đng kính nguyên tử M v : Mt đ xp th tích μ: h s suy gim tuyn tính. x: b dƠy tia X xuyên qua. I 0 : cng đ tia X ban đầu. I: cng đ tia X lúc sau. Δ : b dƠy ca lp vt chất  : bc x n : bc phn x.  h : tham s kt hợp H h : Đ rng mt nửa đỉnh ph nhiu x 2 i : góc quét. xi 2 h : góc cc đi nhiu x  h t: kích thc ht K : hng s phụ thuc vƠo dng hình hc ca tinh th B : b rng đỉnh ph nhiu x B M : b rng ca vt liu B S : b rng chuẩn, đóng góp từ thit b   Đ lch chuẩn mu xii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình Trang Hình 2.1. Các đn v cấu trúc s cấp ca Zeolite - t din TO4: SiO4 vƠ AlO4- [1]6 Hình 2.2. Các đn v cấu trúc th cấp (SBU) trong Zeolite.[1] 7 Hình 2.3. S hình thƠnh cấu trúc Zeolite A, X, Y từ các kiu ghép ni khác nhau 7 Hình 2.4. S thay th đng hình ca Si bi P VƠ các dn xuất ca rơy phơn tử AlPO (Me: Co(II), Fe(II), Mg(II), Zn(II), El: Li(I), B(III), Be(II), Ga(III), Ge(IV), Ti(IV), As(V)).[6] 8 Hình 2.η. S chn lc hình dng chất tham gia phn ng (a); sn phẩm phn ng (b); hợp chất trung gian (c).[1] 14 Hình 2.θ. Chỉ s cn tr hình hc ca mt s Zeolite mao qun trung bình. 15 Hình 2.7. Hình nh mô phng trt t dƣy ánh sáng. 16 Hình 2.8. S đ gii thiu các thƠnh phần chính ca ng phát tia X 17 Hình 2.9. Nhiu x tia X. 19 Hình 2.10. Nguyên lý nhiu x theo đi ̣ nh luơ ̣ t Bragg 20 Hình 2.11. Đng nhiu x ca vt liu Al 2024-T3. 21 Hình 2.12. S phát tán từ mt electron đn đim M. [14] 22 Hình 2.13. Chuẩn hóa đng phông ca đng nhiu x.[14] 23 Hình 2.14. Cấu to ca ng đm ion. 24 Hình 2.15. Đ rng Scherrer đng nhiu x. 27 Hình 2.16. Đ rng Laue đng nhiu x 28 Hình 2.17. nh hng ca kích thc tinh th đn nhiu x. [11] 30 Hình 2.18. Đng nhiu x chung vƠ các đng nhiu x thƠnh phần. 30 Hình 2.19. Cấu to ca ng phóng tia X. 30 Hình 2.20. Ph năng lợng bc x hƣm. 30 Hình 2.21. Ph bc x tia X. 30 Hình 2.22. Quá trình lƠm chm eletron trong trng Culong ca ht nhơn vƠ phát bc x hƣm……………………………………………………………………… 33 Hình 2.23. Quá trình hình thƠnh lỗ trng vƠ to ra tia X đặc trng. 30 xiii Hình 2.24. Hình hc ngun mu đetect minh ha cho phng pháp tính cng đ tia X huỳnh quang đặc trng. 38 Hình 2.25. B trí hình hc ngun mu đetect trong phơn tích huỳnh quang tia X. 39 Hình 2.26. So sánh đ phơn gii năng lợng ca đetect. 40 Hình 2.27. Ph tia X đặc trng kích thích bng ngun tia X đn năng (năng lợng E) đo bng đetect bán dn Si(Li). 41 Hình 2.28. Đ th biu din quan h gia hƠm lợng vƠ cng đ tia X đặc trng. 44 Hình 3.1 Mng tinh th phơn tử Iôt (I2) 47 Hình 3.2 Các bc đi xng ca mng tinh th.[9] 48 Hình 3.3 Ọ c s (a), chỉ s phng (b) vƠ chỉ s Miller ca tinh th (c). 49 Hình 3.4 Mô t mt mặt phng trong mng tinh th (bên trái) tng ng vi mt nút trong mng đo (bên phi).[11] 51 Hình 3.η Vect mng đo ghkl vuông góc vi mặt (hkl)ca mng tinh th. 52 Hình 3.θ Hình nh TEM ca zeolite A [15] 53 Hình 3.7 nh hng ca kích thc tinh th trên đng nhiu x [11] 55 Hình 4.1. Holder cha mu đo 57 Hình 4.2. Cấu to ng phát tia X 58 Hình 4.3. ng phát tia X 58 Hình 4.4. H giác k ca máy nhiu x tia X XẲPert Pro. 59 Hình 4.5. Detector tỉ l 60 Hình 4.6. H thng thu nhn 60 Hình 4.7. Thit b Panalytical XẲpert Pro . 61 Hình 4.8. Thit b Bruker S8-tiger 62 Hình 4.9.Ph phơn tích XRD ca Mordenite (MOR) 66 Hình 4.10.Ph nhiu x tia X ca mu M1 (Mordenite trao đi ion vi mui Fe(NO3) 3 66 Hình 4.11.Ph nhiu x tia X ca mu M2 67 Hình 4.12.Ph nhiu x tia X ca mu M3 68 Hình 4.13.Ph nhiu x tia X ca mu M4 69 xiv Hình 4.14.Ph nhiu x tia X ca sắt oxalate 69 Hình 4.15.ToƠn b ph nhiu x tia X ca các mu Mordenite trong thí nghim 70 Hình 4.16.Ph phóng ln nhiu x tia X ca 2 đỉnh đặc trng ca Mordenite  các góc 25.7 o và 26.25 o ……………………………………………………………. . 71 [...]... tƠi nghiên c u d a trên các ki n th c: - C s lý thuy t nhi u x tia X - C s lú thuy t huỳnh quang tia X - V t li u vi mao qu n Zeolite 1.7 Nhi m v nghiên c u - Nghiên c u tìm hi u lý thuy t nhi u x XRD - Nghiên c u tìm hi u v t li u Mordenite - Nghiên c u tìm hi u c ch k t tinh Mordenite - Nghiên c u nh h ng c a sắt( Fe) đ n tính chất c a Mordenite b ng ph pháp nhi u x tia X k t hợp v i ph ng ng pháp. .. các d li u nhi u x từ (x0 ,y0) đ n (xn,yn) đ ợc bi u di n trên hình 2.13 C ng đ phông đ ợc đ nh nghĩa lƠ đ đ n (xn,yn) c a đ ng th ng n i từ đi m (x0 ,y0) ng nhi u x Ta có: MN AC ,  PQ AB x x AC MN  PQ  i 0 ( yn  y0 ) AB xn  x0 C (2.10) ng đ phông ybi t i xi bất kỳ đ ợc tính từ bi u th c: ybi  y0  2.2.2.3 Ph xi  x0 x x x x ( yn  y0 )  n i y0  i 0 yn xn  x0 xn  x0 xn  x0 (2.11) Phép phơn... quang tia X 1.8 Gi i h n c a đ tƠi Vì th i gian vƠ đi u ki n thí nghi m có h n nên đ tƠi chỉ gi i h n nghiên c u n i dung sau: - Kh o sát kh năng trao đ i c a ion Fe3+ vƠo Mordenite b ng ph trao đ i ion trong các đi u ki n khác nhau qua ph k t hợp v i ph 1.9 Ph - ng pháp nhi u x tia X ng pháp huỳnh quang tia X ng pháp nghiên c u Nghiên c u lý thuy t áp dụng ph kích th - ng pháp ng pháp nhi u x tia X trong... x c đ nh c tinh th c a v t li u nói chung Nghiên c u áp dụng lý thuy t cho các đo đ c th c nghi m trên các m u FeMordenite - Nghiên c u nh h ng c a sắt( Fe) đ n tính chất c a Mordenite b ng ph ng pháp nhi u x tia X k t hợp v i ph ng pháp huỳnh quang tia X - Ph ng pháp th c nghi m - Ph ng pháp so sánh, đánh giá k t qu , đi u chỉnh, sửa ch a 1.10 K ho ch th c hi n - Đo đ c ph nhi u x c a các m u Fe-Mordenitetrên... ng tinh th Mordenite t o nên v t li u Fe -Mordenite lƠ m t lo i x c tác vừa có tính axit, vừa có kh năng oxi hóa khửDo tính thi t th c vƠ qua tìm hi u b n thơn h c viên rất tơm đắc lĩnh v c nƠy nên ch n lƠm đ tƠi lu n văn t t nghi p cao h c “ Nghiên c u nh h s t( Fe) đ n tính chất c a Mordenite bằng ph 1 ng pháp nhi u x tia X. ” ng c a 1.1 Lý do ch n đ tƠi Nghiên c u kh năng hấp thụ c a sắt( Fe) vƠo khung... nh h bằng ph ng pháp nhi u x tia X đƣ chỉ ra đ ợc các tham s cần đi u chỉnh trong quá trình t ng hợp vƠ ph hợp v i ph ng c a s t( Fe) đ n tính chất c a Mordenite ng pháp so sánh t ng đ i gi a nhi u x tia X k t ng pháp huỳnh quang tia X đ tính toán hƠm l ợng sắt( Fe) đ a vƠo Mordenite 1.4 Th c ti n c a đ tƠi Đ tƠi có kh năng ng dụng thƠnh công vƠo th c ti n cu c s ng NgoƠi vi c áp dụng tính toán kích... ph nhi u x tia X ng pháp nhi u x b t Debye ậ Scherrer đ ợc sử dụng r ng rƣi đ x c đ nh cấu trúc tinh th Ta dùng chùm tia X song song hẹp, đ n sắc chi u vào m u Máy phát tia X s quay chi u vào m u vƠ quay đầu thu chùm tia nhi u x trên đ ng tròn đ ng tâm, ghi l i ph nhi u x b c 1 (n = 1) Mỗi m t tinh th có m t h ng s m ng và ki u đ i x ng riêng, do đó, có ph nhi u x tia X đặc tr ng Ph nhi u x nƠy lƠ... nhi u x (2 ) 23 Hình 2.14: Nguyên lý ph ng pháp nhi u x b t X c đ nh ch s cho gi n đ nhi u x 2.2.2.4 X c đ nh chỉ s ” lƠ ghi chỉ s Miller chính x c cho mỗi nh nhi u x trong gi n đ nhi u x Các nh nhi u x đó cũng đ ợc g i lƠ các ph n x vƠ có th sử dụng c hai thu t ng nƠy cho nhau Đặc bi t l u ý r ng x c đ nh chính x c chỉ s nhi u x đ ợc ti n hƠnh chỉ khi tất c các nh nhi u x trong gi n đ nhi u x đ u... Tính chất ch n l c hình d ng đ ợc quan tơm đặc bi t đ i v i các Zeolite mao qu n trung bình (nh ZSM-5, ZSM-11,…), do chúng có CI khá l n nh ng kích th 2.2 c mao qu n l i không quá nh so v i kích th c nhi u phơn tử khác T ng quan v tia X vƠ nhi u x tia X 2.2.1 Tia X 2.2.1.1 Khái quát v Tia X: Từ năm 189η, W.C.Roentgen đƣ tình c phát hi n thấy từ ng phát tia ơm c c có phát ra m t b c x đi n từ, b n chất. .. mặt ph ng nguyên tử Đ d n t i đ nh lu t Bragg cần gi thuy t r ng mỗi mặt ph ng nguyên tử ph n x sóng t i đ c l p nh ph n x g ng Các tia X không th c s b ph n x - chúng b tán x - song rất thu n ti n n u xem chúng lƠ ph n x , vƠ ng i ta th ng g i các mặt ph ng lƠ “ mặt ph n x “ vƠ tia nhi u x lƠ “ tia ph n x “ Gi sử có hai mặt ph ng nguyên tử song song A ậ A ằ vƠ B ậ BẲ có cùng chỉ s Millier h,k vƠ . 2.1.1.3.Các tính chất c bn ca Zeolite 9 2.2.Tng quan v tia X vƠ nhiu x tia X 15 2.2.1 .Tia X 15 2.2.1.1.Khái quát v Tia X: 15 2.2.1.2.Ngun phát tia X 16 2.2.1.3.Hin tợng nhiu x tia X 17. Hình 4.11.Ph nhiu x tia X ca mu M2 67 Hình 4.12.Ph nhiu x tia X ca mu M3 68 Hình 4.13.Ph nhiu x tia X ca mu M4 69 xiv Hình 4.14.Ph nhiu x tia X ca sắt oxalate 69 Hình 4.15.ToƠn. Nghiên cu tìm hiu lý thuyt nhiu x XRD - Nghiên cu tìm hiu vt liu Mordenite. - Nghiên cu tìm hiu c ch kt tinh Mordenite. - Nghiên cu nh hng ca sắt( Fe) đn tính chất ca Mordenite