4. Nhom Nguyen Minh Hieu - Bui Huong Tra

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, chúng em xin gửi lời cảm ơn tới thầy Nguyễn Ngọc Hà - người tận tình giúp đỡ chúng em trình nghiên cứu Chúng em xin gửi lời cảm ơn trân trọng tới Thầy Cô anh chị sinh viên Bộ mơn Hóa Lý thuyết Hóa lý - Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội – người tận tình bảo, giúp đỡ, tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành dự án Chúng em xin gửi lời cảm ơn tới Thầy Cô Ban Giám hiệu trường THPT Nguyễn Tất Thành khuyến khích, động viên, tạo điều kiện cho chúng em tham gia nghiên cứu khoa học Cuối cùng, chúng em muốn gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè - người quan tâm, cổ vũ chúng em suốt trình thực Hà Nội, tháng 12 năm 2016 Học sinh Nguyễn Minh Hiếu Bùi Hương Trà MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Việc đốt cháy nguyên liệu hóa thạch thải lượng CO lớn vào khơng khí làm rối loạn cân cacbon hành tinh, ảnh hưởng đến vịng tuần hồn lượng khơng khí làm nhiệt độ trái đất tăng dần lên [1- 4] Lượng khí nhà kính cacbon đioxit vượt q 380 ppm, khơng có giải pháp hữu hiệu phối hợp quy mơ tồn cầu, lượng khí nhà kính thải bầu khí đến năm 2100 tăng cao, từ 541 đến 970 ppm tương ứng, nhiệt độ trái đất tăng lên đến 5-6,4oC so với nhiệt độ thời kỳ tiền công nghiệp Như nhiều tổ chức Liên Hiệp Quốc môi trường biến đổi khí hậu khuyến cáo, để tránh biến đổi khí hậu gây thảm họa cho lồi người, phải giữ cho nhiệt độ trái đất tăng lên tối đa oC, nồng độ khí nhà kính tương ứng mức khoảng 450 ppm CO2 Theo tính tốn, tương ứng với nồng độ CO khí nói trên, lượng phát thải CO tối đa 14,5 tỷ CO 2/năm, lượng phát thải cacbon 21,9 tỷ CO 2/năm Như vậy, lượng khí nhà kính phát thải từ đến năm 2050 phải giảm 50% so với năm 1990 phải tiếp tục giảm cuối kỷ 21 tránh nhiệt độ bề mặt trái đất vượt ngưỡng 2oC Bởi CO2 coi “thủ phạm” việc biến đổi khí hậu tồn cầu Mặc dù cịn nhiều tranh cãi biện pháp để làm giảm thiểu phát thải CO2 khơng khí địi hỏi cấp thiết để giảm tới cực tiểu thay đổi khí hậu hành tinh Có nhiều đề xuất đưa cho việc giảm thiểu khí nhà kính tập trung chủ yếu vào biện pháp lưu giữ chôn sâu Khoảng thập kỷ cuối kỷ 20, chiến chống biến đổi khí hậu xuất tiếp cận khác chủ yếu từ nhà hóa học xúc tác theo hướng xem CO2 nguồn nguyên liệu hóa học chứa cacbon, cần thu lại để chuyển hóa hóa học từ CO thành nguồn cacbon vơ tận có giá trị sử dụng cho nhiên liệu chứa cacbon sản phẩm hữu khác thân thiện với môi trường Nguồn CO2 hoạt động người thải nguồn CO khí trái đất nguồn nguyên liệu vô tận cho sản xuất sản phẩm hữu chứa cacbon loại nhiên liệu, cho phép thay dầu khí gần cạn kiệt Vì vậy, để thành cơng chiến chống biến đổi khí hâu cho tương lai, thay nghiên cứu thu gom chơn cất CO2 (Carbon Capture and Sequestration – CCS), giới chuyển mạnh sang hướng nghiên cứu thu gom chuyển hóa CO2 (Carbon Capture and Conversion – CCC) Trong phương thức chuyển hóa CO2 thành nguyên liệu hữu ích rõ ràng việc chọn lựa cho hệ xúc tác phù hợp, có khả phá vỡ liên kết bền CO2 “chìa khóa” thành cơng việc tìm hệ xúc tác tốt làm “mềm” điều kiện phản ứng thách thức cho nhà khoa học xúc tác Cũng có khơng cơng trình cơng bố xúc tác cho chuyển hóa chọn lọc CO2 thành metan sản phẩm hữu ích khác, điều kiện phản ứng địi hỏi áp suất cao hoạt tính áp suất thường Nhưng xanh lại mang lại bầu khí cho hành tinh chúng ta? Sự quang hợp xanh dẫn chúng em đến ý tưởng “sáng tạo” “CÂY” vô mô hoạt động xanh mà trái tim chất xúc tác có vai trị chất diệp lục chuyển hóa CO2 nhờ lượng ánh sáng mặt trời “Quang hợp nhân tạo, chuyển hóa CO quang xúc tác sử dụng lượng mặt trời”chính mục đích dự án khoa học mà chúng em theo đuổi Từ lí đó, chúng em lựa chọn đề tài: “CÂY VƠ CƠ CHUYỂN HĨA CO2” Mục tiêu nghiên cứu Tổng hợp vật liệu có khả hấp phụ hiệu quả, chọn lọc CO vật liệu quang xúc tác để chuyển hóa CO2 Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục đích này, chúng em cần phải giải hai nhiệm vụ, chế tạo chất xúc tác xây dựng hệ thống mô ánh sáng mặt trời hấp thu lượng từ ánh sáng mặt trời để thực trình: CO2 + H2O + hν + xúc tác → 1/n (CH2O)n PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ NGHIÊN CỨU I.1 Tổng quan quang xúc tác Vậy quang xúc tác gì? Sự quang hợp xanh xảy nhờ chất diệp lục tên gọi clorophin Đó phức kim chứa Mn đưa lại màu xanh cho Phản ứng CO2 với nước tạo O2 có ΔGo dương (≈ 623kJ/mol 298K) thu nhiệt mạnh (468,2kJ/mol) Phản ứng phải có lượng hoạt hóa khơng nhỏ 468,2kJ/mol, tương đương với lượng photon có bước sóng ν ≤ 230 nm Nhưng xạ sóng ngắn cực tím Mặt Trời bị khí hấp thụ khơng đạt tới mặt đất, muốn tích lũy 468,2kJ/mol phản ứng quang hợp phải qua nhiều bước, bước hấp thụ photon Những phản ứng có ΔG o dương bị cản trở mặt nhiệt động học Tuy nhiên, với phát triển công nghệ xúc tác có nhiều cơng trình nghiên cứu chuyển hóa CO thành metanol, thành (CO H2) cơng bố.Trong q trình đó, hiệu suất chuyển hóa CO2 thành sản phẩm có ích phụ thuộc chủ yếu vào xúc tác Sự chuyển đổi CO2 xúc tác quang sử dụng chất bán dẫn để thúc đẩy phản ứngdưới tác dụng xạ ánh sáng gọi quang hợp nhân tạo Quá trình quang hợp nhân tạo chất xúc tác quang oxit kim loại gồm ba bước: - Tạo hạt mang điện (cặp electron – lỗ trống) hấp thụ photon có lượng thích hợp từ việc chiếu xạ ánh sáng - Tách hạt mang điện di chuyển chúng - Phản ứng hóa học bề mặt đặc biệt hạt mang điện [14, 15] Hình I.1 Hình vẽ mô tả chuyển cặp electron lỗ trống chất bán dẫn tới bề mặt trình khử CO2 quang hóa Q trình chuyển đổi CO2 nhờ xúc tác quang hóa kết hợp phức tạp q trình quang vật lí q trình quang hóa học Phản ứng oxi hóa – khử thực trạng thái kích thích photon lượng photon lớn so với lượng vùng cấm chất bán dẫn thực xúc tác quang hóa Sau đó, electron bị kích thích từ vùng hóa trị (VB) lên vùng dẫn (CB) VB vùng có lượng cao bị chiếm electron vùng CB vùng có lượng thấp khơng bị chiếm electron trạng thái [16] Các phương trình từ (1) đến (8) sau mơ tả trình biến đổi CO tác dụng lượng mặt trời khử tương ứng pH = [20] Bảng I.1 Thế cặp oxi hóa – khử STT Phản ứng CO2 + 2e → CO2CO2 + 2H+ + 2e → HCOOH CO2 + 2H+ + 2e → CO + H2O CO2 + 4H+ + 4e → HCHO + H2O CO2 + 6H+ + 6e → CH3OH + H2O CO2 + 8H+ + 8e → CH4 + 2H2O 2H2O + 4e → O2 + 4H+ 2H+ + 2e → H2 E0 (V vs NHE) -1,9 -0,61 -0,53 -0,48 -0,38 -0,24 0,81 -0,42 Mặc dù, chuyển hóa CO2 quang hóa cho thấy tiềm lớn nhược điểm lớn hiệu suất chuyển đổi thấp Một nguyên nhân không phù hợp khả hấp thụ chất bán dẫn quang phổ mặt trời, hiệu phân tách thành electron lỗ trống thấp Bức xạ UV đóng góp chưa đến 4% toàn quang phổ mặt trời 43% lượng mặt trời nằm vùng ánh sáng nhìn thấy Vì để tìm xúc tác quang hấp thụ ánh sáng nhìn thấy chúng phải có vị trí CB đủ cao mục tiêu nghiên cứu Và dự án nghiên cứu chúng em, TiO2 lựa chọn hồn hảo khả hấp thụ ánh sáng nhìn thấy tính sẵn có tự nhiên Tuy nhiên nhược điểm lớn TiO2 khoảng cách vùng hóa trị vùng dẫn lớn, việc pha tạp TiO2với nguyên tố khác thực với mục đích thu hep khoảng cách để hướng tới việc hấp thụ ánh sáng nhìn thấy dự án chúng em N nguyên tố chọn để pha tạp qui trình pha tạp đơn giản mà đạt hiệu cao I.2 Tổng quan vật liệu khung kim loại – hữu (MOF) Một hợp phần thiếu xúc tác chất mang nhằm tăng cường khả hấp phụ CO2 Chất mang cần có diện tích bề mặt riêng lớn có khả lưu trữ CO2.Vật liệu lai kim loại hữu (Metal Organic Framework (MOF)) đời phát triển mạnh mẽ số năm gần đánh dấu bước tiến triển lớn khoa học vật liệu trạng thái rắn MOFs có mạng khơng gian đa chiều, tạo nên từ nút kim loại oxit kim loại kết nối phối tử axit hữu đa chức thành khung mạng để lại khoảng trống lớn bên trong, thơng ngồi cửa sổ có kích thước nano đặn Bằng việc lựa chọn phối hợp khác oxit kim lọai phối tử hữu cơ, tạo MOF khác kích thước mao quản, hình dạng mao quản chức hoạt động Do có tính chất MOFs đánh giá vật liệu tiềm để phân tách CO2 MIL-88 họ vật liệu khung kim loại-hữu với cấu trúc ba chiều, với hốc kênh phát triển, tạo cấu trúc linh hoạt dễ dàng thay đổi hình dạng Các yếu tố tác động bên áp suất, nhiệt độ, ánh sáng, ảnh hưởng chất khí dung mơi gây mở đóng lại cấu trúc Sự “hít-thở” thuận nghịch có chức tương tự phổi người ngoại trừ khả dãn nở phổi bình thường ~ 40% Hình I.4 MIL-88 Khả căng phồng đạt cách nhúng vật liệu MIL-88 vào dung môi, dung môi vào hốc khung cấu trúc mà không làm phá vỡ liên kết Các tinh thể vật liệu trì suốt trình Quá trình căng phồng đảo ngược cách nung nóng mẫu bị solvat hóa để khơi phục lại trạng thái khơ bình thường ban đầu Trạng thái “khơ” với lỗ mao quản khép kín làm cho phân tử ngoại lai tiếp cận vào hốc mao quản, dạng hydrat hóa cho hấp phụ chọn lọc đáng kể chất khí phân cực khơng phân cực Chính tính chất MILL-88 làm trở thành chất mang tuyệt vời cho phản ứng quang xúc tác chúng em ( MILL -88 trạng thái “khô” gặp nước căng phồng mao quản hấp phụ chọn lọc khí CO2) Như hệ xúc tác chúng em TiO2 pha tạp nitơ mang vật liệu Fe-MILL-88 II Hệ thiết bị hấp thu lượng ánh sáng mặt trời để chuyển hóa CO2 Hệ thiết bị chúng em bao gồm: - Cây vô mang chất xúc tác - Bình phản ứng loại bỏ khơng khí máy hút chân khơng - Đèn mơ ánh sáng Mặt trời - Hệ thống vòi nước bình phản ứng với máy sục phun sương - Bình tạo khí CO2 Hình II.1: Sơ đồ mô hệ phản ứng CHƯƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU II.1 Tổng hợp Fe-MIL-88B - Hòa tan mmol FeCl3 khan vào ml DMF - Hòa tan 1mmol H2BDC vào ml DMF (tỉ lệ FeCl3 : H2BDC : DMF=1:1:10) - Trộn hỗn hợp vào khuấy vòng - Kết tinh autoclave 1000C vòng 24 - Lọc, rửa hỗn hợp DMF làm khơ tự nhiên ngồi khơng khí II.2 Tổng hợp N-TiO2/MILL-88 II.2.1 Tổng hợp trực tiếp - Hòa tan 1,6613 gam H2BDC 20 ml DMF tan hoàn tồn thu (A) - Hịa tan 2,7029 gam FeCl3.6H2O 30 ml DMF tan hoàn toàn (B) - Siêu âm 0,21821 gam N-TiO2 50 ml DMF tạo thành huyền phù gọi hỗn hợp (C) - Nhỏ từ từ hết (B) vào (A) khuấy vòng 20 phút - Nhỏ từ từ hết (C) vào (D) khuấy vòng 30 phút - Kết tinh autoclave 1000C vòng 24 - Lọc, rửa hỗn hợp nước cất pH = sấy 80 0C vòng 5h thu sản phẩm II.2.2 Tổng hợp gián tiếp - Tổng hợp Fe-MIL-88B (theo 2.1) - Siêu âm 0,21821 gam N-TiO2 30 ml DMF khuấy với 4,6342 gam Fe-MIL-88B tổng hợp vòng 24 - Lọc, rửa hỗn hợp nước cất vài lần hết DMF II.3 Khảo sát khả hấp phụ CO2 Các đường đẳng nhiệt hấp phụ CO2 vật liệu tổng hợp nhiệt độ nằm khoảng 278 ÷ 318 K xây dựng phương pháp đo thể tích máy TRI START 3000 – Micromeritics Trong thí nghiệm He (99,999%) sử dụng để xác định thể tích trống hệ, CO2 (99,99%) sử dụng làm khí bị hấp phụ Nhiệt độ hấp phụ trì bể điều nhiệt với độ xác ± 0,01K Khối lượng mẫu sử dụng cho lần đo khoảng 0,2 gam Trước phép đo, mẫu vật liệu làm bề mặt (degas) 423K II.4 Khảo sát hoạt tính xúc tác vật liệu N-TiO2/Fe-MIL-88B Hoạt tính xúc tác vật liệu N-TiO2/Fe-MIL-88B khảo sát hệ phản ứng chúng em tự thiết kế hình II.1 Trong thí nghiệm này, xúc tác tổng hợp rắc lên vơ cơ, khí CO2 H2O bơm vào hệ phản ứng phản ứng thực nhiệt độ phòng chiếu xạ nguồn lượng mô ánh sáng Mặt Trời Sản phẩm tạo thành tiến hành phân tích phương pháp phân tích HPLC máy sắc kí Shimadzu Detector UV bước sóng 254 nm dung mơi H 2O với tốc độ dịng 0,75 ml/phút thể tích mẫu đo 10 μl II.5 Các phương pháp xác định đặc trưng vật liệu - Phương pháp phổ hồng ngoại (FT-IR) : xác định nhóm chức vật liệu - Phương pháp phân tích nhiễu xạ Rơn-ghen (XRD): xác định cấu trúc tinh thể vật liệu 10 1393 624,9 Hình III.1.2 Phổ FT-IR Fe-MIL-88B Trên hình III.1.2 phổ FT-IR vật liệu tổng hợp với vân phổ phù hợp tốt với phổ IR công bố cho vật liệu Trên phổ đồ không xuất vân phổ ứng với số sóng 1700 cm-1 đặc trưng cho ligand BDC tự Kết cho thấy điều kiện tổng hợp dùng FeCl 3, có mặt Cl- làm H2BDC tách proton gần hoàn toàn vật liệu tổng hợp khơng chứa proton nhóm COOH Dao động biến dạng nhóm C=O có số sóng 1605 cm -1 thấp dao động đặc trưng nhóm H 2BDC tự Dao động có cường độ mạnh số sóng 1393 cm-1 gán cho dao động liên kết C-C vòng benzen Một vân mạnh tù 3426 cm-1 đặc trưng cho dao động liên kết O-H Vân phổ ứng với số sóng 1659 cm-1 đặc trưng cho DMF, dao động Fe3(µ3-O) ứng với vân phổ 624,9 cm-1 12 Hình III.1.3 Giản đồ XRD Fe-MIL-88B Hình III.1.3 giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu Fe-MIL-88B Các peak đặc trưng cho MIL-88B xuất góc 2θ : 9,34; 9,52; 10,50; 16,50; 18,86 22,05 phù hợp với nghiên cứu trước Kết cho thấy vật liệu MIL88B tổng hợp có cường độ tinh thể cao khơng thấy xuất pic đặc trưng cho Fe2O3 Như vật liệu thu tinh khiết 13 Hình III.1.4 Giản đồ TGA Fe-MIL-88B Kết phân tích giản đồ TGA cho thấy: Ở khoảng 58,34 0C dấu hiệu bay DMF; từ 1000C – 1400C dấu hiệu bay DMF; từ 150 0C trở lên Fe-MIL-88B có dấu hiệu bị sập khung Vì vậy, Fe-MIL-88B bền nhiệt độ thấp 150oC Hình III.1.5 BET Fe-MIL-88B Bảng III.1.1 Bề mặt riêng đặc trưng mao quản Fe-MIL-88B Mẫu MIL-Fe SBET (m2/g) 1975,08 Vme (cm3/g) 0,19 V (cm3/g) 1,01 D (nm) 5,77 Hình III.1.5 bảng III.1.1 cho thấy vật liệu MIL-Fe tổng hợp có bề mặt riêng phát triển: 1975 m2/g, chứa chủ yếu mao quản nhỏ 0,8161 cm3/g, chiếm gần 80% tổng thể tích N2 bị hấp phụ chứa mao quản trung bình III.1.2 Khả hấp phụ CO2 14 Hình III.1.6 Đường đẳng nhiệt hấp phụ CO2 Fe-MIL-88B nhiệt độ khác (278K, 288K, 298K, 308K, 318K) Từ hình III.1.6, ta nhận thấy dung lượng hấp phụ vật liệu tăng áp suất tăng dung lượng hấp phụ vật liệu giảm nhiệt độ tăng.Các số liệu hấp phụ đẳng nhiệt phân tích nhờ hai mơ hình đẳng nhiệt Langmuir Freundlich với độ xác thơng qua giá trị phần trăm sai số trung bình (% APE) nhiệt độ (278K, 288K, 298K, 308K, 318K) Các số liệu trình bày bảng III.2 III.3 Bảng III.1.2 Hệ số hồi quy phần trăm sai số trung bình (%APE) Fe-MIL-88B Nhiệt độ (K) Langmuir MIL-Fe Freundlic h R APE (%) R2 APE 278 0,9933 288 0,9926 298 0,9952 308 0,9948 318 0,9934 1,7718 1,4360 0,7865 0,8038 0,8362 0,9904 5,8847 0,9942 4,8278 0,9936 5,4023 0,9971 3,8066 0,9977 3,3764 (%) Bảng III.1.3 Các tham số hồi quy thu từ phương trình Langmuir Fe-MIL-88B 15 Nhiệt độ (K) qm (mmol/g) KL (kPa-1) 278 288 298 308 318 3,3681 3,0451 3,0093 2,8145 2,1834 0,0135 0,0094 0,0067 0,0055 0,0050 Ta dễ dàng nhận thấy lượng CO bị hấp phụ tăng dần theo tăng áp suất cân nhỏ tăng chậm dần vùng áp suất cân lớn Kết hồi quy áp dụng phương trình cho số liệu thực nghiệm giới thiệu hình III.6 tóm tắt bảng III.1.2 Từ nhận thấy tất mẫu tổng hợp việc sử dụng phương trình Freundlich hay Langmuir cho giá trị R2 gần với nhiệt độ Tuy nhiên phương trình Freundlich giá trị APE cịn lớn Như vậy, sử dụng phương trình Langmuir để mô tả số liệu thực nghiệm hấp phụ CO2 vật liệu Fe-MIL88B III.1.3 Hấp phụ chọn lọc khí CO2 Dung lượng hấp phụ cực đại CO CH4 Fe-MIL-88B trình bày bảng III.4 (trong hấp phụ CH thực tương tự với CO nhiệt độ khảo sát 50C áp suất tới 131 kPa) Bảng III.1.4: Dung lượng hấp phụ cực đại CO2 CH4 Fe-MIL-88B Khí CO2 CH4 qm(mmol.g-1) 2,062 1,727 KL (kPa-1) 0.0480 0,0238 KH 0,0989 0,0411 S(CO2/CH4) 2,48 Từ giá trị qm KL xác định số Henry từ đánh giá khả hấp phụ chọn lọc khí CO vật liệu Nếu gọi S tỉ số số Henry CO2 CH4 S = 2,48 Với kết thu được, thấy vật liệu Fe-MIL-88B có khả hấp phụ phân tách khí CO2 CH4 16 III.2 Tổng hợp N-TiO2/Fe-MIL-88B III.2.1 Đặc trưng vật liệu Hình III.2.1 Ảnh SEM N-TiO2/Fe-MIL-88B Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - TiO2-MIL Fe sau 1000 Trên hình III.2.1 giới thiệu ảnh SEM vật liệu N-TiO 2/Fe-MIL-88B tổng 900 hợp Dựa vào ảnh SEM, dễ nhân thấy bề mặt tinh thể Fe-MILL dạng 800 octahedron đối xứng lập phương bị phủ tinh thể TiO2 700 d=3.508 Lin (Cps) 600 500 d=1.699 400 d=2.368 d=1.893 300 200 100 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale Hình III.2.2 Giản đồ XRD N-TiO2/Fe-MIL-88B File: AnhSP TiO2-MIL-Fesau.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.113 ° - End: 70.104 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.5 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 20.113 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 00-021-1272 (*) - Anatase, syn - TiO2 - Y: 100.00 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.78520 - b 3.78520 - c 9.51390 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - - 136.313 - I/I Hình III.2.2 giản đồ nhiễu xạ tia X N-TiO 2/Fe-MIL-88B Trên giản đồ xuất peak đặc trưng cho tinh thể TiO góc 2θ: 25; 37; 38; 48 độ Điều hoàn toàn phù hợp với kết ảnh SEM Bảng III.2.1 Kết EDX N-TiO2/Fe-MIL-88B Nguyên tố C O Fe 17 Ti N % khối lượng 42,99 38,86 11,61 2,82 3,72 Trong kết EDX, ta thấy xuất nguyên tố Ti N Điều chứng tỏ chúng em pha tạp thành cơng N-TiO2 vào vật liệu Fe-MIL-88B III.2.2 Hoạt tính xúc tác N-TiO2/Fe-MIL-88B Hoạt tính quang xúc tác N-TiO2/Fe-MIL-88B khảo sát bước đầu nhờ hệ phản ứng quang xây dựng phịng thí nghiệm Sau phản ứng sản phẩm pha lỏng phân tích nhờ sắc ký lỏng cao áp (HPLC- Shimadzu, detector UV) bước sóng 254 nm, với dung mơi 100% H2O; tốc độ dịng: 0.75 ml/phút; thể tích tiêm mẫu - 10µl Kết qua đo hình III.2.3 Hình III.2.3 Kết phân tích HPLC thành phần sản phẩm pha lỏng Sư xuất peak ứng với CH 3OH chứng tỏ vật liệu NTiO2/Fe-MIL-88B có khả chuyển hóa cách chọn lọc CO2 thành CH3OH Trên sở nghiên cứu bước đầu này, chúng em tiếp tục nghiên cứu thêm định lượng sản phẩm phản ứng Đồng thời khảo sát thêm hệ xúc tác hỗn hợp TiO2-CdS/Fe-MILL-88 Các kết gửi phân tích chúng em xin phép bổ sung sau 18 KẾT LUẬN Sau thời gian tiến hành nghiên cứu, chúng em tới kết luận sau: Tổng hợp thành công Fe-MIL-88B theo qui trình tham khảo có cải tiến, nên vật liệu thu mặt phản ánh MIL-88B cơng trình cơng bố có ưu điểm diện tích bề mặt riêng lớn, tới gần 2000m 2g-1 Vật liệu đặc trưng phương pháp hóa lý XRD, SEM, IR, TGA BET khảo sát khả hấp phụ CO2 nhiệt độ khác Kết cho thấy vật liệu có dung lượng hấp phụ CO2 cao Cân hấp phụ đẳng nhiệt tuân theo phương trình Langmuir, chứng minh qua giá trị R APE(%), chứng tỏ vật liệu tổng hợp có bề mặt đồng -2 Bằng phương pháp hấp phụ so sánh chứng minh khả hấp phụ chọn lọc CO2 Fe-MIL-88B hỗn hợp CO2 CH4 19 Tổng hợp thành công hai mẫu vật liệu xúc tác quang N-TiO 2/Fe-MIL-88B, N-TiO2-CdS/ Fe-MILL-88 Các mẫu xúc tác đặc trưng hóa lý kỹ thuậtSEM, XRD EDX Đã thiết kế thành cơng hệ phản ứng quang hóa với sáng kiến tạo nước bơm phun sương sử dụng lượng mặt trời, nước dễ dàng hấp phụ vật liệu xúc tác tiếp xúc tốt với CO2 nhờ nâng cao hiệu suất phản ứng Bằng hệ thống phản ứng tự thiết kế hoạt tính xúc tác tổng hợp ddwwocj khảo sát kết cho thấyvật liệu N-TiO2/Fe-MIL-88B có khả hấp phụ chọn lọc khí CO2 tương tự xanh chuyển hóa quang xúc tác CO thành CH3OH nhiệt độ phòng 20 21 22 23 24 25 ... (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 20.113 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0 0-0 2 1-1 272 (*) - Anatase, syn - TiO2 - Y: 100.00 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.78520 - b 3.78520... 60 70 2-Theta - Scale Hình III.2.2 Giản đồ XRD N-TiO2/Fe-MIL-88B File: AnhSP TiO2-MIL-Fesau.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.113 ° - End: 70.104 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.5 s - Temp.:... 3.78520 - b 3.78520 - c 9.51390 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - - 136.313 - I/I Hình III.2.2 giản đồ nhiễu xạ tia X N-TiO 2/Fe-MIL-88B Trên giản đồ