DSpace at VNU: Quang oxy hóa p-xylen trên xúc tác ti02 và ti02 biến t ính

DSpace at VNU: Quang oxy hóa p-xylen trên xúc tác ti02 và ti02 biến t ính tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận...

TTẠP CHl KHOA HỌC DHQGHN KHTN & CN T.XXIII, s ố 1, 2007 QUANG OXI HÓA P-XYLEN TRÊN x ú c TÁC T I0 VÀ T I0 b i ể n t í n h Trẩn Minh Hạnh0), Nguyễn Quốc Tuấnf,\ Lưu cẩ m LỘC(I> (1) Viện K hoa học Công N ghệ V iệt N a m T rương Đ ại học Đà Lạt Đăt vấn đề Trong n h ữ n g năm g ần đây, oxi hóa q u an g xúc tá c p h a q u a n tâm ứ ng d ụ n g m n h tro n g việc làm khơng khí N h iều hợp c h ấ t hữ u bay (VOCs) n h a n k a n [1-5], a n k e n [4,6], hiđrocacbon thơ m [5,7-11], hợp ch ấ t chứa oxi [5,8] triclo ro ety len [2,5] bị oxi hóa n h iệ t độ mơi trư n g , có xúc tác T i0 tác d ụ n g củ a án h s n g u v UV-A với c h ấ t oxi hóa k h ơng k h í oxi Xúc tác q u a n g T i th n g p h ẩm (D egussa P25) hợp p hần cù a h a i d n g th ù h ìn h a n a ta s r u til vói tỷ lệ k h o ả n g 80/20 có h o t tín h cao h d n g p h a tin h th ể a n a ta s tin h k h iế t Đ iều n y lý giải c h ấ t đa p h a h t làm tă n g h iệu cặp đ iệ n tử-lỗ trố n g q u a n g sin h [12] Đe tă n g h o ạt độ p h t triể n ứ n g d ụ n g p h ả n ứng, cần m ỏ rộng vùn g h ấ p th u n h sán g v ậ t liệu Việc đưa n g u y ên tố lạ vào T i0 2, nhằm m ục đích chuyển p hổ h ấ p th ụ n ă n g lượng án h sáng củ a T i0 sa n g v ù n g n h sán g k h ả k iế n m ột tro n g n h ữ n g phương p h áp biết đến n h iề u n h ấ t M ột hướng tiếp cận đưa kim loại chuyển tiếp vào T i0 2, Anpo e t al [6] th ay th ế Ti4+trong m ạng T i0 C r3\ v 3+ V4* b ằ n g phương p h áp ghép ion (ion -im p lan tatio n raethod) Họ chì ră n g , v ù n g hâ'p th ụ n h sá n g T i0 cấy Cr3+ ch u y ển v ù n g k h ả kiến N hiều cơng trìn h n g h iên cứu [13-17] cho th ấ y T i0 2cấy N có vù n g h ấ p th ụ ỏ m iển n h sá n g k h ả k iến ( > 450 nm ) T ro n g báo n ày ch ú n g n g hiên cứu đặc trư n g v ậ t lý k h ảo s t h o t tín h quang xúc tác xúc tác T i0 cấy Nitơ, Vanadi, T i0 m ang trê n vật liệu m ao q u ả n tru n g b ìn h ( S i0 M CM41) p h ả n ứ n g oxi hóa p-xylen tro n g khơ n g k h í ẩm Thực nghiệm Xúc tá c đ iều c h ế từ v ậ t liệu T i0 (ST01), h ỗ n hợp T i0 2-Z n (ST31) (ISKN hật), T i - N (N-T), T i0 cấy V (V -Tl, V-T2) xúc tác T i m ang trê n c h ấ t m a n g k h c n h a u : S i0 (Ti/Si 1, TÍ/SĨ2), MCM41 (Ti/M) d n g m àn g m an g trê n đũa th ủ y tin h p y rex th e o phương p h p n h ú n g phủ, sấy ỏ n h iệ t độ 110°c Lượng xúc tác n h ú n g p h ủ 30 m g, d iện tích n h ú n g p h ủ 68 cm2 Xúc tá c h o t hoá n h iệ t độ 450, 550°c u v n h iệ t độ 40°c tro n g Các m ẫu T iO z b iến tín h (N-T, V -T l, V-T2) 57 Trăn M inh H ạnh N guyễn Quốc Tuấn, Lưu cá m Lộc 58 T i0 m an g trê n c h ấ t m an g (Ti/Si 1, TĨ/SÍ2, Ti/M) đ iều c h ế tạ i phòng Cơng Nghệ V ật Liệu Sạch, V iện H óa Học (Viện K hoa học Công n g h ệ V iệt Nam ) T h n h p h ầ n n guyên tố xúc tác xác đ ịn h b ằ n g phương p h áp p h ổ h ấp th u nguyên tử (AAS) trê n th iế t bị S h im ad zu AAS 6800 (N h ật) D iện tích bề m ặ t riên g kích thước lỗ xốp xúc tác xác đ ịn h b ằ n g p h n g p h áp h ấp p h ụ B ET trê n m áy C hem bet 3000 T h n h p h ầ n p h a xúc tá c xác đ ịn h b ằ n g phương p h áp n h iễ u xạ tia X (XRD) trê n th iế t bị X-Ray D iíTractom eter S IE M E N S (Đức) H àm lượng p h a a n a ta s tron g T i0 tín h theo cường độ pick IA đặc trư n g cho a n a ta s góc 20= 25,3° cường độ đặc trư n g cho p h a ru til IR ỏ góc 20= 27,5° th e o [15] K hảo s t h o t tín h xúc tác phương p h p dòng vi lượng 40°c, sử d ụ n g đèn u v (X = 365nm ), tốc độ dòng tổng 61/giờ hàm lượng p-xylen, nước oxi theo [18] tư ơng ứ ng c ^ ^ e n = 19 mg/1; c °//jỡ = ll,5 m g /l ; c °Oj = 488m g/l K n ă n g h â p p h u p-xylen xúc tác đươc khảo sá t tro n g điều k iện tư ơng tự n h n g k h ông chiếu n h sán g H ỗn hợp p h ả n ứng ph ân tích trê n m áy sắc ký k h í A gilen 6890 p lu s, đ ầu dò F ID , cột m ao q u ả n HP-1 M ethyl Siloxane (30m; 0,32m m ; 0,25|im ) Lượng cacbon lắ n g t ụ trê n bề m ặ t xúc tác xác định b ằn g phương p h p đố t xúc tác s a u p h ả n ứ n g tro n g dòng khơng k h í n h iệ t độ 550°c h ấp p h ụ lượng nưởc C tạ o th n h b ằ n g a n h iđ ro n a s c a rit khối lượng k h ông đổi K ết q u ả v b n lu ậ n 3.1.Tính ch ấ t lý - hóa xú c tác Bảng Thành phẩn, diện tích bể m ặt riống (SBET) kích thước hạt (dh,,) xúc tác T Ỉ0 biến tính Xúc tác Ký hiệu Thành phần ^hati nm Phương pháp điều chế - S bet m 2/g 95% T i0 ( Anatas) 320 •Xử lý 450° 100% Anatas 77,2 12 -Xử lý 550° 100% Anatas 41,2 15 250 -Xử lý 450° 65,8 11 -Xử lý 550° 41,6 17 "■0,25%N+Ti02 15 80 Tẩm ST01 ST01 ST31 ST31 79,6%Ti02+20,4%ZnC> - TỈ02 cấy N N-T Ti02cấy V V-T1 0,003%V20 5+Tì0 83 20 Sol-gel Ĩ Ì cấy V V-T2 0,0029%V20 5+Tì0 118 Kết tủ a T p c h í K h o a h ọ c Đ H Q G H N K H T N & C N , T X Q Ỉ Ì Sơ i , 2007 59 'Ọ uang oxi hỏa p-xylen irCn xúc tác ĩ \ mang MCM41 Ti/M 1,5%TiCVMCM41 382 20 Tẩm T i0 mang SiO? Ti/Si 1 9% T i(yS i02 454 360 Soỉ-gel T i0 2mang trẽn S i0 TĨ/SÍ2 2,14%Ti02/S i02 392 580 Sol-gel Theo k ế t q u ả p h â n tích AAS, h àm lượng v ;0 tro n g m ẫu V-T2 điểu ch ế b ằng p h n g p h áp k ế t tủ a V -T l đ iều c h ế b ằ n g phương p h áp sol-gel không chênh lệch n h iề u (0,0029 0,003%) Đ iều c h ứ n g tỏ rằ n g h àm lượng V cấy b ằn g phượng p h p n h n h a u H àm lượng T i trê n m ẫu m an g trê n c h ấ t m an g (Ti/Si 1, TÍ/SÍ2 v Ti/M) k h o ản g 1,5 - 2% K ết q u ả b ả n g cho th ấ y , d iện tích bề m ặ t riêng m ẫu xúc tác ST01, ST31 đ ều giảm n h a n h sa u kh i xử lý n h iệ t, x lý 450°c, S BEX ST01 ST31 giảm tương ứ n g 76 74%, xử lý ổ 5 °c giảm 87 83% T ro n g k h i kích thưốc h t c h ú n g tă n g từ nm lên đến tư n g ứ ng - 12 11 nm sau k h i xử lý 450°c 15-17 n m sa u xử lý 550°c ì Ạậ N-T JjL Lil L K JLA~ X _A ■—r.— iT I * V-T2 K ^ k K V-Tl yềàÍM t ’ »-*• Hlnh Phổ XRD mẫu ST01 ST31 xử lí ỏ 40°c tia u v (a) 450°c (b) Hlnh Phổ XRD mẫu xúc tác N-T, V-T1 V-T2 P h ổ XRD củ a m ẫu T i ST01 ST31 (hình l,a ) cho th ấ y có m ũi đặc trư n g cho p h a a n a ta s b ầu , cường độ th ấ p S au xử lý 450°c (hình l,b), m ũi trỏ n ên n h ọ n cưòng độ m ạn h Đ iều n ày m ột lần n ữ a ng tỏ T i0 sau xử lý ỏ 450°c có kích thư ỏc lớn Đ ây cũ n g lý diện tích bề m ặt riê n g ST01 giảm 4,2 lầ n , củ a ST31 3,8 lần Sự th a y đổi d ạn g phổ XRD m ẫu xúc tác T i0 - ZnO (ST31) ch ậm m ẫu ST01, p h ổ XRD ST31 sau n u n g 450°c th a y đổi T ạp ( lú K h o a h ọ c Đ H Q G H N K H T N & C N T XXIII Sò , 201)7 60 Trán M inh Hạnh N guyên Q uốc Tuấn, Lưu c ẩ m Lộc ít, tồn tạ i n h ữ n g m ũi tù Đ iều p h ù hợp với k ế t q u ả p h â n tích d iện tích bề m ặ t riên g kích thưốc h t trê n T uy n h iên khác biệt n y không n h iều T rong phổ XRD m ẫu cấy Nitớ (N-T) (hình 2) xuâ't h iệ n m ũ i đặc trư n g cho pha ru til bên cạn h p h a a n a ta s H àm lượng ru til tín h th eo tà i liệu [17] 7% Các m ẫu xúc tác biến tín h b ằn g v an ad b có th n h p h ần pha xúc tác chủ yếu a n a ta s Với h àm lượng N itơ V20 r ấ t th ấ p nên chúng không x u ấ t h iệ n tro n g p h ổ XRD T rong p h ổ XRD xúc tác T i0 2/S i0 q u a n s t th ây m ũi đặc trư n g cho S i0 2, không x u ấ t m ũi T i0 Đ iều có th ể h m lựợng T i r ấ t th ấ p , p h â n tá n cao nên m ũi T i0 không p h t h iện th P h ổ u v m ẫu T i0 th ể h iện tro n g h ìn h T heo phổ UV-Vis th ấ y rằn g , k h ả n ă n g h ấ p th ụ n h sán g m ẫu T i biến tín h đ ã mở rộng đến 460 (N-T) 510nm (V-T) N ăn g lượng vùng cấm xúc tác T i v T i biến tín h tín h b ằ n g cơng th ứ c [19]: E f = 1239,8/ Ả e V Với Eg n ă n g lượng vùn g cấm (eV), Ả bưỏc sóng tạ i điểm uốn trê n phổ h ấp p h ụ (nm) K ết q u ả đưa b ản g Hình Phổ UV-Vis mẫu xúc tác T i0 Hình Phổ UV-Vis mẫu xúc tác T i0 Cấy-N TiO j Cấy-V mang chất mang Bảng Vùng bước sóng ánh sáng bỊ hấp thụ lượng vùng câm (Eq) xúc tác TiO] khác XÚC ỉác B ước só n g h ấp thụ, nm Điểm uốn, nm Eg, ev ST01 344 - 428 386 3,2 ST31 338 - 420 380 3.3 V-T1 342 - 506 420 2,95 T p c h i K h o a h ọ c Đ H Q C H N , K H T N & C N T.XXIII S ố (7 Q u an g oxi hóa p-xylcn trốn xúc tác 61 V-T2 4 -5 404 3,06 N-T 385 460 410 3,02 Ti/Sỉ 360 - 420 350 3,54 TÌ/SÌ2 340 - 400 350 3.54 Ti/M 220 - 300 260 4,7 Theo n ă n g lượng v ù n g cấm ta th , thêm p h ụ gia Zn k h ả n ă n g h ấ p th u án h sáng c ủ a T i th a y đổi k h ô n g n h iều , tro n g cấy Nitơ V anadi vào tita n oxit cho E g th ấ p so với ST01 Theo [20], dịch chuyển củ a phổ h ấ p th ụ án h sán g sang v ù n g k h ả k iến củ a m ẫ u N-T electron giữ lại tạ i n h ữ n g vị tr í k h u y ế t oxi h ìn h th n h b eta-N (TiN) troìig cấu trú c tin h th ể tá c giả đưa công thứ c tổng q u t củ a xúc tác cấy N T i0 2.xN x T heo tà i liệu [20] tỉ lệ N/Ti m n g tin h th ể k h ô n g lớn 0,2% H xúc tác V -T l V-T2 có k h ả n ă n g h ấp phụ n h sá n g tố t N-T Đặc b iệ t xúc tác V-T2 có th ể h ấ p p h ụ n h sá n g đến bưốc sóng >- = 510 nm So s n h h a i m ẫu V -T l V-T2 ta thây, V -T l với kích thưốc h t 20 nm có k h ả n ă n g h ấ p th u n h sá n g tố t V-T2 vối kích thước h t nm bước sóng X =385 n m , k h ả n ă n g p h ả n xạ n h sá n g (% R) m ẫu n h sau: ST01= 18,4; ST31= 25,8; N -T= 16,8; V *Tl= 13,3 V-T2= 15,8% N hư vậy, cấy V N vào T i0 làm eriảm khả n ă n g p h ả n xạ n h s n g ch ú n g , th êm ZnO th ì ngược lại làm tă n g đại lượng T ro n g kh i với h m lượng T iO z » 2% ba xúc tác m a n g trê n c h ấ t m ang MCM41 S i có n ă n g lượng v ù n g câ'm cao ST01 h ấp p h ụ n h sá n g tro n g vùng bước sóng n g ắ n T ro n g đặc b iệt m ẫu Ti/M h ấp p h ụ n h sá n g tro n g v ù n g 200-300 n m n ă n g lượng v ù n g cấm đ t tới 4,7eV N hư b iế t tro n g phổ UV-Vis vùng m ũi ứ ng vỏi bước sóng 210 nm đặc trư n g cho tồn tạ i tita n n ằ m tro n g m ạn g Ti- S i vùng m ủi ứ ng với bước sóng 300 nm đặc trư n g cho tồn tạ i tita n n ằm m ạng lưới (dạng a n a ta s) [21].T h ìn h 4, ta thấy : C ác m ẫu Ti/M , T i/S ilv T i/S i2 đ ều tổ n tạ i Ti n ằ m tro n g m n g c h ấ t m a n g m ẫ u T i/S i có T i n ằ m n g o ài m n g S i 3.2 Khả n ăn g hấp phụ p-xylen h oạt độ c c hệ xúc tác Bảng Lượng xylen hấp phụ (Ax), độ chuyển hóa dầu (Xa), độ chuyển hóa sau 30 phút (Xj0) vả lượng cacbon lắng đọng (C) sau 60 phút phản ứng quang oxy hóa p-xylen tren xúc tác hoạt hóa ỏ 450°c Xúc tác ST01 ST31 N-T V-T1 V-T2 Ti/M Tì/Sỉ TỈ/SỈ2 Ax.102, mmol/m2 0,75 0,82 - 7,2 5,8 2,0 2,1 1,9 Xo, % 62 36 42 78 93 77 96 97 X* % 25 14 24 16 73 34 20 13 AX, % 60 61 43 79 21 56 79 86 c , mg/mg xúc tác 1.10 1.6 1.27 0,97 0,84 1.16 0,68 3,36 T p c h i K h o a học Đ H Q G H N K H T N ỔL C N T X Q U , Sô ỉ 2007 62 Trần M inh Hạnh, N guyẻn Qutfc Tuấn, Lưu c ẩ m Lộc T b ản g 3, cho th ấ y ả n h hư ờng p h ụ gia đến k h ả n ă n g h ấ p p h ụ xúc tác r ấ t khác n h a u , T rong k h i trộ n th ê % z n không làm th a y đổi giá trị đại lượng h ấ p phụ Ax (ram ol/m 2) th ì trê n m ẫu cấy V m ang T i trê n c h ấ t m a n g đại lượng h ấp phụ Ax tă n g so với ST01 Đ iều n ày có th ể giải th íc h n h sa u , m ặc d ù h a i m ẫu STOl ST31 có th n h p h ầ n k h ác n h a u , n h n g tín h c h ấ t lý hóa củ a T i ZnO tư ng tự n h au , n ên k h ả n ă n g h ấp p h ụ p-xylen n h n h au C ác xúc tác Ti/M , Ti/Si Ti/Si2 có tín h c h ấ t lý - hóa r ấ t k h ác n h a u (kích thước h t, diện tích bề m ặ t riê n g , phổ ƯV-Vis XRD khác nhau), ng chứa ~2% Ti02 nên có đại lượng hấp phụ xylen tính b ằn g m mol trê n m bề m ặ t (hoặc trê n tâ m T 1O 2) x ấp xỉ n h a u (~2 m m ol/m 2) v cao STOl ST31 2,5 lầ n (tín h trê n m 2) cao gấp 125 lần n ế u tín h trê n tâm T i Từ p h â n tích trê n ta th â y , tro n g h ệ xúc tác n ày k h ả n ă n g h ấ p p h ụ p-xylen phụ thuộc vào số tâ m T i có tro n g xúc tác, c h ấ t m an g có tá c d ụ n g p h â n tá n tâm T i0 2, nhò tă n g số p h â n tử xylen h ấ p p h ụ trê n tằ m T i0 lên n h iề u lần Các xúc tác cấy lượng nhỏ V20 (~0,003%) cũ n g làm tă n g đại lượng h ấp p h ụ Ax lên 7,4 - 9,6 lần Đ iều ng tỏ V20 làm th a y đổi tín h c h ấ t T i ả n h hư ởng r ấ t lớn đến hấp phụ p-xylen H m ẫu V -T l V-T2, có th n h p h ầ n tư ơng tự n h a u , n h n g V -T l có kích thước h t lốn (20nm 80 vối 7nm ), có đại lượng h ấ p p h ụ xylen cao m ẫu V-T2 Kết phù hợp vói k ết lu ận trưốc chúng tơi [22], theo T i0 có kích thước h t lốn có k h ả n ă n g h ấp p h ụ cao T heo kết q u ả n g h iên cứu trưỏc [18] xúc tá c tốt n h ấ t xử lý ỏ 450°c trước kh i th a m gia p h ả n ứng Do h o t độ tro n g b ả n g t ấ t xúc tá c đểu xử lý 450°c trước k h i k h ảo s t h o t độ H o ạt độ đ ầu (Xo) c ủ a xúc tác giảm theo thứ tự sau: Ti/Si * TÌ/SÌ2 « V-T2 > V -T l« Ti/M > ST01 > N -T > ST31 (1) N hư vậy, xúc tác m an g trê n S i0 M CM 41 có h o t độ cao STOi Các xúc tá c b iến tín h có h o t độ r ấ t k h ác n h a u T hêm ZnO N itơ h o t độ đ ầu củ a x íc tác T i0 giảm , tro n g k h i v an a d i lại làm tă n g h o t độ Xúc tá c ST31 có h o t tín h ST01 do, m ặc d ù ZnO có h o t tín h q u an g tư ng tự T i0 n h n g k h i trộn thêm ZnO vào T i0 xúc tá c h ấ p th u n h sá n g có bưóc sóng n g ắ n n ă n g lượng vùng c ấ n cao M ặt k h ác cũ n g th ấ y rằn g , xúc tá c ST31 m ột tro n g n h ữ n g m ẫu có lượrg cacbon ngư ng tụ cao n h ấ t Xúc tá c cấy N m ặc dù có k h ả n ă n g h ấ p th ụ n h sán g bưíc sóng dài lượng vùng cấm thấp hơn, ng có kích thước h t lớn, thuận lợi cho tạo cacbon n g n g k ết, n ên có h o t độ th ấ p Có th ể cho r ằ n g m ột tro n g n h ữ rg nguyên n h â n ch ín h k h iến cho h o t độ xúc tá c biến tín h ZnO N th ấ p cho p h ả n ứng q u a n g oxi hóa tro n g p h a k h í trê n xúc tác n y m ột p h ầ n p h ả n ứrg diễn theo hướng tạo cacbon lắng tụ Nguyên nhân khiến xúc tác cấy V2O5 có hoit T p c h i K h o a h ọ c Đ H Q G H N , K H T N & C N , T X a i / , S ố ,2 (7 Q uang 0X1 hóa p-xylcn trCn xúc tác 63 tín h cao ST01 v a n a d i làm giảm lượng vù n g cấm củ a xúc tác, đồng thờ i làm tă n g k h ả n ă n g h ấ p p h ụ xylen M ột số tà i liệu [23] cho rằ n g nguyên n h â n m v a n a đ i tă n g h o t độ q u a n g T i0 điện tử q u a n g sin h k h i di chuyển trê n bề m ặ t xúc tá c bị v a n a đ i b ắ t giữ, h n c h ế việc tái k ế t hợp cặp e'- h* q u an g sinh So sá n h h xúc tác V -T l V-T2 cho th ấ y V-T2 có h o t độ cao nh iều có kích thước h t nhỏ giá trị đại lượng Eg th ấp T heo [18] TiO z có kích thưóc h t n hỏ có h o t độ cao hơ n, m ặc dù có đại lượng h ấ p p h ụ xylen th ấ p Các xúc tá c m an g trê n c h ấ t m an g Ti/Si Ti/M m ặc dù có n ăn g lượng v ù n g cấm cao n h n g có h o t độ đ ầu cao H o t độ cao xúc tác Ti/Si có th ể giải th íc h tro n g xúc tác tồn tạ i liên k ế t Ti-O-Si trê n bề m ặ t S i0 2-T i0 n h th tro n g phổ UV-Vis n h ữ n g vị trí h o t động m ch ú n g có th ể tư n g tác dễ d àn g với oxi, s in h n h iề u gốc OH*, làm tă n g h o t tín h xúc tác [15] c ầ n lư u ý rà n g kích thước h t củ a m ẫu T i0 m ang trê n c h ấ t m an g k h ơng p h ải kích thư óc h t T i0 m h ệ T i0 2- c h ấ t m ang Lượng cacbon lắ n g đọng trê n mg xúc tác sau 60 p h ú t p h ả n ứ ng giảm theo th ứ tự sau: TÍ/SĨ2 > ST31 > N-T> Ti/M > ST01 > V-Tl> V-T2 > Ti/Sil (2) Độ ổn định củ a h o t độ xúc tác tín h theo chênh lệch độ chuyển hóa sau 30 p h ú t so với độ ch u y ển hóa đ ầ u (AX) xếp theo th ứ tự sau: TÌ/SÌ2 < T i/S il * V -Tl < ST31 s ST01 < Ti/M < N-T < V-T2 (3) H dãy (2) (3) k h ô n g h oàn toàn trù n g n h au cho th ấ y , ả n h hưỏng cacbon lăn g đọng trê n xúc tác k h ô n g n h n h au Các xúc tác biến tín h điểu ch ế bằn g phương p h p sol-gel (TÍ/SÍ2, T i/S il, V -T l) có độ b ền n h ấ t, ST01 ST31 với p h ụ gia ZnO có độ b ề n xấp xỉ ST01, xúc tác lại (Ti/M, N-T, V-T2 ) có độ bền cao ST01, tro n g V-T2 có độ ổn định cao n h ấ t Các xúc tác m ang trê n S i0 đ iều c h ế b ằn g phư ơng p h p sol-gel tạo th n h q u ầ n th ể kích thước q u lớn nên cacbon n g n g k ế t n h a n h chóng che phủ tâm T i0 H xúc tác cấy v an ad i tương tự , V-T2 điều c h ế b ằ n g phương pháp kết tủ a có kích thước h t nhỏ, nên có độ b ền cao, tro n g k h i V -T l điều c h ế bằn g phương p h p sol-gel tạo th n h h t TiO z lớn hơn, có độ b ền Rõ rà n g phương pháp điều c h ế có ả n h hư ỏng rõ rệ t đến độ bền xúc tác V-T2 có h o t độ độ bền cao n h ất T u y n h iê n sa u 60 p h ú t làm việc h o ạt độ p h ầ n lớn xúc tá c đ ều giảm ~ 70%, riêng h a i xúc tác m an g trê n S i0 giảm -90% Độ bền th ấ p c ủ a xúc tá c m an g trê n S i0 có th ể giải th ích m ột p h ần tâm Ti tro n g m ẫu T i/S i n ằ m ngồi m ạng, có h ọ at tín h cao n h n g n h a n h chóng bị cacbon lắ n g đọng che phủ Tạp c h i K h o a h ọ c D H Q G H N K tỉ T N & C N T.XXIII S ố 0 Trăn M inh Hạnh, N guyẻn Q uốc Tuấn, Lưu c ẩ m L ộc 64 3.3 Ảnh hưởng củ a đ iều k iện xử lý đ ến h o t tín h cá c xú c tác ST01 v ST 31 Đảng Lượng xylen hấp phụ (Ax), độ chuyến hóa đẩu (Xo), độ chuyển hóa sau 30 phút (Xu) vả lượng cacbon lắng đọng (C) sau 60 phút phản úrng quang oxy hóa p-xylen trơn xúc tác ST01 ST31 hoạt hóa nhiệt độ khác XÚC tác ST01 ST31 Điều kiện xử lý uv, 40°c 450°c 550°c uv,40°c 450°c 550°c Ax-102, mmol/m2 0,75 2,5 6,9 0,82 4,3 4,0 Xo,% 85 62 58 68 36 24 X30 % 17 25 7 14 AX % 80 60 88 90 61 71 c, mg/mg xúc tác 1,88 1.10 0,92 1,68 1,6 1,28 T b ản g ta th ấ y sa u k h i xử lý n h iệ t độ cao kích thư óc h t T i0 tă n g k h ả n ăn g h ấ p p h ụ xylen tăn g Theo k ế t q u ả n ghiên cứu trư c ch ú n g [18] lượng nhóm -O H tro n g m ẫu T i0 xử lý b ằn g u v ỏ °c í t n h iề u so với m ẫu xử lý n h iệ t độ 450 550°c T heo V incenzo A ugugliaro [24] ch ín h nhóm — OH tâ m h ấ p p h ụ xylen th ô n g q u a liên k ế t nhóm - OH với đ iệ n tử củ a p h â n tử xylen S au xử lý n h iệ t độ cao có k h ác n h a u h a i m ẫ u ST01 ST31 K n ă n g h ấ p p h ụ m ẫu ST31 sau kh i xử lý 450 550°c x ấp xỉ n h a u , trê n m ẫu ST01, th a y đổi tín h c h ấ t bể m ặ t sau k h i n u n g 550°c m n h đại lư ợng Ax tiếp tục tă n g tă n g n h iệ t độ T k ế t ỏ b ả n g cho th ấ y , sau k h i xử lý b ằ n g u v 40°c, h o t độ xúc tác ST01 ST31 cao n h iều 80 với k h i xử lý n h iệ t Đ iều n ày có th ể giải th ích kh i xử lý ỏ n h iệ t độ cao làm tă n g kích thư óc h t T i0 2, n ên h o t độ xúc tác giảm T uy n h iê n củ n g th ấ y rằn g , độ chuyển hóa s a u 30 p h ú t p h ả n ứ n g (X30) củ a xúc tác sa u k h i xử lý ỏ 450°c cao n h ấ t, h a y nói cách k h ác độ b ển làm việc chúng tố t Đ iểu n ày có th ể giải thích n h sau: xử lý n h iệ t độ cao tro n g xúc tác có số nhóm - OH (nguồn sin h gốc tự #OH) n h iề u hơ n v gốc *OH dễ tá i sin h điều kiện p h ả n ứ n g [24] Như xử lý xúc tác ỏ 450°c p h ù hợp n h ấ t T rê n hai xúc tác k hi tă n g n h iệ t độ xử lý m ặc dù h ấp p h ụ p-xylen tă n g n h n g lương cacbon lắng đọng sau 60 p h ú t làm việc lại giảm dần Đ iều n ày cỏ th ể h o t độ xúc tác giảm tă n g n h iệ t độ xử lý K ết lu ậ n Từ k ế t q u ả k h ảo s t h o t độ q u an g oxi hóa k ế t hợ p vối p h â n tích tín h c h ấ t lý hóa chất xúc tác T i0 T i0 biến tính, có th ể đưa m ột sô 'k ết luận sau: T p c h í K h o a Itạ c D H Q G H N K H T N