KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Phân tích đặc trưng vật liệu MIL –
3.1.2. Đặc trưng vật liệu MIL-101 nano tổng hợp trong môi trường bazơ
• Phổ IR
Hình 3.8. Phổ IR mẫu MIL-101 tổng hợp trong môi trường bazơ
- Dải hấp thụ ở tần số 1300 – 1800 cm-1 đặc trưng cho dao động của nhóm cacboxylic trong axit terephthalic.
- Dải hấp thụ với cường độ nhỏ ở tần số 1166 cm-1 đặc trưng cho dao động của liên kết Cr-O.
- Dải hấp thụ ở tần số 750 cm-1 và 1018 cm-1 đặc trưng cho dao động của vòng benzen.
- Ở khu vực bước sóng cao, xuất hiện nhóm pic ở tần số trên 3500 cm-1, trong đó pic ở 3630 cm-1 đại diện cho liên kết Cr-OH, 2 pic ở 3570 và 3520 cm-1 đặc trưng dao động liên kết O-H gây ra bởi hiệu ứng chập pic với liên kết O-H trong H-O-H
Do vậy, qua phổ IR ta có thể nhận định rằng có sự tồn tại của các nhóm chức đặc trưng trong phân tử của MIL-101.
• Phổ XRD
Phân tích nhiễu xạ XRD mẫu MIL-101 tổng hợp trong môi trường bazơ xuất hiện các nhóm pic đặc trưng của vật liệu MIL-101 tại các góc nhiễu xạ 1,9o; 2,8o, 4,9o; 9o cho thấy pha rắn tinh thể MIL-101 đã hình thành trong môi trường bazơ.
Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Mau MT101-TP
File: Tuong VH mau MT101-TP.raw - Type: Locked Coupled - Start: 1.000 ° - End: 40.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time: 0.8 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 9 s - 2-Theta: 1.000 ° - Theta: 0.500 ° - Chi
L in ( C p s) 0 100 200 300 400 500 2-Theta - Scale 1 10 20 30 40 d= 27 .2 08 d= 9. 80 2 d= 32 .8 81 d= 17 .8 06 d= 10 .3 9 8 d= 8. 61 0 d= 5. 33 2 d= 4. 94 9
Hình 3.9. Giản đồ nhiễu xạ XRD mẫu MIL-101 tổng hợp trong môi trường bazơ
Tuy nhiên độ tinh thể không cao như MIL-101 tổng hợp trong môi trường axit, thể hiện ở cường độ các nhóm pic đặc trưng thấp. Nguyên nhân là do hình thành tinh
thể nano ( ≈ 50 nm) chỉ được cấu tạo bởi khoảng 5-6 khối ZA (Zeotype Architecture) tương đương khoảng 195 – 234 MTN. Chưa đủ liên kết cho hình thái cấu trúc khối bát diện. Đặc điểm này cũng được thể hiện trong báo cáo tổng hợp tinh thể nano MIL-101 trong môi trường kiềm dung dịch NaOH [86].
• Phổ BET
Phân tích dữ liệu phổ BET của MIL-101 tinh thể nano được trình bày trên hình
3.10; 3.11; chúng tôi rút ra nhận xét như sau:
- Đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ N2 của MIL-101 tinh thể nano có xuất hiện vòng trễ dạng IV (theo phân loại của IUPAC) đặc trưng cho loại vật liệu mao quản trung bình.
- Trên đường cong phân bố lỗ của MIL-101 tinh thể nano có ba pic rộng cho thấy vật liệu có cấu trúc mao quản đa cấp với kích thước mao quản trung bình dtb = 9 nm, phân cấp đường kính mao quản d1 = 3,2 nm; d2 = 6,9 nm; d3 = 14 nm. Trong đó phân cấp đường kính 6,9-14 nm chiếm đa số. Vật liệu MIL-101 tinh thể nano có diện tích bề mặt riêng cao, đạt 1842 m2/g.
Hình 3.11. Phân bố lỗ theo dữ liệu giải hấp phụ N2 của MIL-101 nano
• Hiển vi điện tử SE(M)
Kết quả đặc trưng hiển vi điện tử quét SE(M) độ phân giải cao thể hiện trên hình 3.12 cho thấy kích thước tinh thể nano MIL-101 (≈ 50 nm) có dạng khối gần cầu tương đối đồng đều. Cho thấy phương án tổng hợp tinh thể nano MIL-101 trong môi trường bazơ sử dụng tác nhân định hướng cấu trúc TPAOH với hiệu suất sản phẩm cao (84%) đã thành công.
Hình 3.13. Phổ tán xạ EDX mẫu MIL-101 nano tổng hợp trong môi trường bazơ
• Phổ phân tích nhiệt TGA-DTA
Từ phổ TGA-DTA chúng tôi rút ra nhận xét:
- Ở khoảng trên 260 oC bắt đầu sự ra đi của các phân tử nước.
- Tiếp đó ở trên 340 oC bắt đầu sự phá hủy của liên kết Cr-O. Như vậy từ 260 – 340
oC có sự giảm về khối lượng (34.554 %).
- Từ 340 – 370 oC khối lượng giảm (3.516 %). Ở trên 377 oC vât liệu bị phá hủy hoàn toàn, khối lượng giảm (47.76%) .
ZAF Method Standardless Quantitative Analysis Fitting Coefficient : 0.6809
Element (keV) Mass% Error% Atom% Compound Mass% Cation K C K 0.277 36.48 0.31 54.07 25.0657 O K 0.525 31.39 1.01 34.93 33.8214 Cr K 5.411 32.13 3.61 11.00 41.1130
Hình 3.14. Phổ phân tích nhiệt TGA-DTA mẫu MIL-101 tinh thể nano