KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Phân tích đặc trưng vật liệu MIL –
3.2. Phân tích đặc trưng vật liệu Meso MIL–101 đa cấp mao quản
Hình 3.15. Phổ IR mẫu Meso MIL-101 đa cấp mao quản
- Dải tần số 1625 cm-1 đặc trưng cho dao động bất đối xứng của liên kết C=O.
- 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 1021 cm-1 đặc trưng cho dao động của vòng benzen.
- Dải tần số 3630 cm-1 đại diện cho liên kết Cr-OH,
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.
• Giản đồ nhiễu xạ XRD
Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Mau MT101-A5
File: Tuong VH mau MT101-A5.raw - Type: Locked Coupled - Start: 1.000 ° - End: 40.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time: 0.8 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 17 s - 2-Theta: 1.000 ° - Theta: 0.500 ° - C
L in ( C p s) 0 100 200 300 400 500 2-Theta - Scale 1 10 20 30 40 d = 4. 66 4 d= 32 .4 98 d= 4. 5 95
Hình 3.16. Giản đồ nhiễu xạ XRD mẫu Meso MIL-101 đa cấp mao
Hoàn toàn không có gì đáng ngạc nhiên khi các pic đặc trưng của tinh thể MIL- 101 ở các góc nhiễu xạ 1,9o; 2,8o; 4,9o; 9o không xuất hiện trên giản đồ nhiễu xạ mẫu Meso MIL-101 đa cấp mao quản. Theo nhận định của chúng tôi, có thể vật liệu phân cấp mao quản Meso MIL-101 không phải là vật liệu có cấu trúc tinh thể, bởi vì phương pháp đặc trưng nhiễu xạ mẫu bột XRD chỉ phản ánh được vật liệu có cấu trúc mao quản sắp xếp trật tự theo một quy luật nghiêm ngặt. Điều này đã được khẳng định trong rất nhiều báo cáo khoa học về vật liệu MQTB có cấu trúc “giả tinh thể” [10].
• Phổ BET
Phân tích dữ liệu phổ BET của mẫu Meso MIL-101 được trình bày trên hình
3.17; 3.18; chúng tôi rút ra nhận xét như sau:
- Đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ N2 của mẫu Meso MIL-101 có xuất hiện vòng trễ dạng II (theo phân loại IUPAC) đặc trưng cho loại vật liệu mao quản lớn. - Trên đường cong phân bố lỗ của Meso MIL-101 có sự phân cấp đường kính lỗ trung bình là 3,5 nm; 50 nm và 70 nm, cho thấy vật liệu có cấu trúc mao quản phân
cấp micro/mesopore với đường kính mao quản trung bình dtb =15 nm, phân cấp kích
thước mao quản (< 50 nm) là chủ yếu. Tuy nhiên vật liệu Meso MIL-101 có diện tích bề mặt riêng không cao, chỉ đạt 406 m2/g.
Hình 3.18. Phân bố lỗ theo dữ liệu giải hấp phụ N2 của mẫu Meso MIL-101
• Hiển vi điện tử SE(M)
Hình 3.19. Ảnh hiển vi điện tử quét SEM mẫu Meso MIL-101
Quan sát ảnh hiển vi điện tử quét SEM của mẫu Meso MIL-101 chúng ta có thể thấy rằng tồn tại hai pha rắn trong mẫu vật liệu.
- Một pha rắn có cấu trúc khối dạng cầu kích thước khoảng 100-120 nm với bề mặt ngoài thô nhám.
- Một pha rắn có cấu trúc dạng chùm được tạo bởi các thanh nano với kích chiều dài trung bình 2 µm và đương kính 300 nm.
Chính vì vậy chúng tôi nhận định rằng việc sử dụng chất hoạt động bề mặt siêu phân tử CTAB với nồng độ cao có thể đinh hướng cấu trúc vật liệu theo hướng hoàn toàn khác so với cấu trúc khối bát diện ban đầu, vật liệu có thể không có hình thái tinh thể. Kết quả hiển vi điện tử SEM của mẫu Meso MIL-101 được tổng hợp với tỷ lệ CTAB/Cr3+ = 0,3 cho thấy một sự sắp xếp hoàn toàn mới trong cấu trúc pha rắn vật liệu.
• Phổ tán xạ EDX Hình 3.20. Phổ tán xạ EDX mẫu Meso MIL-101 • Phổ TGA-DTA Từ phổ TGA-DTA chúng tôi rút ra nhận xét:
- Ở khoảng 280 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.
- Từ 340 – 380 oC khối lượng giảm liên tục (39.778 %). Trên 367 oC cấu trúc bị phá hủy hoàn toàn.
Hình 3.21. Phổ phân tích nhiệt TGA-DTA mẫu Meso MIL-101
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00keV keV 003 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 C ou nt s C K a O K aC rL a C rK a C rK b
ZAF Method Standardless Quantitative Analysis Fitting Coefficient : 0.6704
Element (keV) Mass% Error% Atom% Compound Mass% Cation K C K 0.277 36.34 0.30 53.79 24.9484 O K 0.525 31.76 0.96 35.30 34.2800 Cr K 5.411 31.91 3.45 10.91 40.7716 Total 100.00 100.00