Nếu chỉ xét đến khía cạnh hàm lượng pha hoạt tính (số lượng các hạt nano bạc) trên chất mang, xúc tác có hàm lượng pha hoạt tính cao sẽ có hoạt tính tốt do có thể có lợi thế về mặt số tâm hoạt tính được tạo ra trên vật liệu. Nhưng nếu nhìn nhận thêm tương quan giữa vai trò của hàm lượng pha hoạt tính và vai trò của chất mang pha hoạt tính, kết quả sẽ không đơn thuần như vậy.
Mẫu Ag/SBA-15 có hàm lượng bạc đạt 5,64%, cao hơn so với hàm lượng bạc của mẫu Ag-Z5S15-NH3 (4,192%). Xét về mặt kích thước các hạt nano bạc được hình thành trên vật liệu, cả hai mẫu Ag/SBA-15 và Ag-Z5S15-NH3 có kích thước các hạt bạc tạo ra tương đương nhau (10-15 nm) (hình 3.33(e,f) với vật liệu
nano Ag-Z5S15-NH3 và hình 3.35 với vật liệu nano Ag/SBA-15). Tuy nhiên, mẫu Ag-Z5S15-NH3 lại cho khả năng xúc tác cho phản ứng oxi hóa hoàn toàn benzen
xảy ra ở 350oC. Trong khi đó, đối với mẫu Ag/SBA-15 lại là 400oC. Kết quả này cho thấy đã có sự ảnh hưởng của chất mang bạc đến hoạt tính xúc tác của vật liệu.
Vật liệu ZSM-5/SBA-15 vừa có khả năng hấp phụ hóa học benzen lên các tâm Na+ gần các tâm bạc hoạt tính trên vật liệu [100]. Trong khi đó, khả năng hấp phụ của SBA-15 đối với benzen vào hệ MQTB là dạng hấp phụ vật lý (hấp phụ mao quản). Tuy nhiên, trong hệ MQTB của vật liệu SBA-15 không có sự hình thành của các hạt nano bạc. Do đó, các phân tử benzen hấp phụ trong hệ MQTB của vật liệu SBA-15 không được chuyển hóa. Trên bề mặt ngoài mặc dù có các
124
tâm nano bạc nhưng benzen lại không được hấp phụ lên bề mặt như trường hợp vật liệu ZSM-5/SBA-15, làm giảm khả năng tiếp xúc với các tâm hoạt tính nano bạc, do đó làm giảm hiệu quả xúc tác.
Hình 3.35: Ảnh TEM của mẫu Ag/SBA-15
Các kết quả về khả năng xúc tác của các vật liệu nano bạc/chất mang đã được phân tích ở trên cho thấy khá rõ vai trò của xúc tác nano bạc trong việc hình thành các SSOS hoạt tính cũng như vai trò của chất mang trong việc tăng cường khả năng hấp phụ nguyên liệu, tạo điều kiện cho phản ứng oxi hóa được xảy ra thuận lợi.
Kết quả nhận được cũng cho thấy ưu điểm của việc lựa chọn phương pháp
chế tạo không bịt mao quản trong chế tạo vật liệu nano Ag-ZSM-5/SBA-15 (mẫu Ag-Z5S15-KBMQ), ứng dụng làm xúc tác cho phản ứng oxi hóa vòng thơm
benzen nói riêng cũng như các hợp chất hữu cơ nói chung. Mẫu Ag-Z5S15-KBMQ tiếp tục được sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo để đánh giá các yếu tố khác ngoài bản chất cấu trúc của xúc tác ảnh hưởng đến khả năng xúc tác cho phản ứng oxi hóa hoàn toàn benzen.