S, Se, Te, P, hc As, Hal Hg, hc Pb
5.6 Các đặc trưng xúc tác dị thể [3, 28]
Trong nghiên cứu xúc tác dị thể, cần làm rõ mối quan hệ giữa ba yếu tố sau: (1) các đặc trưng xúc tác, cả về khía cạnh vật lí lẫn hoá học, (2) các tính chất ứng dụng, ở đây là hoạt tính xúc tác, độ chọn lọc và thời gian sống của xúc tác, điều kiện tái sinh (nếu có) (3) phương pháp điều chế xúc tác. Các phương pháp cần áp dụng ở đây rất nhiều, khó có phòng thí nghiệm nào có đủ, kể cả ở các nước giàu có, vì vậy người nghiên cứu cần có hiểu biết càng đầy đủ càng tốt về mặt lí luận, cũng như về khả năng của các phòng thí nghiệm xung quanh, và biết phối hợp với đồng nghiệp để đạt kết quả tối đa. Các phương pháp nghiên cứu có thể là rất cổ điển cũng như rất hiện đại, tuy nhiên đừng quá hạ thấp giá trị của các phương pháp cổ điển cũng như quá đề cao các phương pháp hiện đại [33].
Các tính chất vật lí của xúc tác rắn là thể tích lỗ xốp, phân bố lỗ xốp theo kích thước, bề mặt riêng theo BET, nhiều khi cần chú ý cả độ bền cơ học như độ chịu mài mòn khi các viên xúc tác sử dụng trong hệ phản ứng tầng sôi.
Hình 5-42 Sơ đồ các phương pháp nghiên cứu xúc tác
Các đặc trưng hoá học là thành phần nguyên tố, các mức cấu trúc, đặc biệt là cấu trúc pha, các đặc trưng của lớp bề mặt. Ta sẽ thấy, khi đi từ bề mặt vào sâu thể tích của viên xúc tác, thành phần hoá học cũng như cấu trúc có thể thay đổi. Ngoài ra, còn phải định lượng được các thành phần cho thêm (các chất xúc tiến/trợ xúc tác, các chất làm chậm), các sản phẩm phân huỷ/lắng đọng trên bề mặt xúc tác, các tác nhân gây độc, các hợp chất trung gian .... Khoảng trước những năm 1970 hấp phụ hoá học là phương pháp độc nhất cho phép đánh giá lớp nguyên tử bề mặt. Sau đó trên thị trường bắt đầu xuất hiện các phương pháp phổ
in-situ và phổ bề mặt hiện đại cho phép định lượng cấu trúc cũng như thành phần hoá học bề mặt, kể cả một số trạng thái trung gian, điều này mở ra viễn cảnh cho con người ngày càng hiểu rõ bản chất của quá trình xúc tác, từ đó các quy luật xúc tác dị thể sẽ được hoàn
thiện hơn [21]. Nội dung mục này là giới thiệu các phương pháp nghiên cứu đặc trưng xúc tác cũng như vật liệu rắn, trình bày về khả năng cũng như giới hạn của mỗi phương pháp. Hình 5-42 cho ta bức tranh ngắn gọn về các phương pháp này.