Trương Quốc Đạt 45 Các nghiên cứu về phổ XRD đã chỉ ra rằng các vật liệu có cấu trúc tinh thể lập lại sẽ nhiễu xạ qua tia X (XRD). Phổ nhiễu xạ Rơnghen nhận diện nhanh và chính xác các pha tinh thể, đồng thời có thể sử dụng để định lượng pha tinh thể và kích thước hạt với độ tin cậy cao.
2.2.1.1. Ứng dụng:
Một sốứng dụng chủ yếu của phương pháp phân tích XRD:
- Xác định các vật liệu khoáng, các hợp chất hóa học hoặc nghiên cứu về một số
vật liệu khác.
- Nhận biết pha tinh thể của các vật liệu: khoáng, đá, các hợp chất hoá học,… - Xác định cấu trúc tinh thể của các vật liệu đã được nhận biết.
- Nhận diện các vật liệu vô định hình trong một phần hỗn hợp các tinh thể. - Ứng dụng để tính kích thước các hạt tinh thể.
- Sử dụng phổ XRD để mô phỏng cấu trúc tinh thể.
2.2.1.2. Nguyên tắc:
Theo lý thuyết cấu tạo tinh thể, mạng tinh thểđược xây dựng từ các nguyên tử
hay ion phân bốđều đặn trong không gian theo một quy luật xác định. Khi chùm tia Rơnghen (tia X) tới bề mặt tinh thể và đi vào bên trong mạng tinh thể thì mạng lưới này đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạđặc biệt. Các nguyên tử, ion bị kích thích bởi chùm tia X sẽ trở thành các tâm phát ra các tia phản xạ.
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp nhiễu xạ tia X là dựa vào phương trình Vulf-Bragg: nλ=2.d.sinθ Trong đó: n- là bậc nhiễu xạ λ- là bước sóng tia X d- là khoảng cách giữa 2 mặt phẳng tinh thể θ- là góc giữa tia tới và mặt phẳng phản xạ
Trương Quốc Đạt 46 Với mối nguồn tia X ta có bước sóng λ xác định, khi thay đổi góc tới thêta mỗi vật liệu có giá trị d đặc trưng. So sánh d với giá trị d chuẩn xẽ xác định được cấu trúc mạng tinh thể của chất nghiên cứu.
Khi chuyển sang trạng thái đa lớp bề mặt, trên bề mặt xúc tác sẽ xuất hiện các tinh thể của kim loại, khi đó trên phổ XRD sẽ xuất hiện các pic đặc trưng cho sự có mặt của tinh thể oxit kim loại.
2.2.1.3. Thực nghiệm:
Các mẫu được đem đi chụp phổ XRD dưới dạng bột. Phổ XRD của các mẫu nghiên cứu được ghi trên máy D8 Advance - Bruker của Đức tại trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội.
Chếđộ phân tích: ống phát tia X bằng Cu với bước sóng Kα=1,5406 Ǻ, điện áp 40 kV, cường độ dòng điện 30 mA, nhiệt độ 25oC, góc quét 2θ=5÷50o, tốc độ góc quét 0,1 độ/phút.