Phổ hủy pô-si-trôn được phân tích bằng phần mềm xử lí số liệu Sigmaplot, và được chạy kèm theo chương trình DB analysis 9-27-06.xfm. Hình 3.5 và 3.6 thể hiện giao diện của phần mềm Sigmaplot và kết quả các tham số để đánh giá độ dãn nở Đôp-le ứng với hai mẫu SBA-15 và Fe-SBA-15, trong đó, cột 1 ghi số kênh, cột 2 ghi số đếm, cột 5 xuất giá trị của tham số S, W và các thông số khác.
Hình 3.5: Giao diện phần mềm xử lí số liệu Sigmaplot và các tham số đánh giá độ dãn nở Đôp-le trong mẫu SBA-15
Hình 3.6: Giao diện phần mềm xử lí số liệu Sigmaplot và các tham số đánh giá độ dãn nở Đôp-le trong mẫu Fe-SBA-15
Kết quả phân tích hai tham số S và W được trình bày trong bảng 3.3
Bảng 3.3: Các tham số để đánh giá độ dãn nở Đôp-le trong SBA-15 và Fe-SBA-15 Vật liệu Tham số S Tham số W
SBA-15 0,7814 ±0,0013 0,0617 ±0,0002
Fe-SBA-15 0,7791 ±0,0013 0,0613 ±0,0002
Đối với cả hai loại vật liệu, tham số S lớn hơn tham số W (gấp khoảng 12,7 lần). Trong cấu trúc khối tứ diện của zê-ô-lit, ô-xi luôn trùm lên các i-ôn kim loại (Si, Al, Fe (Fe(III) có kích thước 0,63 A0
)) và vì lực đẩy của hạt nhân nên rất khó để pô-si- trôn xâm nhập vào lõi bên trong, nên dễ dàng hủy với các ê-lec-trôn lớp ngoài cùng. Do đó sự hủy của pô-si-trôn với ê-lec-trôn hóa trị chiếm phần lớn.
Sự thêm sắt vào cấu trúc SBA-15 làm giảm tham số S, từ 0,7814 xuống còn 0,7791. Điều này được giải thích bởi cấu hình của lớp vỏ điện tử 3d chưa đầy của sắt, các ê-lec-trôn 3d có động lượng cao hơn so với động lượng của ê-lec-trôn 3s (của Al và Si) nên xác suất hủy với ê-lec-trôn hóa trị thấp hơn, làm giảm giá tri của tham số S. Sự giảm giá trị tham số S cũng bộc lộ sự giảm kích thước và mật độ của lỗ rỗng trong cấu trúc Fe-SBA-15 [11], [34].
Giá trị của tham số W khi có sắt giảm rất ít (0,65%). Tuy xác suất hủy của pô- si-trôn với các ê-lec-trôn lõi trong Fe cao hơn so với trong Al và Si (Pc Si( ) <Pc Al( ) <Pc Fe( )), nhưng sự hủy đối với ê-lec-trôn lõi chỉ chiếm tỉ lệ nhỏ và tỉ lệ của Fe trong SBA-15 cũng rất nhỏ, nên tham số W thay đổi không đáng kể. Sự giảm nhẹ của tham số W khi có Fe có thể liên quan đến sự thay thế i-ôn Fe cho các i-ôn kim loại kiềm hoặc kiềm thổ (ví dụ như: Na+
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Hai phương pháp phổ kế để đo thời gian sống và đo độ dãn nở Đôp-le trong quá trình hủy của pô-si-trôn đã được sử dụng nhằm đánh giá ảnh hưởng của sắt trong cấu trúc vật liệu zê-ô-lit SBA-15. Kết quả cho thấy sự hiện diện của i-ôn sắt có thể làm dập tắt hoặc kiềm chế sự tạo thành và hủy or-tho-pô-si-trô-ni-um trong cấu trúc Fe- SBA-15.
Các phương pháp phổ kế hủy pô-si-trôn tỏ ra hữu hiệu trong việc phân tích cấu trúc và thành phần của các nguyên tố trong nghiên cứu vật liệu zê-ô-lit.
Các kết quả phân tích thời gian sống của pô-si-trôn đã cho thấy ảnh hưởng làm giảm mật độ lỗ trung bình khi chèn nguyên tố sắt vào cấu trúc zê-ô-lit SBA-15 thông qua sự giảm đáng kể thời gian sống và cường độ của thành phần sống dài nhất.
Các kết quả phân tích độ dãn nở Đôp-le cho thấy ảnh hưởng của nguyên tố sắt làm giảm tham số S do lớp vỏ điện tử 3d chưa đầy của sắt gây ra.
Tuy nhiên, để đánh giá chính xác hơn ảnh hưởng của sắt đến cấu trúc SBA-15, cần thiết phải đánh giá ảnh hưởng của các chất bị hấp phụ khác trong zê-ô-lit, chẳng hạn như ô-xi, ni-tơ, nước. Các nghiên cứu về cấu trúc zê-ô-lit cho thấy ô-xi, ni-tơ, nước không chỉ ảnh hưởng đến thành phần o-Ps, mà còn làm thay đổi sự phân bố
2 / 3γ γ .
Phương pháp phổ kế hủy pô-si-trôn cần được kết hợp với hiệu ứng Mo-bau-e, từ đó có thể xác định kiểu vị trí của sắt trong cấu trúc Fe-SBA-15.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo Tiếng Việt
1. Phạm Quốc Hùng (2007), Vật lí hạt nhân và ứng dụng, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, chương 5.
2. Nguyễn Thị Thu Quyên (2007), Khảo sát sự chuyển pha cấu trúc dưới tác dụng nhiệt của đồng bằng phương pháp phổ thời gian sống của pô-si-trôn, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học tự nhiên TP.HCM.
3. Ngô Tiến Quyết (2009), Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng và hoạt tính xúc tác của Perovskit mang trên vật liệu mao quản trung bình SBA-15, Luận văn thạc sĩ, Đại học Khoa học tự nhiên – Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
4. Châu Văn Tạo, Trịnh Hoa Lăng (2007), “Khảo sát năng lượng tương quan ê-lec- trôn – pô-si-trôn trong kim loại Cu (FCC)”, tạp chí phát triển khoa học và công
nghệ, 10(5).
5. Trần Duy Tập (2008), Nghiên cứu ảnh hưởng của việc cấy hydrogen vào tinh thể bán dẫn SiC bằng phương pháp hủy pô-si-trôn, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học tự nhiên TP.HCM.
6. Hồ Sĩ Thoảng (2006), Xúc tác dị thể, giáo trình hóa học, NXB khoa học và công nghệ TP. Hồ Chí Minh, 67-73; 100-107.
7. Nguyễn Thôi (2010), Tổng hợp zeolite LSX từ SiO2 tro trấu, Khóa luận tốt nghiệp, Đại học Sư Phạm TP. Hồ Chí Minh.
8. Hồ Thị Thông (2012), Áp dụng phương pháp đo thời gian sống của pô-si-trôn trong
nghiên cứu một vài vật liệu zê-ô-lit, Khóa luận tốt nghiệp, Đại học Sư Phạm TP. Hồ Chí Minh.
Tài liệu tham khảo Tiếng Anh
9. Andersen J. U., Augustyniak W. M., Uggerhoj E. (1971), “Channeling of positrons”, Phys. Rev., B3, 705.
10. Andersen J.U., Augustyniak W. M. (1977), “Channeling of electrons and positrons”, Bianco Lunos Bogtrykkeri.
11. Brusa R. S., Deng W., Karwasz G. P., Zecca A. (2002), “Doppler-broadening measurements of positron annihilation with high-momentum electrons in pure elements”, Nucl. Inst. and Methods in Phys. Res., B194, 519-531.
12. Cornu C., Bonardet J. B., Casale S., Davidson A., Abramson S., André G., Porcher F., Grcic I., Tomasic V., Vujevic D., Koprivanac K. (2012), “Identification and location of Iron species in Fe/SBA-15 catalysts: Interest for catalytic Fenton reactions”, Phys. Chem. C, 116, 3437-3448.
13. Dapor M., Miotello A. (1998), “Backscattering of positrons from solid targets”,
Scanning Microscopy, 12(1), 131-138.
14. Dapor M., Miotello A. (1998), “Differential, total, and transport cross sections for elastic scattering of low energy positrons by neutral atoms”, Atomic data and nuclear data tables, 69, 1-100.
15. Decker F. J. (1991), “Channeling crystals for positron production”, Slac-Pub-the
IEEE Partical Accelerator Conference, 5482.
16. Dung T. Q., Lázár K., Havancsák K., Kajcsos Z. S. (2012), “o-Ps lifetimes in iron containing micro- and mesoporous media”, KFKI Res. Inst. for Part. Nucl. Phys. 17. Duplâtre G., Kajcsos Z. S., Billard I., Liszkay L., Lázár K., Lohonyai L., Beyer H.
K., Caullet P., Patarin J. (1999), “Free volumes in zeolites as probed by positrons”, Elsevier Sci. B.V.,125.
18. Duplâtre G., Kajcsos Z. S., Billard I., Liszkay L., Lázár K., Lohonyai L., Beyer H. K., Caullet P., Patarin J., Varga L., Pászti F., Kótai E., Gordo P. M., Gil C. L.,
Lima A. P., Marques M. F. F., Szilágyi E., Borbély G. P., Azenha M. E. (2004), “Positronium trapping in porous solids: Means and limitations for structural studies”, Acta. Phys. Polonica, 107(5).
19. Duplâtre G., Kajcsos Z. S., Liszkay L., Lázár K., Lohonyai L., Varga L., Gordo P. M., Lima A. P., Gil C. L., Marques M. F. F., Bosnar D., Bosnar S., Kosanovic C., Subotic B. (2007), “Competitive positron and positronium trapping in porous media”, Radiation Phys. and Chem., 76, 231-236.
20. Forano C., Hibino T., Leroux F., Gueho C. T. (2006), “Layered double hydroxides”, Development in Clay Sci., 1.
21. Galarneau A., Nader M., Guenneau F., Renzo F., Gedeon A. (2007), “Understanding the stability in water of mesoporous SBA-15 and MCM-41”,
Phys. Chem., 111, 8268-8277.
22. Garcia H., Heinz D. R. (2002), “Generation and reaction of organic radical cations”, Chem. Rev., 102, 3947-4007.
23. Georgiev D., Bogdanov B., Angelova K., Markovska I., Hristov Y. (2009), “Synthetic zeolite – structure classification, current trends in zeolite synthesis review”, Int. Sci. conference, 7.
24. González E. A. U., Martins L., Peguin R. P. S., Batista M. S. (2002), “Identification of extra-Framework spiecies on Fe/ZSM-5 and Cu/ZSM-5 catalysts typical microporous molecular sieves with zeolite structure”, Mater. Res., 5(3), 321-327. 25. Grafutin V. I., Prokop'ev E. P. (2002), “Positron annihilation spectroscopy in
materials structure studies”, Phys.-Uspekhi 45(1), 59-74.
26. Haakenaasen R., Hau L. V., Golovchenko J. A., Palathingal J. C., Peng J. P., Kumar P. A., Lynn K. G. (1995), “Quantum channeling effects for 1 MeV positrons”, Phys. Rev., 75(8).
27. Ito K., Nakanishi H., Ujihira Y. (1999), “Extension of the equation for the annihilation lifetime of orthopositronium at a cavity larger than 1 nm in radius”,Phys. Chem., B103, 4555-8.
28. Jensen K. O., Walker A. B. (1993), “Monte Carlo simulation of transport of fast electrons and positrons in solids”, Surface Sci., 292, 83-97.
29. Kajcsos Z. S., “Posibilities of positron annihilation techniques in the study of porous solids and zeolites”, KFKI Res. Inst. for Part. Nucl. Phys.
30. Kajcsos Z. S., Liszkay L., Duplâtre G., Lohonyai L., Varga L., Lázár K., Borbély G. P., Beyer H. K., Caullet P., Patarin J., Lima A. P., Gil C. L., Gordo P. M., Marques M.F. (2003), “Positron and positronium in porous media – zeolites”,
Radiation Phys. Chem., 68, 363-368.
31. Kajcsos Z. S., Liszkay L., Duplâtre G., Lohonyai L., Varga L., Lázár K., Borbély G. P., Beyer H. K., Paillaud J. L. (2004), “Positron annihilation and positronium trapping in zeolites”, Mater. Sci. Forum, 445, 239-243.
32. Kajcsos Z. S., Liszkay L., Duplâtre G., Lohonyai L., Varga L., Lázár K., Caullet P., Patarin J. (1997), “Further results on long-lived positronium states in zeosil”,
Mater. Sci. Forum, 225, 405-407.
33. Kajcsos Z. S., Liszkay L., Duplâtre G., Varga L., Lohonyai L., Kosanovic C., Bosnar S., Subotic B., Lázár K., Bosnar D., Havancsák K., Gordo P. M. (2009), “Critical parameters of positron and positronium annihilation in grany and porous solid: ionic crystals and zeolites”. Phys. Status Solidi, 6(11), 2540-2545. 34. Klaehn J. M. U, Quarles C. A. (1999), “Positron annihilation spectroscopy of
sandstone and carbonate rocks”, Applied phys., 86(1).
35. Lawther D. W., Dunlap R. A. (1995), “In situ Cu Dopper broadening positron annihilation methods for elevated temperature study of defect formation in metals”, Can. J. Phys., 73, 11-17.
36. Li Y., Feng Z., Xin H., Fan F., Zhang J., Magusin P. C. M. M., Hensen E. J. M., Santen R. A., Yang Q., Li C. (2006), “Effect of aluminum on the nature of the Iron species in Fe-SBA-15”, Phys. Chem. B, 110, 26114-26121.
37. Li Y., Feng Z., Y., Sun K., Zhang L., Jia G., Yang Q., Li C. (2005), “Direct synthesis of highly ordered Fe-SBA-15 mesoporous materials under weak acidic conditions”, Microporous and mesoporous materials, 84, 41-49.
38. Liszkay L., Gordo P. M., Havancsák K., Skuratov V. A., Lima A., Kajcsos Z. S. (2004), “Positron lifetime and Doppler broadening study of defects created by swift ion irradiation in Sapphire”, Mater. Sci. Forum, 445, 138-140.
39. Mortier W. J. (1982), “Compilation of extra framework sites in zeolites”, Butt. Sci.
Limited.
40. Nascimento E., Helene O., Vanin V. R. (2005), “Study of the Doppler broadening of positron annihilation radiation in Silicon”, Brazilian Journal of Phys., 35(3B). 41. Neufert A., Schiebel U., Clausnitzer G. (1975), “Transmission anisotropies and
string scattering of MeV electrons and positrons in single crystal”, Radiant. Eff., 26, 49-59.
42. Nozaki C., Lugmair C. G., Bell A. T., Tilley T. (2002), “Synthesis, Characterization, and catalytic performance of single-site Iron (III) on the surface of SBA-15 silica”, Am. Chem. Soc., 124, 13194-13203.
43. Ozmutlu E. N., Aydin A. (1994), “Monte Carlo calculation of 50 eV – 1 MeV positron in aluminum”, Appl. Radiat. Isot, 45, 963-971.
44. Pedersen M. J., Andersen J. U., Augustyniak W. M. (1972), “Channeling in Silicon at 1,2 MeV”, Radiant. Eff., 12(1), 47-52.
45. Pollock R. A., Walsh B. R., Fry J., Ghampson T., Melnichenko Y. B., Kaiser H., Pynn R., Desisto W. J., Wheeler M. C., Frederick B. G. (2011), “Size and spatial distribution of micropores in SBA-15 using CM-SANS”, Chem. Mater., 23,
3828-3840.
46. Sato K., Xu Q., Yoshiie T. (2010), “Positron annihilation coincidence Doppler broadening measurements of irradiation-induced precipitation in Ni-Sn alloys”,
Int. Symposium on advanced Sci. Res., 225, 012047.
47. Schultz P. J., Logan L. R., Jackman T. E., Davies J. A. (1988), “Channeling effects on positron transmission through thin crystals”, Phys. Rev., B 38, 6369.
48. Schut H., Escobar G. R., Kolar Z. I., Veen A., Clet G. (2000), “Positronium formation in NaY zeolites studied by lifetime, positron beam Doppler
broadening and 3-gamma detection techniques”, Radiation Phys. and Chem., 58, 715-718.
49. Shevade S., Ahedi R. K., Kotasthane A. N. (1997), “Synthesis and characterization of ferrisilicate analogs of ferrierite (Fe-FER) zeolites”, Catalysis Letters, 49, 69- 75.
50. Sluge V. (2006), “What Kind of Information we can obtain from positron Annihilation”, European Communities, 6-14; 31-33.
51. Sousa A., Souza K. C., Reis S. C., Sousa R.G., Windmoller D., Machado J.C., Sousa E.M.B. (2008), “Positron annihilation study of pore size in ordered SBA- 15”, Non-Crystalline Solid, 354, 4800-4805.
52. Tao S. J. (1972), “Positronium annihilation in molecular substances”, Chem. Phys., 56-5499.
53. West R. N. (1973), “Positron studies of condensed matter”, Advances in phys., 22(3), 263-383.
54. Xu Q., Ishizaki T., Sato K., Yoshiie T., Nagata S. (2006), “Coincidence Doppler broadening of positron annihilation radiation for detection of Helium in irradiated Ni and Cu”, Materials Transactions, 47(11), 2885-2887.
55. Zhao D. Y., Yang P. D., Huo Q. S., Chmelka B. F., Stucky G. D. (1998), “Curr opin solid state mater science”, 3(1), III-21.
56. Zhiquan C., Shaojie W. (1993), “Observation of spin-conversion of positronium in zeolite”, Chin. Phys . Lett., 10(11).