Hấp phụ xung CO cho phép xác định độ phân tán kim loại trên bề mặt chất mang bằng cách chuẩn độ bề mặt, với khí CO hoặc H2 [4].
Nguyên tắc:
Đo lượng khí CO hay H2 hấp phụ trên bề mặt kim loại của mẫu nghiên cứu, từđó có thể tính được sự phân bố kim loại trên bề mặt chất mang.
Tính toán độ hấp phụ:
Thể tích khí CO hấp phụ lên các tâm kim loại được tính theo công thức sau: V = ΣA Ac -Ai
c * Vc * 273+T *273 760 P (14)
Trong đó:
V: thể tích khí CO/H2được hấp phụ, cm3. Ac: trung bình của lần bơm không hấp phụ
Vc: thể tích của khí CO hoặc H2được bơm vào T: nhiệt độ phòng, 0C
P: áp suất phòng, mmHg
Độ phân tán kim loại D trên một bề mặt chất mang được tính theo công thức:
D = Số nguyên tSố nguyên tử kim loử kim loại trong toàn khại trên bề mối xúc tác ặt (15)
Thực nghiệm:
Cân ∼ 0,2 gam mẫu cho vào cell đo. Tiếp theo, dẫn dòng khí cho He qua để làm sạch bề mặt vật liệu. Sau đó dùng H2 khử các oxyt kim loại về dạng kim loại ở 3500C trong 60 phút. Hạ nhiệt độ về 350C, dùng khí trơđuổi hết H2. Cuối cùng dẫn dòng CO hấp phụở 350C với tốc độ 15 ml/phút và 3 phút/xung, hấp phụđến khi đầy. Qúa trình được thực hiện trên máy Autochem II 2920 V3.03, PTN CN Lọc hóa dầu và Vật liệu xúc tác hấp phụ, Đại học Bách Khoa Hà Nội.
2.3.3 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM).
Phương pháp này cho phép quan sát trạng thái bề mặt, hình dạng cấu trúc các tinh thể của vật liệu [4].
Nguyên tắc:
Một chùm tia điện tửđi qua các thấu kính điện từ tiêu tụ thành một điểm rất nhỏ chiếu lên bề mặt mẫu nghiên cứu. Khi các điện tử của chùm tia tới va chạm với các nguyên tửở bề mặt vật rắn thì có nhiều hiệu ứng xảy ra.
Từđiểm ở bề mặt mẫu mà chùm điện tử chiếu đến, có nhiều loại hạt, loại tia được phát ra gọi chung là các loại tín hiệu. Mỗi loại tín hiệu phản ánh một đặc điểm của mẫu tại thời điểm được điện tử chiếu đến (số lượng điện tử thứ cấp phát ra phụ thuộc độ lồi lõm ở bề mặt mẫu, sốđiện tử tán xạ ngược phát ra phụ thuộc nguyên tử
số Z, bước sóng tia X phát ra phụ thuộc nguyên tửở mẫu là nguyên tố nào…). Cho chùm điện tử quét lên mẫu, và quét một cách đồng bộ một tia điện tử trên một màn hình. Thu và khuếch đại một loại tín hiệu nào đó từ mẫu phát ra để làm thay đổi cường độ sáng của tia điện tử quét trên màn hình, ta thu được ảnh. Nếu thu tín hiệu ở mẫu là điện tử thứ cấp ta có kiểu ảnh điện tử thứ cấp, độ sáng tối trên ảnh cho biết độ lồi lõm trên bề mặt mẫu. Với các mẫu dẫn điện, chúng ta có thể thu trực tiếp điện tử thứ cấp của mẫu phát ra, còn với các mẫu không dẫn điện chúng ta phải tạo trên bề mặt mẫu một lớp kim loại (thường là vàng hoặc platin).
Trong kính hiển vi điện tử quét có dùng các thấu kính, nhưng chỉ để tập trung chùm điện tử thành điểm nhỏ chiếu lên mẫu chứ không dùng thấu kính để phóng đại. Cho tia điện tử quét trên mẫu với biên độ nhỏ d (cỡ micromet) còn tia điện tử quét trên màn hình với biên độ lớn D (tuỳ theo kích thước màn hình), ảnh có độ phóng đại D/d. Ảnh được phóng đại theo phương pháp này thì mẫu không cần phải cắt lát mỏng và phẳng, cho phép quan sát được mẫu kể cả khi bề mặt mấp mô.
Độ phóng đại của kính hiển vi điện tử quét thông thường từ vài chục ngàn đến vài trăm ngàn lần, năng suất phân giải phụ thuộc vào đường kính của chùm tia chiếu hội tụ trên mẫu. Với sóng điện tử thông thường (dây sợi đốt hình chữ V), năng suất phân giải là 5 nm đối với ảnh bề mặt bằng cách thu điện tử thứ cấp, do đó cho ta thấy được cả các chi tiết thô trong vật liệu nano.
Thực nghiệm:
Mẫu được đo bằng máy hiển vi điện tử quét (SEM) Jeol 5410 LV, với độ phóng đại 200.000 lần, tại Phòng hiển vi điện tử quét thuộc khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.