Ảnh hưởng của các nguồn đồng khác nhau

Một phần của tài liệu Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu cơ kim HKUST1 làm xúc tác cho phản ứng chuyển hoá 4nitrophenol thành 4aminophenol . (Trang 67 - 68)

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp vật liệu HKUST-1

3.1.1. Ảnh hưởng của các nguồn đồng khác nhau

Để khảo sát ảnh hưởng của các nguồn đồng khác nhau đến quá trình tổng hợp vật liệu HKUST-1, 6 mẫu thí nghiệm trong nghiên cứu này giữ cố định dung mơi EtOH với tỉ lệ dung mơi/nước là 10/20 (mL/mL), nhiệt độ kết tinh 75 oC, thời gian kết tinh 24 giờ, tỷ lệ muối Cu2+/BTC3- = 9/7.2 (mmol/mmol) (xem bảng 2.2) (theo nhĩm tác giả [31]).

Các mẫu thực nghiệm tương ứng với nguồn đồng sử dụng là Cu(OH)2, Cu(NO3)2,

CuSO4, CuCl2, Cu(C6H5O7)2 và Cu(CH3COO)2 lần lượt được ký hiệu là HK-OH, HK- NO3, HK-SO4, HK-Cl, HK-Ci, HK-COO. Kết quả phân tích XRD được trình bày trên hình 3.1.

5 10 15 20 25 30 35 40 45

2-Theta (degree)

Hình 3.1. Giản đồ XRD của các mẫu từ nguồn Cu khác nhau: H3BTC (a), Cu(OH)2 (b), HK- OH (c), HK-NO3 (d), HK-SO4 (e), HK-Cl (f), HK-Ci (g) và HK-COO (h).

in te n si ty ( a .u .)

Từ kết quả trên hình 3.1 cho thấy, giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu HK-SO4, HK-

Ci và HK-COO tương ứng trên các hình 3.1e, 3.1g và 3.1h khơng xuất hiện pic đặc trưng mạnh nhất đối với tinh thể HKUST-1 tại giá trị 2θ = 11,6o.

Đối với mẫu HK-NO3 và HK-Cl (hình 3.1d và 3.1f) chỉ xuất hiện pic ở giá trị 2θ = 11,6o rất yếu chứng tỏ pha tinh thể HKUST-1 rất ít. Cả 2 mẫu này đều xuất hiện pic mạnh nhất tại giá trị 2θ = 20,3o.

Bên cạnh đĩ, mẫu HK-OH (hình 3.1c) cho kết quả rất khác biệt. Giản đồ XRD của mẫu này chỉ xuất hiện một bộ pic duy nhất đặc trưng cho HKUST-1 tại các giá trị 2θ tiêu biểu (cĩ cường độ mạnh) bằng 6,7o, 9,5o, 11,6o và 13,8o [1, 3, 28, 42, 46]. Mẫu này cĩ đường nền rất phẳng, chỉ chứa một pha tinh thể HKUST-1 duy nhất, cho thấy độ tinh thể rất cao (phương pháp XRD tính tốn được độ tinh thể ≈ 100 %).

Đối với 2 mẫu nguyên liệu H3BTC (hình 3.1a) ứng với mã số PDF 00-045-1880 và Cu(OH)2.3H2O (hình 3.1b) ứng với mã PDF 01-080-1916, cĩ 2 bộ pic đặc trưng rất khác biệt. Như vậy cĩ thể khẳng định, trong các mẫu thí nghiệm các nguyên liệu đều đã bị chuyển hố, song chỉ cĩ mẫu HK-OH chuyển hố hồn tồn thành HKUST-1.

Để lý giải tại sao trong 6 nguồn Cu2+ đã sử dụng ở cùng điều kiện thực nghiệm chỉ cĩ Cu(OH)2 chuyển hố hồn tồn thành HKUST-1, các muối Cu2+ cịn lại (Cu(NO3)2, CuSO4, CuCl2, Cu(C6H5O7)2 và Cu(CH3COO)2) hầu như khơng thể kết hợp với H3BTC tạo ra HKUST-1. Cu(OH)2 là một chất ít tan với tích số tan là 2,2.10-20 g/L, cịn các muối cịn lại đều tan tốt trong nước với độ tan ở 0 oC của các chất như sau: Cu(NO3)2, CuSO4, CuCl2, Cu(C6H5O7)2 và Cu(CH3COO)2 lần lượt là 3.810, 316, 706, 0,85, và 720

g/L. Nhận thấy, các muối cịn lại đều tan tốt trong nước hơn Cu(OH)2, nên trong điều kiện thực nghiệm này đã giải phĩng ra hàm lượng Cu2+ nhiều hơn so với lượng Cu2+

thích hợp kết hợp với BTC3-. Mặt khác Cu(OH)2 tạo ra anion OH- cĩ tính bazơ mạnh phản ứng tốt với cation H+ trong H3BTC để tạo ra Cu3(BTC)2. Các anion CH3COO- và C6H5O7- cũng cĩ tính bazơ nhưng kích thước của các ion này khá lớn, ngăn cản khả năng kết hợp với H3BTC. Bên cạnh đĩ 5 muối sử dụng ở đây cĩ các gốc cồng kềnh làm cản trở Cu2+ kết hợp với BTC3- để hình thành nên HKUST-1.

Như vậy, trong điều kiện thực nghiệm nêu trên, Cu(OH)2 thích hợp cho tổng hợp vật liệu HKUST-1. Do đĩ các nghiên cứu tiếp theo sẽ được tiến hành đối với Cu(OH)2.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu cơ kim HKUST1 làm xúc tác cho phản ứng chuyển hoá 4nitrophenol thành 4aminophenol . (Trang 67 - 68)

Tải bản đầy đủ (DOCX)

(133 trang)
w