xw»pi"8院n g亥n 2000 m2/gam. C医u trúc x嘘p có th吋 phân lo衣i nj逢"ucw (theo IUPAC):
/ Mao qu違n nh臼 (micropore): kích th逢噂c mao qu違p"ø 2 nm. Lo衣k"p {"pj逢"n " không gian gi英a các phân t穎."ej逢c"ej泳c"8詠ng d衣ng hình h丑c c栄a mao qu違n.
/ Mao qu違n trung bình (mesopore): m ej"vj逢噂c t瑛 2 t噂i 50 nm. Lo衣i này chi院m nhi隠u nh医t, t衣o ra thành ph亥n chính b隠 m員t h医p ph映. Trong các mao qu違n lo衣i này di宇n ra c違 h医p ph映x "pi逢pi"v映 mao qu違n.
/ Mao qu違n l噂n (macropore)<"m ej"vj逢噂c l噂p"j挨p"50 nm. Các mao qu違n này ch雨 t衣o ra 0.5 ÷ 2 m2/g b隠 m員v"p‒p"8«"v衣o ra h羽 th嘘ng v壱n t違i ch医t r医t t嘘t, làm v<pi v壱n t嘘c h医p ph映.
Ị2.1.5. Cân bｊng hＸp phつ:
H医p ph映 v壱t lý là m瓜t quá trình thu壱n ngh鵜ch. Khi t嘘e"8瓜 h医p ph映 (quá trình thu壱n) b茨ng t嘘e"8瓜 gi違i h医p ph映 (quá trình ngh鵜ch) thì quá trình h医p ph映 8衣t tr衣ng thái cân b茨ng.
V噂i m瓜v"n逢嬰pi"zƒe"8鵜pj."n逢嬰ng ch医t b鵜 h医p ph映 là m瓜t hàm c栄a nhi羽v"8瓜 và áp su医t ho員c n欝pi"8瓜 c栄a ch医t b鵜 h医p ph映 trong pha tinh th吋 :
q = f(T, P ho員c C) (1.1)
Vtqpi"8„<
q :Dwpi"n逢嬰ng h医p ph映 cân b茨ng (mg/g) T :Nhi羽v"8瓜
P :Áp su医t
C :N欝ng 8瓜 c栄a ch医t b鵜 h医p ph映 trong pha tinh th吋 (mg/l) Ị2.1.6. Fwpi"n⇔ぢng hＸp phつ cân bｊng:
Fwpi"n逢嬰ng h医p ph映 cân b茨ng là kh嘘k"n逢嬰ng ch医t b鵜 h医p ph映 trên m瓜v"8挨p"x鵜 kh嘘k"n逢嬰ng ch医t h医p ph映 荏 tr衣ng thái cân b茨pi"vtqpi"8k隠u ki羽p"zƒe"8鵜nh v隠 n欝pi"8瓜 và nhi羽t [20, 22, 23]. V m C C q ? 0 / . (1.2) Vtqpi"8„:
13 q :Fwpi"n逢嬰ng h医p ph映 cân b茨ng (mg/g) V :Th吋 tích dung d鵜ch ch医t b鵜 h医p ph映 (l) m :Kh嘘k"n逢嬰ng ch医t h医p ph映 (g) C0 :N欝pi"8瓜 c栄a ch医t b鵜 h医p ph映 t衣i th運k"8k吋o"dcp"8亥u (mg/l) Ccb :N欝pi"8瓜 c栄a ch医t b鵜 h医p ph映 t衣i th運k"8k吋m cân b茨ng (mg/l) Ị2.1.7. Hiうu suＸt hＸp phつ:
Hi羽u su医t h医p ph映 là t益 s嘘 gi英a n欝pi"8瓜 dung d鵜ch b鵜 h医p ph映 và n欝pi"8瓜 dung d鵜ej"dcp"8亥ụ 100 . % 0 0 C C C H / cb ? (1.3) Ị2.1.8. Eƒe"o»"j·pj"8じng hがc hＸp phつe￢"bＶn: A嘘i v噂i h羽 h医p ph映 l臼ng - r逸p."8瓜ng h丑c h医p ph映 x違{"tc"vjgq"eƒe"ikck"8q衣n k院 ti院p nhau: 1) Ch医t b鵜 h医p ph映 chuy吋p"8瓜pi"8院n b隠 m員t ch医t h医p ph映. 2) Ph亥n t穎 ch医t b鵜 h医p ph映 chuy吋p"8瓜ng t噂i b隠 m員t ngoài c栄a ch医t h医p ph映 ch泳a các h羽 mao qu違n.
3) Ch医t b鵜 h医p ph映 khu院ch tán vào bên trong h羽 mao qu違n c栄a ch医t h医p ph映. 4) Các ph亥n t穎 ch医t b鵜 h医p ph映 8逢嬰c g逸n vào b隠 m員t ch医t h医p ph映0"A¤{"n " ikck"8q衣n h医p ph映 th詠c s詠.
Trong t医t c違 eƒe"ikck"8q衣p"8„."ikck"8q衣n có t嘘e"8瓜 ch壱m s胤 quy院v"8鵜nh hay kh嘘ng ch院 ch栄 y院w"swƒ"vt·pj"8瓜ng h丑c h医p ph映 [20, 23].
Khi nhi羽v"8瓜mj»pi"8鰻k."8逢運ng bi吋u di宇n q = ft (P ho員e"E+"8逢嬰c g丑k"n "8逢運ng h医p ph映8鰯ng nhi羽t.
A逢運ng h医p ph映 8鰯ng nhi羽t bi吋u di宇n s詠 ph映 thu瓜c c栄c"fwpi"n逢嬰ng h医p ph映 t衣i m瓜t th運k"8k吋m vào n欝pi"8瓜 cân b茨ng ho員c áp su医t c栄a ch医t b鵜 h医p ph映 t衣i th運i 8k吋o"8„"荏 m瓜t nhi羽v"8瓜 zƒe"8鵜nh.
A嘘i v噂i ch医t h医p ph映 là ch医t r逸n, ch医t b鵜 h医p ph映 là ch医t l臼pị"mj "vj·"8逢運ng h医p ph映 8鰯ng nhi羽v"8逢嬰c mô t違 swc"eƒe"rj逢挨pi"vt·pj"pj逢"< rj逢挨pi"vt·pj"j医p ph映 8鰯ng nhi羽v"Jgpt{."Htgwpfnkej."Ncpiowkt."È [22, 23].
14 + Pj⇔￢pi"vt·pj"8ｌng nhiうt Langmuir:
Rj逢挨pi" vt·pj" 8鰯ng nhi羽t 8逢嬰c thi院t l壱r" vt‒p" e挨" u荏 lý thuy院t c栄a Langmuir (1918). Rj逢挨pi"vt·pj"j医p ph映8鰯ng nhi羽t Langmuir có d衣ng:
cbcb cb max 1 b.C b.C - ? ?s q q (1.4) Vtqpi"8ó: q : Dwpi"n逢嬰ng h医p ph映 cân b茨ng (mg/g) qmax : Dung n逢嬰ng h医p ph映 c詠e"8衣i (mg/g)
" : A瓜 che ph栄
Ccb : N欝pi"8瓜 t衣i th運i 8i吋m cân b茨ng c栄a ch医t b鵜 h医p ph映
A吋 xác 8鵜nh các h茨ng s嘘 trong ph逢挨ng trìpj"8鰯ng nhi羽t Langmuir ta 8逢a ra ph逢挨ng trình (1.4) v隠 d衣pi"8逢運ng th鰯ng:
寵迩弐
槌 噺 怠 寵迩弐
槌尿尼猫 髪 長 槌怠
尿尼猫 (1.5)
Xây d詠pi"8欝 th鵜 bi吋u di宇n s詠 ph映 thu瓜c c栄a Ccb/q vào Ccb s胤 xác 8鵜pj"8逢嬰c các h茨ng s嘘 b, qmax trong ph逢挨ng trình.
-"Rj⇔￢pi"vt·pj"jＸp phつ8ｌng nhiうt Henry:
Ph逢挨ng trình h医p ph映 8鰯ng nhi羽t Henry là ph逢挨ng trình 8挨n gi違n mô t違 s詠 t逢挨ng quan tuy院n tính gi英c"n逢嬰ng ch医t b鵜 h医p ph映 trên b隠 m員t pha r逸n và n欝pi"8瓜 ho員c áp su医t c栄a ch医t b鵜 h医p ph映荏 tr衣ng thái cân b茨ng. Ph逢挨ng trình h医p ph映8鰯ng nhi羽t Henry có d衣ng: a = K.P (1.8) hay q = K.Ccb (1.9) Trong 8„: c<"N逢嬰ng ch医t b鵜 h医p ph映 (mol/g) K: H茨ng s嘘 h医p ph映 Henry P: Áp su医t (mmHg) s<"Fwpi"n逢嬰ng h医p ph映 cân b茨ng (mg/g) Ccb: N欝pi"8瓜 ch医t b鵜 h医p ph映 t衣i th運i 8i吋m cân b茨ng (mg/l). + Ph⇔￢ng trình hＸp phつ8ｌng nhiうt Freundlich:
15 Ph逢挨ng trình h医p ph映 Freundlich là ph逢挨ng trình th詠c nghi羽m mô t違 s詠 h医p ph映 khí ho員c ch医t tan lên v壱t h医p ph映 r逸n trong ph衣m vi m瓜t l噂p.
Ph逢挨ng trình h医p ph映8鰯ng nhi羽t Freundlich có d衣ng q = k.Ccb1/n (1.10) Trong 8„: s<"Fwpi"n逢嬰ng h医p ph映 cân b茨ng (mg/g) k: H茨ng s嘘 h医p ph映 Freundlich Ccb: N欝pi"8瓜 c栄a ch医t b鵜 h医p ph映 t衣i th運i 8i吋m cân b茨ng (mg/l) n: H茨ng s嘘, luôn l噂n h挨n 1
A吋 xác 8鵜nh các h茨ng s嘘, 8逢a ph逢挨ng trình (1.10) trên v隠 d衣pi"8逢運ng th鰯ng
lg q = lg k + 1/n.lg Ccb (1.11)
Xây d詠pi"8欝 th鵜 bi吋u di宇n s詠 ph映 thu瓜c c栄a lgq vào lgCcb s胤 xác 8鵜nh 8逢嬰c các giá tr鵜 k, n [22, 23].
Ị2.2. Giずi thiうu vｚ xúc tác quang hóa:
Ị2.2.1. PhＶn とpi"swcpi"j„c"x "e￢"uぞ cてa nó:
X q"p<o"3:63."Ftcrgt"jq p"ej雨pj"8鵜nh lu壱t quang hóa th泳 nh医t do Grotthuss phát tri吋n t瑛p<o"3:39"x "rjƒv"dk吋w"pj逢"ucw<"chえ e„"ƒpj"uƒpi"8⇔ぢc hＸp thつ mずi có thあ gây ra sば biｘp"8ごi hóa hがc.
A院p"p<o"3;26"Xcp"vÓJqhh"o噂i hoàn ch雨pj"x "8鵜pj"n逢嬰pi"j„c"8鵜nh lu壱t d詠a vt‒p"e挨"u荏 8瓜ng h丑c c栄a ph違n 泳ng quang hóa: n⇔ぢng chＸt bお biｘp"8ごi trong quang hóa tえ lう thuｆn vずk"swcpi"p<pi"eてc"ƒpj"uƒpi"8⇔ぢc hＸp thつ.
P<pi"n逢嬰ng ho衣t hóa c亥n cho ph違n 泳ng hóa h丑e"vj逢運ng n茨m trong gi噂i h衣n 10 Î 322"mecn0"Fq"8„"8吋 có th吋 gây ra ph違n 泳ng hóa h丑c c亥n các b泳c x衣 e„"p<pi" n逢嬰pi"8栄 l噂n. Theo Planck và Einstein quan ni羽o<"ƒpj"uƒpi"n "u„pi"8k羽n t瑛 do các ph亥n t穎 riêng bi羽v"n "rjqvqp"*jc{"n逢嬰ng t穎) ánh sáng h嬰p thành; khi phân t穎 nh壱n m瓜t photon ánh sáng thì n瓜k"p<pi"e栄a nó nâng lên m瓜t giá tr鵜, ví d映 chuy吋n t瑛 tr衣ng vjƒk"p<pi"n逢嬰ng E1 sang tr衣ng thái E2:
16 Vtqpi"8„" "?"e1 "."x噂k" "n "v亥n s嘘 u„pi"8k羽n t瑛 ánh sáng chi院u vào; c - t嘘e"8瓜 ƒpj"uƒpi=" "- d逢噂c sóng ánh sáng.
Công th泳e"vt‒p"ej pj"n "e挨"u荏 c栄a quá trình ph違n 泳ng quang hóa x違y rạ Có th隠 nói r茨ng khi m瓜t phân t穎 nh壱p" 8逢嬰c m瓜v" p<pi" n逢嬰pi" swcpi" *swcpi" p<pi+" chuy吋p"8院n thì nó s胤 tr荏 thành phân t穎 荏 tr衣ng thái kích thích, có m泳e"p<pi"n逢嬰ng ecq"j挨p."o "荏 tr衣ng thái này là tr衣ng thái không cân b茨ng, d磯n t噂i ph違n 泳ng d宇 x違y ra j挨p"x "z違{"tc"pjcpj"j挨p"uq"x噂i ph違n 泳pi"d·pj"vj逢運ng. C挨"ej院 c栄a ph違n 泳ng quang hóa có th吋rj¤p"vj pj"swƒ"vt·pj"u挨"e医p Î là quá trình b鵜 tác d映ng tr詠c ti院p c栄a ánh sáng, và quá trình th泳 c医r."ikck"8q衣n th泳 hai này không yêu c亥u tác d映ng c栄a ánh sáng nên còn g丑i là ph違n 泳ng t嘘ị A嘘i v噂k"swƒ"vt·pj"u挨"e医p, khi phân t穎 h医p th映 n逢嬰ng t穎 có th吋 chuy吋n sang tr衣ng thái kích thích và có th吋 di宇n ra các quá trình chính sau:
+ Kích thích các phân t穎 hay các nguyên t穎 t衣o ra các ph亥n t穎 kém b隠n có kh違p<pi"ejw{吋n hóa ti院r"vjgq."rj逢挨pi"vt·pj"pj逢"ucw<
O"-"j "s"O*
+ Phân ly các phân t穎 thành các nguyên t穎 và các g嘘c: CD"-"j "s"A + B
+ Ion hóa các phân t穎 hay nguyên t穎."vƒej"8k羽n t穎 ra: O"-"j "s"O+ + e-
Các ph亥n t穎 ho衣v"8瓜pi"8逢嬰c t衣q"tc"vtqpi"swƒ"vt·pj"u挨"e医p có th吋 tham gia v逢挨pi"vƒe"j„c"j丑c v噂i các phân t穎vj逢運ng [22, 25].
Ị2.2.2. Xúc tác quang hóa:
X¿e"vƒe"swcpi"f́pi"8吋p„k"8院n nh英ng ch医t có ho衣v"v pj"z¿e"vƒe"f逢噂i tác d映ng c栄a ánh sáng, hay nói cách khác, ánh sáng chính là nhân t嘘 kích ho衣t ch医t xúc tác, làm cho ph違n 泳ng x違y rạ
Ngày nay, vi羽c s穎 d映ng các ch医t bán d磯p"n o"z¿e"vƒe"swcpi"j„c"*f́pi"8吋 áp d映ng vào x穎n#"o»k"vt逢運pi+"pi {"e pi"8逢嬰e"swcp"v¤o"j挨p"uq"x噂k"eƒe"rj逢挨pi"rjƒr" khác. Nguyên nhân là do b違n thân xúc tác không b鵜 bi院p"8鰻i trong su嘘t quá trình ph違n 泳pị"piq k"tc."rj逢挨pi"rjƒr"p {"e”p"e„"逢w"8k吋m là có th吋 th詠c hi羽n trong nhi羽t
17 8瓜 và áp su医v" vj逢運ng, ch医t xúc tác r飲 ti隠p" x " mj»pi" 8瓜ẹ" x " f́pi" 8逢嬰c v噂i các ngu欝n sáng khác nhaụ
Tùy theo giá tr鵜 vùng c医o"o "pi逢運i ta phân ra thành các ch医v"eƒej"8k羽n (Eg > 3,5 eV), ch医t bán d磯n (Eg < 3,5 eV). Ch医t d磯p"8k羽n kim lo衣k"e„"Gi"Ã"20"V pj"f磯n c栄a ch医t bán d磯n e„"vj吋"vjc{"8鰻k"pj運"eƒe"m ej"vj ej"p<pi"n逢嬰pi"pj逢"pjk羽v"8瓜."ƒpj" uƒpi0"Mjk"ejk院w"uƒpị"eƒe"8k羽p"v穎"u胤"j医r"vj映"p<pi"n逢嬰pi"v瑛"rjqvqp."x "e„"vj吋"pj違{" n‒p"x́pi"f磯p"p院w"p<pi"n逢嬰pi"8栄"n噂p0"M院v"sw違 vt‒p"x́pi"f磯p"u胤"e„"eƒe"gngevtqp""*g-
) ocpi"8k羽p"v ej"¤o"Î 8逢嬰e"i丑k"n "gngevtqp"swcpi"ukpj"*rjqvqigpgtcvgf"gngevtqp+"x " vt‒p"x́pi"j„c"vt鵜"u胤"e„"pj英pi"n厩"vt嘘pi"*j++"ocpi"8k羽p"v ej"f逢挨pi"Î 8逢嬰e"i丑k"n "n厩" vt嘘pi"swcpi"ukpj"*rjqvqigpgtcvgf"jqng+0"""Ej pj"eƒe""gngevtqp"x "n厩"vt嘘pi"swcpi"ukpj" p {"n "piw{‒p"pj¤p"f磯p"8院p"eƒe"swƒ"vt·pj"j„c"j丑e"z違{"tc."dcq"i欝o"swƒ"vt·pj"mj穎" gngevtqp"swcpi"ukpj"x "swƒ"vt·pj"qzk"j„c"eƒe"n厩"vt嘘pi"swcpi"ukpj0"Mj違"p<pi"mj穎"x " qz{"j„c"e栄c"eƒe"gngevtqp"x "n厩"vt嘘pi"swcpi"ukpj"n "t医v"ecq"*v瑛"-2.7"gX"8院p"-1,5 eV 8嘘k" x噂k" eƒe" gngevtqp" swcpi" ukpj" x " v瑛" -3.2" gX" 8院p" -5.7" gX" 8嘘k" x噂k" eƒe" n厩" vt嘘pi" swcpi"ukpj+0"Eƒe"gngevtqp"swcpi"ukpj"x "n厩"vt嘘pi"swcpi"ukpj"e„"vj吋"fk"ejw{吋p"n‒p"d隠" o員v"e栄c"eƒe"j衣v"z¿e"vƒe"x "vƒe"f映pi"vt詠e"vk院r"jq員e"ikƒp"vk院r"x噂k"eƒe"ej医v"d鵜"j医r"rj映" d隠"o員v0"Mjk"e„"u詠"m ej"vj ej"e栄c"ƒpj"uƒpị"vtqpiej医v"dƒp"f磯p"u胤"v衣q"tc"e員r"8k羽p"v穎"- n厩"vt嘘pi"x "e„"u詠"vtcq"8鰻k"gngevtqpx噂k"eƒe"ej医v"d鵜"j医r"rj映."vj»pi"swc"e亥w"p嘘k"n "ej医v" dƒp"f磯p0"Vj»pi"vj逢運pị"o瓜v"ej医v"ejq"gngevtqp (electron donor ÎF+"pj逢"p逢噂ẹ"u胤"d鵜" j医r" rj映" x " rj違p" 泳pi" x噂k" n厩" vt嘘pi" vtqpi" x́pi" j„c" vt鵜." o瓜v" ej医v" pj壱p" gngevtqp" (electron acceptor Î C+"pj逢"qz{"j”c"vcp."u胤"d鵜"j医r"rj映"x "rj違p"泳pi"x噂k"gngevtqp" vtqpi"x́pi"f磯p"< XT (h++"-"F"s"ZV"-"F+ (a) XT (e-+"-"C"s"ZV"-"C- (b) E pi"vjgq"piw{‒p"v逸e"p {."eƒe"ej医v"j英w"e挨"8瓜e"j衣k"vtqpi"p逢噂e"u胤"d鵜"rj¤p" j栄{"f亥p"vj pj"ej医v"x»"e挨0"A¤{"ej pj"n "e挨"ej院"rj¤p"j栄{"eƒe"ej医v"j英w"e挨"8瓜e"j衣k"e栄c" xúc tác quang [22, 23, 25].
18
Ị2.3. Các vｆt liうu xúc tác quang hóa:
Eƒe"x壱v"nk羽w"z¿e"vƒe"swcpi"vj»pi"vj逢運pi"pi逢運k"vc"jc{"u穎"f映pi"n "eƒe"ej医v" dƒp"f磯p"pj逢"¦kpe"qzkfg"¥pQ."vkvcpkwo"fkoxide TiO2, zinc titanate Zn2TiO2."eƒv"dk吋p." EfU" È" Pi {" pc{" pi逢運k" vc" swcp" v¤o" pjk隠w" j挨p" 8院p" xk羽e" u穎" f映pi" eƒe" j嬰r" ej医v" perovumkvg"8吋"n o"ej医v"z¿e"vƒe"swcpi.
Ị2.3.1. Xúc tác quang TiO2:
Xúc tác TiO2 8«"8逢嬰e"pijk‒p"e泳w"x "泳pi"f映pi"v瑛"n¤w"x噂k"pjk隠w"逢w"8k吋o"n " ikƒ" vj pj" t飲." d隠p" vtqpi" pj英pi" 8k隠w" mk羽p" o»k" vt逢運pi" mjƒe" pjcw." mj»pi" 8瓜e" j衣k." mj»pi"i¤{"»"pjk宇o"vj泳"e医r0
Vkvcp"fkqzkvg"n "ej医v"dƒp"f磯p"e„"p<pi"n逢嬰pi x́pi"e医o e栄c"e医w"vt¿e"twvkng"n " 5027"gX"x "e栄c"e医w"vt¿e"cpcvcug"n "5047"gX"p‒p"e„"mj違"p<pi"vj詠e"jk羽p"eƒe"rj違p"泳pi" quang xúc tác. Vw{"pjk‒p."mj違"p<pi"swcpi"j„c"e栄c"x壱v"nk羽w"VkQ2 ej雨"8衣v"jk羽w"sw違" f逢噂k"ƒpj"uƒpi"v穎"piq衣k" ">"5:2"po0"X́pi"ƒpj"uƒpi"p {"vtqpi"swcpi"rj鰻"o員v"vt運k" 8院p"d隠"o員v"vtƒk"8医v"ej雨"ejk院o"Ã"6'"p‒p"xk羽e"u穎"f映pi"piw欝p"d泳e"z衣"p {"x q"o映e" 8 ej"z穎"n#"o»k"vt逢運pi"x噂k"z¿e"vƒe"swcpi"VkQ2d鵜"j衣p"ej院0
Ị2.3.2. Xúc tác quang zinc oxide ZnO:
¥pQ"n "ej医v"dƒp"f磯p"e pi"jc{"8逢嬰e"u穎"f映pi"n o"z¿e"vƒe"swcpị"pj逢pi"e pi" nh逢"VkQ2."p„"e pi"e„"p<pi"n逢嬰pi"x́pi"e医o"mjq違pi"505"gX"p‒p"e pi"d鵜"j衣p"ej院" vtqpi"x́pi"ƒpj"uƒpi"v穎"piq衣k"*WX+."vw{"pjk‒p"p„"e„"jq衣v"v pj"swcpi"j„c"ecq."mj»pi" 8瓜e"j衣k"x "ikƒ"vj pj"vj医r"p‒p"x磯p"8逢嬰e"u穎"f映pi"pjk隠w"ejq"泳pi"f映pi"swcpi"j„c0
Ị2.3.3. Xúc tác quang sぬ dつng vｆt liうu perovskite:
Pi {"pc{."e„"pjk隠w"z¿e"vƒe"swcpi"j„c"e医w"vt¿e"Rgtqxumkvg"8逢嬰e"rjƒv"vtk吋p." pijk‒p"e泳w"x " 8逢嬰e"ejq"t茨pi"e„" jk羽w"sw違"j挨p"VkQ20" E医w"vt¿e"Rgtqxumkvg"vj逢運pi" vj医{"vtqpi"x壱v"nk羽w"e„"v瑛"v pj"n "e医w"vt¿e"l壱p ph逢挨ng i欝o"dc"kqp"mjƒe"pjcw"e栄c"f衣pi" ABO3 pj逢"Ut2Nb3O7, La2Ti2O7, Ca2Nb2O70"E医w"vt¿e"Rgtqxumkvg"e栄c"VkQ2 8医v"jk院o" *tctg"gctvj+"8cpi"8逢嬰e"ej¿"#"vtqpi"vj運k"ikcp"i亥p"8¤{0"U詠"vjc{"vj院" kqp"j„c"vt鵜"-4" (Ca2+, Sr2++"d茨pi"kqp"j„c"vt鵜"-5"*Nc3++"f磯p"v噂k"n逢嬰pi"f逢"vj瑛c"gngevtqp"x "n厩"vt嘘pi0" X噂k"e医w"vt¿e"Rgtqxumkvg."gngevtqp"x "n厩"vt嘘pi"f宇"rj¤p"ejkc"j挨p"pj英pi"x壱v"nk羽w"dƒp"
19 f磯p"mjƒe0"X·"x壱{"x壱v"nk羽w"e„"e医w"vt¿e"Rgtqxumkvg"8逢嬰e"zgo"n "x壱v"nk羽w"e„"vk隠o"p<pi" trong xúc tác quang hóạ
Vtqpi"d k"dƒq"eƒq"p {."ej¿pi"v»k"v壱r"vtwpi"pijk‒p"e泳w"x隠"v pj"ej医v"z¿e"vƒe" swcpi"e栄c"x壱v"nk羽w"Rgtqxumkvg"f衣pi"NcEqQ3x "pj英pi"dk院p"v pj"e栄c"ej¿pi0
Ị3. T蔚NG QUAN V陰 V一T LI烏U LaCoO3:
Ị3.1. Giずi thiうu chung:
LaCoO3 là m瓜t lo衣i v壱t li羽u pgtqxumkvg"8k吋n hình, LaCoO3 có Co n茨m 荏 v鵜 trí B (B= Cr, Mn, Fe, Co, Ni) theo nghiên c泳u nó có tính ch医t h医p th映 khí oxy c詠e"8衣i so v噂i các nguyên t嘘 khác, tính ch医t h医p th映 khí O2 là r医t quan tr丑ng vì liên quan 8院n tính ch医t xúc tác và tính ch医t nh衣y khí. Bên c衣pj"8„."p„"e pi"e„"mj違 p<pi"j医p ph映 khí NO và CO [13,14,15].
Tuy nhiên tính ch医v"8員c bi羽v"x "8cpi"8逢嬰c quan tâm hi羽n nay là tính ch医t quang xúc tác c栄a nó. Bên c衣pj"8„."jq衣t tính xúc tác c栄a các h羽 v壱t li羽u này có th吋 8逢嬰e"vjc{"8鰻i và ph映 thu瓜c vào s詠 thay th院 t瑛ng ph亥n b荏i các nguyên t嘘 kim lo衣i khác nhau vào v鵜 trí A ho員c B trong c医u trúc.
A嘘i v噂i LaCoO3, 荏 v鵜 trí A là nguyên t嘘 8医t hi院m Lanthanum, tuy nhiên nó ch雨 違pj"j逢荏ng t噂k"8瓜 b隠n c栄a c医u trúc perovskite ch泳 ít 違pj"j逢荏pi"8院n ho衣t tính xúc tác c栄a chúng. Bên c衣pj"8„"荏 v鵜 trí B là Cobalt, kim lo衣i chuy吋n ti院p 3d nên có tính oxy hóa kh穎, tuy nhiên tùy vào s詠 m衣nh y院u c栄a các nguyên t嘘 mà tính oxy hóa kh穎 c栄a h嬰p ch医t m衣nh hay y院u theọ Ngoài ra, ho衣t tính xúc tác c栄a h嬰p ch医t thì l衣i tùy thu瓜c vào nhi隠u y院u t嘘pj逢"uck"j臼ng c医w"vt¿ẹ"8瓜nkpj"8瓜ng c栄a oxy trong m衣ng tinh th吋, c医w"j·pj"8k羽n t穎 c栄a catin kim lo衣i chuy吋n ti院rÈ [8].
Tuy nhiên, khi pha t衣p m瓜t ph亥n nguyên t嘘 A b荏i nguyên t嘘 khác s胤 t衣o ra s詠 bi院p"8鰻i c医u trúc, t衣o ra các nút khuy院v"»z{"x "n o"vjc{"8鰻i tr衣ng thái hóa tr鵜 c栄a kim lo衣i chuy吋n ti院r000"n o"vjc{"8鰻i ho衣t tính xúc tác c栄a v壱t li羽w."e„"pij c"n "f宇 f pi"vjc{"8鰻i tr衣ng thái ôxi hóa cation và gi違i phóng nhanh ôxy, m泳e"8瓜 thay th院荏 v鵜 trí A ho員c B 違pj"j逢荏ng lên s詠rjc"nq«pi"x "8瓜 b隠n c栄a các tâm ho衣v"8瓜ng và di羽n tích b隠 m員t 違pj"j逢荏ng lên ho衣t tính xúc tác.
20
Ị3.2. Eƒe"rj⇔￢pi"rjƒr"8kｚu chｘ LaCoO3 và biｘn tính cてa nó:
Có nhi隠u ph逢挨ng phár"8吋 8i隠u ch院 LaCoO3 và bi院n tính c栄a nó, tuy nhiên trong lu壱n v<n này chúng tôi ch雨 nêu ra m瓜t vài ph逢挨ng pháp ph鰻 bi院n hi羽n naỵ
Ị3.2.1. Rj⇔￢pi"rjƒr"uqn"Î gel:
Rj逢挨pi"rjƒr"uqn"- ign"n " o瓜v"rj逢挨pi"rjƒr jk羽w"sw違"8吋" v鰻pi" j嬰r" x壱v"nk羽w" pgtqxumkvg"e„"m ej"vj逢噂e"pcpq."fq"mj違"p<pi"mk吋o"uqƒv"ej員v"ej胤"eƒe"vj»pi"u嘘"e栄c" swƒ"vt·pj0"Vtqpi"rj逢挨pi"rjƒr"p {."eƒe"vk隠p"ej医v"8逢嬰e"vt瓜p"n磯p"x噂k"pjcw"荏"o泳e"8瓜" rj¤p" v穎." fq" 8„" v<pi" 8逢嬰e" 8瓜" 8欝pi" pj医v" x " ik違o" pjk羽v" 8瓜" rj違p" 泳pi" uq" x噂k" eƒe" rj逢挨pi"rjƒr"mjƒe [16].
Trong bài lu壱n v<n này, chúng tôi 8i隠u ch院 LaCoO3 b茨ng ph逢挨ng pháp sol- ign0"Vt逢噂c tiên, chúng tôi cho hòa tan các mu嘘i nitrat c栄a La và Co vào cùng v噂i các thành ph亥n kháe"*GFVC."GỊÈ+"8逢嬰c tính toán và cân chính xác thành dung d鵜ch, khu医{"8隠u trong th運i gian 4 gi運, trong quá trình khu医{, chúng tôi 8i隠u ch雨nh nhi羽v"8瓜 荏 80oC, pH 8.0. Sau khi h厩n h嬰r"8欝ng nh医t gel l衣i, chúng tôi ti院p t映c 8em s医y nó 荏 200oC trong 5 gi運, sau 8„ ti院p t映c 8em nung 荏 nhi羽v"8瓜 900oC trong 1 gi運. S違n ph育m cu嘘i cùng chúng tôi 8衣v"8逢嬰c là l噂p b瓜v m鵜n màu 8en.
⇒w"8kあo<"ej院"v衣q"8逢嬰e"x壱v"nk羽w"pcpq"Rgtqxumkvg"e„"e医w"vt¿e"8欝pi"8隠w"o員e"f́" 8瓜"rjc v衣r"n噂p."u違p"rj育o"vjw"8逢嬰e"e„"8瓜"vkpj"mjk院v"ecq"x "d隠"o員v"tk‒pi"n噂p."vjw壱p" n嬰k"ejq"swƒ"vt·pj"m院v"mj嘘k"鰻p"8鵜pj"x " v"mjw{院v"v壱v."n o"xk羽e"mjƒ"jk羽w"sw違"荏"8k隠w"mk羽p" f逢噂k"3222̇E0
Pj⇔ぢe"8kあo<"f宇"d鵜"t衣p"p泳v"vtqpi"swƒ"vt·pj"z穎"n "荏"pjk羽v"8瓜"ecq"pj逢"pwpi"u医{." vj運k"ikcp"rj違p"泳pi"vj逢運pi"mfiq"f k."o瓜v"u嘘"vk隠p"ej医v"u穎"f映pi"vtqpi"rj逢挨pi"rjƒr" p {"mjƒ"8逸v"vk隠p [17,18].
Ị3.2.2. Rj⇔￢pi"rjƒr"rjＶn とng pha rｈn:
D違p"ej医v"e栄c"rj逢挨pi"rjƒr"n "vj詠e"jk羽p"rj違p"泳pi"ik英c"eƒe"rjc"t逸p"荏"pjk羽v"8瓜" ecq."u違p"rj育o"vjw"8逢嬰e"vj逢運pi"f逢噂k"f衣pi"d瓜v"x "e„"e医r"j衣v"e叡"oknkogv0"Các nguyên nk羽w"dcp"8亥w"*v瑛"qz v."jk8t»z v."jq員e"eƒe"ow嘘k"x»"e挨+"8逢嬰e"pijk隠p"vt瓜p"vtqpi"vj運k" ikcp"f k"8吋"v衣q"u詠"8欝pi"pj医v"*mjk"pijk隠p"e„"vj吋"8逢c"x q"o瓜v"n逢嬰pi" v"fwpi"o»k"ejq"
21 f宇"pijk隠p+."ucw"8„"8逢嬰e"fir"vj pj"xk‒p"x "pwpi"vjk‒w"m院v"荏"pjk羽v"8瓜"ecq"8吋"v衣q"tc" rj違p"泳pi"rgtqxumkve j„c"*rj違p"泳pi"rjc"t逸p+ [19].
A吋8i隠u ch院 LaCoO3."pi逢運i ta tr瓜n các oxit c栄a chúng (La2O3 và CoO) theo t益 l羽 8« 8逢嬰c tính toán và cân chính xác. Ti院p theo nghi隠n h厩n h嬰p này 荏 nhi羽v"8瓜 550oC trong 2 gi運 trong m瓜t cái c嘘ị Sau 8„ 8em h厩n h嬰p v瑛a nghi隠n ép thành viên và nung lên 荏 nhi羽v"8瓜 1000oC trong 10 gi運 trong không khí tpj"8吋 8逢嬰c v壱t li羽u LaCoO3 c亥n dùng [39].
⇒w"8iあm: các thao tác 8挨p"ik違p. f宇"v詠"8瓜pi"jqƒ"p‒p"f宇"f pi"8逢c"x q"f¤{" ejw{隠p"u違p"zw医v"x壱v"nk羽w"x噂k"mj嘘k"n逢嬰pin噂p.
Pj⇔ぢe"8kあo: v pj"8欝pi"pj医v"e栄c"u違p" rj育o" mj»pi"ecq."m ej"vj逢噂e"j衣v"n噂p" p‒p"mjk"fir"v衣q"vj pj"u違p"rj育o"vj逢運pi"e„"8瓜"t厩pị"mj„"vjw"8逢嬰e"u違p"rj育o"8¿pi" m ej"vj逢噂e"oqpi"ow嘘p"o "vj逢運pi"ej雨"vjw"j嬰r"ej医v"8c"rjc."rj違p"泳pi"vtqpi"rjc"t逸p" di宇p"tc"ej壱ọ"e亥p"vj詠e"jk羽p"rj違p"泳pi"荏"pjk羽v"8瓜"ecq."vj運k"ikcp"rj違p"泳pi"mfiq"f k." mj„"8k隠w"ej雨pj"ej医v"n逢嬰pi0 Ị3.2.3. Rj⇔￢pi"rjƒr"8げng kｘt tてa: Vjgq"rj逢挨pi"rjƒr"8欝ng k院t t栄a, h厩n h嬰p dung d鵜ch ch泳a các mu嘘i ti隠n ch医t r欝i th詠c hi羽n ph違n 泳pi"8欝ng k院t t栄c"f逢噂i d衣pi"jk8t»z v"x噂i tác nhân NH4OH (có th吋 s穎 d映ng Na2CO3), khu医{"8隠u sao cho k院t t栄c"vjw"8逢嬰c 泳ng v噂i t益 l羽 kim lo衣k"pj逢" trong s違n ph育m mong mu嘘n. Sau khi 鰻p"8鵜nh k院t t栄a (làm già k院t t栄a) kho違ng 1 gi運, k院t t栄c"8逢嬰c r穎a nhi隠u l亥n b茨pi"p逢噂c và l丑e0"Eƒe"jk8t»xít (ho員c h厩n h嬰p cacbonat) 8逢嬰c s医{"mj»"swc"8‒o"x "pwpi"p„pi"mj»0"Ew嘘i cùng ti院n hành nhi羽t phân s違n ph育m r逸p"8欝ng k院t t栄c"8„ [19].
A吋 8i隠u ch院 LaCoO3 b茨ng ph逢挨ng phár"8欝ng k院t t栄a, pi逢運i ta chu育n b鵜 các mu嘘i nitrat c栄a La và Eq."8逢嬰c tính toán và cân chính xác, hòa tan vàq"p逢噂c. Cho tác ch医t ph違n 泳pi"8欝ng k院t t栄a (NH4)2C2O4.H2O vào, khu医{"8隠ụ Ai隠u ch雨nh pH c栄a dung d鵜ej"8吋 k院t t栄a (pH 2-6"8逢嬰c 8i隠u ch雨nh b茨ng HCl và NH4OH). Sau khi dung d鵜ch xu医t hi羽n k院t t栄a, chúng ta 8em s医y khô 荏 110oC trong 5 gi運. Sau 8„8em nung thiêu k院t 荏 1100oC trong 4 gi運, b瓜v"NEQ"vjw"8逢嬰c ti院p t映c 8em nghi隠n dk"8吋 8衣t kíej"vj逢噂c nh逢 mong mu嘘n.
22
⇒w"8kあm: quá trình th詠c hi羽n d宇 dàng, l逢嬰ng m磯w"vjw"8逢嬰c trong m厩i l亥n ch院 t衣o là l噂n, công ngh羽 và thi院t b鵜 s穎 d映pi"8挨p"ik違n, m ej"vj逢噂c h衣t nh臼j挨p"t医t nhi隠u so v噂k"rj逢挨pi"rjƒr"ph違n 泳ng pha r逸n (g嘘m c鰻 truy隠n).
Pj⇔ぢe"8kあm: ph違n 泳ng t衣o k院t t栄a ph映 thu瓜c vào tích s嘘 tan, kh違 p<pi"v衣o ph泳c gi英a ion kim lo衣i và ion t衣o k院t t栄a, l詠e"kqp"8瓜 pH c栄a dung d鵜ejÈ"V pj"8欝ng nh医t hóa h丑c c栄a oxit ph泳c h嬰p tùy thu瓜e"x q"v pj"8欝ng nh医t c栄a k院t t栄a t瑛 dung d鵜ch. Vi羽c ch丑p"8k隠u ki羽p"8吋 các ion kim lo衣i cùng k院t t栄a là m瓜t công vi羽c t医t khó mj<p"x "rj泳c t衣p. Quá trình r穎a kéo theo m瓜t cách ch丑n l丑c m瓜t c医u t穎p q"8医y làm cho s違n ph育o"vjw"8逢嬰c có thành ph亥n khác v噂i thành ph亥n c栄a dung d鵜ej""dcp"8亥ụ
Ị4. HO萎T TÍNH QUANG XÚC TÁC C曳A V一T LI烏U LaCoO3
VÀ LSCF6428:
J嬰r"ch医t La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3 (LSCF6428) n "o瓜v"»z v"rgtqxumkv"8逢嬰e"dk院p" v pj"v瑛"rgtqxumkv"vjw亥p"e„"e»pi"vj泳e"NcEqQ3 x噂k"o映e"8 ej"vjc{"8鰻k"jq衣v"v pj"z¿e" vƒe"x壱v"nk羽w."d茨pi"eƒej"vjc{" vj院" o瓜v"rj亥p"lantan d茨pi"svtqpvk"x " o瓜v"rj亥p"coban d茨pi"s逸v"[19].
Ị4.1. Tính chＸt:
Vtqpi"eƒe"pijk‒p"e泳w"i亥p"8¤{"vt‒p"j羽"La1 x/ Á BOx 3 e栄c"Hgttk"x "Hqttk"[24]