5. Bố cục của luận văn
1.4.5.Ứng dụng của vật liệu mao quản trung bình SBA-15
a. Hấp phụ
SBA-15 với diện tích bề mặt lớn, có thể lên đến 800 m2 /g, và kích thƣớc mao
quản rộng, đồng đều rất thích hợp để làm vật liệu hấp phụ. Đặc biệt, SBA-15 còn có cấu trúc vi mao quản trong thành nên còn có khả năng phân tách các hidrocacbon nhẹ [10]. Không những thế, ngƣời ta có thể tạo ra hai hệ mao quản này một cách
độc lập với nhau do đó có thể đƣa các nhóm chức vô cơ hay hữu cơ khác nhau lên mỗi hệ mao quản từ đó tạo ra tính chất bề mặt khác nhau, ví dụ ta có thể giữ cho bề mặt MQTB có tính kị nƣớc trong khi đó bề mặt vi mao quản có tính ƣa nƣớc [9], [10]. Chang và cộng sự [21] đã nghiên cứu và chỉ ra rằng vật liệu SBA-15 với tính chất bề mặt mang điện tích âm trong môi trƣờng có pH > 2 thích hợp sử dụng hấp phụ các cation thuốc nhuộm trong môi trƣờng nƣớc. Với những đối tƣợng cần hấp phụ cụ thể, ngƣời ta có thể gắn các nhóm chức tƣơng ứng lên trên bề mặt SBA-15.
b.Chất nền xúc tác
Nhờ có độ bền nhiệt và thủy nhiệt cao do thành mao quản dày nên SBA-15 rất thích hợp cho các quá trình xúc tác trong điều kiện khắc nghiệt. Nhƣ một ví dụ,
ngƣời ta đã dùng SBA-15 đƣợc tẩm ZrO2 làm chất nền cho hệ xúc tác CuO/CeO2
cho quá trình oxi hóa CO thành CO2 trong môi trƣờng giàu hydro. Hệ xúc tác này
có độ chuyển hóa rất cao, lên đến 100% và ƣu tiên chọn lọc tạo CO2 [39]. Những
nghiên cứu mới nhất cho thấy chất xúc tác Ni-WS2 trên chất nền SBA-15 cho hiệu
suất cao hơn 1,4 lần trong quá trình xử lý lƣu huỳnh bằng hidro dibenzothiophen và cao hơn 7,3 lần trong quá trình xử lý hidro của toluen so với chất xúc tác Co-
Mo/Al2O3 thƣơng phẩm [48].
c. Xúc tác
Do bản thân oxit silic có cấu trúc SBA-15 trung hòa điện và không có tâm axit vì vậy đã có rất nhiều kim loại khác nhau đƣợc thử nghiệm để thay thế vào mạng lƣới của SBA-15 nhằm tạo hoạt tính xúc tác mong muốn [48], [50], [54].
d.Điều chế vật liệu mới
Nhƣ đã trình bày ở trên, SBA-15 có một hệ thống mao quản đồng đều với đƣờng kính nằm trong khoảng 2 – 30 nm. Đây có thể là một bình phản ứng lý tƣởng cho việc tạo các vật liệu nano. Nếu chúng ta điều khiển cho phản ứng xảy ra trong hệ thống mao quản này thì sản phẩm có kích thƣớc nano bởi mao quản sẽ làm hạn chế sự phát triển hạt. Một số công trình đã công bố tổng hợp thành công khi sử dụng hệ thống mao quản này. Đầu tiên, ngƣời ta đƣa các ion kim loại vào có thể bằng con đƣờng trao đổi ion [49] hoặc sau khi đã chức năng hóa bề mặt bởi các
nhóm thiol hay amin. Sau đó, các ion kim loại này đƣợc khử thành kim loại [42], hoặc cho tác dụng với một chất khác tùy theo mục đích. Cuối cùng sản phẩm thu đƣợc có thể là các sợi hoặc các hạt nano có những tính chất đặc biệt mà không tìm thấy ở dạng khối bulk . Bằng phƣơng pháp này, ngƣời ta đã điều chế đƣợc những chất bán dẫn ở dạng nano với những tính chất thú vị và có khả năng ứng dụng [53].