2.1. TỔNG HỢP VẬT LIỆU XÚC TÁC 2.1.1. Hóa chất và dụng cụ 2.1.1. Hóa chất và dụng cụ
a. Hóa chất
Bảng 2.1. Danh mục hóa chất dùng trong đề tài
Hóa chất Nguồn gốc
- Tetraetoxysilane (TEOS) : ( C2H5O )4Si - Poly (ethylene oxide)–poly (propylene oxide)– poly (ethylene oxide) : P123
- Hydrochloric acid : HCl
- Ethanol : C2H5OH - Kẽm nitrate : Zn(NO3)2.6H2O
- Đồng nitrat : Cu (NO3)2.3H2O - Mangan nitrat : Mn(NO3)2.4H2O - Nikel nitrat : Ni(NO3)2.6H2O - Coban nitrat : Co(NO3)2.6H2O - Natri tungstate : Na2WO4.2H2O - Methylene blue - Ống nano cacbon Merck (≥99%) Aldrich Trung Quốc Trung Quốc Trung Quốc Trung Quốc Trung Quốc Trung Quốc Trung Quốc Trung Quốc Aldrich Viện Khoa học Vật liệu thuộc Viện KHCN Việt Nam
b. Dụng cụ
- Bộ Autoclave. - Cốc thuỷ tinh.
- Pipet.
- Đũa thuỷ tinh. - Chén sứ nung. - Giấy bạc, giấy lọc. - Muỗng lấy hoá chất. - Phễu lọc.
- Cối mã não.
2.1.2. Tổng hợp vật liệu mao quản trung bình SBA-15
- Cho 2 gam P123 phân tán trong một cốc thủy tinh (100 ml) chứa 62ml dung dịch HCl 2M bằng máy khuấy từ, khuấy dung dịch liên tục trong vòng 2 giờ đến khi thu được dung dịch đồng nhất, trong suốt. Trong quá trình khuấy đậy kín miệng cốc bằng nhựa bao tránh sự bay hơi của chất hữu cơ.
- Ổn định nhiệt độ ở 400C, tăng tốc độ khuấy, sau đó thêm từ từ từng lượng nhỏ TEOS cho đến khi hết 4,25 gam. Tránh hình thành sư keo tụ. Khuấy hỗn hợp trong vòng 20 giờ, trong quá trình khuấy hổn hợp chuyển từ trong suốt sang màu trắng đục.
- Cho hỗn hợp vào thiết bị thủy nhiệt đem sấy ở 800C trong vòng 24 giờ.
- Lọc rửa hỗn hợp sau phản ứng nhiều lần bằng nước cất đến khi thu được dung dịch có pH = 7 thì dừng, lọc lấy mẩu chất rắn.
- Chất rắn thu được đươc sấy qua đêm ở 800C sau đó được nung ở 2000C trong vòng 3 giờ và 5500C trong vòng 5 giờ và nghiền mịn ta thu được sản phẩm là SBA-15 ở dạng bột xốp màu trắng.
2.1.3. Biến tính bề mặt vật liệu SBA-15 bằng muối M-Tungstate (Với M là các kim loại: Mn; Co; Ni; Cu; Zn)
Cân 0,5g muối tungstate natri, cho thêm 10ml nước cất và 10ml ethanol 990 và 0,5g SBA-15 đem khuấy tan hỗn hợp ở 400C cho đến khô rồi sấy qua
đêm ở 800C. Ta thu được mẫu A. Cho 20ml nước cất vào 3,0 mmol muối M- nitrat (với M là các kim loại: Co, Ni, Cu, Mn, Zn) khuấy trong 600C. Sau đó cho mẫu A vào khuấy ở 900C trong 3 giờ. Sản phẩm thu được đem lọc, rửa rồi sấy qua đêm ở 1200C. Sau đó đem nung ở 5000C trong 5 giờ ta được chất xúc tác cần tổng hợp.
2.1.4. Biến tính bề mặt vật liệu ống nano cacbon bằng muối M- Tungstate (Với M là các kim loại: Mn; Co; Ni; Cu; Zn)
Cân 0,5g muối Tungstate natri, cho thêm 10ml nước cất và 10ml ethanol 990 và 0,5g CNT đem khuấy tan hỗn hợp ở 400C cho đến khô rồi sấy qua đêm ở 800C. Ta thu được mẫu A. Cho 20ml nước cất vào 3,0 mmol muối M-nitrat (với M là các kim loại: Co, Ni, Cu, Mn, Zn) khuấy trong 600C. Sau đó cho mẫu A vào khuấy ở 900C trong 3 giờ. Sản phẩm thu được đem lọc, rửa rồi sấy qua đêm ở 1200C. Sau đó đem nung ở 2000C trong 5 giờ ta được chất xúc tác cần tổng hợp. Ngoài ra, trong trường hợp của muối Ni, lượng tungstate natri thay đổi là 0,3g và 0,7g và gọi hai sản phẩm tương ứng là 37NiWO4/CNT và 58NiWO4/CNT. Trong trường hợp dung 0,5g tungstate natri như trên được gọi là 50NiWO4/CNT.
2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẶC TRƯNG
2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-ray Diffraction)
Nguyên tắc: Theo lý thuyết cấu tạo tinh thể, mạng tinh thể được xây dựng từ các nguyên tử hay ion phân bố đều đặn trong không gian theo một trật tự nhất định. Khi chùm tia X tới bề mặt tinh thể và đi sâu vào bên trong mạng lưới tinh thể thì mạng lưới này đóng vai trị như một cách tử nhiễu xạ đặc biệt. Các nguyên tử, ion bị kích thích bởi chùm tia X sẽ thành các tâm phát ra các tia phản xạ. Mặt khác, các nguyên tử, ion này được phân bố trên các mặt phẳng song song.
giữa chùm tia X và mặt phẳng phản xạ (θ) và bước sóng ( ) được biểu thị bằng hệ phương trình Vulf- Bragg: 2dsinθ = nλ
Trong đó: n: bậc nhiễu xạ