6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
1.5.TÍNH XÚC TÁC CỦA CẤU TRÚC JANUS Au/ZIF-8
Vật liệu xốp được ứng dụng rộng rãi trong quá trình lưu giữ khí, hấp phụ, tách, xúc tác, dự trữ và phân phối thuốc và làm khuôn để chế tạo các loại vật liệu thấp chiều. Các vật liệu xốp truyền thống thường được nghiên cứu hoặc là vô cơ hoặc là hữu cơ. Trong đó, vật liệu hữu cơ xốp phổ biến là các bon hoạt tính và cacbon rây phân tử là những dạng vô định hình, chúng có diện tích bề mặt lớn và khả năng hấp thụ cao, tuy nhiên chúng lại không có cấu trúc trật tự. Trong khi đó, các vật liệu vô cơ xốp như zeolite có cấu trúc tinh thể xác định, kích thước mao quản khá đồng đều nhưng không đa dạng và hạn chế trong quá trình tổng hợp kim loại hoặc oxit kim loại trong các lỗ xốp. Silica gel và alumina hoạt tính thì có hình dạng và kích thước lỗ xốp không đồng đều. Vì vậy, để kết hợp các tính chất tốt của vật liệu xốp hữu cơ và vô cơ, vật liệu lai vô cơ và hữu cơ được hình thành và được biết đến là vật liệu khung cơ kim (MOF = metal organic framework), vật liệu mới này giải quyết được những hạn chế vật liệu xốp truyền thống.
Vật liệu MOF có nhiều đặc điểm vượt trội: diện tích bề mặt riêng lớn, các lỗ xốp có cấu trúc trật tự và kích thước đồng đều có thể thay đổi trong khoảng rộng, nhóm chức hóa học đa dạng trên bề mặt bên trong lỗ xốp và bên ngoài, có độ bền nhiệt, đa dạng về thành phần hóa học (có thể dễ dàng thay đổi kim loại hoặc cầu nối hữu cơ) cũng như về cấu trúc (nhiều dạng hình học khác nhau, đường kính lỗ xốp phân bố rộng, từ vi xốp đến lỗ xốp trung bình). Chính vì vậy chúng tôi chọn vật liệu ZIF-8 là khung để gắng các hạt nano Au vì chúng bền với nhiệt, độ ẩm và dễ tổng hợp với nhiều dung môi khác nhau. Chúng tôi tìm ra 2 vị trí của hạt nano vàng gắn vào tinh thể ZIF-8 tuỳ thuộc vào dung môi tổng hợp. Khi tổng hợp trong môi trường methanol, các hạt nano vàng nằm hoàn toàn trong tinh thể ZIF-8 và chúng cho tính chất quang học rất thú vị: tập hợp cộng hưởng plasmon (collective plasmonic resonance). Khi tổng hợp trong môi trường H2O, các hạt nano có ½ nằm trong tinh
thể ZIF-8, ½ còn lại nằm bên ngoài tinh thể (cấu trúc Janus, Au/ZIF-8) và chúng cho tính xúc tác phân huỷ 4-Nitrophenol tương đối tốt. Mặc dù so về tính xúc tác với dung dịch hạt nano vàng thì tốc độ phản ứng phân huỷ chậm hơn nhưng Au/ZIF-8 có thể tái sử dụng.
CHƯƠNG 2
THỰC NGHIỆM