Xét một chùm tia X có ƣớc sóng λ chiếu tới một tinh thể chất rắn dƣới góc tới θ. Do tinh thể có tính chất tuần hồn về cấu trúc, các mặt tinh thể sẽ cách nhau những khoảng đều đặn d, đóng vai trị giống nhƣ các cách tử nhiễu xạ và tạo ra hiện tƣợng nhiễu xạ của các tia X. Nếu ta quan sát các chùm tia tán xạ theo phƣơng phản xạ (bằng góc tới) thì hiệu quang trình giữa các tia tán xạ trên các mặt là:
ΔL = 2.d.sinθ
Nhƣ vậy, để có cực đại nhiễu xạ thì góc tới phải thỏa mãn điều kiện: ΔL = 2.d.sinθ = n.λ (2.1)
57 Trong đó:
λ: là ƣớc sóng của chùm tia Rơnghen;
d: là khoảng cách giữa 2 mặt phẳng song song; θ: là góc phản xạ;
n: là số nguyên nhận các giá trị 1, 2,... gọi là bậc nhiễu xạ
Đây là định luật Vulf-Bragg mô tả hiện tƣợng nhiễu xạ tia X trên các mặt tinh thể. Căn cứ vào cực đại nhiễu xạ trên giản đồ (giá trị 2θ) có thể suy ra d theo công thức (2.1). So sánh giá trị d vừa tìm đƣợc với giá trị d chuẩn sẽ xác định đƣợc cấu trúc mạng tinh thể của chất cần nghiên cứu [26].
58
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Xác định hình thái, cấu trúc của vật liệu ống nanocarbon và than hoạt tính tính
Để xác định các đặc tính của hai loại vật liệu ống nano carbon và than hoạt tính, ta lấy mẫu đã chuẩn bị để mang đi đo diện tích bề mặt riêng và đƣờng kính lỗ xốp bằng phƣơng pháp BET, xác định hình thái của vật liêu bằng phƣơng pháp kính hiển vi điện tử (SEM) và xác định cấu trúc vật liệu bằng cách đo phổ Raman.
3.1.1 So sánh diện tích bề mặt riêng BET của than hoạt tính và ống nano carbon.
Kết quả xác định diện tích bề mặt của vật liệu than hoạt tính và ống nano carbon đƣợc trình bày ở bảng sau:
Bảng 3.1 Kết quả đo BET của than hoạt tính và ống nano carbon
Thơng số Than hoạt tính Ống nano carbon
Diện tích bề mặt (m²/g) 1172.109 150.660
Thể tích lỗ xốp (cc/g) 0.965 0.409
Đƣờng kính mao quản trung bình (nm) 1.2915 6.06
Kết quả cho thấy vật liệu than hoạt tính có diện tích bề mặt 1172.109 m2/g, kết quả có sự tƣơng dồng về diện tích bề mặt riêng của than hoạt tính trên thị trƣờng thu đƣợc từ q trình hoạt hóa bằng phƣơng pháp vật lý và hóa học, nằm trong khoảng 800-1500 m2/g. Với thể tích lỗ xốp 0.965 cc/g và đƣờng kính mao quản trung bình là 1.2915nm, than hoạt tính đƣợc xếp vào loại lỗ trung.
Với CNTs, các thơng số về diện tích bề mặt, thể tích lỗ xốp trung bình 0.965 cc/g và đƣờng kính mao quản 6.06 nm đều phù hợp với tiêu chuẩn IUPAC. Kết quả so sánh cho thấy than hoạt tính tuy có diện tích bề mặt riêng rất lớn so với ống nano car on, tuy nhiên đƣờng kính mao quản trung bình lại rất hẹp so với ống nano carbon, từ đó có thể làm giảm khả năng hấp phụ của than hoạt tính.