Để thấy rõ hơn được sự biến dạng so với khung nền của hai mẫu này, ta quan sát ảnh SEM trên hình 3.9. Hình thái học của mẫu không ly tâm khác hẳn so với mẫu ly tâm, tuy khơng cịn dạng hình bát diện nhưng nó vẫn là dạng của một hình đa diện với nhiều mặt. Ngoài những khối đa diện như trên ta cũng quan sát thấy các đám nhỏ khơng có hình học xác định, những đám nhỏ này có thể là TiO2 được hình thành trong quá trình thủy nhiệt do titan isopropoxit vẫn chưa được loại bỏ hết. Sự khác nhau này do sự ảnh hưởng của lực ly tâm lên mẫu, dẫn đến sự thay đổi phân bố tiền chất Ti trong khung, gây tác động lên các liên kết trong khung và làm cho khung bị biến dạng, xắp xếp lại trong quá trình thủy phân hình thành TiO2. Cấu trúc của vật liệu tổng hợp cũng đã được khảo sát ở các tốc độ quay ly tâm khác nhau, kết quả đã cho ta hình dạng tinh thể khác nhau (hình 3.10). Đáng chú ý với tốc độ quay lớn 5800 vòng/phút ta thu được hai dạng hình học khác nhau trên cùng một mẫu (hình 3.10b và 3.10c), tuy nhiên sự khác biệt là không lớn với đặc điểm chung là tinh thể có dạng thanh dài.
(a) (b)
Hình 3.9: Ảnh EM của CuBTC@TiO2-110 ly tâm (a) và không ly tâm (b)
Ảnh hưởng của điều kiện công nghệ đưa tiền chất vào khung là khá rõ ràng. Ở điều kiện thường (không ly tâm) khuếch tán tiền chất vào khung MOF là khá đều theo các hướng, vì vậy vật liệu thu được là hình khối đa diện. Trái lại, trong điều kiện ly tâm, sự xâm nhập của tiền chất được ưu tiên theo một phương dọc theo các kênh hở của khung MOF, kết quả là vật liệu tổng hợp được hình thành dạng tinh thể
một chiều. Khi tăng lực ly tâm, dạng một chiều càng gia tăng với sự thu hẹp chiều ngang và tăng kích thước chiều dài.
Hình 3.10: Ảnh EM của CuBTC@TiO2-110 ly tâm với tốc độ 4000 vòng/ph t (a) và 5800 vịng/phút (b và c)
Hình 3.11: Giản đồ đo diện tích bề mặt riêng BET của CuBTC (trái) và CuBTC@TiO2-110 (phải)
Để khảo sát độ xốp của vật liệu, tôi đã tiến hành đo diện tích bề mặt riêng bằng phương pháp Brunauer-Emmet-Teller (BET) hấp phụ khí N2 ở 77K. Kết quả chỉ ra CuBTC có diện tích bề mặt riêng lớn ~1350 m2/gam, trong khi đó với CuBTC@TiO2-110 diện tích bề mặt riêng chỉ đạt trên 120 m2/gam. Như vậy sự có mặt của TiO2 trong khung đã làm giảm đáng kể diện tích bề mặt riêng của khung CuBTC.
3.2.1. Phƣơng pháp đo đạc hiệu ứng quang xúc tác
Trong luận văn này, để đánh giá hoạt tính quang xúc tác của vật liệu chế tạo được, chúng tôi sử dụng chất mầu xanh methylen.