Hình 3.7 . Đƣờng cong khử hydro của CeO2-Fe2O3 (Ce:Fe=0,95:0,05)
Từ đường cong khử theo chương trình nhiệt độ của CeO2 cho thấy, có 3 pic khử
của CeO2 ở các nhiệt độ 355,5oC; 499,7oC; 718,8oC. Pic khử thứ nhất tương ứng với
liên quan đến quá trình khử bề mặt CeO2 còn pic thứ 3 ở nhiệt độ 718,8oC tương ứng với nhiệt độ khử của các tập hợp CeO2 ở trạng thái tinh thể . Theo tài liệu [21] Fe2O3 có hai pic khử, một pic cường độ nhỏ xuất hiện ở điều kiện nhiệt độ thấp
khoảng 400oC, một pic xuất hiện ở nhiệt độ trong khoảng từ 470 đến 650oC tương
ứng với quá trình khử Fe2O3 qua hai giai đoạn: giai đoạn đầu Fe2O3 bị khử thành Fe3O4 ở điều kiện nhiệt độ thấp và giai đoạn thứ hai Fe3O4 bị khử thành Fe ở điều kiện nhiệt độ cao. Từ đường cong khử theo chương trình nhiệt độ của CeO2 –Fe2O3
( Ce:Fe=0,95:0,05) cho ta thấy có 4 pic khử ở các nhiệt độ 305,4oC; 383,9oC; 530oC
và 697,4oC. Pic khử ở nhiệt độ thấp nhất tương ứng với quá trình khử cấu tử oxy
linh động (O-) hấp phụ trên bề mặt CeO2 – Fe2O3, pic khử chính ở nhiệt độ 383,90
được gán cho dạng khử củaFe2O3 ở trạng thái vơ định hình và phân tán trên bề mặt
của chất mang CeO2, đây chính là dạng Fe2O3 có khả năng phản ứng cao nhất, đồng
thời cùng với quá trình khử lớp CeO2 bề mặt. Pic khử yếu ở 530oC tương ứng với
các ion Fe3+ đi vào trong cấu trúc của CeO2. Theo nhiều tài liệu đã công bố các ion
Fe3+ này đã thay thế một phần Ce4+ trong cấu trúc lập phương tâm mặt của CeO2 để
tạo thành dung dịch rắn Ce1-xFexO2- . Pic khử ở nhiệt độ cao nhất tương ứng quá
trình khử của các tập hợp CeO2 ở trong khối tinh thể. Từ các pic thu được ta có thể nhận thấy pic khử chính của hỗn hợp CeO2–Fe2O3 (Ce:Fe=0,95:0,05) có nhiệt độ
khử là 383,9oC thấp hơn nhiều so với pic khử chính của CeO2 nguyên chất là
499,7oC. Đồng thời pic khử ở nhiệt độ cao nhất tương ứng quá trình khử của các tập
hợp CeO2 ở trạng thái tinh thể của hỗn hợp CeO2 –Fe2O3 có cường độ pic mạnh hơn
nhiều và nhiệt độ khử cũng thấp hơn 697,4oC so với 718,8oC của CeO2 nguyên chất.
Như vậy hai pic khử chính trong oxit hỗn hợp đều có nhiệt độ khử thấp hơn của CeO2 nguyên chất, chứng tỏ sự tương tác giữa Fe2O3 với chất mang CeO2 đã làm giảm nhiệt độ khử điều này có thể làm tăng khả năng phản ứng của CeO2 trong phản ứng oxi hóa như nhiều kết quả của các cơng trình nghiên cứu đã chỉ ra.
Từ các kết quả thu được từ phương pháp khử theo chương trình nhiệt độ kết hợp với các kết quả từ phương pháp XRD chúng tôi cho rằng Fe2O3 trong oxit hỗn hợp Fe2O3-CeO2 tồn tại chủ yếu dưới dạng dạng Fe2O3 vơ định hình phân tán trên
bề mặt của chất mang CeO2 , một phần rất nhỏ Fe3+ đã thay thế Ce4+ trong cấu trúc
lập phương tâm mặt của CeO2 để tạo thành dung dịch rắn Ce1-xFexO2- . Việc tạo
thành dung dịch rắn Ce1-xFexO2- rất có lợi cho việc tạo thành các lỗ trống oxy và
điều này làm tăng số lượng các cấu tử oxy linh động trong chất xúc tác.
3.5. Đánh giá hoạt tính xúc tác.
Hình 3.8 biểu diễn độ chuyển hóa toluen theo nhiệt độ của các xúc tác.Để so sánh hoạt tính xúc tác, chúng tơi sử dụng đại lượng T50 là nhiệt độ mà tại đó 50% chất phản ứng được chuyển hóa. Kết quả được trình bày trên bảng 3.