A 0 ( ) P V P P O
Từ đồ thị Hình 2.5 và các cơng thức 2.7 [90] có thể tính được Vm. 1 . m OA V C 1 . m C tg V C (2.7) Trong đó: C là hằng số phụ thuộc vào nhiệt hấp phụ, C > 1;
Po là áp suất hơi bão hòa của chất bị hấp phụ.
Trong cơng trình này, đồ thị và diện tích bề mặt riêng của vật liệu được ghi trên máy Micromeritis (Hoa Kỳ) tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
2.3.4. Phổ tán xạ năng lượng tia X (EDS)
Khi tương tác với chùm tia X có năng lượng cao thì các điện tử nằm ở lớp trong của các nguyên tử nhảy lên mức năng lượng cao hơn. Khi đó, các điện tử ở các lớp ngồi nhảy về điền vào chỗ trống và phát ra năng lượng dư dưới dạng tia X tán xạ ngược. Tùy theo điện tử nhảy về lớp K, L, M mà thu được năng lượng tán xạ có giá trị xác định, tương ứng với các pic được ghi nhận trên phổ EDS. Giá trị năng lượng này phụ thuộc vào bản chất của từng ngun tố hóa học. Vì vậy, dựa trên phổ năng lượng tán xạ tia X, có thể xác định được thành phần nguyên tố trên bề mặt mẫu vật liệu. Theo nguyên tắc trên, thành phần định lượng cúa các nguyên tố nằm sâu trong cấu trúc tinh thể và các nguyên tố nhẹ (Z ≤ 8) thu được từ phổ EDS thường có độ chính xác khơng cao [48].
Trong cơng trình này, phổ EDS được ghi trên máy Oxford 300 (Anh) tại khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội và máy JEOL JED-2300 Analysis Station tại Viện Khoa học Vật liệu, Viên Khoa học & Công nghệ Việt Nam.
2.3.5. Phổ hồng ngoại biến đổi Furie FT - IR
Khi vật liệu hấp thụ chùm tia tới nằm trong vùng hồng ngoại, có thể dẫn đến sự dao động trong phân tử của nó. Mỗi nhóm chức trong hợp chất có năng lượng dao động đặc trưng, tương ứng với một số sóng xác định. Ghi nhận được số sóng và cường độ dao động trên phổ hồng ngoại, so với năng lượng dao động đặc trưng có thể nhận ra được nhóm chức đó và định lượng của nó. Ví dụ, có thể nhận ra sự có mặt của nitơ trong TiO2 nhờ số sóng đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm NHx trong phổ hồng ngoại là 3300 ÷ 3500 cm-1
cm-1 [28, 139].
Trong cơng trình này, phổ FT-IR của sản phẩm được ghi trên máy Perkin Elmer GX tại Khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Dựa vào phổ hồng ngoại của các sản phẩm điều chế ở các điều kiện khác nhau có thể nhận ra sự biến đổi của các nhóm chức theo điều kiện điều chế.
2.3.6. Phương pháp phân tích nhiệt DTA-TGA
Khi một mẫu vật được nung nóng thì xảy ra q trình biến đổi thành phần, cấu trúc mẫu sản phẩm và các phản ứng hóa học giữa các thành phần có trong mẫu kèm theo các hiệu ứng nhiệt tương ứng và sự thay đổi khối lượng. Ghi lại sự thay đổi khối lượng và hiệu ứng nhiệt của mẫu nghiên cứu theo nhiệt độ sẽ thu được giản đồ phân tích nhiệt DTA-TGA. Để ghi nhận được những hiệu ứng nhiệt rất nhỏ, có thể dùng phương pháp phân tích nhiệt vi sai. Khi so sánh giản đồ nhiệt thu được với các giản đồ chuẩn, có thể rút ra các kết luận bổ ích về các q trình biến đổi tính chất và thành phần của mẫu đang khảo sát theo nhiệt độ [20].
Trong luận án này, giản đồ phân tích nhiệt của các mẫu sản phẩm thường được ghi tại khoa Hóa học, Trường đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, trên máy Labsys TG/DSC SETARAM (Pháp) từ 25 ÷800 oC trong khơng khí.
2.3.7. Phương pháp phổ hấp thụ UV-Vis
Tùy theo cấu trúc lớp vỏ điện tử mà mỗi nguyên tố có pic hấp thụ UV-Vis ở các bước sóng khác nhau. Dựa vào những pic này trên phổ hấp thụ UV-Vis có thể xác định được thành phẩn hóa học của mẫu rắn tương ứng. Đối với mẫu lỏng, phổ UV-Vis thường được sử dụng trong phân tích định lượng qua việc xác định mật độ quang của dung dịch. Đối với vật liệu nano, ngưỡng hấp thụ UV-Vis tương ứng trực tiếp với dải trống của nó [118, tr.372]. Vì vậy trong nghiên cứu quang bán dẫn TiO2, phổ UV-Vis được sử dụng rộng rãi để khảo sát mức độ chuyển dịch phổ hấp thụ quang của sản phẩm sau khi biến tính và tính năng lượng vùng cấm của nó. Năng lượng vùng cấm Eg của sản phẩm được tính theo cơng thức [44]:
g
1240
E = (eV)
Trong đó, λ (nm) là bước sóng ứng với năng lượng vùng cấm của vật liệu, được xác định từ phổ UV-Vis và các tiếp tuyến của nó như Hình 2.6 [125]. Hồnh độ của giao điểm hai đường tiếp tuyến trên phổ UV-Vis là bước sóng λ cần xác định. Với các dạng phổ phức tạp (Hình 2.6-c, d), có thể lấy giá trị λ trung bình (λtb).