Al-MCM-41 36,85 4,25 10% Ag-AgBr/Al-MCM-41 37,28 4,30 20% Ag-AgBr/Al-MCM-41 37,59 4,34 30% Ag-AgBr/Al-MCM-41 38,37 4,43 40% Ag-AgBr/Al-MCM-41 39.11 4,52 50% Ag-AgBr/Al-MCM-41 40,28 4,65 60% Ag-AgBr/Al-MCM-41 40,94 4,73
d100: khoảng cách không gian giữa (100) mặt phẳng
Tham số ô đơn vị được xác định từ vị trí của vạch nhiễu xạ (d100) là ao =2d100/√3 (3.12)
Ngoài ra, cực đại nhiễu xạ ở góc 2θ≈2,2 o tương ứng với mặt phẳng (100) của vật liệu Ag-AgBr/Al-MCM-41 đều giảm so với mẫu Al-MCM-41. Thông số mạng cơ sở ao tăng nhẹ khi có tăng lương Ag-AgBr trong chất mang Al-MCM-41, từ 0- 60%, cực đại nhiễu xạ ở góc 2θ≈2,2 o đã dịch chuyển về phía góc 2θ giá trị nhỏ hơn (Bảng 3.4). Sự thay thế đồng hình của ion kim loại (Ag+) cho Si4+ trong mạng lưới Al-MCM-41 có thể là nguyên nhân dẫn đến hiện tượng tăng. Do bán kính ion của của Ag+ (0,61Å) lớn hơn so với Si4+ (0,41Å)[162], do đó độ dài liên kết Ag-O lớn hơn so với Si-O dẫn đến thơng số mạng cơ sở ao tăng [167,176-177].
Hình 3.34. Kết quả XRD góc lớn vật liệu 10-60% Ag-AgBr/Al-MCM-41
Giản đồ XRD (góc lớn) của vật liệu Ag-AgBr/Al-MCM-41 ở Hình 3.34 cho thấy xuất hiện các peak ở góc 2θ≈26,7 °; 31 °; 44,3 °; 55 °; 64,5 ° và 73,4 ° tương ứng với các mặt phẳng phản xạ (111), (200), (220), (222), (400) và (420) đặc trưng cho pha AgBr [65,62]. Các peak ở góc 2θ ≈ 38,1°; 44,3 ° và 64,5 ° tương ứng với các mặt phản xạ (111), (200) và (220) đặc trưng của pha kim loại Ag [29]. Ngoài ra, cường độ peak đặc trưng của các pha AgBr và Ag tăng lên khi tăng hàm lượng Ag- AgBr. Từ kết quả XRD góc nhỏ và góc lớn vật liệu Ag-AgBr/Al-MCM-41 cho thấy đã tổng hợp thành công vật liệu với độ ổn định cao và khi lắng đọng pha Ag-AgBr không ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc của chất mang Al-MCM-41.
3.5.1.2. Ảnh SEM và TEM của vật liệu Ag-AgBr/Al-MCM-41
Ảnh SEM của chất mang Al-MCM-41 và vật liệu 40%Ag-AgBr/Al-MCM-41 được thể hiện như Hình 3.35.
Hình 3.35. Ảnh SEM của (a) Al-MCM-41 và (b) 40% Ag-AgBr/Al-MCM-41
Ảnh SEM của chất mang Al-MCM-41 cho thấy các hạt hình cầu khơng đều có mạng lưới liên kết chéo (Hình 3.35a). Hình 3.35b cho thấy các hạt nano Ag-AgBr siêu nhỏ trên bề mặt và vào các kênh mao quản của chất mang Al-MCM 41. Vật liệu nanocomposite 40%Ag-AgBr/Al-MCM-41 cho thấy sự bao phủ đồng đều của các hạt nano Ag-AgBr và cấu trúc của chất mang Al-MCM-41 khơng thay đổi.
Hình 3.36. Ảnh TEM của vật liệu 40%Ag-AgBr/Al-MCM-41
Ảnh TEM của vật liệu 40%Ag-AgBr/Al-MCM-41 được hiển thị ở Hình 3.36. Ảnh TEM vật liệu 40%Ag-AgBr/Al-MCM-41 cho thấy các kênh mao quản được sắp xếp theo cấu trúc hình lục giác. Hình 3.36a khi nhìn vng góc với trục mao quản của vật liệu 40%Ag-AgBr/Al-MCM-41, các ống mao quản nằm song song với nhau. Hình 3.36b khi nhìn song song với trục mao quản của vật liệu 40%Ag-AgBr/Al-MCM-41, các mao quản sắp xếp liền kề nhau với hình lục lăng.
Điều đó thể hiện cấu trúc mao quản trung bình của vật liệu nanocomposite Ag- AgBr/Al-MCM-41 ổn định và độ trật tự cao sau khi lắng đọng hơi Ag-AgBr lên chất mang Al-MCM-41. Kết quả SEM và TEM phù hợp với kết quả thu được từ nghiên cứu XRD.
3.5.1.3. Phổ EDX của vật liệu 40%Ag-AgBr/Al-MCM-41
Giản đồ nhiễu xạ EDX của vật liệu 40%Ag-AgBr/Al-MCM-41 được thể hiện ở Hình 3.37. Giản đồ nhiễu xạ EDX (Hình 3.37) của các mẫu vật liệu 40%Ag-AgBr/Al-MCM-41 đều xuất hiện các peak đặc trưng cho nguyên tố Si, O, Al, Ag, Br. Thành phần nguyên tố O, Si, Ag, Br, Al lần lượt là 40,76%, 19,69%, 34,92%, 2,64% và 2,0%.
Nguyên tố % khối lượng % nguyên tử
O 40,76 69,30 Si 19,69 19,01 Ag 34,92 9,24 Br 2,64 0,91 Al 2,0 1,52 Tổng 100 100
Hình 3.37. Giản đồ EDX của vật liệu 40%Ag-AgBr/Al-MCM-41
Dựa vào Hình 3.37 cho thấy hàm lượng Ag-AgBr tổng hợp bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD) khá gần với lý thuyết đưa vào (lý thuyết 40% khối lượng vật liệu và thực tế 37,56% khối lượng vật liệu).
3.5.1.4. Đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp phụ N2
Kết quả phân tích hấp phụ - giải hấp phụ N2 (BET) của Al-MCM-41 và Ag- AgBr/Al-MCM-41 được thể hiện ở Hình 3.38.
Các đường đẳng nhiệt giải hấp phụ N2 của chất mang Al-MCM-41 và vật liệu 10-60% Ag-AgBr/Al-MCM-41 có đường trễ thuộc loại IV phân loại theo IUPAC. Đẳng nhiệt hấp phụ của vật liệu Al-MCM-41 và 10–40%Ag-AgBr/Al-MCM-41 tăng
MCM-41. Điều này có thể là do diện tích bề mặt riêng lớn của các vật liệu Al- MCM- 41 và 10-40% Ag-AgBr/Al-MCM-41 thúc đẩy sự hấp phụ nitrogen đơn lớp của VLMQTB . Hơn nữa, dung lượng hấp phụ N2 của vật liệu Ag-AgBr/Al-MCM-
41 đã giảm đáng kể ở vùng áp suất P/Po ≈0,45–1 khi hàm lượng Ag-AgBr tăng lên 50- 60%. Kết quả này chỉ ra rằng việc giảm kích thước lỗ mao quản của mẫu 50- 60% Ag- AgBr/Al-MCM-41 là do hàm lượng lớn Ag-AgBr vào các kênh mao quản chất mang Al-MCM-41. Hàm lượng Ag-AgBr lớn cũng làm giảm độ trật tự trong cấu trúc của chất mang Al-MCM-41. Thật vậy, khơng có sự khác biệt lớn trong các đường đẳng nhiệt hấp phụ 40%Ag-AgBr/Al-MCM-41và Al-MCM-41, điều này cho thấy 40%Ag- AgBr có cấu trúc MQTB.
Hình 3.38. Đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp phụ N2(A), Phân bố kích
Al-MCM-41 (a), 10% Ag-AgBr/Al-MCM-41 (b), 20% Ag-AgBr/Al-MCM-41 (c), 30% Ag-AgBr/Al-MCM-41 (d), 40% Ag-AgBr/Al-MCM-41(e), 50% Ag-
AgBr/Al-MCM- 41 (f), 60% Ag-AgBr /Al-MCM-41(g)
SBET Diện tích bề mặt cụ thể được tính theo phương pháp BET (m2.g-1), V thể tích mao quản (cm3.g-1) và DBJH đường kính mao quản của vật liệu 10-60%Ag- AgBr/Al-MCM-41 (nm) được thể hiện trong Bảng 3.5