Mẫu vật liệu d100 (Å) ao (nm) 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)
Ngồi 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. Thơng 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
96
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.
97
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
98
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%.
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 đáng kể ở áp suất thấp tương đối (P/Po < 0,45) so với vật liệu 50–60%Ag-AgBr/Al-
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
99
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
100
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