57
Bao gồm: Bình (1) chứa pha động; Bộ phận (2) là bộ phận loại khí; Bơm cao áp
(3); Bộ phận tiêm mẫu (4); Cột sắc ký (5); Đầu dò (6); Bộ phận xử lý số liệu (7) và
bộ phận in dữ liệu (8).
Sự chuyển hóa DBT được tính theo cơng thức:
χ=((Co-Ct)/Co)×100 (%) (2.5)
χ là phần trăm độ chuyển hóa của DBT.
Co: nồng độ DBT ban đầu, mg.L−1
Ct: nồng độ DBT trong dung dịch phản ứng tại thời điểm phản ứng t
(phút), mg.L−1 .
Thực nghiệm: Trong luận án này Sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC) được thực hiện tại trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Shimadzu HPLC Series 20A với các thông số như sau: tỷ lệ acetonitril/H2O là 70/30 (v/v), bước sóng của detector UV đặt ở bước sóng 315 nm, tốc độ dòng chảy tối thiểu 1,3 mL và thể tích tiêm 10 mL.
2.4. Phương pháp đánh giá hoạt tính PTC
Chuẩn bị mẫu nhiên liệu mơ hình
Mẫu nhiên liệu mơ hình với nồng độ DBT 500 ppm được chuẩn bị bằng cách pha
0,5g DBT trong 1 L n-octane khuấy đều trong 30 phút.
2.4.1. Xác định bằng HPLC
Để kiểm tra hoạt tính PTC của các vật liệu Ti-MCM-41; TiO2/Al-MCM-41 và
Ag-TiO2/Al-MCM-41. Phản ứng oxy hóa tách loại DBT trong nhiên liệu mơ hình được thực như sau:
Cách tiến hành: [Đưa 0,05 gam xúc tác vào 20 mL dung dịch mẫu được chứa
trong bình cầu 3 cổ dung tích 500 mL. Khuấy hỗn hợp phản ứng trên và được đặt trong bóng tối 45 phút để đạt được trạng thái cân bằng hấp phụ, sau đó bổ xung từ từ
1 mL H2O2 30% vào hỗn hợp và tốc độ khuấy tăng lên 400 vòng.phút-1 trong điều
kiện ánh sáng đèn UV hoặc ánh sáng thường. Ánh sáng UV lấy từ ánh sáng đèn UV công suất chiếu sáng là 30W, ánh sáng thường lấy từ đèn vonfram 165 W điều chỉnh ở các nhiệt độ khác nhau (30 °C, 50 °C và 70 °C bằng nhiệt kế), khoảng cách từ đèn chiếu sáng đến bề mặt hệ phản ứng là 15 cm. Để quan sát tốc độ oxy hóa hợp chất DBT
58
với 3 xúc tác Ti-Al-MCM-41, TiO2/Al-MCM-41 và Ag–TiO2/Al-MCM-41 thì hệ phản ứng được thực hiện trong thời gian t liên tục (t=0,5; 1; 2; 3 và 5 giờ) lấy mẫu ra đo. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) được sử dụng để do các mẫu
dung dịch sau phản ứng].
Bảng 2.1 và Hình 2.14 là kết quả HPLC của mẫu nhiên liệu mơ hình sau phản ứng
Bảng 2.1. Giá trị diện tích peak tại nồng độ từ 0 - 500 ppm
Nồng độ (ppm) Diện tích peak Nồng độ (ppm) Diện tích peak
0,05 1193 10 230316 0,1 2599 25 639114 0,25 7115 50 1293316 0,5 14556 100 2608493 1 29493 150 3924824 1,5 44521 200 5210805 2 59295 250 6494078 2,5 74254 500 12987903 5 149280 0 30000 60000 90000 120000 150000 0 1 2 3 4 5 Diện tích p eak Nồng độ (ppm) (a)
59
Hình 2.14. Đường chuẩn mẫu nhiên liệu mơ hình, (a) đường chuẩn 0,05–5 ppm, (b)
đường chuẩn 5–500 ppm
2.4.2. Xác định bằng phổ hấp thụ UV - Vis
Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ dibenzothiophene (DBT)
Pha dung dịch DBT nồng độ 300 ppm, 250 ppm, 200 ppm, 150 ppm, 100 ppm, 50 ppm rồi tiến hành đo tử ngoại khả kiến (UV-Vis). Xây dựng đường chuẩn bằng
cách dựa vào cường độ hấp thụ và bước sóng hấp thụ λmax = 325 nm [151]
Nồng độ DBT được xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến
(UV-Vis) tại λmax = 325 nm. Độ hấp thụ mạnh ở λmax = 325 nm cho thấy sự chuyển dịch
điện tử n→ π * của nguyên tử lưu huỳnh trong dibezothiophene (DBT) [151]
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 300 320 340 360 C ườ ng độ hấ p thụ ( a. u) Bước sóng (nm) 50ppm 100ppm 150ppm 200ppm 250ppm 300ppm Hình 2.15. Phổ UV-Vis của DBT ở các nồng độ 300 ppm, 250 ppm, 200 ppm, 150 ppm, 100 ppm, 50 ppm 0 3000000 6000000 9000000 12000000 15000000 0 100 200 300 400 500 Diện tích p eak Nồng độ (ppm) (b)
60
Đường chuẩn hấp thụ tia UV–Vis của dibenzothiophene được xây dựng bằng cách tiến hành đo độ hấp thụ tia UV–Vis tại bước sóng λ = 325 nm của các mẫu DBT nồng độ 50 ppm, 100 ppm, 150 ppm, 200 ppm, 250 ppm, 300 ppm. UV-Vis và đường chuẩn của DBT được trình bày trong Hình 2.15 và 2.16.
Dựa vào cường độ hấp thụ và nồng độ dibenzothiophene đường chuẩn được thiết lập để xác định nồng độ dibenzothiophene.
Hình 2.16. Đường chuẩn xác định nồng độ dibenzothiophene (DBT)
Cách tiến hành: Lấy 10 mL nhiên liệu mơ hình và 0,2 g vật liệu PTC Ag- AgBr/Al-MCM-41 được đặt vào thiết bị phản ứng. Trước khi chiếu sáng, hệ phản ứng trên được đặt trong bóng tối 45 phút để đạt được trạng thái cân bằng hấp phụ. Sau đó, một lượng H2O2 thích hợp đã được thêm vào hệ thống phản ứng và nó được chiếu sáng bằng đèn Hg áp suất cao 125 W, khoảng cách từ đèn chiếu sáng đến bề mặt hệ
phản ứng là 15 cm. Độ chuyển hóa DBT được xác định bằng quang phổ UV-Vis ở
λ max =325nm [151].
Sự chuyển hóa DBT được tính theo cơng thức:
χ = ((Co-Ct)/Co)×100 (%) (2.6)
χ: là phần trăm độ chuyển hóa của DBT.
Co: nồng độ DBT ban đầu, mg.L−1
Ct: nồng độ DBT trong dung dịch phản ứng tại thời điểm phản ứng
t (phút), mg.L−1 . y = 0.0139x + 0.0368 R² = 0.9989 0 1 2 3 4 5 0 100 200 300 400 Cư ờng độ (a.u) Nồng độ (ppm)
61
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả tinh chế bentonite thô
Mục đích của q trình tinh chế bentonite là loại bỏ các tạp chất cơ học, các hạt
có kích thước lớn. Trong quá trình tinh chế, tạp chất cơ học sẽ lắng ở lớp dưới cùng sẽ được loại bỏ. Lớp giữa chủ yếu là là MMT và có lẫn một phần nhỏ quartz là nguồn chứa silic cho quá trình tổng hợp Al-MCM-41. Phần trên cùng sẽ chủ yếu là huyền phù chứa
hạt bụi nhỏ sẽ được loại bỏ.
Nguồn bentonit thô được lựa chọn cho q trình thí nghiệm đó bentonit Di Linh; sau khi tiến hành thí nghiệm ta thu được khối lượng của mẫu bentonit đã tinh chế, được trình bày ở Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Hiệu suất của quá trình tinh chế bentonit thơ
Tên mẫu thí nghiệm Bentonit Di Linh
Lần 1 Lần 2 Lần 3
Khối lượng bentonit thô (g) 20 20 20
Khối lượng bentonit đã tinh chế (g) 9,25 9,002 9,702
Hiệu suất trung bình (%) 46,59
Kết quả cho thấy hiệu suất tinh chế bentonit Di Linh thu được là 46,59% và nó phù hợp với hàm lượng montmorillonit theo các số liệu được công bố về thành phần của bentonit Di Linh trước đó [129], kết quả bentonite sau tinh chế được xác định bằng XRD, FT-IR và SEM.
3.1.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của bentonite
Giản đồ XRD của bentonite Di Linh trước và sau tinh chế được thể hiện ở
62
Hình 3.1. Giản đồ XRD của bentonite trước tinh chế (a) và sau tinh chế (b)
Giản đồ XRD Hình 3.1a cho thấy bentonite ban đầu có peak nhiễu xạ đặc trưng của dạng MMT (d001=15,57 Å), đồng thời có peak nhiễu xạ mạnh ở vị trí 2θ = 26,77 o (d = 3,343 Å), đặc trưng của dạng quartz. Trong khi đó, mẫu rắn thu được sau quá trình tinh chế gần như khơng xuất hiện các peak của quartz mà vẫn duy trì peak của MMT với cường độ khá lớn. Điều này chứng tỏ bentonite đã được tinh chế và loại bỏ được các tạp chất trong bentonite ban đầu.
3.1.2. Phổ IR của bentonite sau tinh chế
Mẫu bentonite sau tinh chế được phân tích bằng phổ FT-IR để xác định đặc
điểm liên kết trong mẫu. Kết quả phổ IR của mẫu bentonite sau tinh chế được trình bày ở Hình 3.2.
Từ Hình 3.2 cho thấy mẫu bentonite có khả năng hấp thụ nước thể hiện trên dải phổ có số sóng ≈3400 cm-1. Vật liệu thu được có dải phổ ở vùng số sóng từ 1634-
1659cm−1 tương ứng với nhóm -OH và liên kết Si-O của lớp sét. Dao động bất đối
xứng của liên kết Si-O-Si trong MMT tương ứng với dải phổ tại số sóng 1032-1035 cm-1. Dải phổ từ 720 đến 839 cm−1 đặc trưng cho lượng vết quartz và dải phổ 423– 528 cm-1 được xem là dao động của liên kết Si-O-Al kết quả này cũng phù hợp với
63