CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1.4.Giản đồ phổ XPS của vật liệu Fe-MOF
3.1. CÁC TÍNH CHẤT ĐẶC TRƢNG CỦA VẬT LIỆU FE-MOF VÀ
3.1.4.Giản đồ phổ XPS của vật liệu Fe-MOF
Phổ XPS có độ phân giải cao để nghiên cứu thành phần và cấu trúc điện tử của các nguyên tố và chứng minh rằng Fe, O và C tồn tại trên bề mặt vật liệu Fe-MOF. Quan sát Hình 3.4 (a) cho thấy trong vật liệu Fe-MOF có sự xuất hiện các pic đặc trƣng của C1s, O1s và Fe2p tƣơng ứng với các mức năng lƣợng 284,91; 531,91; 712,9. Phổ XPS O 1s (Hình 3.4c) có 3 pic tƣơng ứng ở khoảng năng lƣợng liên kết 536eV; 534,7eV và 534,8eV, đặc trƣng cho liên kết H-O-Fe, C-O-Fe và Fe-O-Fe, đƣợc cho là thành phần oxy trên các cầu nối và các liên kết Fe-O của Fe-MOF. Bên cạnh đó, phổ XPS của C 1s (Hình 3.4d) với năng lƣợng liên kết ở các pic tƣơng ứng với thành phần cacbon ở
44
290,8eV đặc trƣng cho liên kết nhóm carboxylate (O-C=O), pic với năng lƣợng liên kết 287,6eV và 287,5eV đặc trƣng cho nhóm liên kết C-C và C-O- C. Hình 3.4 (b) thể hiện kết quả phổ XPS của Fe 2p, cho thấy năng lƣợng liên kết ở 718 eV và 728 eV có hai pic tƣơng ứng với Fe 2p3/2 và Fe 2p1/2, Năng lƣợng tách của Fe 2p1/2 và Fe 2p3/2 đạt 10 eV, phù hợp với giá trị báo cáo trƣớc đó về vật liệu Fe2O3.Kết quả này chứng minh rằng các loại sắt trong bề mặt của Fe (BDC) chủ yếu ở trạng thái oxy hóa Fe (III) [78].
Hình 3. 5. Phổ quang điện tử tia X (XPS) của Fe-MOF (a); Fe 2p (b); O 1s
(c); C 1s (d)
Vật liệu lƣỡng kim 0,3 Co/Fe-MOF cũng đƣợc phân tích với XPS để kiểm tra trạng thái oxy hóa của các nguyên tố và môi trƣờng phối trí của
45
chúng (Hình 3.5). XPS cũng có thể đƣợc sử dụng để mơ tả đặc điểm của MOF pha tạp kim loại vì mơi trƣờng phối trí của mỗi kim loại sẽ bị ảnh hƣởng bởi mơi trƣờng phối trí của kim loại khác ở gần đó [79]. Sự hiện diện của C 1s, O 1s, Fe 2p và Co 2p đƣợc xác định bằng năng lƣợng liên kết điển hình ở các pic đặc trƣng (Hình 3.5a) tƣơng ứng 285,7eV; 532ev; 713eV và 783eV. Phổ XPS có độ phân gải cao của C 1s (Hình 3.5 (d)) ở các pic có khoảng năng lƣợng liên kết 287,2ev; 282,5eV và 282,4eV đƣợc gán cho thành phần cacbon liên kết với BDC. Tƣơng tự, Hình 3.c phổ XPS O 1s có 3 pic năng lƣợng liên kết tại 531,2eV; 529,4eV và 529,2eV đặc trƣng cho liên kết tƣơng ứng với thành phần O trên H-O-Fe, các nhóm C-O hoặc oxy hấp phụ bề mặt và cụm Fe2CoO (mẫu 0.3 Co/Fe-MOF). Tƣơng tự, phổ phân giải cao Co 2p (Hình 3.5b) cho thấy có hai pic chính của Co 2p3/2 và Co 2p1/2 lần lƣợt nằm ở mức năng lƣợng liên kết 780,3eV và 794,2eV, với năng lƣợng tách là 13,9eV. Phổ Fe 2p (Hình 3.5c) hiển thị hai pic chính của Fe 2p3/2 và Fe 2p1/2 ở 705,8 và 722,2 eV cho biết trạng thái oxy hóa của Fe3+ trong các mẫu và các pic này chuyển sang năng lƣợng liên kết thấp hơn so với Fe-MOF. Ngồi ra, N khơng đƣợc phát hiện trong cả hai mẫu, cho thấy rằng dung môi DMF đã đƣợc loại bỏ khỏi MOFs.
46
Hình 3. 6. Phổ quang điện tử tia X (XPS) của 0,3 Co/Fe-MOF (a); Co 2p (b);
Fe 2p (c); O 1s (d); C 1s (e)