Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2. Đặc trưng của HKUST-1 được tổng hợp trong điều kiện thích hợp
3.2.8. Đánh giá chung về mẫu HKUST-1 được tổng hợp trong điều kiện thích hợp
TT Ký hiệu Diện tích bề mặt riêng SLangmuir, m2/g Diện tích bề mặt riêng SBET, m2/g Diện tích bề mặt ngồi Sext, m2/g Thể tích vi mao quản, cm3/g 1 HKUST-1 1.862 1.468 219 0,555 2 HK-Tổng 1.925 1.517 226 0,573
3.2.8. Đánh giá chung về mẫu HKUST-1 được tổng hợp trong điều kiện thích hợp thích hợp
Để đánh giá tính hiệu quả khi tổng hợp vật liệu HKUST-1, bên cạnh độ tinh thể, bề mặt riêng, độ bền cấu trúc cịn rất cần quan tâm đến phân bố mao quản, hiệu suất sản phẩm tạo thành và khối lượng mẫu cho mỗi lần tổng hợp với độ lặp lại tin cậy. Theo các cơng trình đã cơng bố thì:
(i) Trong phương pháp nhiệt dung mơi, bề mặt BET của micro HKUST-1 cao nhất
đã được cơng bố bằng 1.922 m2/g theo [35] và bằng 1.611 m2/g theo [20]. Các cơng
trình này đều được tổng hợp trong dung mơi dimethylformamide (DMF) độc hại và lấy dư Cu2+.
(ii) Trong dung mơi EtOH/nước, bề mặt BET của micro HKUST-1 cao nhất được biết đến nay bằng 1.465 m2/g theo [12], nhưng kết tinh ở 120 oC trong 24 giờ, lấy dư Cu2+ và cũng chỉ bền nhiệt đến 300 oC.
(iii) Chỉ cĩ nghiên cứu lấy dư H3BTC như [61], nhưng kết tinh ở 110 oC trong
18 giờ và cũng chỉ bền nhiệt từ 250-298 oC. Bề mặt riêng BET được cơng bố bằng
1.055 m2/g.
(iv) Độ bền nhiệt trong khơng khí cao nhất theo [13] được cơng bố bằng 350 oC,
(v) Cĩ rất ít cơng bố hiệu suất micro HKUST-1 thu được. Hiệu suất cao nhất
được cơng bố bằng 89,4% theo [39], nhưng cơng bố này thực hiện ở 100 – 120 oC
trong thời gian 24 giờ, sử dụng muối Cu(NO3)2.3H2O với lượng dư, sản phẩm bền đến 280 oC.
Như vậy, cho đến nay chưa cĩ cơng bố nào tổng hợp micro HKUST-1 đạt được đồng thời các ưu việt về độ tinh thể, độ bền nhiệt và hiệu suất sản phẩm tạo thành. Ngồi ra, chưa cĩ cơng bố nào sử dụng dung mơi thân thiện (EtOH/nước), thành phần phản ứng
với lượng dư H3BTC, kết tinh ở nhiệt độ dưới 110 oC và thời gian dưới 24 giờ cho bề
mặt BET đạt đến 1.400 m2/g.
Thế nên, các kết quả từ luận án này đã ghi nhận HKUST-1 tổng hợp được đã hội tụ cả 3 điểm ưu việt:
(1) Độ bền nhiệt cao nhất được biết đến nay (450 oC trong khơng khí).
(2) Hiệu suất HKUST-1 tạo thành được xác định dựa theo lượng đồng trong sản phẩm tạo thành so với lượng đồng đã sử dụng ban đầu [16], bằng 98,7 %. Đây là hiệu suất cao nhất khi tổng hợp HKUST-1 trong điều kiện đơn giản từ nguyên liệu ban đầu và dung mơi thân thiện mơi trường.
(3) Chứa vi mao quản kiểu I, dạng H1 cĩ bề mặt riêng BET cao nhất (1.468 m2/g).
Với đặc trưng về độ bền nhiệt cao, kích thước tinh thể nhỏ, diện tích bề mặt riêng tương đối cao chứa các tâm axit yếu và trung bình thì HKUST-1 được tổng hợp trong điều kiện thích hợp cĩ khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực xúc tác, hấp phụ, cảm ứng, … Hơn nữa, điều kiện tổng hợp đơn giản lại hiệu suất cao, nên đây là một nghiên cứu cĩ ý nghĩa quan trọng trong việc đưa HKUST-1 vào ứng dụng thực tế.
Để đánh giá khả năng ứng dụng của mẫu HKUST-1 được tổng hợp trong điều kiện thích hợp, luận án tiến hành khảo sát hoạt tính xúc tác của HKUST-1 và HKUST-1 biến tính cho phản ứng khử hố 4-NP thành 4-AP cĩ mặt của NaBH4.