Đo bề mặt riêng theo lý thuyết BET 3.2.1.
Bề mặt riêng BET và thể tích riêng của các mẫu TNT được trình bày trong Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Kết quả đo bề mặt riêng BET và thể tích riêng của các TiO2
Xúc tác Bề mặt riêng BET (m2/g)
Thể tích mao quản (cm3/g)
TiO2 TM 9.6 -
TNT 94.0 0.747
TNT680-36h 44.2 0.166
TNT680-48h 44.9 0.151
TNT700-4h 25.6 0.175
BTA/TNT 80.6 0.615
BTA/TNT680-36h 38.7 0.287
BTA/TNT680-48h 26.9 0.256
BTA/TNT700-4h 25.5 0.268
Nhận thấy rằng:
- Bề mặt riêng của TNT thu được sau quá trình thủy nhiệt lớn gấp 10 lần so với bề mặt riêng của TiO2 TM.
- Sau khi xử lý ở nhiệt độ cao thì bề mặt riêng của TNT giảm đi nhiều. Thời gian xử lý càng dài, nhiệt độ xử lý càng tăng thì bề mặt riêng càng giảm.
TNT700-4h cú bề mặt riờng là nhỏ nhất, chỉ bằng ẳ so với TNT. Tương tự thì thể tích riêng của các TNT xử lý nhiệt cũng giảm tương ứng. Tuy nhiên giá trị thể tích riêng của TNT700 lại cao hơn TNT680. Điều này chúng tôi chưa lý giải được.
- Bề mặt riêng của BTA/TNT nhỏ hơn TNT chứng tỏ có sự lưu trữ của BTA vào cấu trúc ống của TNT. Tuy nhiên thể tích riêng của các BTA/TNT680, BTA/TNT700 đều lớn hơn TNT680, TNT700. Điều này có thể được giải
thích là ở áp suất cao của N2 trong môi trường hấp phụ đẳng nhiệt, thì BTA cũng hấp phụ N2, dẫn đến thể tích riêng tăng.
- Bề mặt riêng của BTA/TNT700 không thay đổi nhiều so với TNT700 là do bề mặt riêng của TNT700 nhỏ, hàm lượng BTA đi vào cấu trúc ống của TNT700 không cao.
Đánh giá đường hấp phụ đẳng nhiệt của các loại TiO2
3.2.2.
Trên đường hấp phụ đẳng nhiệt của TiO2TM (Hình 3.8) cho thấy lượng N2 bị hấp phụ rất ít là do bề mặt riêng của TiO2TM bé (9.6 m2/g).
Hình 3.8. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ của TiO2TM
Lượng N2 bị hấp phụ lớn bởi bề mặt riêng của TNT và BTA/TNT là lớn (Hình 3.9).
So sánh 2 đồ thị cho thấy, lượng N2 bị hấp phụ bởi BTA/TNT là bé hơn chứng tỏ có sự xuất hiện của BTA trong ống mao quản TNT.
0 10 20 30 40 50
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
V (cm³/g STP)
P/Ps
Isotherm TiO2 TM
Adsorption TiO2TM Desorption TiO2TM
Hình 3.9. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ của TNT và BTA/TNT So sánh các đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp phụ của TNT đã xử lý nhiệt với các các sản phẩm BTA/TNT đã xử lý nhiệt, đều cho thấy lượng N2 bị hấp phụ bởi BTA/TNT là lớn hơn, có thể là do ở áp suất cao của N2, BTA cũng đã hấp phụ một phần N2 (Hình 3.10, Hình 3.11, Hình 3.12). Tuy nhiên thật khó để khẳng định và lý giải điều này.
Hình 3.10. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ của TNT680-36h và BTA/TNT680-36h
Hình 3.11. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ của TNT680-48h và BTA/TNT680-48h
Hình 3.12. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ của TNT700-4h và BTA/TNT700-4h Đánh giá hiệu quả tẩm BTA trên TNT bằng phân tích nhiệt trọng trường
3.2.3.
Để kiểm tra lại hàm lượng BTA có trong TNT sau khi tẩm một cách chính xác nhất chúng tôi tiến hành phân tích nhiệt TGA các mẫu trong khoảng nhiệt độ từ (30÷900) °C trong môi trường N2 với tốc độ nâng nhiệt là 10 °C/phút và tốc độ dòng N2 là 20 mL/phút
Hình 3.13. Đường cong TGA của BTA
Kết quả trên Hình 3.13 cho thấy BTA bắt đầu bị nóng chảy ở 94 °C. Thông tin này phù hợp với sản phẩm BTA của hãng Aldrich [25]. Ở 135 °C, BTA bắt đầu bị phân hủy và sự phân hủy BTA diễn ra hoàn toàn ở khoảng 260 °C. Bằng phương pháp phân tích đồ thị TGA của các mẫu có thể xác định một cách tương đối hàm lượng BTA có trong các nanocontainer.
Đối với TNT, BTA/TNT680-36h và BTA/TNT680-48h, hàm lượng BTA trong TNT đạt lần lượt khoảng 8.7%; 4.7% và 3.9%. Kết quả này đã giúp chúng tôi một lần nữa khẳng định quá trình biến tính đã thành công và đã đưa BTA vào trong hệ thống TiO2
nanocontainer. Tuy nhiên do bề mặt riêng của TNT680 nhỏ hơn TNT nên lượng BTA được lưu trữ trong TNT680-48h cũng giảm đi.
Hình 3.14. Phổ TGA của BTA/TNT
Hình 3.15. Phổ TGA của BTA/TNT680-36h
Hình 3.16. Phổ TGA của BTA/TNT680-48h