Tổng hợp vật liệu SnO 2 /MCM-41 bằng phương pháp trực tiếp

3.3. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VLĐC SnO 2 KIỂU 0-1 MCM-41 (SnO 2 /MCM-41)

3.3.2. Tổng hợp vật liệu SnO 2 /MCM-41 bằng phương pháp trực tiếp

Phương pháp tổng hợp trực tiếp được đi theo hai hướng: Hướng thứ nhất trên cơ sở qui trình đã tổng hợp ổn định mao quản trung bình MCM-41, muối thiếc đƣợc thêm vào tăng dần (gọi là hướng A); hướng thứ hai trên cơ sở mẫu SnO2/MCM-41 có tỉ lệ mol Sn/Si cao nhất có cấu trúc mao quản trung bình, thay đổi nồng độ NaOH của gel tổng hợp để thu được cấu trúc mao quản trật tự hơn (hướng B).

Chúng tôi nhận thấy rằng thứ tự đưa thiếc vào gel tổng hợp, ảnh hưởng đáng kể đến sự hình thành cấu trúc mao quản trung bình. Do đó, cần thiết phải nghiên cứu thứ tự đƣa thiếc vào gel tổng hợp. Khi đƣa thiếc vào gel tổng hợp thì có 3 cách đƣa vào nhƣ sau:

Cách 1: CTAB + nước + SnCl4 + NaOH + TEOS (ký hiệu C1) Cách 2: CTAB + nước + NaOH + TEOS + SnCl4 (ký hiệu C2) Cách 3: CTAB + nước + NaOH + SnCl4+ TEOS (ký hiệu C3) (a)

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 keV

005

0 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000

Counts CKa OKa AlKa AlKsum

SiKa

ClLl ClKesc ClKa ClKb

SnM3-mSnMz SnMg SnLl SnLa SnLb SnLb2 SnLr SnLr2, SnLsum

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 keV

003

0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000

Counts CKa OKa AlKa AlKsum

SiKa

ClLl ClKesc ClKaClKb

SnM3-mSnMz SnMg SnLl SnLa SnLb SnLb2SnLr SnLr2, SnLsum

2 4 6 8 10

C-êng ®é (cps)

2(độ)

C1 C2 C3 600

(100)

Hình 3.25. Giản đồ XRD của mẫu SnO2/ MCM-41 (0,1) theo 3 cách khác nhau khi đưa thiếc vào gel

Kết quả phân tích XRD của các mẫu thiếc đƣa vào theo thứ tự khác nhau trình bày ở hình 3.25. Kết quả cho thấy thứ tự đƣa thiếc theo cách 2 đã không hình thành cấu trúc mao quản trung bình, thể hiện cường độ píc của mặt (100) giảm mạnh so với mẫu theo cách 1 và cách 3. Điều này có thể là do TEOS đưa vào trước đã hình thành cấu trúc mao quản nên khi đƣa thiếc vào, do sự thủy phân của thiếc làm giảm pH không tạo điều kiện thuận lợi (môi trường bazơ) cho sự tồn tại của cấu trúc mao quản. Trong khi đó, việc đưa thiếc vào trước khi đưa TEOS thì cũng xảy ra sự thủy phân, làm giảm pH nhưng lại được trung hòa bởi môi trường kiềm của gel tạo môi trường ổn định, thuận lợi cho việc hình thành mao quản khi thêm nguồn silic vào. Đối với thứ tự thiếc đƣa vào theo cách 1 và cách 3 đều duy trì cấu trúc mao quản, tuy nhiên mức độ kết tinh của tinh thể đặc trƣng bằng độ rộng nữa chiều cao píc (FMHW) của mẫu tổng hợp theo cách 1 (β(100) = 0,341 o) nhỏ hơn nhiều so với mẫu tổng hợp theo cách 3 (β(100) = 0,582 o). Chứng tỏ mẫu tổng hợp theo cách 1 có độ kết tinh cao hơn. Trong phần nghiên cứu tiếp theo, thiếc đƣợc đƣa vào gel tổng hợp theo cách 1.

3.3.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng thiếc đến sự hình thành cấu trúc MQTB

Kí hiệu các mẫu SnO2/MCM-41 tổng hợp khi thay đổi tỉ lệ mol nSn/nSi trình bày ở bảng 3.7.

Bảng 3.7. Bảng ký hiệu mẫu khi thay đổi tỉ lệ nSn/nSi

STT Tỷ lệ mol nSn/nSi (mol/mol) Ký hiệu mẫu

1 0,07 SnO2/MCM-41(0,07)

2 0,1 SnO2/MCM-41(0,1)

3 0,2 SnO2/MCM-41(0,2)

4 1 SnO2/MCM-41(1)

Từ hình 3.26 nhận thấy rằng khi tỉ lệ mol nSn/nSi = 0,2 và 1 không quan sát đƣợc píc nhiễu xạ mặt (100) chứng tỏ cấu trúc mao quản không hình thành. Điều

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

SnO2-MCM-41 (0,07) MCM-41 SnO2-MCM-41 (0,1) SnO2-MCM-41 (0,2) SnO2-MCM-41 (1)

 (độ) 110200 200 100

C-êng ®é (cps)

Hình 3.26. Giản đồ XRD của các mẫu SnO2 /MCM-41 với tỉ lệ mol Sn/Si khác nhau được tổng hợp bằng phương pháp trực tiếp

này có thể giải thích một phần là do thiếc đƣa vào sol-gel quá lớn, thuỷ phân giải phóng H+ lớn, dẫn đến pH của gel tổng hợp giảm mạnh không phù hợp cho sự hình thành cấu trúc MQTB:

Sn4+ + H2O Sn(OH)4 + 4H+ (3.11)

Khi giảm tỉ số mol Sn/Si = 0,1 và 0,07 có xuất hiện píc hơi tù ở mặt (100) đặc trƣng cho cấu trúc MQTB. Nhƣ vậy, khi muối thiếc đƣa vào gel giảm thì sự thuỷ phân giải phóng H+ ít hơn làm cho pH của gel tổng hợp tăng, tạo điều kiện cho sự hình thành cấu trúc MQTB, tuy nhiên vẫn còn kém trật tự. Đối với mẫu SnO2/MCM-41(0,1) có cấu trúc mao quản trung bình với hàm lƣợng thiếc lớn hơn đƣợc chọn cho nghiên cứu tiếp theo.

3.3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ NaOH

Bảng 3.8. Bảng ký hiệu mẫu khi thay đổi nồng độ NaOH

STT CNaOH

(M)

VNaOH 2M

(ml) Ký hiệu mẫu

1 0,032 8 0,32.SnO2/MCM-41

2 0,036 9 0,36.SnO2/MCM-41

3 0,040 10 0,40.SnO2/MCM-41

4 0,044 11 0,44.SnO2/MCM-41

5 0,048 12 0,46.SnO2/MCM-41

6 0,052 13 0,52.SnO2/MCM-41

Nồng độ NaOH đƣợc thay đổi bằng cách thay đổi thể tích của dung dịch NaOH 2M tương ứng các mẫu ký hiệu được đưa ra theo bảng 3.8. Tỉ số mol Sn/Si = 0,1 giữ không đổi trong các mẫu.

0 2 4 6 8 10

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

0,52.SnO2/MCM 41 0,48.SnO2/MCM 41 0,44.SnO2/MCM 41 0,40.SnO2/MCM 41 0,36.SnO2/MCM 41

C-êng ®é (Cps)

2 (độ)

0,32.SnO2/MCM 41

100 110 200

200

Hình 3.27. Giản đồ XRD của các mẫu SnO2/MCM-41 tổng hợp ở các điều kiện nồng độ NaOH khác nhau

Kết quả phân tích XRD ở hình 3.27 cho thấy khi tăng nồng độ NaOH từ 0,032M đến 0,040M thì cường độ nhiễu xạ của píc (100) tăng dần. Khi nồng độ NaOH đạt đến 0,040M tương ứng với mẫu 0,40.SnO2/MCM-41 thì các nhiễu xạ của mặt (100), (110) và (200) đặc trƣng cho mao quản trung bình trật tự đƣợc quan sát rõ. Nếu nồng độ NaOH tiếp tục tăng từ 0,044M đến 0,052M thì cường độ píc của mặt (100) giảm, mặt khác lƣợng sản phẩm thu đƣợc ít, có thể do cấu trúc MQTB bị phá vỡ và tan trong môi trường kiềm.

Hình thái các mẫu tổng hợp trong môi trường có nồng độ kiềm khác nhau đƣợc trình bày bằng ảnh SEM ở hình 3.28. Nồng độ NaOH đƣa vào gel tổng hợp không những ảnh hưởng đến cấu trúc mao quản mà còn ảnh hưởng nhiều đến hình thái vật liệu. Với mẫu 0,40.SnO2/MCM-41 có cấu trúc mao quản trật tự vẫn còn duy trì một phần hình thái của MQTB MCM-41. Khi nồng độ NaOH nhỏ hơn 0,040M tương ứng mẫu 0,36.SnO2/MCM-41 thì hình thái của nó có dạng khối, trong khi mẫu có nồng độ NaOH lớn hơn 0,040 tương ứng với mẫu 0,44.Sn-MCM-41 và 0,48.Sn-MCM-41 có dạng tấm.

Ngoài ra, hình thái của mẫu 0,40.SnO2/MCM-41 đƣợc quan sát bằng TEM được trình bày ở hình 3.29. Hình thái của mẫu bao gồm các hạt hình cầu đường kính khoảng 100-150 nm gần nhƣ bảo toàn hình thái của dạng MCM-41 ban đầu.

Từ hình TEM ở độ phân giải cao, có thể quan sát rõ các sứa dọc theo hướng [110]

của mao quản trung bình MCM- 41.

Hình 3.28. Ảnh SEM của các mẫu SnO2/MCM-41 khi thay đổi nồng độ NaOH

Hình 3.29. Ảnh TEM của 0,40. SnO2/MCM-41

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0,44.Sn-MCM 41

0,40.Sn-MCM 41 0,36.Sn-MCM 41

MCM 41 25 ThÓ tÝch khÝ hÊp phô (cm3 /g STP)

áp suất t-ơng đối P/P0

Hình 3.30. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và khử hấp phụ nitơ ở 77K của các mẫu tổng hợp

Tính chất xốp của các mẫu đƣợc đo đẳng nhiệt hấp phụ và khử hấp phụ. Theo hình 3.30 cho thấy đường cong đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ của MCM-41 thuộc dạng IV theo phân loại của IUPAC, có đường trễ kiểu H3 đặc trưng cho vật liệu mao quản trung bình p6m [40] và diện tích bề mặt riêng SBET = 745 m2/g. Đường trễ của mẫu 0,40.Sn-MCM-41 có bước ngưng tụ mao quản được quan sát rõ hơn tại áp suất tương đối 0,2 † 0,3 so với các mẫu khác. Từ đó cho thấy mẫu này có cấu trúc mao quản trung bình trật tự hơn so với các mẫu SnO2/MCM-41 khác và có diện tích bề mặt riêng lớn nhất: SBET (0,40.SnO2/MCM-41) = 707 m2/g > SBET (0,44.SnO2/MCM-41) =

Bảng 3.9. Đặc trưng xốp và thành phần hoá học của các mẫu SnO2/MCM-41 tổng hợp bằng phương pháp trực tiếp

Tên mẫu Sn/Si trong gel (mol/mol)

Sn/Si trong sản phẩm (mol/mol)

SBET

(m2/g)

d (nm)

0,36SnO2/MCM-41 0,1 0,11 374 2,8

0,40SnO2/MCM-41 0,1 0,14 707 2,9

0,44SnO2/MCM-41 0,1 0,12 456 2,7

Kết quả bảng 3.9 cho thấy diện tích bề mặt riêng giảm khi phân tán thiếc vào mạng MCM-41 so với mẫu chất nền MCM-41. Điều này là do khi đƣa thiếc vào làm giảm pH của gel, không thích hợp cho sự hình thành cấu trúc mao quản trung bình MCM-41. Nồng độ NaOH trong gel thích hợp để vật liệu tổng hợp có diện tích bề mặt riêng lớn nhất là 0,040M. Diện tích bề mặt riêng cao của 0,40.SnO2 /MCM-41 tương đồng với kết quả XRD trong hình 3.27. Tỉ lệ mol Sn/Si trong mẫu được phân tích bằng phương pháp phân tích khối lượng cũng được trình bày ở bảng 3.9. Kết quả cho thấy tỉ lệ này tương đối cao hơn tỉ lệ đưa vào ban đầu là 0,1 và có thể do SiO2 tan một phần trong dung dịch kiềm.

Kết quả phân tích thành phần nguyên tố ở bề mặt bằng phổ EDX trình bày ở bảng 3.10 cho thấy, SD của giá trị trung bình tỉ lệ mol Sn/Si nhỏ hơn rất nhiều so với SD được tổng hợp bằng phương pháp gián tiếp chứng tỏ phương pháp tổng hợp trực tiếp có thiếc phân tán đều hơn trong MCM-41. Phép phân tích định lƣợng EDX chỉ phân tích định lƣợng các nguyên tố trên bề mặt, điều này giải thích cho kết quả phân tích bề mặt có tỉ lệ mol Sn/Si lớn hơn rất nhiều so với tỉ lệ ban đầu đƣa vào (0,1). Kết quả này cũng cho thấy SnO2 đƣa vào chủ yếu tập trung trên bề mặt MCM-41. Thành phần thiếc phân tán vào phụ thuộc nhiều vào nồng độ kiềm, sự phụ thuộc này phức tạp do bản chất lƣỡng tính của SnO2.nH2O. Chúng tôi không đi sâu vào bản chất của quá trình này. Tuy nhiên, kết quả này cũng cho thấy mẫu 0,4SnO2/MCM-41 có tính chất bề mặt tốt nhất trong các mẫu tổng hợp với hàm lƣợng thiếc đƣa vào cao và phân tán đều trên một bình diện rộng hơn của MCM-41.

Bảng 3.10. Kết quả phân tích thành phần nguyên tố bằng phổ EDX của các mẫu SnO2/MCM-41 tổng hợp trong điều kiện khác nhau về nồng độ NaOH

Tên mẫu N M SD

0,32.SnO2/MCM-41 4 2,03 0,04

0,36.SnO2/MCM-41 4 0,75 0,04

0,40.SnO2/MCM-41 4 0,12 0,02

0,44.SnO2/MCM-41 4 0,24 0,01

0,46.SnO2/MCM-41 4 0,60 0,01

(N: số điểm phân tích, M: tỉ lệ mol Sn/Si trung bình, SD: độ lệch chuẩn)

Bảng 3.11 trình bày một số kết quả tổng hợp SnO2/MCM-41 của một số công bố trước đây về nhóm vật liệu này. Có thể thấy rằng nhóm phương pháp kết tủa pha hơi có khả năng phân tán SnO2 trên MCM-41 để tổng hợp SnO2/MCM-41 có diện tích bề mặt riêng và hàm lượng thiếc cao. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi thiết bị phức tạp không phải phòng thí nghiệm nào cũng thực hiện đƣợc. Các phương pháp khác cho thấy vẫn có khả năng duy trì được diện tích bề mặt riêng cao nhưng hàm lượng thiếc thấp. Phương pháp điều chỉnh nồng độ kiềm của gel tổng hợp đƣợc đề nghị trong nghiên cứu này, có thể phân tán SnO2 lên MCM-41 tạo thành loại vật liệu SnO2/MCM-41 có diện tích tương đối cao và đặc biệt hàm lượng thiếc tương đối lớn. Mặt khác, phương pháp này không yêu cầu thiết bị phức tạp và hoá chất đắt tiền.

Bảng 3.11. So sánh một số tính chất hoá lý của vật liệu SnO2/MCM-41 của nghiên cứu này với một số nghiên cứu khác đã công bố

Phương pháp

tổng hợp Nguồn silic Nguồn thiếc nSn/Si (mol/mol)

SBET (m2/g)

d (nm)

Tài liệu tham khảo Thuỷ nhiệt,

80 oC TEOS SnCl4.5H2O 0,12 707 2,9 Nghiên cứu này Thủy nhiệt,

110 oC

Silic hoạt tính

Sn(OtBu)4,

Bu: tert butyl 0,004 1070 2,36 Gaydhankar

[35]

Thuỷ nhiệt,

100 oC Na2Si3O7 SnCl4.5H2O 0,01 912 3,04 Wang Xuxu [143]

Thuỷ nhiệt,

150 oC TEOS SnCl4.5H2O 0,03 758 2,46

Samuel Prinson P.

[111]

Thuỷ nhiệt, 100 oC

Silic hoạt

tính SnCl4.5H2O 0,02 1082 3,05 Chaudhari [15]

Tổng hợp gián tiếp (P = 10-4 Torr, 500 oC)

Silic- MCM-41

Sn(OtBu)4

0,07 843 2,82 Wang Xuxu [143]

Tổng hợp gián tiếp trong chân

không

Silic- MCM-41

nBu3SnCl, nBu2SnCl2,

nBuSnCl3, Me2SnCl2, Sn(OtBu)4)

0,01-

0,015 - - Avelino

Corma [19]

Kết tủa pha hơi MCM-41 SnCl4.5H2O 0,26 1056 -

Aı´da Luz Villa de P

[134]

Kết tủa pha hơi Silic-

MCM-41 SnCl4.5H2O 0,14 1106 - Edwin A.

Alarcón [2, 3]

-Không đề cập đến trong bài báo; d: kích thước mao quản; nSn/Si: tỷ lệ mol Sn/Si;

3.3.2.3. Đặc điểm của SnO2 phân tán trong vật liệu SnO2/MCM-41

Oxit kim loại phân tán vào vật liệu mao quản trung bình hệ lục lăng thường đƣợc đặc trƣng bằng hệ số chuẩn hoá N [97].

SnO / MCM -412

MCM -41

N = S

S .(1 - x) (3.12)

Trong đó

2/ 41

SnO MCM

S  là diện tích bề mặt riêng của vật liệu SnO2/MCM-41, SMCM-41 là diện tích bề mặt riêng vật liệu nền MCM-41, x là % khối lƣợng của SnO2 trong SnO2/MCM-41.

2

2 2

SnO

SnO SiO

x = 100. m

m + m (3.13)

Khi SnO2 phân tán rất đều lên thành mao quản, không ảnh hưởng đến diện tích bề mặt riêng của vật liệu nền thì N1, ngƣợc lại nếu SnO2 phân tán không trật tự, gây chèn tắc các mao quản, làm suy giảm nghiêm trọng diện tích bề mặt riêng thì N

<< 1. Nếu SnO2 phân tán sâu vào cấu trúc SnO2 (dạng một phần Si trong cấu trúc tứ diện) phát triển thêm nhiều mao quản, làm tăng diện tích bề mặt riêng thì N >> 1.

Mô hình phân tán trên đƣợc trình bày ở hình 3.31.

Hình 3.31. Mô hình phân tán SnO2 trên MCM-41

Kết quả tính hệ số chuẩn hoá N của một số mẫu cho (bảng 3.12) thấy mẫu 0,40.SnO2/MCM-41 có N xấp xỉ 1, chứng tỏ oxit thiếc đƣợc phân tán đều trong bề mặt MCM-41; trong khi đó các mẫu khác có N bé hơn nhiều (<<1), chứng tỏ sự phân tán SnO2 rất kém có thể che lấp mao quản hay chất nền mao quản bị sup đổ một phần.

Bảng 3.12. Các hệ số chuẩn hóa của các mẫu SnO2/MCM-41 tổng hợp

Mẫu nSn/nSi

(mol/mol)

SBET

(m2/g) N

SnO2/MCM-41 (GT 0,5) 0,5 319,6 0,72

SnO2/MCM-41(GT 0,1) 0,1 424,4 0,64

SnO2/MCM-41(GT 0,07) 0,07 477,4 0,70

0,36.SnO2/MCM-41 0,1 374 0,57

0,40.SnO2/MCM-41 0,1 707 1,09

0,44.SnO2/MCM-41 0,1 456 0,67

với S (MCM-41) = 745 m2/g

Dạng tồn tại của SnO2 trên bề mặt MCM-41 đƣợc nghiên cứu bằng phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến UV-Vis-DR của MCM-41 và SnO2/MCM-41 có tỉ lệ mol Sn/Si ban đầu khác nhau trình bày ở hình 3.32. Kết quả cho thấy, các dải hấp phụ chính nằm trong vùng bước sóng từ 200 ÷ 400 (nm). Đối với mẫu MCM-41, dải hấp phụ có đỉnh píc ở 270 nm có thể là do sự dịch chuyển điện tử O2 Si4+. Theo tài liệu tham khảo [41, 58] píc ở 208 và 230 nm của các mẫu 0,40.SnO2/MCM-41(0,1) và SnO2/ MCM41(0,2) là do sự chuyển dịch điện tử của

2 4+

O Sn trong thiếc ở trạng thái phối trí tứ diện và bát diện. Píc 280 nm chủ yếu là do Sn4+ phối trí lục diện polyme hoá ở ngoài mạng.

200 300 400 500 600 700 800

340280230208

SnO2/MCM-41(0,2) SnO2/MCM-41(0,1)

MCM-41

Độ dài b-ớc sóng (nm)

§é hÊp thô (Abs)

0,1

Hình 3.32. Phổ UV-Vis-DR của MCM-41, SnO2/MCM-41 với tỉ lệ mol Sn/Si khác nhau Trên cơ sở kết quả nghiên cứu đã trình bày trên, chúng tôi cho rằng sự phân tán SnO2 trên bề mặt silic của MCM-41 cũng tương tự như đề nghị của Lin và cộng sự [67] khi nghiên cứu SnO2 phân tán lên SBA-15 nhƣ trình bày ở hình 3.33. Theo mô hình này, thiếc đƣa vào vật liệu mao quản trung bình MCM-41 tồn tại ở hai dạng chủ yếu: i. Sn có số phối trí 4 (tứ diện) và 8 (bát diện) liên kết một phần với silic trong MCM-41, kết quả gây ra sự dịch chuyển góc phản xạ (100) về phía góc nhỏ (d(100) = 3,8 nm đối với MCM-41 và d(100)= 4 nm đối với 0,40.SnO2/MCM-41) do giãn khoảng cách kích thước mao quản, bởi vì bán kính của Sn4+ (0,55 Å) lớn hơn bán kính của Si4+ (0,26 Å). Dạng này sẽ phân tán mịn trên bề mặt silic; ii. Sn ở dạng polyme hóa lục diện của Sn-O-Sn ngoài mạng, đây là những cụm SnO2 có kích thước rất nhỏ (không quan sát được bằng XRD ở góc lớn xem phụ lục 9). Ngoài ra,

có thể có các trung tâm khuyết tật oxy, trung tâm khuyết tật thiếc và oxy dạng vết cũng đƣợc tạo thành.

Hình 3.33. Mô hình dạng liên kết SnO2 trong MCM-41[67]

Trên cơ sở kết quả phân tích đặc trƣng các vật liệu SnO2/MCM-41 tổng hợp theo hai phương pháp trực tiếp và gián tiếp, chúng tôi đề nghị mô hình hình thành vật liệu SnO2/MCM-41 nhƣ minh họa ở sơ đồ 3.3; theo sơ đồ này thì:

+ Trong trường hợp tổng hợp gián tiếp: sự hình thành SnO2/MCM-41 trên cơ sở tương tác theo đường phản ứng SoIo trong đó So là các dạng muối thiếc hay hydroxyde thiếc, còn Io là dạng SiO2.

+ Trong trường hợp tổng hợp trực tiếp: khi CTAB hoà tan trong môi trường kiềm, nó sẽ tạo mixen với lõi CTA+, chuỗi hữu cơ hướng vào trong, phần ưa nước hướng ra ngoài. Đường phản ứng tạo thành MCM-41 là S+I- trong đó S+ là CTA+; I- là các dạng silicat tích điện âm. Khi biến tính MCM-41 bằng muối SnCl4 thì cơ chế đề nghị là là S+(OH-,Sn-4+)I-. Trong môi trường kiềm, thiếc phân tán vào tường mao quản bằng cách liên kết một phần với SiO2 ở dạng tứ diện, là do sự tổng hợp trực tiếp có sự tham gia đồng thời của các nhóm Si(OH) và Sn(OH) cùng bám vào lõi mixen CTAB, hay ở dạng bát diện do một phần nhóm hydroxyl của thiếc ngƣng tụ với nhóm silanol. Sự hình thành nền mao quản trung bình xảy ra trong môi trường kiềm, khi thêm muối SnCl4 vào càng nhiều do sự thuỷ phân của muối Sn4+ tạo thành môi trường có tính axit tăng, làm liên kết S+(OH-,Sn4+)I- trở nên lỏng lẽo kết quả

cấu trúc mao quản trở nên kém trật tự. Khi hàm lƣợng Sn4+ tăng đến một nồng độ nào đó, các dạng Sn4+ thuỷ phân nhanh tạo thành thiếc hydroxit tự liên kết với nhau tạo thành quả cầu nối oxy -Sn-O-Sn-O-, kết quả cấu trúc mao quản trung bình cũng không được hình thành do môi trường có nồng độ kiềm thấp (theo đường phản ứng A). Vấn đề này có thể cải thiện khi tăng nồng độ kiềm, để có sự hình thành mao quản trung bình và có hàm lƣợng thiếc cao. Tuy nhiên, khi hàm lƣợng NaOH đƣa vào quá cao xảy ra sự hoà tan silic, kết quả cấu trúc mao quản trung bình bị biến dạng (đường phản ứng B).

Sơ đồ 3.3. Mô hình đề nghị cho sự định xứ của thiếc trong SnO2/MCM-41 được tổng hợp theo hai phương pháp

Bằng cách tối ƣu hoá các điều kiện, chúng tôi đã phân tán SnO2 lên MCM-41 tạo thành hệ SnO2/MCM-41 có diện tích bề mặt riêng lớn và hàm lƣợng thiếc cao