I. Phương pháp tổng hợp rây phân tử
I.1 ảnh hưởng của nồng độ kim loại Titan
Thành phần gel trong các mẫu tổng hợp TAPO theo công thức:
1,3TEA : x TiO2:(1-x) Al2O3: 1 P2O5: 60H2O
Các điều kiện tiến hành tổng hợp:
- Templat : Trietylamin (TEA)
- Nguồn nhôm: Aluninumisopropylat
- Thời gian kết tinh : 24 giờ.
- Nhiệt độ kết tinh : 1700C.
Từ các mẫu TAPO ta dùng phương pháp so màu để xác định hàm lượng Titan. Sử dụng máy so màu Agilent 8453 (Mỹ) tại PTNTĐ Quốc gia lọc và hoá dầu-Viện HHCN Việt Nam. Kết quả được trình bày ở bảng 3.11 : Bảng 3.11: Bảng tỷ lệ Ti:Al:P
Tên mẫu x Tỷ lệ Ti:Al:P %khối lượng Ti trong sản phẩm
Ti-01 0,01 0,01 : 0.99 : 1 0,52
Ti-02 0,02 0,02 : 0,98 : 1 1,02
Mẫu được kiểm tra bằng phổ XRD:
Hình 3.11a: Phổ XRD của mẫu TAPO _Ti-01
Hình 3.11b: Phổ XRD của mẫu TAPO _Ti-03
Ti-04 0,04 0,04 : 0,96 : 1 2,04
Ti-06 0,06 0,06 : 0,94 : 1 3,03
Hình 3.11c: Phổ XRD của mẫu TAPO _Ti-04
Hình 3.11e: Phổ XRD chuẩn của TAPO-11
Qua phổ XRD của các mẫu TAPO, ta thấy rằng khi % của Titan trong TAPO là 1,42% (mẫu TAPO_Ti-03) pick cao sắc nhọn và hoàn toàn phù hợp với mẫu chuẩn và không xuất hiện pha lạ. Khi % của Titan tăng lên thì phổ XRD xuất hiện các pick lạ (mẫu TAPO_Ti-04, TAPO_Ti-08). Điều này có thể giải thích do đưa quá nhiều Titan vào dẫn tới sự phân bố không đồng đều của Titan và còn thừa muối Titan hoặc TiO2chưa thay thế.
Đo phổ hồng ngoại IR của mẫu TAPO_Ti-03
Hình 3.11f: Phổ IR của TAPO_Ti-03 (a) và TAPO chuẩn (b)
Trong phổ IR hình 3.11f của mẫu TAPO tổng hợp có các đám phổ đặc trưng như sau:
- Nghiên cứu đặc trưng phổ hồng ngoại của các vật liệu TAPO được chụp trong khoảng 400 – 3200 cm-1 . Xét vùng 400 – 1400 cm-1 là vùng đặc trưng cho cấu trúc của zeolit và aluminophotphat. Trong aluminophotphat vô định hình và tinh thể có 5 đám phổ đặc trưng:
- Vùng 420 – 500 cm-1 đặc trưng cho phổ dao động biến dạng của liên kết T – O bên trong tứ diện TO4. Đám phổ này có cả dạng vô định và tinh thể nên không đặc trưng được cho cấu trúc tinh thể.
- Vùng 500 – 650 cm-1 đăc trưng cho dao động vào kép (4, 5, 6 cạnh) và là phổ đặc trưng cho tinh thể zeolit.
- Vùng 650 – 950 cm-1 đặc trưng cho các dao động hóa trị đối xứng cấu trúc T – O – T trong và ngoài các TO4 nên chúng đặc trưng cho trạng thái tinh thể.
- Vùng 950 – 1200 cm-1 đặc trưng cho dao động bất đối xứng xung quanh các liên kết trong TO4.
- Đám phổ xung quanh 1220 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị bất đối xứng xung quanh các liên kết ngoài TO4 nên rất nhạy với các biến đổi cấu trúc.
- Đặc biệt khi nghiên cứu cấu trúc của rây phân tử metalaluminophotphat, J.Janchen và các cộng sự đã phát hiện khi có thay thế đồng hình kim loại thì xuất hiện đám phổ ở vùng từ 2200-2400 cm-1, còn rây phân tử AlPO không thấy xuất hiện đám phổ này. Vì vậy ta có thể khẳng định đã có sự thay thế đồng hình của Titan vào trong ô mạng.
Từ đó bước đầu ta có thể kết luận hàm lượng Titan thay thế tối đa vào trong mạng là khoảng 1,42%, tương ứng với x khoảng 0,03.