KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.2.2. Kết quả phân tích diện tích bề mặt riêng BET
Đối với xúc tác rắn cấu trúc xốp là đặc tính quan trọng, chúng được phản ánh qua hàng loạt các thông số: bán kính mao quản, thể tích mao quản và bề mặt riêng. Các loại xúc tác rắn có cấu trúc xốp thường có diện tích bề mặt riêng khá lớn từ hằng trăm
đến hằng ngàn m2/g.
Chất xúc tác có bản chất hóa học xác định thì tốc độ phản ứng tăng khi bề mặt riêng tăng, chính vì thế mà các mẫu xúc tác dùng trong thí nghiệm phản ứng nhiệt phân được xác định bề mặt riêng và đường kính lỗ mao quản nhằm phục vụ cho quá trình biện luận bên dưới.
Hình IV.5: Bentonite – H Hình IV.4: Bentonite – Ni
Kết quả đo bề mặt riêng và đường kính lỗ mao quản của các mẫu xúc tác: Bentonite thô, Bentonite hoạt hoá bằng axit, Bentonite được biến tính bằng các muối kim loại (Fe2+, Ni2+, Cu2+) được cho trong Bảng IV.2sau:
Bảng IV.2: Diện tích bề mặt riêng của một số mẫu xúc tác
Tên xúc tác Diện tích bề mặt riêng(m2/g) Đường kính lỗ mao quản(Å)
Bentonite thô 53,875 20,0
Bentonite - H 212,767 20,8
Bentonite - Fe 59,763 19,8
Bentonite - Ni 50,647 19,2
Bentonite - Cu 43,806 19,4
Từ bảng số liệu trên ta có đồ thị thể hiện diện tích bề mặt riêng và đường kính lỗ mao quản sau:
Nhìn vào kết quả từ Bảng IV.2, Hình IV.2 và Hình IV.3 ta thấy rằng diện tích bề
mặt riêng lớn nhất của xúc tác Bentonite – H là 212,767 m2/g, trong khi đó diện tích bề
mặt riêng của các loại xúc tác khác như Bentonite thô là 53,875 m2/g, Bentonite – Fe
là 59,763 m2/g, Bentonite – Ni là 50,647 m2/g và nhỏ nhất là Bentonite – Cu chỉ có
43,806 m2/g. Như vậy, quá trình hoạt hóa Bentonite đã làm cho diện tích bề mặt riêng
của Bentonite tăng lên rất nhiều lần và đạt được hiệu quả cao, còn quá trình biến tính lại làm cho diện tích bề mặt riêng của Bentonite lại giảm. Nguyên nhân là do bán kính nguyên tử của ion cần hoạt hóa hay biến tính, khi bán kính nguyên tử của ion càng nhỏ khả năng trao đổi cation càng dễ dàng làm cho diện tích bề mặt riêng tăng lên và ngược lại, nếu như bán kính nguyên tử lớn khả năng trao đôi cation càng nhỏ, làm cho
diện tích bề mặt riêng lớn. Như vậy, kết quả thu được ở Bảng IV.2 phù hợp với điều
này.
Cũng từ Bảng IV.2 cho ta biết kích thước lỗ mao quản của Bentonite sau khi hoạt hoá hay biến tính, đối với Bentonite thô đường kính lỗ mao quản là 20Å, trong khi đó Bentonite hoạt hóa có kích thước lỗ mao quản 20,8 Å, Betonite - Fe là 19,8 Å, Bentonite - Ni là 19,2 Å và Bentonite – Cu là 19,4 Å. Kết quả này cho thấy độ chọn
Hình IV.6: Biểu đồ diện tích bề mặt riêng của xúc tác
di chuyển vào lỗ mao quản đến tâm hoạt động (tâm kim loại) và xảy ra phản ứng, còn xúc tác Bentonite hoạt hóa lại có kích thước lỗ mao quản cao nhất nhưng lại có diện tích bền mặt riêng lớn nhất nên các phân tử lớn dễ dàng di chuyển và tiếp xúc với tâm hoạt động (tâm axit) bên trong các lỗ mao quản, các sản phẩm tạo thành cũng dễ dàng di chuyển ra ngoài.