5. Sự khử cation kim loại chuyển tiếp:
I.3.2.2. phơng pháp hấp thụ hồng ngoại(IR ):
Nếu nh phơng pháp nhiễu xạ Rơnghen dùng để phân loại và nhận biết
cấu trúc của mạng tinh thể thì phơng pháp phổ hồng ngoại dùng để phân tích
các đặc điểm đặc trng của các liên kết giữa các nguyên tử và nhóm nguyên
tử trong mạng tinh thể . Đây chính là cơ sở khoa học của phổ hồng ngoại .
Xác định cấu trúc và hàm lợng tinh thể của Zeolit bằng phổ IR khá
thuận tiện . Trong vùng phổ từ 400 - 1300 cm-1 , các aluminosilicat dạng vô
định hình và tinh thể ( Zeolit ) , có những đám phổ đặc trng bởi các đám phổ
sau đây :
+) Đám phổ trong vùng từ 420 - 500 cm-1 đặc trng cho các dao động
biến dạng của các liên kết T _ O bên trong tứ diện TO 4
( T = Si , Al ) . Đám phổ này không đặc trng cho cấu trúc tinh thể. Pha
tinh thể hay vô định hình đều chứa tứ diện TO
4 đều có đám phổ này ( hay gặp dao động γ = 467 - 470 cm-1 ) .
+) Đám phổ trong vùng 500 - 600 cm-1 đặc trng cho các dao động biến
dạng kép ( 4 , 5 , 6 cạnh ) . Nó rất đặc trng cho trạng thái tinh thể
Zeolit . Đối với Zeolit X , Y ( vòng 6 cạnh ) đám phổ từ 570 - 580 cm-
1 . Đám phổ 550 cm-1 đợc dùng làm chuẩn để xác định hàm lợng tinh thể . Tỉ số cờng độ vùng phổ 500 - 650 cm-1 và vùng 420 - 500 cm-1 để
xác định độ tinh thể của Zeolit . Nếu tỉ lệ này bằng 0,8 thì độ kết tinh
đạt 100% .
+) Đám phổ 650 - 950 cm-1 đặc trng cho các dao động hoá trị đối
xứng của T_ O _T bên trong và bên ngoài tứ diện TO
4 . Do đó , trong vùng này có thể có một đám phổ đặc trng cho trạng thái tinh thể .
+) Đám phổ 950 - 1200 cm-1 đặc trng cho các hoá trị bất đối xứng
trong các tứ diện TO
4 . Vì là dao động hoá trị nên tần số giữa các đám phổ này phụ thuộc vào tỉ số Si/Al . Trong Zeolit , khi hàm lợng Al
tăng thì tần số của đám phổ có xu hớng giảm xuống .
+) Đám phổ xung quanh 1200 cm-1 đặc trng cho các dao động hoá trị
bất đối xứng của liên kết ngoàI tứ diện TO
cấu trúc . Nhng vì cờng độ của đám phổ này thờng bé hơn nhiều so
với cờng độ đám phổ đám phổ vùng
500 - 600 cm-1 nên ngời ta không sử dụng chúng làm tiêu chuẩn xác
định độ tinh thể .
I.3.2.3. Kính hiển vi điện tử quét (SEM):
Kính hiển vi điện tử quét là công cụ đợc sử dụng rất rộng rãi để quan sát vi cấu trúc trên bề mặt của vật chất độ phóng đại và độ phân giải lớn gấp hàng nghìn lần so với kính hiển vi quang học. Độ phóng đại của SEM nằm trong một dải rộng từ 10 đến 1 triệu lần ( của kính hiển vi quang học từ 1 đến 1000 lần ) . Độ phân giải của SEM là khoảng vài nanomet trong khi kính hiển vi quang học là vài micromet , nghĩa là có thể phân biệt đợc các phân tử lớn nh protein . Ngoài ra , SEM còn cho độ rõ nét của ảnh lớn hơn nhiều so với kính hiển vi quang học .
Thông qua phơng pháp SEM có thể nghiên cứu kích thớc trung bình của các tinh thể zeolit, mặc dù số lợng các phép đo phải đủ lớn. Đồng thời , hơng pháp này cũng cho biết hình dạnh của tinh thể zeolit.
Nguyên tắc cơ bản của phơng pháp hiển vi điện tử quét là dùng chùm điện tử để tạo ảnh cho mẫu nghiên cứu . ảnh đó khi đến màn huỳnh quang có thể đạt độ phóng đại yêu cầu .
Chùm tia điện tử đợc tạo ra từ catôt qua hai tụ quay sẽ đợc hội tụ lên mẫu nghiên cứu . Khi chùm tia điện tử đập vào bề mặt của mẫu . Nó sẽ phát ra các điện tử phát xạ thứ cấp. Mỗi điện tử phát xạ này qua điện thế gia tốc vào phần thu và biến đổi thành một tín hiệu sáng . Chúng đợc khuyếc đại ,
đa vào mạng lới điều khiển tạo độ sáng trên màn ảnh . Mỗi điểm trên mẫu cho một điểm tơng ứng trên màn ảnh . Độ sáng tối trên màn ảnh phụ thuộc vào số điện tử thứ cấp phát ra từ mẫu nghiên cứu và phụ thuộc vào hình dạng bề mặt mẫu nghiên cứu.
Khi phân tích cần đem khoáng vật khuếch tán trong dung dịch nghiên cứu amon thành dung dịch keo , sau đó nhỏ những giọt keo lên một mạng lới có nhiều lỗ nhỏ đờng kính khoảng 2mm , rồi đặt ở chổ khô ráo , cho bay hơi nớc . Sau đó , phủ một lớp mỏng cacbon hay kim loại nặng lên bề mặt mẫu đã phân tán để làm tăng độ tơng phản. Cuối cùng dùng kính hiển vi điện tử quét để quan sát . ở điều kiện chân không thì chùm tia điện tử thấm qua màng keo sẽ chiếu hình dạng các hạt lên màn huỳnh quang giúp chúng ta quan sát gián tiếp các hạt và chụp ảnh của nó , do đó có thể quan sát cấu trúc bề mặt , cấu trúc của mẫu nguyên liệu cần nghiên cứu .