mao quản của xúc tác
Kết quả phân tích hấp phụ và khử hấp phụ vật lý nitơ các mẫu chất mang và xúc tác tổng hợp từ hai nguồn muối nitrat và axetat đƣợc trình bày trong bảng 3.13.
Bảng 3.13. Diện tích bề mặt riêng và đường kính mao quản của các mẫu xúc tác Co-
K/ -Al2O3 đi từ nguồn muối Co khác nhau
Mẫu xúc tác Diện tích bề mặt riêng BET, m2/g Đường kính mao quản tập trung, Å Đường kính mao quản trung bình, Å -Al2O3 312 40 82 10Co(N)0.2K/ -Al2O3 227 35 82 10Co(A)0.2K/ -Al2O3 174 25 74
Kết quả chỉ ra rằng, sau quá trình ngâm tẩm muối kim loại, diện tích bề mặt riêng của chất mang giảm đi 28÷44% tùy thuộc nguồn muối sử dụng. Nguyên nhân dẫn tới sự giảm diện tích bề mặt này có thể bắt nguồn từ sự che lấp các mao quản nhỏ bởi các hạt kim loại
70
hoạt động hình thành sau quá trình ngâm tẩm. Điều này đƣợc minh chứng bởi sự suy giảm đƣờng kính mao quản tập trung và đƣờng kính mao quản trung bình của xúc tác so với chất mang. Sau quá trình ngâm tẩm muối kim loại, đƣờng kính mao quản tập trung của xúc tác đi từ muối nitrat giảm không nhiều (từ 40 xuống 35Å), trong khi phân bố mao quản ở mẫu đi từ nguồn axetat giảm đáng kể, tập trung ở 25Å. Mặc dù nguồn muối có tác động lớn tới đƣờng kính mao quản của xúc tác nhƣng không ảnh hƣởng nhiều tới cấu trúc đặc trƣng của vật liệu (thể hiện trên hình 3.19).
Quan sát hình 3.19 có thể nhận thấy đặc trƣng của vật liệu mao quản trung bình với đƣờng hấp phụ và khử hấp phụ không trùng nhau và tạo thành một vòng trễ luôn đƣợc quan sát thấy trong cả 3 mẫu: chất mang -Al2O3 (a), xúc tác từ nguồn muối nitrat 10Co(N)0.2K/ -Al2O3
(b) và xúc tác từ nguồn muối axetat 10Co(A)0.2K/ -Al2O3 (c).
Nhƣ vậy, quá trình ngâm tẩm kim loại, dù từ nguồn muối nitrat hay axetat, chỉ làm giảm diện tích bề mặt riêng, thay đổi đƣờng kính mao quản, chứ không làm thay đổi cấu trúc đặc trƣng của chất mang ban đầu.
So với nguồn muối nitrat, việc sử dụng nguồn muối coban axetat làm giảm đáng kể diện tích bề mặt của xúc tác, xuất phát từ sự khác biệt về khả năng phân hủy thành oxit của 2 nguồn muối khi nung. Theo Andrei Y. Khodakov và cộng sự [20], khi nung trong không khí, coban nitrat phân hủy ở 150oC, kèm theo hiện tƣợng thu nhiệt nhẹ, trong khi đó coban axetat phân hủy ở nhiệt độ cao hơn (220oC) và kèm theo hiện tƣợng tỏa nhiệt mạnh, đã làm phân tán tốt hơn kim loại Co trong mao quản, giảm đƣờng kính mao quản của vật liệu và dẫn đến làm giảm đáng kể diện tích bề mặt của xúc tác.
71
(a)
(b)
(c)
Hình 3.19. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và khử hấp phụ N2 và phân bố mao quản của các mẫu
72