2.2.2.1. Phương pháp sắc ký khí detecto cộng kết điện tử
Nguyên lý hoạt động của hệ thống sắc ký khí:
Khí mang từ nguồn cung cấp liên tục được đưa vào injectơ. Mẫu được bơm vào bộ phận bơm mẫu, chất hóa hơi và được khí mang dẫn vào cột tách nằm trong buồng điều nhiệt, quá trình tách sắc ký xảy ra tại đây. Các cấu tử rời khỏi cột tách ở các thời điểm khác nhau lần lượt đi vào detectơ chúng được chuyển hóa thành tín hiệu điện, tín hiệu này được khuếch đại và chuyển thành tín hiệu số và được ghi lại thành sắc đồ, trong đó mỗi chất được ghi lại thành một píc.
Hình 2.1: Sơ đồ khối của một máy sắc kí khí
1-Nguồn khí mang 5- Cột tách 2-Điều chỉnh áp 6- Detectơ
3-Buồng bơm mẫu 7- Máy tính ghi tín hiệu
4-Buồng điều nhiệt
Detectơ cộng kết điện tử (ECD-Electror Capture Detector): ECD sử dụng tia β (63Ni) để ion hóa các khí mang. Khi các chất hữu cơ có chứa halogen, photpho và nhóm nito đi qua detectơ, detectơ sẽ biến đổi số đo của dòng điện giữa các điện cực tạo ra tín hiệu đặc trưng cho chất. Detectơ hoạt động dựa trên đặc tính của các chất có khả năng cộng kết các điện tử tự do trong pha khí, khả năng cộng kết điện tử lớn hay nhỏ là phụ thuộc vào hợp chất có trong detectơ.
2.2.4.2. Phương pháp phân tích đánh giá vật liệu xúc tác
a) Phương pháp kích hoạt hạt phát xạ tia X (Particle Induce X-Ray Emission, viết tắt là PIXE)
Đây là một trong các phương pháp phân tích không phá hủy mẫu tiên tiến, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như y học, khảo cổ, môi trường,…
Các ưu điểm nổi bật của phương pháp này đó là:
- Có thể phân tích đồng thời nhiều nguyên tố với khoảng điện tích nguyên tố Z rộng;
- Độ nhạy phân tích cao, cỡ ppm;
- Thời gian phân tích ngắn (chỉ cần vài phút);
- Khả năng phân tích trực tiếp mẫu, không cần môi trường chân không (trong phạm vi khóa luận này chỉ đề cập đến phân tích PIXE trong hệ máy gia tốc, trong môi trường chân không).
b) Phương pháp nhiễu xạ tia X
Các thông tin cung cấp từ phổ nhiễu xạ tia X căn cứ vào vị trí các mũi phổ, cường độ các mũi phổ và hình dạng các mũi phổ có thể đưa ra nhiều ý nghĩa:
- Vị trí các mũi phổ: Cho phép xác định hình dạng và kích thước các ô mạng. Từ đó ta có thể định danh tên vật liệu.
- Cường độ các mũi phổ: Có thể tính mật độ electron trong ô mạng, có nghĩa là xác định được vị trí các nguyên tử trong ô mạng.
- Hình dạng và bề rộng các mũi phổ: Cung cấp thông tin về sự sai lệch so với tinh thể hoàn hảo (sai khuyết trong tinh thể).
Hình 2.2: Tia tới và tia phản xạ trên tinh thể
Khi các xúc tác oxit kim loại ở trạng thái đơn lớp bề mặt, các oxit kim loại tồn tại ở trạng thái vô định hình. Vì vậy trạng thái đơn lớp bề mặt của các xúc tác oxit kim loại trên chất mang được xác định trên phổ tia XRD không có các peak đặc trưng cho sự có mặt của tinh thể oxit kim loại hoạt động.
Khi chuyển sang trạng thái đa lớp bề mặt, trên bề mặt xúc tác sẽ xuất hiện các tinh thể của kim loại đó, do vậy khi đó trên phổ XRD sẽ xuất hiện các peak đặc trưng cho sự có mặt của tinh thể oxit kim loại.