Cu/Cu+Ce Thành phần pha Kích thước trung bình (nm) [phenol]trước (mg/l) [phenol]sau (mg/l) Hiệu suất (%) 0,1 CeO2(lập phương) 28,9 107,2 62,4 41,8 0,15 CeO2(lập phương) 24,8 107,2 55,1 48,6 0,2 CeO2(lập phương) CuO(đơn tà) 29,3 107,2 64,4 39,9 0,25 CeO2(lập phương) CuO(đơn tà) 26,8 107,2 68,2 36,4
3.1.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến thành phần pha và hiệu suất xử lí phenol của sản phẩm phenol của sản phẩm
Nhiệt độ nung là một trong những yếu tố vô cùng quan trọng trong quá trình tổng hợp oxit hỗn hợp CuO/CeO2. Khi nhiệt độ nung quá thấp thì quá trình phân huỷ các muối cacbonat và cacbonat bazơ xảy ra không triệt để, sản phẩm sẽ không tinh khiết. Khi nhiệt độ nung quá cao rất dễ xảy ra sự kết tụ làm cho sản phẩm có sự
kết khối, kích thước hạt tăng và khả năng phản ứng của chúng giảm. Hơn nữa nhiệt
độ nung còn ảnh hưởng đến sự hình thành các dạng của CuO trong oxit hỗn hợp CuO/CeO2 [61, 85,139].
52
Trong thí nghiệm này, chúng tôi giữ cố định pH = 10, tỉ lệ mol Cu/Cu+Ce = 0,15. Mẫu được nung ở các nhiệt độ khác nhau trong cùng một khoảng thời gian 4 giờ.
Để tìm nhiệt độ nung thích hợp, trước tiên chúng tôi điều chế kết tủa CuCO3.Cu(OH)2 , Ce2(CO3)3-x(OH)2x như quy trình trên với lượng Na2CO3 và tỉ lệ
mol Cu/Cu+Ce tối ưu được rút ra từ hai thí nghiệm trên. Kết tủa sau khi sấy ở
1100C trong 12 giờđược ghi giản đồ phân tích nhiệt (Hình 3.3).
Furnace temperature /°C 0 100 200 300 400 500 600 700 TG/% -20 -10 0 10 20 d TG/%/min -20 -15 -10 -5 0 HeatFlow/µV 7 12 17 Mass variation: -23.24 % Peak :285.05 °C Figure: 22/02/2008 Mass (mg):13.89
Crucible:PT 100 µl Atmosphere:Air
Experiment:Ti450ml Ce0.1M 50mlCu2+ 0.15M dong ket tua
Procedure:30 ----> 800C (10 C.min-1) (Zone 2)
Labsys TG
Exo
Hình 3.3: Giản đồ phân tích nhiệt của muối cacbonat bazơđồng và xeri
Trên đường DSC cho thấy có 1 pic thu nhiệt ở nhiệt độ 285oC và ứng với độ
giảm khối lượng trên đường TG là 23,24%. Theo chúng tôi, đây là hiệu ứng của quá trình phân huỷ muối cacbonat bazơ Cu(OH)2.CuCO3, Ce2(CO3)3-x (OH)2x. Điểm cuối của quá trình phân huỷ ở khoảng 5000C, do đó chúng tôi chọn nhiệt độ từ
5000C để nung các tiền chất.
Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu nung ở các nhiệt độ khác nhau trong 4 giờ được chỉ ra ở Phụ lục: 6, 11- 13.
53
Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến thành phần pha và hiệu suất xử lí phenol của sản phẩm được chỉ ra ở Bảng 3.4.
Bảng 3.4 : Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến thành phần pha và hiệu suất xử lí phenol của sản phẩm Nhiệt độ nung (0C) Thành phần pha Kích thước trung bình (nm) [phenol]trước (mg/l) [phenol]sau (mg/l) Hiệu suất (%) 500 CeO2(lập phương) 11,6 107,2 61,1 43,0 600 CeO2(lập phương) 19,1 107,2 53,5 50,1 650 CeO2(lập phương) 24,8 107,2 55,1 48,6 700 CeO2(lập phương) 40,6 107,2 71,9 32,9 Kết quả Bảng 3.4 cho thấy: Khi nhiệt độ tăng từ 5000C đến 6000C, hiệu suất xử lí phenol tăng từ 43% đến 50,1% và khi nhiệt độ tiếp tục tăng thì hiệu suất xử lí phenol lại giảm (từ 50,1% xuống 32,9%). Còn kích thước tinh thể trung bình của CeO2 tăng (từ 11,6nm đến 40,6nm) khi nhiệt độ nung tăng. Ảnh hưởng của nhiệt độ
nung đến kích thước hạt và hình thái học của các hạt sản phẩm CuO/ CeO2được chỉ
ra ở các Hình 3.4 -3.6.
Hình 3.4: Ảnh SEM của mẫu nung
ở 5000C, 4giờ
Ở Hình 3.4 cho thấy: khi nung
ở 5000C sẽ thu được các hạt có kích thước không đều và các hạt có hình thái học không rõ ràng. Có thể ở nhiệt
độ này vẫn còn những phần muối cacbonat bazơ chưa bị phân hủy. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.5 (nung ở 6000C), các hạt có hình thái học rõ ràng, kích
54
thước hạt tương đối đồng đều (khoảng 80 đến 90nm). Khi nhiệt độ nung tăng đến 6500C (Hình 3.6), sự kết tụ của các hạt lớn, bề mặt phân chia giữa các hạt không rõ ràng.
Hình 3.5: Ảnh SEM của mẫu nung ở
6000C, 4 giờ
Hình 3.6: Ảnh SEM của mẫu nung
ở 6500C, 4 giờ
Kết quả SEM phù hợp với kết quả xử lí phenol, sản phẩm được nung ở 6000C cho hiệu suất xử lí phenol cao nhất. Do đó chúng tôi chọn nhiệt độ nung 6000C cho các nghiên cứu tiếp theo.