Phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX)
Phổ tán xạ năng lượng tia X, hay phổ tán sắc năng lượng là kỹ thuật phân tích thành phần hóa học của vật rắn dựa vào việc ghi lại phổ tia X phát ra từ vật rắn do tương tác với các bức xạ (mà chủ yếu là chùm điện tử có năng lượng cao trong các kính hiển vi điện tử). Trong các tài liệu khoa học, kỹ thuật này thường được viết tắt là EDX hay EDS xuất phát từ tên gọi tiếng Anh là Energy-dispersive X-ray spectroscopy. Nguyên lí phép phân tích EDX được thể hiện trên hình 2.9 và hình 2.10.
Hình 2.9: Nguyên lý của phép phân tích EDX
Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý của hệ ghi nhận tín hiệu phổ EDX
Kỹ thuật EDX chủ yếu được thực hiện trong các kính hiển vi điện tử mà ở đó, ảnh vi cấu trúc vật rắn được ghi lại thông qua việc sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao tương tác với vật rắn. Khi chùm điện tử có năng lượng lớn được chiếu vào vật rắn, nó sẽ đâm xuyên sâu vào nguyên tử vật rắn và tương tác với các lớp điện tử bên trong của nguyên tử. Tương tác này dẫn đến việc tạo ra các tia X có bước sóng đặc trưng tỉ lệ với nguyên tử số (Z) của nguyên tử theo định luật Mosley:
Có nghĩa là, tần số tia X phát ra là đặc trưng với nguyên tử của mỗi chất có mặt trong chất rắn. Việc ghi nhận phổ tia X phát ra từ vật rắn sẽ cho thông tin về các nguyên tố hóa học có mặt trong mẫu đồng thời cho các thông tin về tỉ phần các nguyên tố này.
Tạp chất trong nguyên liệu được xác định bởi phương pháp phân tích phổ tán sắc năng lượng tia X trên thiết bị Model X-Max 0, hãng Oxford Instruments, Anh tại viện Tiên Tiến- Đại học Bách Khoa- Hà Nội.
Sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC)
Phép phân tích thành phần sản phẩm được thực hiện nhờ sắc ký lỏng hiệu năng cao tại Phòng thí nghiệm trọng điểm công nghệ lọc hóa dầu - Viện Hóa học Công nghiệpViệt Nam. Các điều kiện tiến hành phân tích như sau:
- Loại cột: NH2C18(-Si- C18) - Tốc độ dòng: 1 ml/phút - Nhiệt độ cột: nhiệt phòng - Detector: RI (Refactive Index)
- Pha chuyển động: Acetonitrile: Nước (70 : 30)
Theo phương pháp này, các mẫu sản phẩm phản ứng được pha loãng với nước cất theo tỷ lệ 1/25 trước khi bơm vào HPLC. Việc chuẩn sắc ký HPLC được tiến hành từ những hỗn hợp chuẩn cho giá trị tương đối của các hệ số đáp ứng (diện tích pic/nồng độ sản phẩm) là như sau:
Glucose/fructose/mannitol/sorbitol = 1/1/1/1.
Đánh giá mức độ phai ra của xúc tác trong sản phẩm
Hàm lượng của các kim loại như Ru trong sản phẩm được phân tích bằng ICP – AES tại Viện nghiên cứu Xúc tác và Môi trường, IRCE Lyon, Cộng hoà Pháp.
Kiểm tra các tính chất hóa lý của sản phẩm sorbitol
Các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sorbitol được xác định theo phương pháp của Dược điển Việt Nam 3 tại Viện Kiểm nghiệm Trung ương.
2.2.3 Xử lý kết quả
- Phần trăm chuyển hoá tổng của glucose (C%) được định nghĩa là phần trăm glucose đã tiêu thụ trong phản ứng:
- C (%) = (Lượng glucose đã chuyển hoá/Lượng glucose ban đầu) x 100% = [(Lượng glucose ban đầu - lượng glucose không chuyển hoá)/lượng glucose ban đầu ] x 100%
- Độ chọn lọc sản phẩm P (%) = % P/(glucose ban đầu - glucose không phản ứng) x 100%.
- Thời gian tiếp xúc: trong trường hợp các thiết bị phản ứng xúc tác vận hành theo chế độ liên tục ở trạng thái tĩnh, thông số vận hành thay thế cho thông số thời gian trong chế độ gián đoạn là thông số thời gian tiếp xúc hay gọi khác đi là thời gian lưu, ký hiệu là δ. Thời gian tiếp xúc được định nghĩa là tỷ lệ m/Fg trong đó m là khối lượng kim loại hoạt tính (gkim loại) còn Fg là lưu lượng của dung dịch glucose (ml/h). Thời gian tiếp xúc thường được biểu thị bằng thứ nguyên gkimloại.h/ml.
2.3 CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM 2.3.1 Điều chế xúc tác 2%Ru/C
Xúc tác được điều chế theo phương pháp tẩm khô từ nguồn chất mang là Cacbon Norit (hạt hình trụ, đường kính 0,8mm) và dung dịch tẩm là RuCl3.H2O trong HCl 1N dư.
Quá trình điều chế xúc tác cần được chú ý một số yếu tố sau:
- Lượng hóa chất tương ứng theo tỉ lệ 0,045 g RuCl3.H2O: 1g than hoạt tính; VHCl>1ml (lấy dư).
- Trong quá trình tẩm cần trộn than đều, nhẹ với dung dịch tẩm để đảm bảo dịch tẩm thấm đều vào chất mang mà vẫn không làm vỡ cấu trúc của
Sấy chất mang ở 105ºC Dung dịch RuCl3.H2O trong HCl 1N Để nguội trong bình hút ẩm Trộn đều Để khô ngoài không khí 24h Sấy ở 105 oC, 24h
Hình 2.11: Quy trình điều chế xúc tác 2%Ru/C Đặc trưng tính
- Sau khi tẩm cần để xúc tác khô tự nhiên trong môi trường không khí để có thời gian chất lỏng vào trong lỗ xốp và cần thời gian cho xúc tác ổn định.
- Quá trình sấy xúc tác cũng cần được nâng nhiệt một cách từ từ để tránh làm hỏng xúc tác.
Xúc tác điều chế theo qui trình này được kí hiệu là 2%Ru/C-PTN.
2.3.2 Hiệu chỉnh các thông số của hệ thống thiết bị phản ứng trong phòng thí nghiệm
Hệ thống phản ứng trong phòng thí nghiệm đã được mô tả chi tiết trong phần 2.2.1. Để xác định khoảng làm việc thích hợp của các bộ phận trong hệ thiết bị cần tiến hành những công việc sau: