c. Giản đồ phổ TPD-O (khử hấp phụ oxi theo chương trình nhiệt độ Temperature Programmed Desorption of Oxygen)
3.1.1. Đặc trưng về các thông số bề mặt BET
Đặc trưng về các thông số bề mặt BET được xác định nhờ đường đẳng nhiệt hấp phu-giải hấp phụ N2 ở 77K.
Hình 3.1 giới thiệu đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp phụ N2 ở 77K của than TB. AC Relative Pressure (p/p°) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Q u an ti ty A d so rb ed ( cm ³/ g S T P ) 0 100 200 300 40010 -5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
Hình 3.1.Đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp phụ N2 ở 77K
Kết quả cho thấy ở thang tuyến tính của áp suất tương đối P/P0, đường này có dạng I theo phân loại của IUPAC, chứng tỏ mẫu than nghiên cứu thuộc loại vật liệu mao quản nhỏ (micropore, dmao quản ≤ 2 nm). Sự quan sát ở thang logarit của P/P0 cho thấy trong vùng P/P0 ≤ 10-3 có sự tăng vọt lượng N2 đã bị hấp phụ (chiếm 70% tổng lượng N2 đã bị hấp phụ). Điều này cho thấy mẫu than nghiên cứu chứa lượng rất lớn mao quản siêu nhỏ (ultra-micropore, dmao quản ≤ 1,0 nm ). Trong vùng 10-3 ≤ P/P0 ≤ 0,4 có sự tăng chậm lượng N2 bị hấp phụ theo P/P0 và trong vùng P/P0 > 0,4 lượng N2 bị hấp phụ gần như không đổi khi tăng P/P0. Điều này chứng tỏ vật liệu nghiên cứu có chứa mao quản nhỏ với kích thước mao quản lớn hơn 1,0 nm và hầu như không chứa mao quản
trung bình (mesopore, 2 ≤ dmao quản ≤ 50 nm ) và mao quản lớn (macropore, dmao quản ≥ 50 nm )
Các kết quả về các thông số bề mặt như diện tích bề mặt, đường kính mao quản và thể tích mao quản được tính toán nhờ sử dụng phương pháp đồ thị α chuẩn (σs- plot) và được tóm tắt trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Các thông số bề mặt của than TB và AC
Mẫu Vtot (cm3/g) Vmi (cm3/g) D(nm) Sex (m2/g) Sα(m2/g)
TB 0,5354 0,4937 40 24 1105
AC 0,4848 61,5 24 1090
CoOx/AC
Ghi chú: Vtot: Tổng thể tích N2 bị hấp phụ xác định từ thực nghiệm tại P/P0 = 0,993 Vmi: Thể tích mao quản nhỏ
Sex: Diện tích mao quản ngoài
Sσ: Bề mặt riêng tính theo phương pháp đồ thị α chuẩn (σs- plot)
Từ bảng 3.1 nhận thấy mẫu than TB nghiên cứu có bề mặt riêng khá phát triển: 1150 m2/g, chứa chủ yếu mao quản nhỏ, thể tích mao quản nhỏ bằng 0,4937 cm3/g và chứa rất ít mao quản trung bình và mao quản lớn (diện tích bề mặt ngoài 24 m2/g).
Nếu tiến hành xử lý bề mặt than TB bằng axit citric 1M (kí hiệu AC) thì bề mặt của than TB hầu như không bị thay đổi nhiều. Kết quả về thông số bề mặt của AC cũng được đưa ra trong bảng …. Do đó, việc xử lý bề mặt bằng axit citric đã làm sạch các tạp chất bề mặt và mở thêm một chút đường kính của mao quản từ 40nm đến 61,5 nm.