ĐHKHTN - ĐHQGHN

KHOA HÓA HỌC

MỞ ĐẦU
Mục tiêu chung của Đảng và Nhà nước là đưa Việt Nam trở thành nước công nghiệp
vào năm 2020. Do vậy, các ngành công nghiệp, nông nghiệp, y học, dược phẩm … sẽ cần
một lượng rất lớn nguyên liệu để phát triển [24,25].
Để giảm thiểu cán cân nhập khẩu nguyên liệu từ bên ngoài, cần phải xây dựng các
quy trình sản xuất nguyên liệu, nhiên liệu nội địa. Ngày nay, ngành công nghiệp lọc hóa
dầu đã đi vào hoạt động ổn định thì một lượng lớn các sản phẩm ankylbezen được tạo ra và
cần chuyển hóa chúng thành nguyên liệu thứ cấp, cung cấp cho các ngành công nghiệp
khác [11,24]. Các quá trình chuyển hóa được thực hiện trên các hệ xúc tác khác nhau, trong
đó phương pháp truyền thống là oxi hóa hóa ankylbenzen bằng: peraxit, peroxit, dung dịch
dicromat, permanganat hoặc cobalt axetat trong sự có mặt của O2 phân tử… [11,22,25].
Nhìn chung, quá trình oxi hóa đồng thể thường tạo ra một lượng lớn sản phẩm thứ
cấp là các muối vô cơ kim loại nặng, hỗn hợp sản phẩm phải tách loại và tinh chế gây tốn
kém kinh tế [20]. Do vậy, xu hướng chung hiện nay là sử dụng vật liệu rắn để thay thế dần
xúc tác nêu trên trong quá trình oxi hóa ankylbenzen [20,25]. Ưu điểm của xúc tác dị thể là
giảm thiểu chất thải gây ô nhiễm môi trường, hạn chế lượng dung môi và có thể sử dụng
các tác nhân oxi hóa thân thiện với môi trường (oxi không khí, dung dịch H2O2) [1-3].
Các nghiên cứu gần đây cho thấy một số kim loại chuyển tiếp như: Ru, Cu, Fe, Mn,
V, Ti… tẩm/mang trên chất mang cho hoạt tính tốt đối với phản ứng oxi hóa pha lỏng ancol
benzylic, vinylbenzen, toluen [6,7,17,22,25,30]. Trong số các kim loại kể trên, Cu và Ru tỏ
ra hiệu quả với vinylbenzen nhưng không thể oxi hóa ankylbenzen khác. Ni và Fe, Ti, Mn
mang trên silicat, zeolit… có hoạt tính thấp với ankylbenzen [4,5,29,31]. Ngoài ra, phản
ứng tạo thành hỗn hợp sản phẩm nên gặp khó khăn trong việc phân tích. Do vậy, để tìm
kiếm và đánh giá xác thực vai trò hoạt động xúc tác phản ứng oxi hóa ankylbenzen nói
chung và vinylbenzen nói riêng, chúng tôi lựa chọn đề tài "Nghiên cứu tổng hợp xúc tác
Mg0.5Co0.2Al0.3(OH)2(CO3)0.15.xH2O và phân tích thành phần sản phẩm oxi hóa vinylbenzen
trên xúc tác hydrotalcite này". Từ kết quả phân tích sản phẩm cho phép xác định hoạt tính


ankylbenzen (epoxi, ancol, andehit, xeton, axit…) là nguyên liệu quý cho các ngành công
nghiệp sản xuất dược phẩm, thuốc nhuộm, hóa nông, hương liệu, mỹ phẩm, hóa chất, chất
dẻo… [11,17,25]. Nên phản ứng oxi hóa chọn lọc ankylbenzen thành các sản phẩm có giá
trị luôn thu hút được nhiều sự quan tâm. Vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu, tìm
kiếm các hệ xúc tác khác nhau nhằm oxi hóa không hoàn toàn các ankyl hydrocarbon thơm
được công bố trong thời gian vừa qua [6,7,9,17,20-26,28,30].
Cho đến nay, xúc tác được biết đến nhiều nhất là các hệ vật liệu chứa crôm.
Subramanyam và cộng sự [9] tiến hành phản ứng oxi hóa pha lỏng toluen bằng khí oxi trên
hai xúc tác Cr-AlPO4 và Cr-MCM-48, kết quả cho thấy sự phân bố sản phẩm khác nhau
trên hai xúc tác nghiên cứu. Với Cr-AlPO4, quá trình oxi hóa và đeankyl hóa xảy ra đồng
thời, dẫn đến sản phẩm chủ yếu là benzanđehit và benzen cùng với một lượng đáng kể CO
và CO2 (36,6%). Trong khi sản phẩm chính của Cr-MCM-48 là benzanđehit cũng chỉ đạt
44,7%. Sự tạo thành benzen là kết quả của quá trình đeankyl hóa trên tâm axit Al3+, trong
khi phản ứng oxi hóa toluen thành benzanđehit thực hiện trên tâm Cr6+/Cr5+. Tuy nhiên,
độ chuyển hóa toluen trên cả hai loại xúc tác trên là khá thấp (1,4 - 2,2%). Trong khi đó,
Sakthivel [5] đạt được độ chuyển hóa và độ chọn lọc sản phẩm cao hơn trên xúc tác CrMCM-41.
Điều đó cho thấy cấu trúc của chất mang có ảnh hưởng nhất định đến sự phân bố sản
phẩm. Đối với vinylbenzen, Sakthivel và cộng sự [4] thực hiện phản ứng oxi hóa trên xúc
tác Cr-MCM-41 và Cr-MCM-48 và thu được sản phẩm chủ yếu là axetophenon. Trong
trường hợp này, độ chuyển hóa vinylbenzen tăng theo hàm lượng Cr mang trên MCM-48,
nhưng độ chọn lọc sản phẩm trên xúc tác Cr-MCM-41 là cao hơn so với Cr-MCM-48 vì có
sự tạo thành sản phẩm phụ. Tuy nhiên, cả hai trường hợp đều cho độ chọn lọc sản phẩm
không cao.
Nhìn chung, các xúc tác chứa Cr có xu hướng oxi hóa sâu, tạo thành hỗn hợp sản
phẩm phức tạp không mong muốn như: điol, axit cacboxylic, thậm chí CO hoặc CO2… nên
việc phân tích sản phẩm và tính toán hiệu suất phản ứng thường gặp nhiều khó khăn [7,9].
Do vậy, các nhà khoa học hiện nay chủ yếu tập trung nghiên cứu các xúc tác có thể oxi hóa
ankylbenzen một cách nhẹ nhàng và cho độ chọn lọc sản phẩm mong muốn cao



Độ chọn lọc sản phẩm (%)

khảo

Toluen

Cr-MCM-41

50

2

o-Xylen

Cr-MCM-41

36

3

p-Xilen

Cr-MCM-41

35

4

Mesitylen

Etyl

Mg/Al

Axit benzoic (45)

Tham

Axit o-tolui (30)
Axit phthalic (5)
Axit o-toluic (35)
Axit terephthalic (5)
Axit dimethylbenzoic (25)
Axit Methylisophthalic (15)

[7]
[7]
[7]
[7]

7

benzen
Stiren

hydrotalcite
Mn-MCM-41

8


KHOA HÓA HỌC

10

Stiren

Co-MCM-41

45

Stiren oxit (62)

[29]

11

Stiren

TiO2/SiO2

24

Benzandehit (87)

[16]

Propryl

Ni/Al


mang (mạng lưới, độ axit/bazơ, vai trò của oxi hấp phụ giữa các lớp oxit, các khuyết tật
mạng…). Tương tự như trên, Jana và các cộng sự [23] thực hiện quá trình oxi hóa
ankylbenzen trên một họ xúc tác MnO4- tẩm vào giữa các lớp Mg-Al hydrotalcite và thu
được độ chọn lọc xeton trên 95% với độ chuyển hóa ankylbenzen trong khoảng 40-50%
(Bảng 1.1).
Như vậy, chất nền Mg-Al hydrotalcite đã có ảnh hưởng tích cực đến hoạt tính oxi
hóa của hệ xúc tác kim loại chuyển tiếp/hydrotalcite đối với quá trình oxi hóa ankylbenzen.
Như chúng ta đã biết, cấu trúc lớp đặc biệt của hydrotalcite cho phép vật liệu này ứng dụng
trong nhiều lĩnh vực khác nhau [10,12,14]. Những nghiên cứu về cấu trúc đã chỉ ra rằng:
hydrotalcite MgyAl1-y(OH)2(CO3)y/2.mH2O được tạo bởi sự ghép các phiến/lớp hyđroxit
kim loại kiểu brucite mang điện tích dương [10]. Điện tích dương của lớp brucite này được
bù trừ bởi các anion (CO32-, MoO4-…) và các phân tử nước xen giữa các phiến/lớp. Do
vậy, hydrotalcite có thể xuất hiện ở trong tự nhiên và được điều chế trong phòng thí
nghiệm.

Công

thức

đại

diện

cho

khoáng

vật

tự

thực hiện trong điều kiện đồng thể nên tiêu tốn một lượng lớn dung môi. Quá trình này luôn
kèm theo công đoạn tách loại sản phẩm phản ứng và thải ra một lượng lớn muối kim loại
nặng (Co3+, Mn2+…) gây ô nhiễm môi trường [17]. Gần đây, để oxi hoá nối đôi C=C
thành anđehit hoặc xeton người ta sử dụng các xúc tác dạng nano spinel MgxFe3-xO4,
peoxo vanadium, TS-1…[17]. Năm 2007, Liang Nie và các đồng nghiệp đã thực hiện phản
ứng oxi hoá vinylbenzen thành benzanđehit sử dụng tác nhân oxy hoá là O2 ở 1000C, 10
atm trên hệ xúc tác TiO2/SiO2, tác giả quan sát thấy hiệu suất phản ứng và độ chọn lọc sản
phẩm phụ thuộc rất nhiều vào diện tích bề mặt của xúc tác. Độ chọn lọc có thể đạt được tới
100%, nhưng hiệu suất còn khá thấp và chỉ thực hiện trong khoảng thời gian ngắn (1 giờ),
còn khi tiến hành trong 4 giờ thì độ chọn lọc giảm xuống là 93,8%. Nhược điểm của phản
ứng là tiến hành ở áp suất và nhiệt cao (10atm, 1000C) nên khó kiểm soát và cho nhiều sản
phẩm phụ, đặc biệt quá trình polime hoá diễn ra nhanh [17]. Sản phẩm có thể là
benzanđehit, anđehit focmic, stiren oxit. Con đường hình thành các sản phẩm này, hiện vẫn
là chủ đề thảo luận. Năm 2006, J. Sebastia và cộng sự [27] đề xuất con đường tạo thành sản
phẩm oxi hóa stiren trên xúc tác Co(II) trao đổi với zeolit X như sau:

6
LUẬN VĂN THẠC SĨ

TÀO MINH TIẾN


ĐHKHTN - ĐHQGHN

KHOA HÓA HỌC

Hình 1.1: Cơ chế oxi hóa vinylbenzen trên xúc tác Co(II)/zeolit X [27]
Theo sơ đồ này, phản ứng xảy ra theo cơ chế gốc tự do và sản phẩm là: anđehit,
stiren oxit, fomalđehit nhưng không đề cập đến sự tạo thành axit benzoic, điol hay các sản
phẩm polime hóa nặng.

Nhờ những ứng dụng to lớn đó mà phản ứng oxi hóa các hợp chất thơm, nhằm thu
được benzanđehit đã thu được rất nhiều sự quan tâm. Trong nghiên cứu này, chúng tôi thực
hiện

phản

ứng

điều

chế

benzanđehit

từ

vinylbenzen

trên

xúc

tác

Mg0.5Co0.2Al0.3(OH)2(CO3)0.15.xH2O hydrotalcite.
1.2 Xúc tác hydrotalcite
1.2.1 Giới thiệu
Hydrotalcite là khoáng vật có trong tự nhiên, màu trắng hoặc màu hạt trai, kích
thước rất nhỏ thường được trộn lẫn với các khoáng khác gắn trên những phiến đá trên vùng
đồi núi (Hình 1.1). Chúng được tìm thấy rất nhiều ở vùng Norway và Ural ở Nga.

- M2+ là kim loại hóa trị (II) như Mg, Zn, Ca, Fe, Ni...
- M3+ là kim loại hóa trị (III) như Al, Fe, Cr...
- An- là các anion rất đa dạng có thể là phức anion, anion hữu cơ (benzoic, axit
oxalic...), các polyme có phân tử lượng lớn, hay các halogen (Cl-, Br-...).
- x là tỉ số nguyên tử M3+/(M2+ + ≤ M3+), trong đó tỉ số x nằm trong khoảng 0,2
x 0,33.

9
LUẬN VĂN THẠC SĨ

TÀO MINH TIẾN


ĐHKHTN - ĐHQGHN

KHOA HÓA HỌC

1.2.2.2 Cấu tạo
Vật liệu hydrotalcite được biết đến có cấu trúc dạng lớp.
a) Lớp hydroxit
Lớp hydroxit là hỗn hợp của các hydroxit của kim loại hóa trị (II) và (III), tại đỉnh là
các nhóm - OH, tâm là các kim loại hóa trị (II) và (III), có cấu trúc tương tự như cấu trúc
brucite trong tự nhiên. Cấu trúc này được sắp đặt theo dạng M(OH)6 dạng bát diện (Hình
1.3).

Hình 1.3: Cấu tạo lớp hyđroxit
Lớp hydroxit này có dạng [M2+1-xM3+x(OH)2]x+ trong đó một phần kim loại hóa
trị (II) được thay thế bằng kim loại hóa trị (III) nên lớp hydroxit mang điện tích dương.
Điện tích dương trong lớp brucite (Mg(OH)2) được bù bởi ion CO32- chèn giữa hai lớp.
Một số lượng lớn các ion hóa trị (II), (III) với tỷ lệ khác nhau được thay thế trong cấu trúc

hydrotalcite dùng để trao đổi ion thông thường lớp anion xen giữa là Cl-, Br-… Tùy thuộc
bản chất của các cation, anion mà số lượng lớp xen giữa và kích thước hình thái của chúng
thay đổi tạo cho vật liệu có những đặc tính riêng (tính bazơ, tính hấp phụ, tính oxi hóa khử…).
Hình 1.5: Hình dạng cấu trúc
lớp của hydrotalcite
Khoảng cách giữa hai lớp
hydroxit gần kề là khoảng 3-4
A0, liên quan đến kích thước của các anion. Do vậy, khoảng cách giữa hai lớp hydroxit (L)
phụ thuộc vào:

11
LUẬN VĂN THẠC SĨ

TÀO MINH TIẾN


ĐHKHTN - ĐHQGHN

-

KHOA HÓA HỌC

Bán kính của các anion: Anion có bán kính càng lớn thì giá trị L càng lớn.

Hình 1.6 minh họa mối liên hệ giữa bán kính anion (Cl-, I-) và giá trị L.
Hình 1.6: Giá
trị L phụ
thuộc vào bán
kính anion
- Cấu tạo không gian của anion: Anion NO3- xen giữa lớp hydroxit có cấu tạo không

đổi không hoàn toàn, A không trao đổi hết với A’.
Khả năng trao đổi ion phụ thuộc nhiều vào:
- Tương tác tĩnh điện của lớp hydroxit với anion xen giữa và năng lượng tự do của
các anion cần trao đổi.
- Ái lực của lớp hydroxit với các anion cần trao đổi trong dung dịch và ái lực của lớp

13
LUẬN VĂN THẠC SĨ

TÀO MINH TIẾN


ĐHKHTN - ĐHQGHN

KHOA HÓA HỌC

hydroxit với các anion trong lớp xen giữa.
- Cấu tạo của ion cần trao đổi (A’).
- Hằng số cân bằng trao đổi của các ion. Hằng số cân bằng tăng khi bán kính anion
trao đổi giảm. Khi đó quá trình trao đổi ion sẽ thuận lợi hơn với các anion trong dung dịch
có nồng độ cao (Hình 1.8).

Hydrotalcite

Nung
và/hoặc
khử hóa

Trao
đổi ion

KHOA HÓA HỌC

1.2.3.2 Tính hấp phụ
Hấp phụ các anion là một hình thức tái tạo lại cấu trúc lớp của hydrotacite sau khi
nung ở nhiệt độ nhất định (Hình 1.8). Tính chất hấp phụ thể hiện rất tốt đối với HT/CO32-,
HT/CO32- sau khi nung ở nhiệt độ nhất định sẽ có khả năng hấp phụ tốt hơn trước khi
nung, khi đó HT/CO32- bị mất các phân tử nước lớp xen giữa và khí CO2 thoát ra, hình
thành tâm bazơ O2- có cấu trúc MII1-xMIIIx(O)1+x/2, hỗn hợp các oxit này có khả năng
tái tạo lại cấu trúc lớp với các anion khác. Ví dụ: hydrotalcite HT/CO32- được điều chế từ
nhôm và magie có công thức cụ thể: [Mg1-xAlx(OH)2][(CO3)x/n].mH2O (HT/[Mg-AlCO3]), trong đó các anion và phân tử nước chèn vào giữa lớp hydroxit theo phương trình:
Mg1-xAlx(O)1+x/2 + x/nAn- + (1+x/2)H2O ---> [Mg1-xAlx(OH)2][Ax/n].mH2O
với A là anion cần hấp phụ có thể là halogen, gốc hữu cơ, anion vô cơ (CrO42-, HPO42-,
HGO32-, SiO32-, HVO42-, Cl-, MnO4-...).
Hydrotalcite chỉ hấp phụ với các anion để hình thành lớp xen giữa mà không có khả
năng trao đổi cation với Mg và Al ở các tấm bát diện do lực liên kết tạo phức lớn. Các
hydrotalcite hấp phụ trong môi trường nước nên chịu nhiều tác động của các yếu tố bên
ngoài như: pH, các ion, hợp chất lạ… Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ, cũng
giống như các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi ion (nhiệt độ nung, tỉ lệ Mg/Al,
pH...).
1.2.4 Điều chế hydrotalcite
Hydrotalcite có những ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, nên có rất nhiều công
trình nghiên cứu điều chế hydrotalcite tổng hợp. Các phương pháp điều chế phổ biến hiện
nay là: phương pháp muối - oxit, phương pháp đồng kết tủa, phương pháp xây dựng lại cấu
trúc... Trong đó, với nhiều ưu điểm phương pháp đồng kết tủa tạo ra các tinh thể
hydrotalcite được biết đến nhiều hơn cả.
1.2.4.1 Phương pháp đồng kết tủa

15
LUẬN VĂN THẠC SĨ


phẩm là thấp [10].
Trong trường hợp pH của dung dịch là thấp, chúng ta cũng không nhận được
hydrotalcite đồng nhất. Ví dụ: tổng hợp [Ni-Al-CO3] bằng cách thêm vào hỗn hợp dung
dịch NaOH đã bão hòa CO2 một lượng xác định hỗn hợp dung dịch muối NiCl2 và AlCl3.
Ở pH thay đổi, chúng ta nhận được hỗn hợp muối và hydroxit kim loại. Phương pháp này
cũng cho sản phẩm có độ tinh khiết thấp [8].

16
LUẬN VĂN THẠC SĨ

TÀO MINH TIẾN


ĐHKHTN - ĐHQGHN

KHOA HÓA HỌC

Kết tủa với pH không đổi là phương pháp thông dụng nhất để điều chế những kim
loại khoáng sét anion tổng hợp khác nhau. Dung dịch hỗn hợp hai muối kim loại hóa trị (II)
và (III), được cho vào dung dịch chứa anion cần điều chế trong môi trường kiềm với tốc độ
xác định để giữ pH không đổi. Có thể điều chỉnh đồng thời các yếu tố: Tốc độ thêm vào của
dung dịch hỗn hợp hai muối kim loại, pH, nhiệt độ kết tủa. Với hợp chất [Zn-Al-Cl] pH = 6
- 10 là khoảng để thu được sản phẩm có cấu trúc dạng hydrotalcite, trong đó pH = 7 - 9 là
khoảng tối ưu. Ở pH thấp hơn ta thu được hợp chất vô định hình, trong khi pH quá cao thì
những tinh thể Zn(OH)2 dạng brucite tồn tại cùng pha với pha hydrotalcite. Đối với hợp
chất [Mg-Al-Cl] pH = 8-10 là khoảng để thu được sản phẩm có cấu trúc dạng hydrotalcite.
pH tối ưu thay đổi tùy theo điều kiện bền của hỗn hợp hydroxit kim loại hóa trị (II) và (III)
[12,13].
1.2.4.3 Già hóa kết tủa
Hỗn hợp sau phản ứng chứa gel và chất kết tủa mới có năng lượng tự do cao, do đó

trong xử lý nước thải có chứa kim loại nặng như : As, Mo, V... và màu thuốc nhuộm trong
nước thải [14]. Có hai cách để sử dụng hydrotalcite [20,26]:
- Dùng trực tiếp hydrotalcite trao đổi với các kim loại nặng, sau đó thì giải hấp.
- Nung hydrotalcite ở nhiệt độ thích hợp để tạo thành hỗn hợp periclase, sau đó hấp
phụ các anion kim loại nặng và tái tạo cấu trúc hydrotalcite, tiến hành trao đổi ion giải hấp
[10,14].
1.2.5.2 Làm chất xúc tác
Làm chất xúc tác đa cấu tử, do đó có độ phân tán lớn các kim loại như: Co, Ni, Fe...
và hầu hết các nguyên tử, nên hydrotalcite được dùng làm chất xúc tác đa cấu tử.
Phương pháp đơn giản nhất để biến tính hydrotalcite là thay thế các cation trong lớp
cấu trúc brucite bởi các ion kim loại hóa trị (II) hoặc (III), có bán kính tương tự với Mg và
Al để chúng có thể nằm trong các tâm bát diện tương ứng [10,14]. Đối với các kim loại có
bán kính không tương thích như Cr, Mo, Mn thì được chèn vào giữa các phiến/lớp Mg-Al
hyđroxit [21,23]. Theo phương pháp này, vật liệu mới có những tính chất đặc biệt do sự
phân tán tốt của các tâm ion kim loại hoạt động. Bằng chứng là các hydrotalcite có chứa
kim loại chuyển tiếp thể hiện khả năng xúc tác tốt đối với nhiều phản ứng khác nhau như:
oxi hóa chọn lọc xicloanken [21], đehidro hóa ankan [18], reforminh methanol [8]. Do vậy,
cần khai thác tối đa các ứng dụng của loại vật liệu này trong lĩnh vực hấp phụ, xúc tác...
1.2.5.3 Các ứng dụng khác
Hydrotalcite với cấu trúc [Mg1-xAlx(OH)2][(CO3)x/n].mH2O khi xử lý nhiệt thì
khí CO2 thoát ra có thể gây ức chế các phản ứng đốt cháy polymer. Do vậy, hydrotalcite sử

18
LUẬN VĂN THẠC SĨ

TÀO MINH TIẾN


ĐHKHTN - ĐHQGHN


- Natri hydroxit (NaOH) - Trung Quốc
2.1.2 Quy trình tổng hợp
Hòa tan 7,69 (g) Mg(NO3)2.6H2O + 6,75 (g) Al(NO3)3.9H2O + 3,49 (g)
Co(NO3)2.6H2O vào 150 (ml) nước cất được dung dịch A, cho 5,16 (g) NaOH vào 150
(ml) nước cất được dung dịch B, đồng thời cho 0,95 (g) Na2CO3 vào 25 (ml) nước cất
được dung dịch C.
Cho từ từ 150 (ml) dung dịch A từ buret thứ nhất và 150 (ml) dung dịch B từ buret
thứ hai vào cốc thủy tinh chứa 25 ml dung dịch C. Điều chỉnh pH của hỗn hợp trong cốc
thủy tinh trong khoảng 9.5±0.5 bằng dung dịch natri hydroxit. Hỗn hợp được khuấy liên
tục ở 650C trong 24 giờ. Lọc và rửa chất rắn bằng nước nóng. Chất rắn thu được được sấy
khô

ở

800C,

nghiền

mịn

thu

được

xúc

tác

hydrotalcite



2'

2

Hình 2.1: Hình các

1

mặt phản xạ trong

1'

nhiễu xạ tia X

θ

I
Khi

chiếu

chùm tia X vào hai
mặt (I) và (II) với góc

O

θ

B

KHOA HÓA HỌC

cho phép xác định kích thước tương đối của hạt chất rắn theo phương trình Scheerer.
Có hai phương pháp sử dụng tia X để nghiên cứu cấu trúc tinh thể:
- Phương pháp bột: mẫu nghiên cứu ở dạng bột.
- Phương pháp đơn tinh thể: mẫu gồm những đơn tinh thể có kích thước đủ lớn.
Mặc dù vậy, phương pháp XRD cũng có một số nhược điểm:
- Không phát hiện được các chất có hàm lượng nhỏ.
- Tuỳ theo bản chất và mạng lưới không gian mà độ nhạy phân tích định tính dao
động trong khoảng 1-30%.
Chúng tôi đã tiến hành chụp XRD
tại Khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa

0

A

các mẫu xúc tác trên máy D8ADVANCE,
học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội,

ống phát tia CuKα (λ=1,54056 ), cường độ dòng ống phát 40mA, góc quét 2θ từ 200 đến
700, tốc độ góc quét 0,20/phút.
2.2.2 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR)
Phương pháp phân tích theo phổ hồng ngoại là một trong những kỹ thuật phân tích
rất hiệu quả. Một trong những ưu điểm quan trọng nhất của phương pháp phổ hồng ngoại
vượt hơn những phương pháp phân tích cấu trúc khác là cung cấp thông tin về cấu trúc
phân tử nhanh, không đòi hỏi các phương pháp tính toán phức tạp.
Kỹ thuật này dựa trên hiệu ứng đơn µ giản là các hợp chất hóa học có khả năng
hấp thụ chọn lọc bức xạ hồng ngoại. Sau khi hấp thụ các bức xạ hồng ngoại, các phân tử
của các hợp chất hóa học dao động với nhiều vận tốc dao động và xuất hiện dải phổ hấp thụ

mặt mẫu nghiên cứu. Phương pháp SEM cho phép xác định hình thể bề mặt của xúc tác rắn,
dạng tinh thể, dạng hạt, kích thước hạt…

23
LUẬN VĂN THẠC SĨ

TÀO MINH TIẾN


ĐHKHTN - ĐHQGHN

KHOA HÓA HỌC

Hình 2.2: Sơ đồ thiết bị kính hiển vi điện tử quét
Trong báo cáo nghiên cứu khoa học này, chúng tôi đã chụp SEM các mẫu xúc tác

24
LUẬN VĂN THẠC SĨ

TÀO MINH TIẾN


ĐHKHTN - ĐHQGHN

KHOA HÓA HỌC

thu được tại Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương.
2.2.4 Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp phụ (BET)
Nguyên tắc của phương pháp: bề mặt riêng của một xúc tác hay vật liệu rắn là bề
mặt của một gam chất rắn đó. Chất xúc tác rắn có thể là ở dạng khối hay xốp. Đối với các

Phương pháp hấp phụ vật lý này còn cho phép xác định: Độ xốp của xúc tác rắn(tức
là thể tích lỗ tổng cộng),phân bố kích thước lỗ.
Các kết quả đo được xử lý bằng phần mềm của máy tính và có thể in lấy kết quả:
diện tích bề mặt riêng của xúc tác rắn,thể tích lỗ tổng cộng, phân bố kích thước lỗ.

25
LUẬN VĂN THẠC SĨ

TÀO MINH TIẾN