nung chất mang Al-SBA-15

54 + DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL Từ các kết quả đặc trưng cấu trúc vật liệu và chạy phản ứng, phương pháp gắn HPA thương mại lên chất mang Al-SBA-15 thông qua nhóm NH4 + là phù hợp để điều chế xúc tác dị thể HPA/Al-SBA-15. 3.2.2. Kết quả đặc trưng vật liệu HPA/Al-SBA-15 sử dụng phương pháp nung chất mang Al-SBA-15 Ngoài phương pháp loại bỏ chất ĐHCT bằng phương pháp oxi hóa sử dụng H2O2, phương pháp nung cũng được biết đến là phương pháp truyền thống để loại bỏ chất ĐHCT trong vật liệu MQTB. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là làm mất đi các nhóm silanol (nhóm chức OH) trên bề mặt vật liệu Al-SBA-15. Các kết quả đặc trưng của các vật liệu HPA/Al-SBA-15 sử dụng chất mang Al-SBA-15 được loại bỏ chất ĐHCT bằng phương pháp nung (kí hiệu là Al-SBA-15-Cal) được đưa ra sau đây. Bảng 3.8. Hàm lượng HPA của các mẫu tổng hợp sử dụng chất mang Al-SBA-15-Cal Phương pháp (1) (7) (8) (9) Tên mẫu HPAS-115

HPAS715 HPAS815

HPAS915

QT 1: Nung X X X X QT 3: NH4 X NH2 X QT 4: NH2 NH4 + X

QT 5: HPA tm X X X X Hàm lượng HPA (%) 0,86 10,32 38,67 58,87[TQV3]

Bảng 3.8 cho thấy HPA không thể gắn lên được các nhóm OH còn lại trên chất mang, tương tự như mẫu HPAS-1015. Đối với các mẫu HPAS-815 và HPAS-915, hàm lượng HPA được cố định là khá cao, đạt tương ứng 38,67% và 58,87%. Tuy nhiên, các mẫu vật liệu này không cho kết quả hoạt tính tốt

55 DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL trong phản ứng tổng hợp chất tạo hương fructon, tương tự như trong trường hợp mẫu HPAS-515. Mẫu HPAS-715 là mẫu có hoạt tính tốt nhất trong đó HPA được gắn lên chất mang thông qua nhóm NH4 +. Bởi vậy, mẫu HPAS-715 sẽ được sử dụng để đánh giá bằng các phương pháp đặc trưng tiếp theo sau đây. 3.2.2.1. Kết quả đặc trưng phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) Hình 3.13. Ảnh chụp EDX của mẫu HPAS-715 Hình 3.14. Phổ EDX của mẫu HPAS-715 Bảng 3.9. Hàm lượng nguyên tố trong mẫu HPAS-715 và HPAS-315 % Khối lượng Tên mẫu

W N Al P C

HPAS-715 7,91 7,24 0,3 0,06 15,28 HPAS-315 18,76 3,15 0,28 0,07 20,17

56 DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL Phần trăm khối lượng HPA trên chất mang Al-SBA-15-Cal là: %HPA= %W %Wo

.100= 10,32 %

Kết quả phân tích EDX của mẫu HPAS-715 trên bảng 3.9 cho thấy thành phần nguyên tố ngoài xuất hiện W (7,91%) là thành phần cơ bản của HPA thì còn có sự xuất hiện của Al (0,3%). Điều này chứng tỏ Alđã được đưa lên SBA-15.

Trên phổ EDX cũng xuất hiện nguyên tố N với hàm lượng 7,24% là do nhóm NH4 + liên kết với chất nền Al-SBA-15 dưới dạng ion bù trừ điện tích khung. Hàm lượng HPA của mẫu HPAS-715 bằng 10,32% cho thấy đã gắn được xúc tác HPA trên chất mang Al-SBA-15-Cal mặc dù hàm lượng không cao so với hàm lượng HPA gắn trên Al-SBA-15-OH (mẫu HPAS-315). Kết quả này có thể giải thích như sau: khi sử dụng phương pháp nung, tâm [AlO4 -] thực hiện phản ứng ngưng tụ với nhóm OH silanol làm giảm số lượng tâm NH4

+ phân tán trên vât liệu dưới dạng ion bù trừ điện tích khung, từ đó làm giảm lượng HPA gắn lên vật liệu thông qua việc trao đổi ion với tâm NH4 +. Ngoài ra, nhóm silanol tự do làm tăng tính ưa nước của vật liệu từ đó tăng khả năng hấp phụ HPA nhưng phương pháp nung đã làm mất đi các nhóm OH tự do này.

Một điều đáng chú ý là hàm lượng C trong mẫu HPAS-715 (15,28%) thấp hơn nhiều so với mẫu HPAS-315 (20,17%) chứng tỏ phương pháp nung loại bỏ chất ĐHCT P123 tốt hơn phương pháp oxi hóa bằng H2O2.

Tiếp theo, đề tài tiến hành đo giản đồ XRD để xem phương pháp nung có làm biến dạng khung vật liệu vô cơ hay không và mức độ trật tự của cấu trúc vật liệu.

57 4 DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL 3.2.2.2. Kết quả đặc trưng XRD Hình 3.15. Giản đồ XRD của mẫu HPAS-715 Từ giản đồ XRD của mẫu HPAS-715 (hình 3.15) thấy xuất hiện 3 píc đặc trưng của vật liệu MQTB dạng lục lăng tương ứng với các mặt (100), mặt (110) và mặt (200) xuất hiện ở vùng 2θ nhỏ. Píc có cường độ lớn ứng với mặt (100) có góc 2θ = 0,8o đặc trưng cho vật liệu MQTB, 2 píc có cường độ yếu ứng với các mặt phản xạ (110) và (200) có các góc 2θ tương ứng là 1,60 và 1,80 đặc trưng cho mức độ trật tự lục lăng của vật liệu [2, 33]. Điều này cho thấy, sau khi tiến hành nung để loại bỏ chất ĐHCT P123 và đưa HPA lên chất mang Al-SBA-15 thì vật liệu vẫn giữ được cấu trúc lục lăng đặc trưng và có độ trật tự cao. Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - 7.15 File: CuongSP 715.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 0.500 ° - End: 10.000 ° - Step: 0.010 ° - Step time: 0.7 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 5 s - 2-Theta: 0.500 ° - Theta: 0.250 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0.0 m Lin (Cps) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 2-Theta - Scale 0.6 1 2 3 5 6 7 8 9 10 d=100.582 d=58.206 d=50.963

58 DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL 3.2.2.3. Kết quả phương pháp phổ hồng ngoại (IR) Hình 3.16. Phổ IR của vật liệu HPAS-715

Phổ IR của mẫu HPAS-715 trên hình 3.16 cho các píc điển hình của vật liệu Al-SBA-15 xuất hiện ở 1082, 950, 804, 465 cm-1 đặc trưng cho dao động biến dạng T-O-T trong tứ diện TO4 (T: Si, Al). Píc ở 3439 cm-1 đặc trưng cho liên kết O-H trong Si-OH và liên kết N-H trong NH4

Ngoài ra, còn xuất hiện các píc đặc trưng của HPA ở 804 cm-1, 892 cm-1 (W-O-W), 983 cm-1 (W-O), 1082 cm-1 (P-O) [32]. Những kết quả này cho thấy HPA đã được gắn lên Al-SBA-15 bằng cách tạo liên kết với nhóm chức NH4

+ mà không làm thay đổi cấu trúc và độ trật tự của chất mang.

59 DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL 3.2.2.4. Kết quả phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ- giải hấp phụ N2 (BET) Hình 3.17. Đường đẳng nhiệt hấp phụ – giải hấp phụ N2 của mẫu HPAS-715 Bảng 3.10. Số liệu đặc trưng bằng phương pháp BET của mẫu Al-SBA-15 trước và sau khi đưa HPA Mẫu SBET (m2/g) Vt (cm3/g) Dp (nm) Al-SBA-15-OH 750,70 0,93 5,10 HPAS-315 584,60 0,59 5,05 HPAS-715 651,92 0,86 5,28 Trong đó: SBET: diện tích bề mặt BET Vt: tổng thể tích mao quản Dp: đường kính mao quản Sự thay đổi cấu trúc vật liệu trước và sau khi đưa HPA tiếp tục được đặc trưng bằng phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp phụ N2 (BET).