Bàn về sự ảnh hưởng của phương pháp điều chế đối với hình thái của sản phẩm

Bài viết của nguyêncyperchem Mình đang làm một phần tổng quan về khử NO, thấy có một phần về việc ảnh hưởng của phương pháp điều chế đến sự phân tán của kim loại trên support.

Thành phần và phương pháp điều chế xúc tác ảnh hưởng rất mạnh đến hoạt tính và độ chọn lọc của chất xúc tác. Vd trên Co là rất tốt để minh họa về luận điểm này.

Việc hình thành các ion Co2+ phân tán mạnh trên SiO2 cho phép thu được 1 hệ xúc tác có hoạt tính cao và chọn lọc cao trong phản ứng khử chọn lọc NOx thành N2 với chất khử là propene. Vì SiO2 là hoàn toàn không có hoạt tính nên hoạt tính của hệ xúc tác này được hình thành nên nhờ các cation Coban. Theo Djonev thì các cation coban này có kha năng bị oxy hóa thành Co3+ khi tiếp xúc với hỗn hợp khí NO+O2 hoặc NO2+O2 và hình thành trên bề mặt xúc tác nitrates monodentate. Các thành phần này (NOx-hấp phụ) là các chất oxy hóa mạnh và phản ứng với methane ở 100°C để tạo thành các cấu tử nitro-organic và organics the isocyanate, các cấu tử này được xem như hợp chất trung gian của phản ứng.

Các phân tử Co3O4 được tạo thành cùng với một độ phân tán rất thấp của Co trên support, Co3O4 có hoạt tính cao cho phản ứng phân hủy hydrocarbon, nhưng không giuó ích gì cho phản ứng khử chọn lọc cả.

PP điều chế rất quan trọng đến việc hình thành nên bản chất của Co trong hệ xúc tác. Hệ xúc tác với Co phân tán tốt trên SiO2 có thể thu được từ pp trao đổi ion hoặc nhúng-ướt wet-impregnation với phức acetat. Việc sử dụng muối coban nitrat làm precursor lại ưu tiên cho việc tạo nên Co3O4…

Khi giảm hàm lượng phần trăm Co <2-5 wt.% có thể giảm việc tạo thành các hạt có kích thước lớn hơn. Việc xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao hơn lại có thể làm tăng độ chọn lọc, điều này có thể do việc phân tán lại các phân tử Co có kích thước lớn khi xử lý nhiệt. … Có ai có kinh nghiệm về việc điều chế chất rắn bằng các pp khác nhau và so sánh tính chất sản phẩm từ các pp khác nhau sử dụng không, post lên cho anh em với nhé

Bài viết của aqhl:

  1. pp dung dịch

1.1 pp kết tủa: TiCl4 (TiOSO4) + OH- -> kết tủa -> nung tạo tinh thể cho anatase. Nhược điểm: hình thành hạt lớn, khó kiểm soát kích thước và phân bố kích thước hạt.

1.2 pp solvothermal: Tổng hợp trong nước hay dung môi hữu cơ. Cần thời gian kết tinh. Có thể kiểm soát kích thước hạt, hình thái hạt, pha tinh thể, hóa học bề mặt bằng cách thay đổi thành phần dung dịch, nhiệt độ, áp suất, dung môi, chất phụ gia, thời gian già hóa.

1.3 pp sol-gel: Dùng tổng hợp thin film, powder, membrane. Có 2 dạng: non-alkoxide và alkoxide, gồm 2 bước hydrolysis và condensation. Thuận lợi: độ tinh khiết, độ đồng nhất, dễ đưa dopant vào với nồng độ lớn, dễ xử lý, kiểm soát thành phần, có thể phủ lên diện tích lớn và bề mặt phức tạp. Thường dùng alkoxide và đưa vào các ion dope. Hầu hết TiO2 thương mại tổng hợp bằng pp này.

Gần đây kết hợp với template cho anatase diện tích bề mặt cao với cấu trúc mesopore. đối với thin film cấu trúc nano thường tổng hợp trong autoclave.

1.4 pp vi nhủ tương: Vi nhủ tương nước trong dầu dùng tổng hợp hạt nano, ổn định 2 pha bằng surfactant. Gần đây tổng hợp trong vi nhủ tương nước-supercritical CO2.

1.5 Tổng hợp combustion: TiO(NO3)2 + fuel, nhiệt độ ban đầu 350oC. Cho hạt nano mịn độ kết tinh cao.

1.6 Tổng hợp điện hóa: Tổng hợp advanced thin film như quantum dot, nanopore. Có thể thay đổi thế, mật độ dòng, pH, nhiệt độ để thay đổi đặc tính film.

  1. pp pha khí

2.1 CVD: tạo màng phủ, film. Hình thành do pư hóa học hay phân hủy tiền chất ở pha khí.

2.2 PVD: Tiền chất bốc hơi và ngưng tụ trên substrate. Substrate có thể nóng, lạnh hay ở nhiệt độ phòng. Có thể dùng dòng electron để gia nhiệt tiền chất.

2.3 SPD (spray pyrolysis deposition): ngưng tụ aerosol tạo thin film, powder. Substrate cần nhiệt độ cao.

2.4. Các pp khác: sputtering: dùng plasma Ar + O2 bắn vào bia Ti, ngưng tụ trên substrate.

Molecular beam epitaxy: dùng laser bắn vào bia TiO2 trong plasma Ar+O2, ngưng tụ trên substrate.

Ion implantation: dùng dòng O2+ hoặc O+ và hơi Ti, ngưng tụ trên substrate

Bài của nguyencyperchem: Xét về mức độ đơn giản và giá thành của các pp trên, ông có kinh nghiệm gì không??? Tui thì thấy các pp tẩm, kết tủa là rẻ nhất, sol-gel cũng đơn giản tuy nhiên cũng khá khó kiểm soát.

Nói tóm lại, ngoài việc thay đổi kích thước hạt và khả năng phân bố, việc các pp khác nhau còn có ảnh hưởng gì đến mặt cấu trúc của sản phẩm không. Anh em mình bàn sâu hơn về hướng này đi