1 A-GIỚI THIỆU LUẬN ÁN 1. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài luận án Việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường khí đã thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu trong một thời gian dài, đặc biệt trong những năm gần đây xúc tác chuyển hóa ba hướng có khả năng oxi hóa CO, VOCs, và khử NO x xảy ra đồng thời là một ví dụ hoàn hảo cho việc sử dụng các kim loại quý làm chất xúc tác. Do giá thành cao và sự khan hiếm của các kim loại quý các chất xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp sử dụng để chuyển hóa hoàn toàn CO, VOCs đã được tập trung nghiên cứu và ứng dụng. Đó là các đơn oxit, oxit hỗn hợp kích thước nanomet. Ngày nay, nhiều phương pháp tổng hợp vật liệu mới được phát triển nhằm mục đích đạt được những đặc tính mong muốn của sản phẩm. Các phương pháp hóa học pha lỏng bao gồm phương pháp sol - gel, kết tủa, tổng hợp đốt cháy, có thể tạo ra vật liệu xúc tác oxit kích thước nanomet với diện tích bề mặt riêng lớn. Trong số đó phải kể đến phương pháp tổng hợp đốt cháy gel poly vinyl ancol (PVA). Quá trình tổng hợp được thực hiện trên cơ sở phản ứng oxi hóa khử tỏa nhiệt giữa phần kim loại và phần không kim loại. Những nghiên cứu gần đây cho thấy các oxit kim loại chuyển tiếp của sắt, đồng, coban, niken, đã thể hiện hoạt tính mạnh trong phản ứng oxi hóa khí thải. Tuy nhiên, các công bố này ở mức độ đơn lẻ, chưa đánh giá tổng thể khả năng xúc tác của các hợp chất chứa cùng một kim loại. Vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp nano oxit hỗn hợp trên cơ sở niken và thăm dò khả năng xúc tác oxi hóa CO” đã được thực hiện trong khuôn khổ của một luận án khoa học. 2. Đối tƣợng và nhiệm vụ của luận án 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu của luận án Một số nano oxit hỗn hợp chứa niken và phản ứng xúc tác oxi hóa CO trên nano oxit hỗn hợp chứa niken. 2.2. Nhiệm vụ của luận án 2.2.1. Tổng hợp một số nano oxit hỗn hợp chứa niken - Oxit NiO - Spinen NiFe 2 O 4 - Perovskit LaNiO 3 2 2.2.2. Biến tính perovskit LaNiO 3 - Tổng hợp perovskit La 1-x Ce x NiO 3 (x = 0,03; 0,05; 0,10; 0,20; 0,30). - Tổng hợp perovskit LaNi 1-x Co x O 3 (0,05; 0,10; 0,20; 0,50; 1,00). - Tổng hợp oxit hỗn hợp Ce 1-x Ni x O y (0,50; 0,75; 0,86; 0,90). 2.2.3. Nghiên cứu khả năng xúc tác oxi hóa CO trên nano oxit hỗn hợp chứa niken - Khảo sát hoạt tính xúc tác oxi hóa CO trên oxit NiO, spinen NiFe 2 O 4 và perovskit LaNiO 3 - Khảo sát hoạt tính xúc tác oxi hóa CO trên perovskit La 1-x Ce x NiO 3 - Khảo sát hoạt tính xúc tác oxi hóa CO trên perovskit LaNi 1-x Co x O 3 - Khảo sát hoạt tính xúc tác oxi hóa CO trên oxit hỗn hợp Ce 1-x Ni x O y 3. Những đóng góp mới của luận án 1. Tổng hợp thành công oxit hỗn hợp trên cơ sở niken, gồm oxit NiO, spinen NiFe 2 O 4 , perovskit LaNiO 3 bằng phương pháp đốt cháy gel PVA. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp vật liệu oxit như: pH tạo gel, nhiệt độ tạo gel, nhiệt độ nung gel, tỷ lệ PVA/KL tạo gel cũng được khảo sát chi tiết. Đơn pha tinh thể của NiO, NiFe 2 O 4 , LaNiO 3 thu được bằng phương pháp tổng hợp đốt cháy gel PVA có kích thước nanomet (15 nm - 25 nm), diện tích bề mặt riêng cao (23 m 2 /g - 32 m 2 /g). 2. Bằng phương pháp đốt cháy gel PVA đã biến tính thành công LaNiO 3 bởi các nguyên tố Ce, Co tạo thành các hệ oxit hỗn hợp thay thế La 1-x Ce x NiO 3 , Ce 1-x Ni x O y , LaNi 1-x Co x O 3 có cấu trúc pha tinh thể hoàn chỉnh ở giới hạn thay thế xác định. 3. Nghiên cứu hoạt tính xúc tác oxi hóa CO trên các vật liệu NiO, NiFe 2 O 4 , LaNiO 3 cho thấy khả năng chuyển hóa hoàn toàn CO ở nhiệt độ thấp (≤ 310 o C). Hoạt tính xúc tác oxi hóa CO được cải thiện trên các hệ pha tạp Ce, Co (La 1-x Ce x NiO 3 , Ce 1-x Ni x O y , LaNi 1-x Co x O 3 ) và nhiệt độ chuyển hóa hoàn toàn CO đạt 255 o C, 265 o C, 230 o C tương ứng trên các hệ La 0,95 Ce 0,05 NiO 3 , Ce 0,25 Ni 0,75 O y , LaNi 0,90 Co 0,10 O 3 . 4. Bố cục của luận án - Luận án có 114 trang bao gồm: - Mở đầu: 02 trang - Chương 1. Tổng quan: 25 trang - Chương 2. Kỹ thuật thực nghiệm: 14 trang 3 - Chương 3. Kết quả và thảo luận: 71 trang - Kết luận: 02 trang - Phần tài liệu tham khảo có 102 tài liệu về lĩnh vực liên quan của luận án, được cập nhật đến năm 2013. - Phần phụ lục gồm 46 hình và 4 bảng thể hiện các kết quả có liên quan đến luận án. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu 5.1. Phƣơng pháp tổng hợp vật liệu Phương pháp đốt cháy gel PVA có nhiều ưu điểm nổi bật như: nhiệt độ tổng hợp thấp, kích thước hạt nhỏ và diện tích bề mặt lớn, PVA đóng vai trò tạo môi trường đồng thể cho sự phân tán các cation nhờ các nhóm -OH và cung cấp nhiệt quá trình tinh thể hóa. 5.2. Phƣơng pháp xác định đặc trƣng của vật liệu Khảo sát quá trình hình thành pha oxit từ gel theo nhiệt độ được nghiên cứu bằng phương pháp phân tích nhiệt DTA-TGA (Setaram, Pháp). Sự hình thành và biến đổi pha tinh thể của vật liệu tổng hợp và kích thước tinh thể trung bình được xác định bằng phương pháp XRD trên thiết bị Siemens D5000 và Bruker D8 (Đức). Hình thái học và kích thước hạt được xác định bằng hiển vi điện tử quét SEM trên thiết bị Hitachi S-4800 (Nhật). Theo dõi sự hình thành liên kết trong hình thành pha tinh thể bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại FTIR trên máy FT-IR Impact 410-Nicolet (Mỹ). Thành phần của vật liệu được xác định bằng phương pháp hóa học và phương pháp tán xạ năng lượng tia X trên máy JED-2300 (Nhật). 5.3. Phƣơng pháp xác định hoạt tính xúc tác oxi hóa CO Khả năng xúc tác của vật liệu oxit hỗn hợp chứa niken trong phản ứng chuyển hóa CO được khảo sát bằng phương pháp dòng không đổi. Nồng độ CO được hiển thị trên sensor khí Landcom II (Anh). Điều kiện phối trộn khí trên hệ vi dòng, gồm có khí mang 1/10 O 2 + 9/10 N 2 , nồng độ CO được điều chỉnh khoảng 500 ppm - 620 ppm, tốc độ dòng khí 1000 ml/phút, khối lượng vật liệu đánh giá 200 mg (mẫu vật liệu đã được hoạt hóa ở 500 o C trước khi đo). Chương trình phản ứng bề mặt theo nhiệt độ TPSR (Temperature Programmed Surface Reaction) được tiến hành với thiết bị điều khiển nhiệt độ chuyên dụng Siemen. 4 B-NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 1 trình bày tổng quan tài liệu về đặc điểm cấu trúc, tính chất một số oxit hỗn hợp chứa niken. Một số phương pháp tổng hợp, biến tính vật liệu oxit chứa niken và ứng dụng vật liệu oxit chứa niken làm chất xúc tác cho phản ứng oxi hóa. Các mục được đề cập: 1.1. Tổng quan một số oxit hỗn hợp chứa niken 1.1.1. Đặc điểm cấu trúc, tính chất một số oxit chứa niken 1.1.1.1. Cấu trúc tinh thể của oxit NiO 1.1.1.2. Cấu trúc tinh thể của spinen NiFe 2 O 4 1.1.1.3. Cấu trúc tinh thể của perovskit LaNiO 3 1.1.2. Tính chất hấp phụ hóa học trên oxit chứa niken 1.1.3. Biến tính một số oxit chứa niken 1.2. Phản ứng oxi hóa trên xúc tác oxit kim loại 1.2.1. Cơ chế xúc tác oxi hóa trên oxit kim loại 1.2.2. Cơ chế xúc tác oxi hóa trên oxit kim loại 1.3. Ứng dụng xúc tác oxi hóa khí thải trên oxit chứa niken 1.3.1. Phản ứng oxi hóa CO 1.3.2. Phản ứng oxi hóa các hợp chất hữu cơ 1.4. Một số phương pháp tổng hợp oxit chứa niken 1.4.1. Phương pháp kết tủa 1.4.2. Phương pháp sol - gel 1.4.3. Phương pháp tổng hợp đốt cháy gel Nhận xét phần tổng quan: 1. Vật liệu oxit chứa niken tồn tại trong nhiều trạng thái cấu trúc như trong đơn oxit (oxit NiO), oxit hỗn hợp kiểu cấu trúc spinen (spinen NiB 2 O 4 ) hay oxit hỗn hợp kiểu cấu trúc perovskit (perovskit ANiO 3 ). Do đặc tính bán dẫn (tính chất dẫn điện) nên vật liệu oxit chứa niken đóng vai trò làm chất xúc tác oxi hóa chuyển hóa khí thải như CO, VOCs có khả năng làm việc ở nhiệt độ thấp. 2. Mặt khác, với đặc tính về cấu trúc nên oxit chứa niken có thể biến tính bằng nhiều cách khác nhau như: tạo dung dịch rắn với hệ oxit khác, hoặc pha tạp với một số nguyên tố kim loại khác dưới dạng cấu trúc thay thế. Việc biến tính vật liệu có thể tăng diện tích bề mặt, tăng tâm hoạt động hay các hiệu ứng tương tác của ion gốc với 5 ion pha tạp làm thay đổi năng lượng liên kết dẫn tới hoạt tính xúc tác của vật liệu tăng. Tổng hợp vật liệu oxit hỗn hợp chứa niken theo hướng pha tạp vào mạng tinh thể oxit hỗn hợp kiểu A 1-x A ’ x Ni 1-y B ’ y O 3 và Ni 1-x A ’ x B 2-x B ’ x O 4 ; hay tạo thành hệ oxit hỗn hợp Ni 1-x A x ’ O y với mục đích tạo ra dung dịch rắn hoặc trạng thái siêu phân tán như: NiO-CeO 2 , NiO-Al 2 O 3 , NiO-CoO là hướng đi mới nhằm tăng hoạt tính oxi hóa của vật liệu. 3. Có nhiều phương pháp tổng hợp vật liệu oxit chứa niken với kích thước nanomet như: phương pháp kết tủa, phương pháp sol - gel hay phương pháp đốt cháy gel. Trong đó, phải kể đến phương pháp đốt cháy gel PVA đã được sử nhiều trong thời gian gần đây nhằm tổng hợp các oxit kim loại có kích thước nanomet và diện tích bề mặt lớn, bởi vì PVA tạo thành mạng lưới phân tán đồng đều các hạt ngăn cản sự hình thành kết tụ. CHƢƠNG 2. KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM Chương 2 trình bày cách tiến hành và các bước tổng hợp vật liệu đối với từng oxit chứa niken cụ thể theo phương pháp tổng hợp đốt cháy gel PVA, nguyên lý cơ bản các phương pháp đánh giá đặc trưng của vật liệu và phương pháp xác định hoạt tính xúc tác oxi hóa CO trên vật liệu oxit chứa niken. Các mục được đề cập: 2.1. Phương pháp tổng hợp vật liệu 2.1.1. Hóa chất 2.1.2. Lựa chọn phương pháp tổng hợp oxit chứa niken 2.1.3. Quy trình tổng hợp vật liệu oxit chứa niken 2.1.3.1. Oxit NiO 2.1.3.2. Spinen NiFe 2 O 4 2.1.3.3. Perovskit LaNiO 3 2.1.3.4. Perovskit La 1-x Ce x NiO 3 2.1.3.5. Oxit hỗn hợp Ce 1-x Ni x O y 2.1.3.6. Perovskit LaNi 1-x Co x O 3 2.2. Phương pháp đánh giá đặc trưng của vật liệu 2.2.1. Phương pháp phân tích nhiệt 2.2.2. Phương pháp nhiễu xạ tia X 2.2.3. Phương pháp hiển vi điện tử 2.2.4. Phương pháp tán xạ năng lượng tia X 2.2.5. Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng 6 2.2.6. Phương pháp quang phổ hồng ngoại 2.3. Phương pháp phân tích nguyên tố 2.4. Phương pháp nghiên cứu hoạt tính xúc tác Nhận xét phần kỹ thuật thực nghiệm: 1. Tổng hợp vật liệu oxit bằng phương pháp đốt cháy gel PVA là cách đi hiệu quả để thu được vật liệu oxit có kích thước nanomet, cũng như các hợp chất biến tính của nó. Đây là phương pháp tổng hợp vật liệu sử dụng nguyên liệu giá rẻ, thân thiện môi trường, cách thức tiến hành đơn giản. 2. Các phương pháp xác định đặc trưng xúc tác hiện đại, thông dụng, kết quả đáng tin cậy. Cung cấp những thông số cơ bản của vật liệu xúc tác. 3. Đánh giá hoạt xúc tác trên thiết bị vi dòng theo chương trình nhiệt độ là phương pháp có độ chính xác cao, đáng tin cậy. CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Tổng hợp một số oxit hỗn hợp chứa niken Trên cơ sở phương pháp tổng hợp đốt cháy gel PVA, một số oxit hỗn hợp chứa niken đã được tổng hợp như oxit NiO, spinen NiFe 2 O 4 , perovskit LaNiO 3 . Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp đã được khảo sát chi tiết để tìm ra giá trị tối ưu, gồm có: Nhiệt độ tạo gel KL-PVA, pH tạo gel KL-PVA, tỷ lệ mol KL/PVA, nhiệt độ nung gel KL-PVA. Sau đây một số đặc trưng các oxit chứa niken tổng hợp ở điều kiện tối ưu. 3.1.1. Tổng hợp và đặc trƣng oxit NiO Đã tổng hợp oxit NiO ở điều kiện tối ưu: tỷ lệ mol Ni 2+ /PVA = 1/3, tạo gel Ni 2+ -PVA ở 80 o C, tạo gel Ni 2+ -PVA ở pH = 4, gel Ni 2+ -PVA được sấy, nung ở 600 o C trong 2 giờ. Kết quả giản đồ XRD của mẫu oxit NiO tối ưu trên hình 3.1 cho thấy, xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trưng duy nhất cho sự hình thành đơn pha tinh thể NiO với cấu trúc tinh thể theo kiểu mạng lập phương và kích thước tinh thể trung bình tính theo phương trình bán thực nghiệm Scherrer đạt 25,8 nm. Trên ảnh SEM hình 3.2 cho thấy, hình thái học bề mặt của mẫu oxit NiO thể hiện các hạt oxit NiO có dạng hình cầu, kích thước đồng đều với đường kính trung bình trong khoảng 10 nm - 30 nm. Diện tích bề mặt riêng của mẫu oxit NiO đạt 32,6 m 2 /g. 7 Hình 3.1: Giản đồ XRD của mẫu oxit NiO Hình 3.2: Ảnh SEM của mẫu oxit NiO 3.1.2. Tổng hợp và đặc trƣng spinen NiFe 2 O 4 Đã tổng hợp spinen NiFe 2 O 4 ở điều kiện tối ưu: tỷ lệ mol (Ni 2+ +Fe 3+ )/PVA = 1/3, tạo gel (Ni 2+ +Fe 3+ )-PVA ở 60 o C, tạo gel (Ni 2+ +Fe 3+ )-PVA ở pH = 4, gel (Ni 2+ +Fe 3+ )-PVA được sấy, nung ở 500 o C trong 2 giờ. Trên hình 3.3 thể hiện giản đồ XRD của mẫu spinen NiFe 2 O 4 tối ưu, kết quả thu được cho thấy xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trưng duy nhất pha tinh thể NiFe 2 O 4 với cấu trúc tinh thể theo kiểu mạng lập phương, tính kích thước tinh thể trung bình theo phương trình bán thực nghiệm Scherrer đạt 15,2 nm. 8 Kết quả ảnh SEM trên hình 3.4 cho thấy, mẫu spinen NiFe 2 O 4 thể hiện các hạt có xu hướng chụm lại, kích thước đồng đều với đường kính hạt phân bố trong khoảng 10 nm - 20 nm. Diện tích bề mặt riêng của mẫu spinen NiFe 2 O 4 đạt 39,4 m 2 /g. Hình 3.3: Giản đồ XRD của mẫu spinen NiFe 2 O 4 Hình 3.4: Ảnh SEM của mẫu spinen NiFe 2 O 4 3.1.3. Tổng hợp và đặc trƣng perovskit LaNiO 3 Đã tổng hợp perovskit LaNiO 3 ở điều kiện tối ưu: tạo gel ở pH = 4, tỷ lệ mol (La 3+ +Ni 2+ )/PVA = 1/3, nhiệt độ tạo gel 80 o C và gel sau khi hình thành được sấy và nung ở 600 o C trong 2 giờ. 9 Hình 3.5: Giản đồ XRD của mẫu perovskit LaNiO 3 Hình 3.6: Ảnh SEM của mẫu perovskit LaNiO 3 Kết quả trên giản đồ XRD hình 3.5 cho thấy, mẫu tổng hợp xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trưng duy nhất cho đơn pha tinh thể LaNiO 3 với cấu trúc tinh thể kiểu hệ mặt thoi, kích thước tinh thể trung bình perovskit LaNiO 3 tính theo phương trình bán thực nghiệm Scherrer đạt 18,3 nm. Kết quả ảnh SEM trên hình 3.6 cho thấy, các hạt perovskit LaNiO 3 có dạng hình cầu với kích thước hạt khá đồng đều, đường kính hạt trung bình phân bố trong khoảng 30 nm - 50 nm. Diện tích bề mặt riêng của mẫu perovskit LaNiO 3 đạt 23,5 m 2 /g. 10 3.2. Biến tính các oxit hỗn hợp chứa niken Với mục đích nâng cao hoạt tính xúc tác oxi hóa CO, perovskit LaNiO 3 đã được biến tính. Các kết quả biến tính vật liệu perovskit LaNiO 3 khi thay thế nguyên tố vị trí La thay bằng Ce và ở vị trí Ni thay bằng Co nhằm tạo ra loại vật liệu mới có hoạt tính xúc tác oxi hóa CO cao hơn so với perovskit LaNiO 3 ban đầu. 3.2.1. Tổng hợp và đặc trƣng perovskit La 0,97 Ce 0,03 NiO 3 Mẫu gel (La 3+ + Ce 3+ +Ni 2+ )-PVA được tổng hợp ở điều kiện pH = 4, tỷ lệ mol (La 3+ + Ce 3+ +Ni 2+ )/PVA = 1/3, nhiệt độ tạo gel 80 o C. Gel sau khi hình thành được sấy và nung ở 700 o C trong 2 giờ để thu được đơn pha tinh thể La 0,97 Ce 0,03 NiO 3 . Hình 3.7: Giản đồ XRD của mẫu perovskit La 0,97 Ce 0,03 NiO 3 Giản đồ XRD trên hình 3.7 cho thấy, mẫu La 0,97 Ce 0,03 NiO 3 được tổng hợp xuất hiện các vạch nhiễu xạ đặc trưng duy nhất cho sự hình thành đơn pha tinh thể perovskit với cấu trúc tinh thể kiểu hệ mặt thoi, kích thước tinh thể trung bình được tính theo phương trình bán thực nghiệm Scherrer đạt 20,1 nm. Như vậy có thể nói rằng đơn pha tinh thể perovskit đã hình thành khi nung gel (La 3+ +Ce 3+ +Ni 2+ )- PVA ở 700 o C. Tuy nhiên, trên giản đồ XRD chỉ thể hiện các vạch nhiễu xạ đặc trưng cho pha tinh thể LaNiO 3 , do ngân hàng phổ chưa có phổ chuẩn pha mới này (La 0,97 Ce 0,03 NiO 3 ). Để xác định sự có mặt của xeri trong perovskit, phổ EDX được sử dụng. Hình 3.8 là phổ EDX của mẫu gel (La 3+ +Ce 3+ +Ni 2+ )-PVA nung ở 700 o C trong 2 giờ, ứng với sự thay thế tương ứng 3 % La [...]... tán trong tâm xúc tác của phần dịch rắn Ce1-xNixOy hình thành cũng như dạng oxit CeO2 tự do Bảng 3.6: Nhiệt độ xúc tác oxi hóa CO trên oxit hỗn hợp Ce1-xNixOy Vật liệu xúc tác Nhiệt độ xúc tác (oC) o T10 ( C) T50 (oC) T100 (oC) Oxit hỗn hợp Ce0,50Ni0,50Oy 150 200 275 Oxit hỗn hợp Ce0,25Ni0,75Oy 140 198 265 Oxit hỗn hợp Ce0,14Ni0,86Oy 160 212 280 Oxit hỗn hợp Ce0,10Ni0,90Oy 165 218 285 Oxit CeO2 190... 3.22: Hoạt tính xúc tác oxi hóa CO trên oxit hỗn hợp Ce1-xNixOy Như vậy pha tạp Ce trong oxit hỗn hợp Ce1-xNixOy ở tỷ lệ mol Ce/Ni =1/3 trên hệ Ce0,25Ni0,75O5 đã làm tăng cực đại độ chuyển hóa CO có thể do sự tồn tại oxit NiO kích thước siêu nhỏ trên nền dung dịch rắn Ce1-xNixO2 và một phần CeO2 tự do 3.3.4 Hoạt tính xúc tác oxi hóa CO trên perovskit LaNi1-xCoxO3 Kết quả trên hình 3.23 và bảng 3.7 cho... 205 270 Oxit NiO 170 220 290 Spinen NiFe2O4 180 230 310 Hình 3.20: Hoạt tính xúc tác oxi hóa CO trên oxit chứa niken 3.3.2 Hoạt tính xúc tác oxi hóa CO trên perovskit La1-xCexNiO3 Kết quả đo hoạt tính xúc tác oxi hóa trên các mẫu vật liệu perovskit La1-xCexNiO3 với x = 0,03; 0,05; 0,10; 0,20; 0,30 được chỉ ra trên hình 3.21 và bảng 3.5 cho thấy nhiệt độ xúc tác (T10, T50, T100) chuyển hóa CO trên perovskit... Hoạt tính xúc tác oxi hóa CO của perovskit LaNi0,9 0Co0 ,10O3 là tốt nhất trong các mẫu khảo sát với nhiệt độ xúc tác T10, T50, T100 chuyển hóa CO đạt tương ứng 139oC, 174oC, 230oC Hoạt tính xúc tác giảm dần theo thứ tự tăng hàm lượng Ni thay thế: LaNi0,9 0Co0 ,10O3 > LaNi0,8 0Co0 ,20O3 > LaNi0,5 0Co0 ,50O3 Hình 3.23: Hoạt tính xúc tác oxi hóa CO trên LaNi1-xCoxO3 Bảng 3.7: Nhiệt độ xúc tác oxi hóa CO trên perovskit... xúc tác, nhiệt độ xúc tác chuyển CO được chỉ ra trên bảng 3.4 cho thấy, vật liệu xúc tác perovskit LaNiO3 đạt độ chuyển hóa hoàn toàn ở nhiệt độ thấp tương ứng 270oC, đối với vật liệu xúc tác oxit NiO và vật liệu xúc tác spinen NiFe2O4 đạt độ chuyển hóa hoàn toàn CO tương ứng là 290oC, 310oC Bảng 3.4: Nhiệt độ xúc tác oxi hóa CO trên oxit chứa niken Vật liệu xúc tác Nhiệt độ xúc tác (oC) T10 T50 T100... XRD của các mẫu oxit NiO, CeO2, Ce0,50Ni0,50Oy 3.2.2.2 Tổng hợp và đặc trƣng của oxit hỗn hợp Ce1-xNixOy Tổng hợp các mẫu oxit hỗn hợp Ce1-xNixOy khi tăng hàm lượng niken trong mẫu, điều kiện tạo gel tiến hành tương tự với mẫu oxit hỗn hợp Ce0,5Ni0,5Oy Kết quả XRD các mẫu gel (Ce3++Ni2+)PVA nung được chỉ ra trên hình 3.14 14 Hình 3.14: Giản đồ XRD của mẫu oxit hỗn hợp Ce1-xNixOy Kết quả trên hình 3.14... hóa CO trên oxit hỗn hợp chứa niken Kết quả trên hình 3.20 cho thấy, tất cả các mẫu vật liệu đều có hoạt tính xúc tác oxi CO tốt, đạt độ chuyển hóa hoàn toàn CO dưới 310oC Có thể nhận thấy mẫu vật liệu xúc tác perovskit LaNiO3 có hoạt tính mạnh nhất, sau đó là vật liệu xúc tác oxit NiO và cuối 19 cùng là vật liệu xúc tác spinen NiFe2O4 Để có thể so sánh hoạt tính của các vật liệu xúc tác, nhiệt độ xúc. .. tính xúc tác oxi hóa CO trên oxit hỗn hợp Ce1-xNixOy Kết quả cho thấy, tất cả các mẫu xúc tác oxit hỗn hợp Ce1xNixOy đều cho hoạt tính xúc tác mạnh, cao hơn các oxit NiO và CeO2 riêng rẽ Mẫu có hoạt tính xúc tác lớn nhất với nhiệt độ xúc tác T10, T50, T100 tương ứng 140oC, 198oC, 265oC là oxit hỗn hợp Ce0,25Ni0,75Oy Đối với hàm lượng khác của niken trong oxit hỗn hợp Ce1-xNixOy hoạt tính mẫu đều giảm... thể NiO 12 và Ce7O12 đã được tách ra, và chính các pha tinh thể tách ra đã làm tăng diện tích bề mặt riêng của mẫu Kích thước tinh thể trung bình pha perovskit hình thành không thay đổi nhiều 3.2.2 Tổng hợp và đặc trƣng oxit hỗn hợp Ce1-xNixOy 3.2.2.1 Tổng hợp và đặc trƣng oxit hỗn hợp Ce0,50Ni0,50Oy Chế tạo oxit hỗn hợp Ce0,50Ni0,50Oy ở điều kiện tối ưu, gồm: gel (Ce3++Ni2+)-PVA được tổng hợp ở nhiệt... Ni/Ce >3) mẫu chỉ có khả năng trao đổi oxi bề mặt và hoạt tính của mẫu có xu hướng giảm về hoạt tính của mẫu oxit NiO Ngược lại, khi hàm lượng Ce cao mẫu chỉ có khả năng trao đổi khuếch tán với oxy trong khối xúc tác (tính chất trao đổi oxi của CeO2) Với tỷ lệ pha tạp phù hợp, ứng với mẫu xúc tác oxit hỗn hợp Ce0,25Ni0,75Oy, vật liệu không những có khả năng trao đổi oxi bề mặt do oxit NiO 21 siêu phân . số oxit chứa niken 1.2. Phản ứng oxi hóa trên xúc tác oxit kim loại 1.2.1. Cơ chế xúc tác oxi hóa trên oxit kim loại 1.2.2. Cơ chế xúc tác oxi hóa trên oxit kim loại 1.3. Ứng dụng xúc tác oxi. tƣợng nghiên cứu của luận án Một số nano oxit hỗn hợp chứa niken và phản ứng xúc tác oxi hóa CO trên nano oxit hỗn hợp chứa niken. 2.2. Nhiệm vụ của luận án 2.2.1. Tổng hợp một số nano oxit hỗn. vậy, đề tài: Nghiên cứu tổng hợp nano oxit hỗn hợp trên cơ sở niken và thăm dò khả năng xúc tác oxi hóa CO đã được thực hiện trong khuôn khổ của một luận án khoa học. 2. Đối tƣợng và nhiệm vụ