Vật liệu mao quản trung bình Cu/SBA-15 được tổng hợp bằng phương pháp trao đối ion

Đề tài do tác giả Hoàng Văn Đức (Đại học Sư phạm, Đại học Huế) và Đặng Tuyết Phương, Nguyễn Hữu Phú (Viện Hóa học, Viện khoa học và công nghệ Việt Nam) thực hiện nghiên cứu tổng hợp vật liệu mao quản trung bình bằng phương pháp trao đối ion.

Nghiên cứu lần lượt tổng hợp SBA-15 theo phương pháp mô tả của Zhao và các cộng sự. Cụ thể, cho 4g P123 hòa tan hoàn toàn trong 150ml HCl 2N ở 40⁰C. Tiếp đó, cho 9g TEOS được nhỏ vào dung dịch trên và khuấy mạnh trong khoảng 3 giờ. Hỗn hợp được khuấy trong 24 giờ ở 400C để tạo gel. Sau đó, gel được đưa vào bình Teflon và tiếp tục thủy nhiệt ở 1000C, nung ở 5500C trong 10 giờ.
Để tổng hợp Cu/ SBA-15, nhóm tác giả cho SBA-15 vào khuấy trong dung dịch NaOH (pH =10) trong 2 giờ để tạo ra các nhóm ≡ Si-O- từ bề mặt vật liệu. Tiếp đó, nhỏ từng giọt dung dịch CuSO₄ vào hỗn hợp. Hỗn hợp được khuấy trong 15 giờ rồi lọc, rửa, sấy khô ở 150⁰C trong 1 giờ và nung đến 500⁰C với tốc độ tăng nhiệt 60 C/phút.
Bằng phương pháp nhiễu xạ phổ Roghen, nghiên cứu tiến hành xác định đặc trưng mẫu SBA-15 và Cu/ SBA-15; xác định hoạt tính xúc tác của Cu/SBA-15. Kết quả cho thấy, khi đưa Cu vào mạng lưới SBA-15 bằng phương pháp trao đổi ion, cấu trúc dạng lục lăng hai chiều của SBA-15 hầu như không bị đổi. Mẫu tổng hợp được vẫn có cấu trúc hình lục lăng hai chiều với trật tự cao, kích thước mao quản đồng đều với đường kính mao quản khoảng 90Å , diện tích bề mặt riêng là 585 m2/g.
Như vậy, xúc tác Cu/ SBA-15 có hoạt tính tốt hơn SBA-15 trong phản ứng oxi hóa phenol đỏ, tạo thành các sản phẩm không còn vòng bezen và hệ mang màu liên hợp.