Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu năm 2016

Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu
MỤC LỤC
Chương I
PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ ĐA LỚP BET
I. Khái niệm về hấp phụ
II. Phương pháp hấp phụ đa lớp BET.
II.1.Cơ sở của phương pháp
II.2. Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động
III. Kết quả đo diện tích bề mặt BET của hệ xúc tác ba cấu tử Bi-Mo-V
Chương II
PHƯƠNG PHÁP NHIỄU XẠ TIA X
I. Nhiễu xạ tia X (XRD)
I.1. Giới thiệu về tia X.
I.2. Cơ sở của phương pháp nhiễu xạ tia X
II. Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động
II.1. Cấu tạo.
II.2. Nguyên tắc hoạt động:
II.3. Thực nghiệm phân tích nhiễu xạ tia X
II.4. Các phương pháp tính toán.
III. Ứng dụng của phương pháp XRD
IV. Ưu nhược điểm của phương pháp XRD
V. Đánh giá kết quả phổ XRD .
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LỜI MỞ ĐẦU

Mục đích của môn học nghiên cứu cấu trúc vật liệu trong công nghệ
hóa học:
-Nghiên cứu thành phần của vật liệu và xác định các tính chất của
vật liệu
- Liên hệ giữa thành phần, tính chất vật liệu với khả năng ứng dụng
vào xúc tác và hấp phụ.

- Chế tạo xúc tác và vật liệu mới.
Để xác định cấu trúc của vật liệu, người ta sử dụng chủ yếu là các
phương pháp hóa lý. Có nhiều phương pháp như phổ hồng ngoại, X-ray,
phổ khối, cộng hưởng từ hạt nhân, phân tích nhiệt, …Các phương pháp
này vừa mang tính độc lập, vừa mang tính hỗ trợ. Với một chất phức tạp
phải sử dụng nhiều phương pháp, dựa trên nhiều khía cạnh để đánh giá
chính xác về cấu trúc vật liệu.


Trong giới hạn bài tiểu luận này, em xin báo cáo một phương pháp
phân tích cấu trúc thông dụng đang được sử dụng tại phòng thí nghiệm
Hóa dầu thuộc Đại học Bách khoa Hà Nội đó là phương pháp:
Phương pháp Phổ hấp thụ hồng ngoại.
Phương pháp Phân tích nhiệt.
Phương pháp nhiễu xạ tia X.
Phương pháp hấp phụ đa lớp BET.
Xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lê Văn Hiếu cùng các thầy cô phụ
trách phòng thí nghiêm Hóa dầu-ĐH Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện tốt
nhất cho em hoàn thành báo cáo này.
Học viên
Trần Thị Mỹ Thẩm

Chương I

PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ ĐA LỚP BET
I. Khái niệm về hấp phụ
Hấp phụ là quá trình tụ tập các phân tử khí, hơi hoặc các phân tử,
ion của chất tan lên bề mặt phân chia pha. Bề mặt phân chia pha có thể là
lỏng – rắn, lỏng-khí, khí – rắn.
Có hai dạng hấp phụ là hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.

Hấp phụ vật lý là quá trình các phân tử bị hấp phụ liên kết với những
tiểu phân (nguyên tử, phân tử, các ion,..) ở bề mặt phân chia pha bởi các
liên kết Vander Walls yếu hoặc liên kết hydro. Sự hấp phụ vật lý luôn luôn
thuận nghịch và nhiệt hấp phụ không lớn.
Hấp phụ hóa học là quá trình hình thành liên kết hóa học giữa các
phân tử bị hấp phụ và hấp phụ ngay trên bề mặt phân chia pha. Hấp phụ
hóa học thường xảy ra bất thuận nghịch và nhiệt hấp phụ rất lớn.
Đối với xúc tác phân chia thành 3 dang: xúc tác mao quản
lớnmacropores (> 50 nm), xúc tác mao quản trung bình mesopores (2 - 50
nm) và xúc tác vi mao quản micropores (< 2 nm).

II. Phương pháp hấp phụ đa lớp BET.
II.1.Cơ sở của phương pháp


Mô hình hấp phụ thường được sử dụng cho quá trình hấp phụ đa lớp
được giới thiệu bởi Brunauer, Emmett và Teller và được biết như là
phương trình BET. Nó dựa trên những giả thiết sau:
- Nhiệt hấp phụ (λ, q Kcal/mol) không đổi trong suốt quá trình hấp
phụ.
- Các phân tử bị hấp phụ lên bề mặt xúc tác không cạnh tranh lẫn
nhau, độc lập với nhau.
- Mỗi một trung tâm hấp phụ chỉ hấp phụ một phân tử.
- Số trung tâm hấp phụ của chất hấp phụ không đổi.
- Các phân tử bị hấp phụ đầu tiên có tương tác với nhau tạo ra lực,
lực này tạo điều kiện cho lớp hấp phụ thứ 2, 3, …n.
- Tốc độ hấp phụ (ra) trên lớp hấp phụ thứ (i) bằng với tốc độ nhả hấp
phụ (ra) của lớp (i+1).
- Nhiệt hấp phụ ở lớp đầu tiên là rất lớn so với nhiệt hấp phụ của
những lớp tiếp theo. Nhiệt hấp phụ từ lớp thứ hai trở lên đến lớp ngưng tụ

là bằng nhau và bằng nhiệt ngưng tụ.
ΔHd2 = ΔHd3 = … = ΔHdn
Phương trình cơ bản của BET là:

Trong đó: V là thể tích khí (ở điều kiện tiêu chuẩn) được hấp phụ và
Vm là thể tích khí (ở điều kiện tiêu chuẩn) được hấp phụ trong một lớp. c =
exp(Q-L)/RT, trong đó Q là nhiệt của quá trình hấp phụ lớp chất bị hấp phụ
đầu tiên và L là ẩn nhiệt ngưng tụ của khí, bằng với nhiệt của quá trình hấp
phụ ở những lớp tiếp theo. Áp suất tương đối của khí là P/P o[1].
Trong phương pháp BET áp dụng cho thực tế, thể tích của khí được
hấp phụ được đo ở nhiệt độ không đổi, khi đó nó là hàm của áp suất và đồ
thị được xây dựng là P/V(Po-P) theo P/Po.
Xây dựng biểu đồ mà P/V(P o-P) phụ thuộc vào P/P o sẽ nhận được
một đoạn thẳng trong khoảng giá trị của áp suất tương đối từ 0,05 đến 0,3.
Độ nghiêng (tgα) và tung độ của điểm cắt cho phép xác định thể tích của
lớp phủ đơn lớp ( lớp đơn phân tử) Vm và hằng số C.
Bề mặt riêng xác định theo phương pháp BET là tích số của số phân
tử bị hấp phụ nhân với tiết diện ngang của một phân tử chiếm chỗ trên bề
mặt vật rắn. Diện tích bề mặt riêng được tính theo công thức:
S= nmAmN (m2/g)
Trong đó:
S : diện tích bề mặt (m2/g).
nm : dung lượng hấp phụ (mol/g).


Am : diện tích bị chiếm bởi một phân tử (m2/phân tử).
N : số Avogadro ( số phân tử/mol)[6].
Trường hợp hay gặp nhất là hấp phụ vật lý của Nitơ (N 2) ở 77K có
tiết diện ngang của N 2 bằng 0,162 nm2. Nếu Vm được biểu diễn qua đơn vị
cm3/g và SBET là m2/g thì ta có biểu thức:

SBET = 4,35Vm.
Việc xác định tiết diện ngang của phân tử N 2 được thực hiện với
các chất rắn khác nhau không có cấu trúc mao quản và có độ hạt khá đồng
đều. Bằng phương pháp kính hiển vi điện tử người ta xác định được diện
tích bề mặt, biết Vm thì suy ra tiết diện ngang. Đối với các chất bị hấp phụ
khác, người ta đã xác định sẵn và lập bảng.
Các giá trị tiết diện ngang không phải là đại lượng tuyệt đối. chúng
có thể phụ thuộc vào nhiệt độ hấp phụ và các tính chất vật lý của bề mặt.
Chẳng hạn như, trạng thái hấp phụ của krypton ở 77K, tức là dưới điểm tới
hạn của nó, luôn là vấn đề tranh cãi. Hoặc như, sự hấp phụ các phân tử
N2 có thể được thực hiện theo hương vuông góc hoặc song song với bề
mặt vật rắn mà Rouquerol và các cộng sự đã xác định theo phương pháp
microcalorimet (phương pháp vi nhiệt lượng kế). Cần hết sức thận trọng
đối với những trường hợp chất hấp phụ tương tác với bề mặt. Chính vì lý
do đó người ta thường lựa chọn các khí trơ và nhiệt độ thấp để xác định
bề mặt riêng. N2 là chất khí được sử dụng nhiều nhất trong phép đo bề mặt
BET. Trong một số trường hợp cần có sự khuếch tán tốt trong các vi mao
quản người ta phải chọn các phân tử hay nguyên tử bé hơn nitơ. Argon là
ứng cử viên số một, sau đó là heli và hydro. Tuy nhiên, hydro có thể hấp
phụ hóa học , còn heli thì khó thao tác thực nghiệm, do đó, việc ứng dụng
chúng bị hạn chế.
Hình 12. Đồ thị BET.
II.2. Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động, các đặc điểm của thiết bị hấp phụ đa lớp
BET
II.2.1.Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
Mẫu được đặt trong cell đo, sau đó dùng bơm chân không cao để
hút chân không đến áp suất 10 -9 mmHg nhằm loại bỏ các khí có trong mao
quản của mẫu. Cho mẫu hấp phụ các chất bị hấp phụ (ở đây dùng N 2 lỏng
ở 77K). Đo áp suất trước và sau khi hấp phụ, từ đó suy ra lượng hấp phụ,
ta có một điểm trên đường hấp phụ. Tiến hành cho đến khi P/P o=1 thì

ngừng hấp phụ, rồi tiến hành nhả hấp phụ, với mỗi giá trị P/P o ta lại có một
điểm trên đường nhả hấp phụ.
II.2.2. Đặc tính kỹ thuật của ASAP 2010


•
Khoảng đo diện tích bề mặt riêng 0,01 ÷ 3.000 m2/g.
•
Khoảng đo đường kính mao quản 0,35 ÷ 300 nm.
•
2 ống chuẩn bị mẫu: từ nhiệt độ môi trường tới 450 OC, chân
không 10-3 mmHg (torr).
•
1 cổng phân tích: chân không đạt tới 10 -9 mmHg (torr), hấp
phụ N2 tại nhiệt độ -196OC (Nitơ lỏng tinh khiết).
•
Xác định diện tích bề mặt vật liệu rắn theo phương pháp hấp
phụ vật lý tĩnh đa điểm, xác định phân bố mao quản.
II.2.3. Khả năng thực nghiệm
•
Xác định phân bố mao quản theo phương pháp BJH (BarretJoyner-Halenda) từ đường hấp phụ và nhả hấp phụ.
•
Xác định phân bố mao quản theo phương trình HorvathKawazoe (cho vật liệu micropore).
•
Xác định diện tích bề mặt riêng và thể tích mao quản theo
phương pháp Dubinin (cho vật liệu micropore-C).
•
Tính toán năng lượng hấp phụ theo DFT (Density Functional
Theory).
II.2.4. Các đặc điểm phần mềm ASAP 2010

•
Hoạt động trong môi trường Window® quen thuộc và thân
thiện.
•
Tự động điều khiển toàn bộ quá trình chuẩn bị mẫu và phân
tích.
•
Tính toán theo các phương trình và các phương pháp.
•
Báo cáo dạng file pdf rất thuận tiện khi chuyển sang word
hoặc ppt.
II.2.5. Đặc điểm phần cứng ASAP 2010
•
Hệ thống van điều khiển được chế tạo trong tấm thép không rỉ
nguyên khối loại trừ ảnh hưởng của nhiệt độ.
•
Hệ thống chân không bao gồm chân không sơ cấp và chân
không thứ cấp có thể đạt 10-12torr.
•
Bộ cảm biến áp suất có độ nhạy rất cao.
•
Bình Dewar có dung tích 3 lit cho phép thực hiện phép đo liên
tục trong suốt 72 h.
•
Có áo nhiệt đặc biệt cho ống đựng mẫu đảm bảo ổn định
nhiệt độ tuyệt đối trong suốt qúa trình đo isotherm.
•
Các cổng chuẩn bị mẫu và phân tích có filter cho phép đo
mẫu dạng bột không cần ép viên.

III. Kết quả đo diện tích bề mặt BET của hệ xúc tác ba cấu tử Bi-Mo-V


Các mẫu xúc tác Bitmut-Molypden-Vanadi bằng phương pháp
solgel và đồng kết tủa được đo diện tích bề mặt riêng trên hệ Micromeritics
ASAP 2010, PTN Lọc Hoá Dầu, ĐHBK Hà Nội. Bởi vì hệ xúc tác BismuthMolipden-Vanadi là hệ vật liệu không có mao quản nên bề mặt riêng của
các mẫu thường rất thấp (1-4m2g-1). Do đó, khi tiến hành đo để tránh sai số
chúng tôi đã đưa lượng mẫu lớn vào trong cell đo (>1g xúc tác). Do diện
tích bề mặt của các mẫu tổng hợp được đều rất nhỏ nên chúng tôi không
quan sát thấy sự phụ thuộc của hoạt tính xúc tác vào bề mặt riêng. Do đó
chúng tôi mới chỉ dừng lại khảo sát hoạt tính xúc tác của các mẫu theo
thành phần pha. Đây cũng chính là nhược điểm của hệ xúc tác Bismuth
Molipdat cho nên công cụ BET chưa đóng vai trò là công cụ mạnh trong
nghiên cứu hệ xúc tác này.
Mẫu xúc tác Bi0,85V0,55Mo0,45O4 điều chế theo phương pháp đồng kết
tủa có diện tích bề mặt S BET = 2,103m2/g, nhỏ hơn so với mẫu xúc tác
Bi0,85V0,55Mo0,45O4 điều chế theo phương pháp solgel có S BET = 2,96m2/g.
Điều này được giải thích là với mẫu xúc tác điều chế theo phương pháp
solgel, vì có Citric nên khi nung, citric bị cháy hết, để lại phần bề mặt được
giải phóng của xúc tác. Cũng do citric bị cháy như vậy, cũng làm cho các
hạt trên bề mặt xúc tác một phần bị thiêu kết.

Chương II
PHƯƠNG PHÁP NHIỄU XẠ TIA X
(X-ray diffraction)

I. Nhiễu xạ tia X (XRD):
I.1. Giới thiệu về tia X.
Vào năm 1895, nhà vật lý người Đức William Rontgen đã tìm ra tia X
và xác định được chúng có các tính chất sau đây: truyền theo đường

thẳng; tia X bị hấp thụ theo tỷ lệ hàm mũ theo khối lượng của chất hấp thụ;
làm đen kính ảnh; tạo thành hình ảnh của vật hấp thụ trên giấy ảnh. Sau
đó. Rontgen đã được nhận giải Nobel vào năm 1901. Cuộc tranh luận về
bản chất sóng hạt của tia X đã dẫn tới sự ra đời của thuyết tương đối và
cơ học lượng tử.
Bản chất vật lý của tia X là bức xạ sóng điện từ vừa có tính chất
sóng vừa có tính chất hạt. Tia X được truyền đi trong không gian với tốc độ
ánh sáng và mang năng lượng từ 200eV đến 1 MeV xác định theo phương
trình:
E = hγ = hc/λ


Trong đó: γ là tần số của bức xạ tia X, Hz
λ :bước sóng của bức xạ tia X,Å (từ 102 đến 10-2 Å,
trong nghiên cứu sử dụng λ = 0,5 ÷2,5 Å)
c là số tốc độ ánh sáng, c= 2,998 x 108 m/s
h là hằng số Plank, h= 4,136 x 10-15 eV.s
Khi cho chùm tia X có bước sóng λ0 và cường độ I0 đi qua một lớp
vật chất đồng nhất, đẳng hướng có bề dày l thì cường độ của nó sẽ bị suy
giảm theo định luật Lambert như sau:
I = I0 .e-µ.l /ρ
Ở đây: l là chiều dày của lớp vật liệu
ρ là mật độ của vật chất
µ /ρ là hệ số hấp thụ khối
Các hiệu ứng xảy ra khi chùm tia X đi qua vật liệu: Hiệu ứng tán xạ
(Scattering):
+ Tán xạ đàn hồi (Rayleigh): là hiện tượng tia X khi đi qua vật liệu chỉ
thay đổi phương truyền nhưng không thay đổi năng lượng.
λs =λ0
Nếu vật liệu có cấu trúc tinh thể thì hiện tượng tán xạ đàn hồi của tia

X sẽ đưa đến hiện tượng nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction)
+ Tán xạ không đàn hồi (compton): là hiện tượng tia X khi đi qua vật
liệu thì bị thay đổi phương truyền và năng lượng.
λf ≠λ0
Các hiệu ứng xảy ra khi chùm tia X đi qua vật liệu:
+ Hiệu ứng nhiệt: Tia X làm tăng biên độ dao động nhiệt của điện tử
và của các liên kết trong mạng.
+ Hiệu ứng truyền thẳng: là hiện tượng tia X khi đi qua vật liệu thì
không thay đổi phương truyền và năng lượng. Hiệu ứng này xảy ra với 1
số vật liệu trong ‘suốt’ đối với tia X.
+ Hiệu ứng huỳnh quang tia X (X-Ray Fluorescent): Khi tia X có
năng lượng đủ lớn nó có thể kích thích các nguyên tử chứa trong vật liệu
và làm cho chúng phát ra các vạch phổ tia X đặc trưng cho các nguyên tố
đó.
+ Hiệu ứng điện tử: Là hiện tượng khi bức xạ tia X (kα ) được sản
sinh từ 1 nguyên tử nhưng chưa kịp truyền ra ngoài nguyên tử thì đã bị
điện tử lớp ngoài của chính nguyên tử đó hấp thụ và kích thích rời khỏi
nguyên tử.
I.2. Cơ sở của phương pháp nhiễu xạ tia X
Cơ sở của phương pháp nhiễu xạ tia X là dựa vào hiện tượng nhiễu
xạ của chùm tia X trên mạng lưới tinh thể. Khi bức xạ tia X tương tác với


vật chất sẽ có hiệu ứng tán xạ đàn hồi với các điện tử của các nguyên tử
trong vật liệu có cấu trúc tinh thể sẽ dẫn đến hiện tượng nhiễu xạ tia X.
Hiện tượng nhiễu xạ tia X chỉ xảy ra với 3 điều kiện sau:
+ Vật liệu có cấu trúc tinh thể.
+ Có tán xạ đàn hồi.
+ Bước sóng λ của tia X phải có giá trị cùng bậc với khoảng cách
giữa các nguyên tử trong mạng tinh thể[5].

Chiếu chùm tia X lên mạng lưới tinh thể, mỗi nút mạng tinh thể trở
thành trung tâm nhiễu xạ. Các tia tới và tia phản xạ giao thoa với nhau
hình thành lên các vân sáng và vân tối xen kẽ nhau. Các cực đại nhiễu xạ
(vân sáng) được xác định theo phương trình Bragg:
nλ= 2dsinθ
Trong đó: λ: bước sóng tia X .
d: là khoảng các giữa 2 mặt phẳng tinh thể kế
tiếp
trong họ các mặt phẳng tinh thể
(hkl) (m).
θ: là góc giữa tia tới (hoặc tia phản xạ) và mặt phản xạ
(độ).
n : bậc phản xạ và là số nguyên dương.
Hình 3. Nhiễu xạ trên tinh thể.

II. Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động, thực nghiệm phân tích và các phương
pháp tính toán của phương pháp nhiễu xạ tia X.
II.1. Cấu tạo.
Thiết bị phân tích nhiễu xạ tia X bao gồm:
+ Nguồn phát tia X.
+ Detector.
+ Bàn đo góc.
+ Nguồn điện âm một chiều với điện thế 20÷60kV, 5÷45mA.
+ Bộ vi xử lý và phần mềm xử lý phổ.
Với nguồn phát tia X, để nhận được hình ảnh rõ nét về cấu trúc của
vật liệu đòi hỏi tia X càng gần đơn sắc càng tốt. Ống phát tia X và các bộ
phận điện tử phụ trợ tạo ra chùm tia X trong khoảng tần số giới hạn có
cường độ lớn. Các bộ lọc gương Gobel, các bộ phận phụ trợ và các phần
mềm điều khiển cho phép tạo được chùm tia đơn sắc có tần số thích hợp
phục vụ cho việc phân tích.

Anot được làm bằng kim lọai tinh khiết Cu, Co, Mo, Fe và Cr thường
được sử dụng phổ biến. Tại phòng thí nghiệm hóa dầu và vật liệu xúc tác
Đại học Bách Khoa Hà Nội có 4 trong 5 số loại ống nói trên, với cường độ
tối đa 40kV/40 mA, cửa sổ 10 mm.
+ Ống phát Cu, bước sóng 1,5406 Å.
+ Ống phát Co, bước sóng 1,78897 Å.
+ Ống phát Cr, bước sóng 2,2897 Å.
+ Ống phát Mo, bước sóng 0,7093 Å
Trong đó ống Cu là thông dụng nhất. Ống phát được làm mát bằng
nước và đặt trong vỏ bảo vệ bằng nhôm
Bảng 2. Đặc trưng của các vật liệu làm anot
Hình 4. Sơ đồ nguyên lý ống phát tia X.
Cấu tạo ống phát tia X như hình 4. Trong ống là môi trường chân
không, lớp vỏ bên ngoài là thủy tinh đặc biệt. Ống được cấp điện một hiệu
điện thế từ 20 đến 50 kV qua máy biến thế. Sợi đốt bằng Vonfram được
đốt nóng làm bật ra các electron, dưới tác dụng của điện trường mạnh tới
đập vào bia làm phát ra tia X. Tia X đi ra khỏi ống phát qua cửa sổ làm
bằng Beri. Bia được làm có bộ phận làm mát bằng nước.
Tia X ra khỏi ống phát là chùm tia với các bước sóng liên tục , được
đặc trưng bằng Kα1, Kα2, và Kβ. Có một vài phương pháp được sử dụng
để có thể biến đổi thành chùm tia đơn sắc sử dụng trong phân tích nhiễu
xạ:
+ Sử dụng bộ lọc tia β.
+ Sử dụng detector nhấp nháy và lựa chọn theo chiều cao của
xung.
+ Sử dụng detector bán dẫn rắn Si(Li).
+ Sử dụng bộ phát đơn sắc hoặc nhiễu xạ đơn sắc.
Bảng 3. Bộ lọc tia β tương ứng với các anot

II.2. Nguyên tắc hoạt động:
Ghi ảnh nhiễu xạ theo phương pháp bột được thực hiện bằng một
máy ảnh tròn. Mẫu đo dạng bột ( Khoảng 1 mg) được đặt ở tâm của máy
ảnh. Chùm tia X chiếu vào mẫu và bị chặn lại ở phía sau. Tia X đến tạo
góc θ với mẫu, còn chùm tia nhiễu xạ tạo một góc 2θ với hướng đi của tia
X[3]. Hình 5 thể hiện nguyên tắc hoạt động của thiết bị nhiễu xạ tia X.
Hình 5. Nguyên tắc của thiết bị nhiễu xạ tia X.
II.3. Thực nghiệm phân tích nhiễu xạ tia X trên máy D8 Advance của Bruker


• Nghiền mịn mẫu bột.
• Lấy mẫu đã nghiền vào cuvet và ép làm phẳng bề mặt
• Đặt cuvet chứa mẫu vào bộ phận gá mẫu và định vị.
• Bật máy làm mát ống phát.
• Bật máy phân tích.
• Bật công tắc nguồn cao áp.
• Khởi động phần mềm điều khiển X-Ray Commander.
• Cài đặt các thông số để quét mẫu: Điện áp, góc θ, bước và thời gian
quét.
• Nhấn start để ghi phổ.
• Lưu file dữ liệu phổ.
• Sử dụng các phần mềm để xử lý phổ.
II.4. Các phương pháp tính toán.
Phân tích pha tinh thể định tính dùng phần mềm EVA (Evaluation):
+ Trừ nền.
+ Tìm đỉnh (so sánh với patent chuẩn).
+ Chức năng đồ họa ba chiều.
+ Tạo file .pdf.
+ Làm trơn đường nền.
+ Thư viện chuẩn với 150000 chất.

Phần mềm Wincrysize, Winmetric:
+ Tính toán kích thước tinh thể, phân bố hạt.
+ Tính toán cấu trúc tinh thể.
+ Tính toán vi biến dạng của tinh thể.
Phần mềm Winindex:
+ Tìm cấu trúc có thể tương ứng với file dữ liệu.
+ Sử dụng với mẫu đơn pha.
+ Tính toán các hằng số mạng.
+ Tính toán kích thước ô mạng.
Ngoài ra còn có phần mềm Winprofile và phần mềm tính toán
Rietveld.

III. Ứng dụng của phương pháp XRD
-

Xác định tính pha tinh thể
Xác định định lượng hàm lượng pha tinh thể
Xác định các hằng số mạng của tinh thể
Xác định phân bố kích thước hạt

IV. Ưu nhược điểm của phương pháp XRD
•

Tiến hành đo trong môi trường bình thường


•
Chụp nhanh, chụp rõ nét (dựa trên một loại detector hiện đại
có thể đếm tới 1 photon mà không có nhiễu và một thuật toán có thể phục
hồi lại cả ảnh của mẫu.)

•
Chụp được cấu trúc bên trong cho hình ảnh 3D và có thể
chụp các linh kiện kích cỡ dưới 50 nm, cấu trúc nhiều lớp.
•
Tốn kém chi phí.

V. Đánh giá kết quả phổ XRD với mẫu xúc tác Bi0,85V0,55Mo0,45O4theo các
phương pháp tổng hợp khác nhau.
Ở đây, ta xét mẫu xúc tác có thành phần Bi, Mo,V tương ứng với
công thức Bi0,85V0,55Mo0,45O4. Đây là mẫu xúc tác gồm ba cấu tử trên đã
được đánh giá là có hoạt tính cao nhất đối với phản ứng oxy hóa propylen
tạo acrolein.
Phổ XRD của mẫu xúc tác Bi0,85V0,55Mo0,45O4 điều chế theo phương pháp
đồng kết tủa và solgel.
Phổ XRD của Bi0,85V0,55Mo0,45O4 điều chế theo 2 phương pháp đồng
kết tủa và solgel được đưa ra trên hình. Ta thấy xúc tác điều chế được chủ
yếu là Bi0,85V0,55Mo0,45O4, xuất hiện peak đặc trưng ở các góc quét là 28,75 0;
30,470; 34,570; 42,540 và 53,270. Như vậy xúc tác điều chế theo phương
pháp solgel hay đồng kết tủa đều cho xúc tác có thành phần như nhau.
Hình 7. So sánh phổ XRD của mẫu xúc tác Bi 0,85V0,55Mo0,45O4 điều chế theo
phương pháp solgel trước và sau phản ứng.
Từ phổ X-ray của xúc tác Bi0,85V0,55Mo0,45O4 điều chế theo phương
pháp solgel trước và sau phản ứng ta thấy không xuất hiện peak của các
pha khác, phổ hoàn toàn trùng nhau chứng tỏ không có sự biến đổi pha
trong quá trình diễn ra phản ứng hóa học.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. GS Đào Văn Tường. Động học xúc tác. NXB Khoa học và kỹ thuật, 2006.
2. PGS, TS Nguyễn Thị Minh Hiền. Bài giảng cao học, 2008.
3. Nguyễn Đình Triệu. Các phương pháp vật lý ứng dụng trong hóa học.

NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 1999.
4. Phạm Ngọc Nguyên. Giáo trình kỹ thuật phân tích hóa lý, 2006
5. Lê Minh Thắng. The catalytic activity of bismuth vanado molybdate
6. Robert K. Grasselli. Catalyst Today, 1994.