Nghiên cứu điều chế và tinh chất điện hóa của lớp phủ platin và compozit của nó trên nền chất dẫn điện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN LAN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ TÍNH CHẤT ĐIỆN HĨA CỦA LỚP PHỦ PLATIN VÀ COMPOZIT CỦA NÓ TRÊN NỀN CHẤT DẪN ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN LAN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ TÍNH CHẤT ĐIỆN HĨA CỦA LỚP PHỦ PLATIN VÀ COMPOZIT CỦA NÓ TRÊN NỀN CHẤT DẪN ĐIỆN Chuyên ngành Mã số : Hóa lý thuyết hóa lý : 62 44 31 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS Nguyễn Thị Cẩm Hà HÀ NỘI - 2012 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Platin 1.1.1 Tính chất vật lý Tính chất hóa học 1.1.2 Trang 2 2 1.1.3 Tính chất hóa học Platinum Hợp chất Platin Ứng dụng Platin 1.2 1.2.1 1.2.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.5 1.5.1 1.5.2 1.5.2.1 1.5.2.2 1.5.2.3 1.5.3 CHƢƠNG 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 Giới thiệu Thiếc Tính chất vật lý Tính chất hóa học Giới thiệu Niken Tính chất vật lý Tính chất hóa học Niken Tính chất NiCl2 Giới thiệu Graphit Cacbon Graphit-than chì Cấu trúc graphit Phƣơng pháp sol-gel kỹ thuật chế tạo màng Khái quát phƣơng pháp sol-gel Phƣơng pháp sol-gel Phƣơng pháp thủy phân muối Phƣơng pháp thuỷ phân alkoxit Phƣơng pháp PPM Phƣơng pháp chế tạo màng mỏng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tƣợng nghiên cứu Hóa chất Dụng cụ, thiết bị Nội dung thực nghiệm 6 9 10 10 11 11 12 13 13 13 14 14 16 18 20 25 25 25 25 25 1.1.2.1 1.1.2.2 Chế tạo điện cực graphit xốp Chế tạo dung dịch chất mang (Polymeric Precursor) Chế tạo điện cực Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp đo tỷ trọng độ xốp Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét-Kỹ thuật phân tích 2.3.2 EDX (SEM-EDX) 2.3.3 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (X-ray) 2.3.4 Phƣơng pháp phân tích nhiệt vi sai 2.3.5 Phƣơng pháp đƣờng cong phân cực đơn [5] CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát số tính chất vật liệu ban đầu 3.1.1 Tính chất vật liệu graphit 3.1.1.1 Kết đo tỷ trọng độ xốp 3.1.1.2 Kết khảo sát thành phần pha mẫu vật liệu graphit 3.1.1.3 Kết phân tích SEM 3.1.2 Khảo sát nhiệt độ phân hủy NiCl2, SnCl2, H2PtCl6 Chế tạo điện cực 3.2 25 26 27 27 27 28 Chế tạo điện cực graphit xốp Chế tạo điện cực chứa Pt, Sn, Ni/graphit xốp Điện cực Pt/graphit xốp Điện cực Ni/graphit xốp Điện cực Sn/grraphit xốp Điện cực Pt-Ni/grraphit Điện cực Pt-Sn/grraphit Điện cực Pt-Ni-Sn/grraphit Khảo sát tính chất điện hố điện cực chế tạo đƣợc dung dịch khác Tính chất điện hóa điện cực nghiên cứu dung dịch H2SO4 1M Khảo sát tính chất điện hoá điện cực chế tạo đƣợc dung dịch KOH 2M 36 37 38 39 41 43 45 47 49 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 2.3.1 3.2.1 3.2.2 3.2.2.1 3.2.2.2 3.2.2.3 3.2.2.4 3.2.2.5 3.2.2.6 3.3 3.3.1 3.3.2 28 28 29 30 30 30 30 30 32 34 36 49 52 3.3.3 Khảo sát tính chất điện hố điện cực chế tạo đƣợc dung dịch ferro-ferri xyanuakali 0,01M dung dịch KOH 0,1M KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 59 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Một số số vật lý nguyên tử Cacbon Bảng 3.1 Kết đo tỷ trọng graphit Bảng 3.2 Giá trị dòng cân điện cực graphit xốp, graphit xốp phủ Pt, Ni, Sn dung dịch ferro-ferri xyanuakali 0,01M dung dịch KOH 1M Bảng 3.3 Giá trị dòng cân điện cực graphit xốp phủ Pt- Ni, Pt-Sn, Pt-Ni-Sn dung dịch ferro-ferri xyanuakali 0,01M dung dịch KOH 1M Bảng 3.4 Giá trị dòng cân điện cực graphit xốp, graphit xốp phủ Pt, Ni, Sn dung dịch H2SO4 1M Bảng 3.5 Giá trị dòng cân điện cực Graphit xốp phủ Pt-Ni; Pt-Sn; Pt-Ni-Sn dung dịch H2SO4 1M Bảng 3.6 Giá trị dòng cân điện cực graphit xốp, graphit xốp phủ Pt, Ni, Sn dung dịch KOH 2M Bảng 3.7 Giá trị dòng cân điện cực Graphit xốp phủ Pt-Ni; PtSn;Pt-Ni-Sn dung dịch KOH 2M DANH MỤC CÁC HÌNH H×nh 1.1 CÊu tróc cđa tinh thĨ graphit Hính 1.2 Sơ đồ tổng hợp oxit phương pháp Sol-Gel Hính 1.3 Sơ đồ nhúng rút Hính 1.4: Gelatin hố Hính 1.5 Nhúng rút theo góc nghiêng Hính 1.6 Nhúng rút quay Hính 1.7 Phủ chảy Hính 1.8 Phủ quay Hính 3.1 Giản đồ phân tìch nhiễu xạ tia X xác định thành phần pha mẫu graphit Hính 3.2 Giản đồ phân tìch SEM-EDX mẫu graphit Hính 3.3 Ảnh SEM mẫu vật liệu sau xử lý giấy ráp C600 Hính 3.4 Ảnh SEM mẫu vật liệu sau xử lý giấy ráp C2000 Hính 3.5 Kết phân tìch nhiệt NiCl2 mơi trường khì trơ Hính 3.6 Kết phân tìch nhiệt SnCl2 mơi trường khì trơ Hính 3.7 Kết phân tìch nhiệt H2PtCl6.6H2O mơi trường khì trơ Hính 3.8 Ảnh SEM mẫu vật liệu sau xử lý axit H2SO4 Hính 3.9 Kết SEM-EDX điện cực Pt/graphit xốp Hính 3.10 Kết SEM-EDX điện cực Ni/graphit xốp Hính 3.11 Kết SEM-EDX điện cực Sn/graphit xốp Hính 3.12 Ảnh SEM điện cực Pt/graphit xốp Hính 3.13 Ảnh SEM điện cực Ni/graphit xốp Hính 3.14 Ảnh SEM điện cực Sn/graphit xốp Hính 3.15 Kết SEM-EDX điện cực Pt-Ni/graphit xốp Hính 3.16 Kết SEM-EDX điện cực Pt-Sn/graphit xốp Hính 3.17 Kết SEM-EDX điện cực Pt-Ni-Sn/graphit xốp Hính 3.18 Ảnh SEM điện cực Pt-Ni/graphit xốp Hính 3.19 Ảnh SEM điện cực Pt-Sn/graphit xốp Hính 3.20 Ảnh SEM điện cực Pt-Ni-Sn/graphit xốp Hính 3.21 Đường cong phân cực điện cực dung dịch ferro-ferri xyanuakali 0,01M dung dịch KOH 0,1M: – Graphit xốp; – Graphit xốp phủ Pt; – Graphit xốp phủ Ni ; – Graphit xốp phủ Sn Hính 3.22 Đường cong phân cực điện cực dung dịch ferro-ferri xyanuakali 0,01M dung dịch KOH 0,1M: – Graphit xốp phủ Pt-Ni; – Graphit xốp phủ Pt-Sn; – Graphit xốp phủ Pt-Ni-Sn Hính 3.23 Đường cong phân cực điện cực dung dịch H2SO4 1M: – Graphit xốp; – Graphit xốp phủ Pt; – Graphit xốp phủ Ni ; – Graphit xốp phủ Sn Hính 3.24 Đường cong phân cực điện cực dung dịch H2SO4 1M: Graphit xốp phủ Pt-Ni; Graphit xốp phủ Pt-Sn; Graphit xốp phủ Pt-Ni-Sn Hính 3.25 Đường cong phân cực điện cực dung dịch KOH 2M: – Graphit xốp; – Graphit xốp phủ Pt; – Graphit xốp phủ Ni ; – Graphit xốp phủ Sn Hính 3.26 Đường cong phân cực điện cực: Graphit xốp phủ Pt-Ni; Graphit xốp phủ Pt-Sn; Graphit xốp phủ Pt-Ni-Sn dung dịch KOH 2M MỞ ĐẦU Việc nghiên cứu chế tạo điện cực có hoạt tình xúc tác điện hóa thu hút quan tâm nhiều tác giả khoa học giới ứng dụng hiệu chúng số lĩnh vực công nghệ: xúc tác, chuyển hóa hợp chất hữu cơ, chế tạo điện cực cho nguồn điện, xử lì mơi trường [8-13] Platin biết đến kim loại có khả xúc tác tốt cho nhiều phản ứng hóa học, đặc biệt phản ứng oxi hóa khử xử lì mơi trường Trong năm trở lại thí có hướng nghiên cứu phủ Platin lên bề mặt điện cực graphit quan tâm Tuy nhiên Platin có giá thành cao người ta tím cách thay Platin kim loại khác hỗn hợp Platin compozit nghiên cứu rộng rãi [10] Trong thời gian gần đây, việc nghiên cứu chế tạo màng mỏng Platin, Thiếc, Niken compozit dẫn điện Titan sử dụng làm điện cực xúc tác cho q trính oxi hóa metanol, etanol nhiều tác giả quan tâm [16-25] Đây vật liệu có nhiều tình chất ưu việt hẳn vật liệu khác nhờ kìch thước tinh thể nhỏ-cỡ nanomet, diện tìch bề mặt ví lớn nên dẫn đến số tình chất khác vật liệu thay đổi, phù hợp với vật liệu xúc tác Nhằm đóng góp vào lĩnh vực này, tập trung nghiên cứu chế tạo màng phủ Platin; Thiếc; Niken; Platin-Thiếc, Platin-Niken; Platin-Thiếc-Niken phương pháp sol-gel Graphit xốp với đề tài: Nghiên cứu điều chế tính chất điện hóa lớp phủ platin compozit chất dẫn điện Luận văn bao gồm nội dung chình sau: Khảo sát số tình chất vật liệu graphit Chế tạo điện cực Graphit xốp tình chất điện hóa Chế tạo điện cực Graphit xốp phủ Platin; Thiếc; Niken; Platin-Thiếc, Platin-Niken; Platin-Thiếc-Niken Khảo sát tình chất điện hóa điện cực chế tạo CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Platin [2,3] 1.1.1 Tính chất vật lý Platin nguyên tố thuộc chu kỳ VI, nhóm VIII B, có cấu hính electron [Xe]4f145d96s1 Khối lượng mol 195 g/mol Platin kim loại màu trắng bạc, có ánh kim, có mạng lưới tinh thể lập phương tâm diện Platin có nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi cao Platin kim loại dẻo dai nhất, dễ kéo sợi dễ dát mỏng: 1g Pt kéo thành sợi với chiều dài 5km dát mỏng Platin tới độ dày cỡ micromet [2] Platin dễ hấp phụ Hydro Oxy, ứng dụng vật liệu xúc tác phản ứng hóa học Dưới số số vật lý Platin: Nhiệt nóng chảy: 1769oC Nhiệt độ sôi: 3800oC Nhiệt thăng hoa: 556 kJ/mol Tỷ khối: 21,5 g/cm3 Độ dẫn điện (Hg=1): 10 1.1.2 Tính chất hóa học [2,3] 1.1.2.1 Tính chất hóa học Platin Về mặt hóa học, kim loại họ Platin bền hoạt động so với kim loại họ sắt, chúng kim loại quý với vàng bạc đối đồng có độ che phủ tốt Tuy nhiên, bề mặt điện cực bị nứt phần bề mặt bị oxi hóa tạo thành oxit kim loại chế tạo điện cực 3.3 Khảo sát tính chất điện hố điện cực chế tạo đƣợc dung dịch khác 3.3.1 Khảo sát khả trao đổi electron màng Để khảo sát khả trao đổi electron màng tiến hành đo đường phân cực vòng điện cực chế tạo dung dịch ferro-ferri xyanuakali 0,01M dung dịch KOH 0,1M với điều kiện đo cụ thể: khoảng quét từ -0,251,25V; tốc độ quét 25mV/s; độ nhạy mA Hính 3.21 kết đo đường cong phân cực khảo sát tình chất điện hóa điện cực graphit xốp, graphit xốp phủ Pt, Ni, Sn dung dịch KOH 2M Hình 3.21 Đường cong phân cực điện cực dung dịch ferro-ferri xyanuakali 0,01M dung dịch KOH 0,1M – Graphit xốp; – Graphit xốp phủ Pt; – Graphit xốp phủ Ni ; – Graphit xốp phủ Sn Từ đồ thị ta thu giá trị mật độ dòng trao đổi, cân trính bày bảng 3.2 Bảng 3.2 Giá trị dòng cân điện cực graphit xốp, graphit xốp phủ Pt, Ni, Sn dung dịch ferro-ferri xyanuakali 0,01M dung dịch KOH 1M Điện cực C xốp Phủ Pt Phủ Ni Phủ Sn ∆E1 (V) 0,392 0,304 0,326 0,347 Ipa1 (mA) 28,95 37,44 27,71 35,21 Ipc (A) -28,62 -34,35 -26,73 -34,23 Kết đường cong phân cực hính 3.21 bảng 3.2 cho thấy mẫu phủ Pt có giá trị ∆E1 nhỏ nhất, điều chứng tỏ điện cực hoạt động thuận nghịch Đồng thời giá trị mật độ dòng anot catot cao điện cực phủ nguyên tố Ni Sn Điện cực phủ Ni có mật độ dòng anot catot nhỏ mật độ dòng điện cực graphit xốp Tuy nhiên, giá trị ∆E1 lại giảm đáng kể, tức khả hoạt động thuận nghịch điện cực phủ Ni cải thiện đáng kể Đối với điện cực phủ Sn vừa có mật độ dịng cao có khoảng ∆E1 nhỏ so với điện cực graphit xốp, có nghĩa khả hoạt động điện cực graphit xốp phủ Sn tăng so với điện cực graphit xốp Xét khả hoạt động thuận nghịch (∆E nhỏ) thí thứ tự điện cực phủ sau: Pt > Ni > Sn, xét khả hoạt động mạnh hay yếu điện cực phủ thí thứ tự (dựa vào mật độ dịng pic anot catot): Pt > Sn > Ni Hính 3.22 kết đo đường cong phân cực khảo sát tình chất điện hóa điện cực graphit xốp phủ Pt-Ni, Pt-Sn, Pt-Ni-Sn dung dịch ferro-ferri xyanuakali 0,01M dung dịch KOH 1M Hình 3.22 Đường cong phân cực điện cực dung dịch ferro-ferri xyanuakali 0,01M dung dịch KOH 0,1M – Graphit xốp phủ Pt-Ni; – Graphit xốp phủ Pt-Sn; – Graphit xốp phủ Pt-Ni-Sn Từ đồ thị ta thu giá trị mật độ dòng trao đổi, cân trính bày bảng 3.3 Bảng 3.3 Giá trị dòng cân điện cực graphit xốp phủ Pt- Ni, PtSn, Pt-Ni-Sn dung dịch ferro-ferri xyanuakali 0,01M dung dịch KOH 1M Điện cực Pt – Ni Pt – Sn Pt – Ni – Sn ∆E1 (V) 0,363 0,387 0,390 Ipa (mA) 32,16 39,26 30,14 Ipc (A) -31,95 -38,53 -27,99 Kết đường cong phân cực hính 3.22 bảng 3.3 cho thấy phủ hỗn hợp nguyên tố Pt-Ni, Pt-Sn, Pt-Ni-Sn lên bề mặt điện cực graphit xốp thí khoảng ∆E1 tăng so với phủ nguyên tố, tức điện cực hoạt động thuận nghịch hơn, nhiên mật độ dòng anot catot tăng, tức điện cực hoạt động mạnh Xét khả hoạt động thuận nghịch (∆E1 nhỏ) thí thứ tự điện cực phủ sau: Pt – Ni > Pt – Sn > Pt – Ni – Sn, xét khả hoạt động mạnh hay yếu điện cực phủ thí thứ tự (dựa vào mật độ dòng pic anot catot): Pt – Sn > Pt – Ni > Pt – Ni – Sn Qua khảo sát hệ điện cực dung dịch ferro-ferri xyanuakali 0,01M dung dịch KOH 1M đưa số nhận xét cụ thể: - Các điện cực có mặt Ni xuất pic anot - Các mẫu phủ Pt, Ni, Sn, Pt – Ni, Pt – Sn có khoảng pic anot (pic thứ nhất) pic catot (∆E) nhỏ ∆E điện cực graphit xốp ban đầu Điều chứng tỏ điện cực phủ lên bề mặt nguyên tố Pt, Ni, Sn hay Pt – Ni, Pt – Sn hoạt động thuận nghịch điện cực chưa phủ Tuy nhiên trường hợp điện cực Pt – Ni – Sn thí lại có ∆E gần giá trị ∆E điện cực graphit xốp (tức khả hoạt động thuận nghịch điện cực trường hợp có mặt nguyên tố Pt, Ni Sn bề mặt điện cực không thay đổi so với chưa phủ - So sánh giá trị mật độ dòng pic anot catot: Tất điện cực có mật độ dịng pic anot catot lớn mật độ dòng điện cực graphit xốp ban đầu Mật độ dòng cao chứng tỏ khả hoạt động điện hóa điện cực tốt có mặt nguyên tố Pt, Sn, Pt – Ni, Pt – Sn hay Pt – Ni – Sn bề mặt - Điện cực hoạt động thuận nghịch điện cực phủ Pt, điện cực hoạt động mạnh Pt – Sn 3.3.2 Đánh giá vai trò xúc tác điều chế Hidro Để khảo sát khả khử điều chế hidro tiến hành đo đường cong phân cực điện cực chế tạo dung dịch H2SO4 1M với điều kiện đo cụ thể: khoảng quét từ -0,750,75V; tốc độ quét 25mV/s; độ nhạy mA Hính 3.23 kết đo đường cong phân cực khảo sát tình chất điện hóa điện cực graphit xốp, graphit xốp phủ Pt, Ni, Sn dung dịch H2SO4 1M Hình 3.23 Đường cong phân cực điện cực dung dịch H2SO4 1M – Graphit xốp; – Graphit xốp phủ Pt; – Graphit xốp phủ Ni ; – Graphit xốp phủ Sn Từ đồ thị ta thu giá trị mật độ dòng ổn định, cân trính bày bảng 3.4 Bảng 3.4 Giá trị dòng cân điện cực graphit xốp, graphit xốp phủ Pt, Ni, Sn dung dịch H2SO4 1M Điện cực Graphit xốp Phủ Pt Phủ Ni Phủ Sn Ecb (V) 0,069 -0,141 -0,139 -0,044 io (mA/cm2) 0,024 20,890 1,339 0,167 Kết đồ thị 3.23 bảng 3.4 cho thấy phủ lên bề mặt điện cực graphit xốp nguyên tố Pt Ni thí q Hidro giảm mạnh, đặc biệt phủ Pt Ngồi mật độ dịng ổn định io tất điện cực phủ lớn điện cực ban đầu theo thứ tự điện cực phủ Pt > Ni > Sn Như biết điện cực phủ Pt có khả xúc tác lớn điện cực phủ kim loại khác Tuy nhiên giá thành Pt cao, nên để vừa nâng cao khả xúc tác điện cực, vừa giảm giá thành sản phẩm, thí cách tốt kết hợp Pt với Ni hay Sn để lớp phủ hiệu Xuất phát từ u cầu chúng tơi tiến hành phủ kết hợp nguyên tố khác với Pt bề mặt điện cực graphit xốp Hính 3.24 kết đo đường cong phân cực khảo sát tình chất điện hóa điện cực graphit xốp phủ Pt-Ni, Pt-Sn, Pt-Ni-Sn dung dịch H2SO4 1M Hình 3.24 Đường cong phân cực điện cực dung dịch H2SO4 1M Graphit xốp phủ Pt-Ni; Graphit xốp phủ Pt-Sn; Graphit xốp phủ Pt-Ni-Sn Từ đồ thị ta thu giá trị mật độ dòng ổn định, cân trính bày bảng 3.5 Bảng 3.5 Giá trị dòng cân điện cực Graphit xốp phủ Pt-Ni; Pt-Sn; Pt-Ni-Sn dung dịch H2SO4 1M Điện cực Phủ Pt-Ni Phủ Pt-Sn Phủ Pt-Ni-Sn Ecb (V) -0,141 -0,140 -0,138 i0 (mA/cm2) 10,790 8,028 4,081 Kết đồ thị 3.24 bảng 3.5 cho thấy phủ đồng thời Pt-Ni, Pt-Sn Pt-NiSn lên bề mặt điện cực thí nhận thấy giá trị Ecb điện cực không thay đổi đáng kể so với điện cực phủ Pt hay Ni Tuy nhiên mật độ dịng ổn định io thí thay đổi đáng kể điện cực phủ theo chiều sau: điện cực phủ Sn < Ni < Pt-Ni-Sn < Pt-Sn < Pt-Ni < Pt Bên cạnh q hidro có chiều biến thiên: điện cực phủ Sn > Ni > Pt-Ni-Sn > Pt-Sn > Pt-Ni >Pt 3.3.3 Khảo sát khả xúc tác cho q trình oxi hóa tạo oxi Để khảo sát khả xúc tác cho trính oxi hóa tạo oxi chúng tơi tiến hành đo đường cong phân cực điện cực chế tạo dung dịch KOH 2M với điều kiện đo cụ thể: khoảng quét từ -1,251,25V; tốc độ quét 25mV/s; độ nhạy mA Hính 3.25 kết đo đường cong phân cực khảo sát tình chất điện hóa điện cực graphit xốp, graphit xốp phủ Pt, Ni, Sn dung dịch KOH 2M Hình 3.25 Đường cong phân cực điện cực dung dịch KOH 2M – Graphit xốp; – Graphit xốp phủ Pt; – Graphit xốp phủ Ni ; – Graphit xốp phủ Sn Từ đồ thị ta thu giá trị mật độ dòng ổn định, cân trính bày bảng 3.6 Bảng 3.6 Giá trị dòng cân điện cực graphit xốp, graphit xốp phủ Pt, Ni, Sn dung dịch KOH 2M Điện cực Graphit xốp Phủ Pt Phủ Ni Phủ Sn Ecb (V) -0,413 -0,187 -0,189 -0,230 i0 (mA/cm2) 0,245 0,419 0,360 0,274 Kết đồ thị 3.25 bảng 3.6 cho thấy phủ lên bề mặt điện cực graphit xốp nguyên tố Pt, Ni Sn thí rõ ràng q oxi giảm mạnh, đặc biệt phủ Pt, theo thứ tự thoát oxi sau : Ni < Pt < Sn < graphit xốp Ngồi thí mật độ dòng ổn định io tất điện cực phủ lớn điện cực ban đầu theo thứ tự điện cực phủ Pt > Ni > Sn > graphit xốp Hính 3.26 kết đo đường cong phân cực khảo sát tình chất điện hóa điện cực graphit xốp phủ Pt-Ni, Pt-Sn, Pt-Ni-Sn dung dịch KOH 2M Hình 3.26 Đường cong phân cực điện cực Graphit xốp phủ Pt-Ni; Graphit xốp phủ Pt-Sn; Graphit xốp phủ Pt-Ni-Sn dung dịch KOH 2M Từ đồ thị ta thu giá trị mật độ dịng ổn định, cân trính bày bảng 3.7 Bảng 3.7 Giá trị dòng cân điện cực Graphit xốp phủ Pt-Ni; Pt-Sn;Pt-Ni-Sn dung dịch KOH 2M Điện cực Phủ Pt-Ni Phủ Pt-Sn Phủ Pt-Ni-Sn Ecb (V) -0,190 -0,202 -0,215 io (mA/cm2) 0,401 0,357 0,284 Kết đồ thị 3.26 bảng 3.7 cho thấy phủ đồng thời Pt-Ni, Pt-Sn Pt-Ni-Sn lên bề mặt điện cực thí điện cực phủ Pt-Ni Pt-Sn có q oxi nhỏ mật độ dòng ổn định lớn so với thoát oxi điện cực graphit xốp điện cực phủ Pt-Ni-Sn So sánh hoạt tình điện hóa điện cực dung dịch H 2SO4 1M dung dịch KOH 2M cho thấy hoạt tình điện hóa điện cực đo hai dung dịch tương đối tương đồng Từ số liệu đo đường cong phân cực cho thấy: - Khi phủ lên bề mặt điện cực nguyên tố Pt, Ni hay Sn thí có mặt ngun tố làm giảm thoát hidro thoát oxi điện cực Ngồi mật độ dịng ổn định trường hợp tăng chứng tỏ khả hoạt động điện cực tốt có mặt nguyên tố Qua kết dự đốn khả xúc tác cho q trính điều chế H2 O2 điện cực phủ Pt > Ni > Sn > graphit - Khi phủ lên bề mặt điện cực đồng thời nguyên tố Pt Ni hay Sn có khả xúc tác không điện cực phủ Pt, tốt điện cực phủ Ni hay Sn, điều thể thoát hidro oxi nhỏ hơn, đồng thời mật độ dòng ổn định lớn KẾT LUẬN Bằng phương pháp sol-gel tiến hành chế tạo điện cực chứa Pt, Ni, Sn, Pt-Ni, Pt-Sn Pt-Ni-Sn graphit xốp Điện cực chế tạo có bề mặt tương đối đồng có độ che phủ tốt Tuy nhiên, bề mặt điện cực bị nứt phần bề mặt bị oxi hóa tạo thành oxit kim loại chế tạo điện cực Khảo sát hệ điện cực dung dịch ferro-ferri xyanuakali 0,01M dung dịch KOH 1M cho thấy: Các điện cực phủ Pt, Ni, Sn, Pt – Ni, Pt – Sn hoạt động thuận nghịch có khả trao đổi elcectron hệ oxi hóa khử điện cực khơng phủ nguyên tố bề mặt Khảo sát tình chất điện hóa điện cực dung dịch H 2SO4 1M dung dịch KOH 2M cho thấy khả trao đổi electron điện cực đo hai dung dịch tương đối tương đồng, cụ thể : - Khi phủ lên bề mặt điện cực nguyên tố Pt, Ni hay Sn thí làm giảm thoát hidro thoát oxi điện cực - Khi phủ lên bề mặt điện cực đồng thời nguyên tố Pt Ni hay Sn có khả xúc tác khơng điện cực phủ Pt, tốt điện cực phủ Ni hay Sn - Điện cực hoạt động thuận nghịch điện cực phủ Pt, điện cực có khả trao đổi electron Pt – Sn TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài Liệu Tham Khảo Tiếng Việt Hồng Nhâm, (2002), Hóa học vơ cơ, tập 2, NXB Giáo Dục Hồng Nhâm, (2002), Hóa học vô cơ, tập 3, NXB Giáo Dục Nguyễn Thọ Khiêm, (2007), Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu xác định Platin phương pháp Von-Ampe hấp phụ Trương Ngọc Liên, (2007), Điện hóa lý thuyết, NXB Khoa học kĩ thuật Trịnh Xuân Sén, (2004), Điện hóa học, NXB Đại Học Quốc Gia Lê Quốc Hùng, Hướng dẫn sử dụng thiết bị PGS-HH8 Trương Thị Thảo, (2005), Luận văn Thạc sĩ, Nghiên cứu chế tạo màng mỏng Niken Oxit phương pháp Sol-Gel khảo sát tính chất điện hóa điện cực Vũ Đăng Độ, (2004), Các phương pháp Vật lý hóa học vô cơ, NXB Giáo Dục Tài Liệu Tham Khảo Tiếng Anh C.Jeffer Brinker, George W Scherer, (1996), Sol-Gel Science The physic and chemistry of SolGel processing, Academic Pres, Sang Diego, New York, Boston, London, Sydney, Tokyo Bkc.Inc.Tokyo Japan 10 Eileen Hao Yu, Kei Scott, (2004), Direct ethanol alkaline fuel cells with catalysed metal mesh anodes, School of chemical Engineering & Advanced Materials, Newcastle University, Electrochemistry Communication, pp 361-365 11 Estevam V Spinace, Luciana A Farias, Marcelo Linardi, Almir Oliveira Neto, (2007), Preparation of PtSn/C and PtSnNi/C electrocatalyst using the alcoholreduction process, Material Letters, 62 pp 2099-2102 12 F.C.Simoses, D.M dos Ạnos, F Vigier, (2007), Electroactivity of tin modified platium electrodes for etanol electrooxidation, Journal of Power Sources, 167 pp 110 13 F.L.S Purtago, P Olivi, J.M Leger, A.R de Andrade, G.Tremiliosi-Filho, E.R Gonzalez, C Lamy, K.B.Kokoh, (2009), Activity of Platinum-tin catalysts prepared by the Pechini-Adams method for electrooxxidation of ethanol, Jounal of Electroanalytical Chemistry, 628 pp 81-89 14 G.T Burstein, C.J Barnet, A.R Kucernak, K.R.Williams, (1997), Aspects of the anodic oxidation of methanol, Catalyst Today, pp 425-437 15 H Schmidt, M Mennig, (2004), Wet coating tecnologies for glass, http://solgel.com 16 Jean Phalippou, (2000), Sol-Gel: A low temperature process for material of the new millenium, http://solgel.com 17 P.A Christensen and A Hamnett, (1994), Examples of the Application of Electrochemical Method, http://www.springerlink.com/content/g67204l104 v81220/ 18 H Wang, Z.Jusys, R.J Behm, (2006), J Power Sources, p 154 19 Raghuram Chetty, Keith Scott, (2007), Direct ethanol fuel cells with catalysed metal mesh anode, Electrochimica Acta, Vol 52, pp 4073-4081 20 Richard D Gonzalez, Tessie Lopez, Ricardo Gomez, (2004), Sol-Gel preparation of supported metal catalyst, Catalysis Today 35 pp 293-317 21 Yan Zhuo LU1, Tian Hong LU1,2, Chang Peng LIU1, Ya Wen TANG2, Wei XING1*, (2005), Methanol Tolerant PWA-Pt/C Catalyst with Excellent Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction in Direct Methanol Fuel Cell, Chinese Chemical Letters, Vol 16, No 9, pp 1252-1254 22 B Tesche, H Schulenburg, B Spliethoff and M.T Reetz, (2005), Pt/C Catalysts for the Oxygen Reduction Reaction: Correlation of Carbon Support Morphology and Catalytic Activity, Microsc Microanal 11(Suppl 2) 23 A Bonesi, W.E Triaca, AM Castro Luna, (2009), Nanocatalysts for ethanol Oxidation Synthesis and Characterisation, Poturgaliae Electrochimica Acta, 27(3) pp193-201 24 W.J.S.Q.Song, W.Z.Li, Z.H.Zou, G.Q.Sun,Q.Xin, S.Dou-vatzides, P.Tsiakaras, (2005), J.Power Sources 140, pp 50-54 25 L.Jiang, G.Sun, S.Sun, J.Liu, Q.Xin, (2005), Electrochim Acta 50 pp 5389 26 W.Jzhou,Z.H.Zhou,S.Q.Song,W.Z.Li,G.Q.Sun,P.Tsiakaras,Q.Xin, (2003), Appl.Catal.B Environ 46, pp 285 27 Jae-Woo Kim, Su-moon Park, (1999), Electrochemical Oxidation of Ethanol at Thermal Prepared RuO2-Modified Electrodes in Alkaline Media, J Electrochem.Soc, Vol 146(3), 1075-1080 28 P.M.Atkin, Physical Chemistry, Oxford Uiversity Press, Oxford Melbourne Tokyo, 1998 29 Liliane, G.Hubert-Pfalzgraf, (2000), Toward molecular desgin of oxide precursors for advanced materials, http://www.solgel.com 30 N.P Cheremisinoff Ed Gulg, (1989), Handbook of Heat a Mass transfer, Vol3: Catalyis, Kinetics and Reactor Engineering Thank you for evaluating AnyBizSoft PDF Merger! To remove this page, please register your program! Go to Purchase Now>> AnyBizSoft PDF Merger  Merge multiple PDF files into one  Select page range of PDF to merge  Select specific page(s) to merge  Extract page(s) from different PDF files and merge into one ... - NGUYỄN LAN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ TÍNH CHẤT ĐIỆN HĨA CỦA LỚP PHỦ PLATIN VÀ COMPOZIT CỦA NÓ TRÊN NỀN CHẤT DẪN ĐIỆN Chuyên ngành Mã số : Hóa lý thuyết hóa lý : 62 44 31 LUẬN VĂN... trung nghiên cứu chế tạo màng phủ Platin; Thiếc; Niken; Platin- Thiếc, Platin- Niken; Platin- Thiếc-Niken phương pháp sol-gel Graphit xốp với đề tài: Nghiên cứu điều chế tính chất điện hóa lớp phủ platin. .. platin compozit chất dẫn điện Luận văn bao gồm nội dung chình sau: Khảo sát số tình chất vật liệu graphit Chế tạo điện cực Graphit xốp tình chất điện hóa Chế tạo điện cực Graphit xốp phủ Platin;