✓ Các phép đo điện hóa được thực hiện ở nhiệt độ phòng, trên thiết bị PGS- ioc-HH12 và CPA-ios-HH5B Potentiostat/Galvanostat, với hệ ba điện cực (Hình 2.6), tại PTNTĐ. Điện cực làm việc là điện cực carbon thủy tinh, đường kính điện cực 5 mm, sử dụng 14 điện cực luân phiên. Điện cực đối là điện cực Pt và điện cực so sánh là điện cực Ag/AgCl. Các giá trị thế là giá trị so với điện cực so sánh.
Hình 2.6. Hệ thiết bị điện hóa PGS-ioc-HH12
Hỗn dịch phủ điện cực được chuẩn bị bằng cách đồng nhất 0,9 mL huyền phù dịch xúc tác (có hàm lượng 1 mg.mL-1) và 0,3 mL nafion 1%, trên thiết bị rung
56
siêu âm dầu dò công suất 750 W trong 2-3 phút. Dùng micropipet hút chính xác 10 µL hỗn dịch trên phủ lên bề mặt điện cực carbon thủy tinh, sử dụng hệ chân không làm khô bề mặt điện cực trong 10-15 phút trong môi trường chân không. Dung dịch điện hóa được sục bão hòa N2 nhằm loại bỏ O2 dư trước khi thực hiện các phép đo.
✓ Diện tích bề mặt hoạt động điện hóa (ECSA) của các xúc tác trong hai
môi trường phản ứng được xác định dựa trên phép đo dòng thế tuần hoàn (CV), ở nhiệt độ phòng lần lượt trong hai môi trường điện li H2SO4 0,5 M và NaOH 0,5 M với tốc độ quét 50 mV.s-1.
❖ Trong môi trường axit, ECSA (m2.g-1
Pt) của các xúc tác được xác định bằng phép đo điện lượng thu hồi (QH, C.m-2) trong phương pháp hấp phụ/nhả hấp phụ H2 trên bề mặt điện cực, dựa trên biểu thức sau [122, 123]:
ECSA = QH/(2,1 × [Pt]) (1)
trong đó, [Pt] (g.m-2) là lượng Pt phủ trên bề mặt điện cực và 2,1 (C.m-2) là điện lượng cần thiết để oxi hóa một lớp H2 trên bề mặt Pt.
❖ Trong môi trường kiềm, do tín hiệu pic tương ứng với quá trình hấp phụ/nhả hấp phụ H2 trên bề mặt điện cực khá yếu và không rõ ràng, do đó, định lượng ECSA được tính toán bằng cách xác định điện tích tiêu thụ (QPtO-red) tương ứng với tín hiệu pic khử platinum oxide thông qua biểu thức sau [122, 123]:
ECSA = QPtO-red /(4,2 × [Pt]) (2) trong đó:
[Pt] (g.m-2) là lượng Pt phủ trên điện cực và 4,2 (C.m-2) là điện lượng cần thiết để khử một lớp PtO.
Các giá trị QH và QPtO-red được tính toán tự động trên phần mềm điện hóa.
✓ Hoạt tính điện hóa trong EOR và MOR được đánh giá bằng đường quét
57
❖ Trong môi trường axit (C2H5OH 1 M + H2SO4 0,5 M) khoảng thế từ 0 đến 1 V với tốc độ quét thế 50 mV.s-1. Độ bền xúc tác được đánh giá bằng phép đo biến thiên mật độ dòng theo thời gian (CA - Chronopotentiometry) tại thế không đổi.
❖ Trong môi trường kiềm (C2H5OH 1 M +NaOH 0,5 M) khoảng thế từ -0,8 đến 0,5 V với tốc độ quét 50 mV.s-1. Độ bền xúc tác được đánh giá bằng phép đo CA tại thế không đổi.