6. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
3.1.3. Đặc tính xúc tác của các hệ vật liệu HOPG – Cu
Để khảo sát khả năng xúc tác khử CO2 của hệ vật liệu HOPG – Cu, chúng tôi đã sử dụng hệ vật liệu HOPG – Cu với thời gian lắng đọng là 60s. Dung dịch điện phân được sử dụng là 0.2 M Na2SO4 bão hòa CO2
Hình 3.6. LSV của các hệ vật liệu HOPG và HOPG – Cu
trong dung dịch có sục khí CO2 và không sục khí CO2
Kết quả ghi nhận khi sử dụng các hệ vật liệu này làm vật liệu xúc tác cho quá trình khử CO2 (Hình 3.6). So sánh mật độ dòng của các hệ vật liệu tại vùng thế EO = - 1.6 V với Ag/AgCl, chúng ta thấy rằng giá trị dòng khi dung dịch có CO2 (màu đỏ) cao hơn giá trị dòng khi dung dịch không có CO2 (màu đen) (Hình 3.6). Trong dung dịch có sục khí CO2, đối với HOPG khi chưa có mặt của CuNP thì J = 35 (µA/mm2). Khi có mặt của CuNP thì J tăng lên và đạt giá trị cực đại J = 115 (µA/mm2), nghĩa là tăng gấp hơn 3 lần so với vật liệu HOPG. Giá trị cực đại này ứng với thời gian lắng đọng là 60 s.
Hình thái học bề mặt của hệ vật liệu HOPG – Cu sau khi tham gia quá trình khử CO2 trong thời gian 1h được khảo sát bằng AFM (Hình 3.7). Kết quả thu được cho thấy, sau khi tham gia phản ứng điện hóa bề mặt các hạt nano đồng (CuNPs) trên điện cực HOPG không bị thay đổi nhiều. Điều này chứng tỏ các hạt nano đồng trên bề mặt HOPG có độ bền điện hóa. Vì vậy, vật liệu HOPG – Cu chế tạo bằng phương pháp này hoàn toàn phù hợp để làm vật liệu xúc tác cho quá trình khử điện hóa CO2.
J ( A /m m ) 2
Hình 3.7. Hình ảnh AFM của hệ vật liệu HOPG – Cu trong dung dịch điện phân
Na2SO4 có sục khí CO2
3.2. CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG XÚC TÁC KHỬ CO2 CỦA HỆ VẬT LIỆU NANO Cu KHỐI LẬP PHƯƠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA