Kết luận về độ bền của xúc tác CoMoS

Một phần của tài liệu Nghiên cứu chế tạo vật liệu xúc tác điện hóa trên cơ sở sulfide và selenide của kim loại chuyển tiếp định hướng ứng dụng điều chế hydro từ nước (Trang 145 - 146)

Từ các kết quả nghiên cứu trên có thể rút ra các kết luận sau:

(i). Nếu chỉ đánh giá các đường đặc trưng điện hóa E-t, j-t thu được từ phép đo CP, CA thì CoMoS là các xúc tác bền trong điều kiện làm việc.

(ii). Thực tế tại thế mạch hở EOC, CoMoS bị hòa tan một phần trong dung dịch điện li thể hiện ở sự thay đổi giá trị EOC và nồng độ ion Co, Mo trong dung dịch theo thời gian. Nguyên nhân hòa tan xúc tác do sự thay thế phối tử của các tâm kim loại trong xúc tác. Cụ thể, phối tử S (trong CoMoS) được thay bằng OH- (của nước) có tương tác mạnh hơn với các ion kim loại. Khi cân bằng hòa tan giữa xúc tác rắn trên bề mặt điện cực và các ion trong dung dịch được thiết lập, EOC và nồng độ các ion không đổi. Với xúc tác khảo sát là Co0,18MoS2,76; tỉ lệ hòa tan tại EOC là 59% trong

126

H2SO4 pH 0,3 và 19,1% trong KPi pH 7; chứng tỏ xúc tác bền trong môi trường trung tính hơn so với trong axit.

(iii). Trong điều kiện xúc tác làm việc (áp thế khử), hệ điện hóa có thể xảy ra 4 phản ứng bao gồm: phản ứng hòa tan xúc tác do thay thế phối tử; phản ứng lắng đọng xúc tác lên điện cực do phản ứng khử các ion trong dung dịch; phản ứng khử cầu disulfide hoạt hóa xúc tác và phản ứng khử proton H+ tạo H2. Cân bằng của hệ điện hóa là trạng thái cân bằng của 4 phản ứng trên. Cụ thể, tại quá thế làm việc gần η0 (ví dụ tại -0,16 V vs. RHE trong H2SO4 pH 0,3), phản ứng khử cầu disulfide được tăng cường. Khi tăng dần quá thế (đến -0,2 và -0,25 V vs. RHE), phản ứng lắng đọng xúc tác chiếm ưu thế dẫn đến tỉ lệ xúc tác giảm (từ 43,7% xuống 23,5% và 15,7%). Tuy nhiên cũng tại điện thế -0,2 V vs. RHE, trong môi trường trung tính thì phản ứng khử cầu disulfide lại được tăng cường dẫn đến tỉ lệ hòa tan xúc tác lớn hơn so với tại EOC.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu chế tạo vật liệu xúc tác điện hóa trên cơ sở sulfide và selenide của kim loại chuyển tiếp định hướng ứng dụng điều chế hydro từ nước (Trang 145 - 146)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(185 trang)