CH NGă 3 T HC NGHI M
5.2 Kho sát thi gian vi sóng
Các m u PdSn đ c t ng h p b ng ph ng pháp Galvanic k t h p vi sóng, c đnh t l mol Pd:Sn là 1:4, 10 chu kì vi sóng v i th i gian b t kh o sát các giá tr 5s, 10s, 15s, 20s, 25s, th i gian t t 10s.
5.2.1 Phân tích hình thái b m t v t li u b ng ph ng pháp ch p nh TEM
Hình 5.7 K t qu TEM c a m u t ng h p th i gian vi sóng khác nhau (a) 5s, (b) 10s, (c) 15 s, (d) 20 s, (e) 25s
D a vào k t qu TEM trong Hình 5.7, m u xúc tác có s khác bi t rõ r t khi t ng h p các th i gian vi sóng khác nhau v i cùng s chu kì là 10 và cùng t l PdSn là 1:4. th i gian vi sóng 5s (Hình 5.7a), h u nh nhi t đ t vi sóng khơng đáp ng đ c cho quá trình Galvanic di n ra, mà d n đ n s hình thành c a các c u trúc d ng h t Pd xen l n vào các c u trúc thanh Sn. Khi th i gian vi sóng là 10s (Hình 5.7b), các h t Pd có xu h ng nh h n và hình thành m t l p ph trên b n m t c a thanh nano Sn. Khi ti p t c t ng th i gian ph n ng lên 15s, Hình 5.7c cho th y c u trúc a
Sn-Lõi
Pd-V
b c
v -lõi PdSn m t cách rõ ràng v i m t l p m ng Pd màu sáng h n so v i ph n lõi Sn. T i th i gian vi sóng này đư hình thành đ c c u trúc v -lõi nh mong mu n. Khi t ng th i gian vi sóng lên 20s, có s xu t hi n c a nhi u d ng c u trúc khác nhau bao g m c c u trúc d ng h t và thanh. Cu i cùng, khi kh o sát th i gian vi sóng 25s, k t qu cho th y các c u trúc thanh nano Sn có d u hi u b d t gãy thành nh ng thanh
ng n h n (Hình 5.7e). i u này đ c gi i thích là do n ng l ng vi sóng cung c p
m t cách liên t c v i c ng đ m nh gây ra phá v c u trúc thanh Sn [19].
5.2.2 Kh o sát kh n ng xúc tác đi n hóa cho EOR trong mơi tr ng ki m
Hình 5.8 K t qu LSV các m u t ng h p th i gian vi sóng khác nhau
Có th th y ho t tính c a m u Pd1@Sn4-15s/CB cao h n r t nhi u so v i các m u còn l i. Trên th c t , ph n ng gi a Pd2+ và Sn bao g m s t o m m tinh th và quá trình phát tri n c a các h t m m này thành m t l p ph Pd trên b m t v t li u n n Sn. T c đ ph n ng c a hai q trình đó ph thu c r t l n vào nhi t đ ph n ng. Nghiên c u cho th y n ng l ng vi sóng có vai trị thúc đ y cho hai quá trình này x y ra v i t c đ nhanh, giai đo n t o m m tinh th ch u tác đ ng m nh c a vi
sóng h n so v i giai đo n phát tri n m m [54]. D a vào k t qu LSV trong hình Hình
Galvanic ch a di n ra hoàn toàn d n đ n vi c m t l ng Pd2+ không ph n ng và
không đ t đ c hi u qu xúc tác. Có m t s khác bi t rõ r t v c ng đ c a xúc tác
gi a th i gian ph n ng là 10s và 15s. Tuy nhiên, khi ti p t c t ng th i gian ph n
ng, c ng đ c a xúc tác l i có xu h ng gi m. i u này có th gi i thích, khi t ng
th i gian ph n ng thì n ng l ng vi sóng đư cung c p thêm nhi t l ng cho h d n đ n nhi t đ c a ph n ng t ng lên nhi u. Khi đó, các h t Pd sinh ra l p ngồi có xu h ng k t t l i t o thành các h t l n h n đ đ t đ c s gi m thi u n ng l ng b m t do q trình Ostwald [55]. Chính đi u này đư làm cho hi u qu xúc tác gi m rõ r t. T k t qu này có th th y đ c m u t ng h p th i gian vi sóng 15s cho k t qu t t nh t.
5.2.3 Kh o sát đ b n theo th i gian
đánh giá đ b n theo th i gian ho t đ ng c ng nh kh n ng ch u s nhi m đ c b i các h p ch t trung gian c a xúc tác, ph ng pháp đo dòng - th i gian CA đ c th c hi n trong dung d ch (C2H5OH 1 M + KOH 1 M) t i th - 0,3 V trong 3600 giây. T k t qu CA trong Hình 5.9 cho th y xu h ng chung là t c đ c a EOR suy gi m m t cách nhanh ch ng trong kho ng 600 giây đ u tiên. Sau đó c ng đ gi m ch m và n đ nh d n. Có th gi i thích r ng trong kho ng th i gian đ u q trình oxy hóa ethanol di n ra nhanh t o ra c ng đ l n, tuy nhiên c ng kèm theo s hình thành các s n ph m trung gian nh (CH3CO)ads bám trên b m t đư làm c n tr ho t đ ng
c a xúc tác. Sau đó, theo th i gian ph n ng q trình chuy n hóa gi a ch t trung
gian và s n ph m cu i s d n đ t cân b ng, ph n ng oxy hóa c ng d n ch m l i đ ng th i v i s nhi m đ c c ng h n ch d n. Sau 3600 giây, m u Pd1@Sn4-15s/CB có c ng đ còn l i cao h n so v i các m u t ng h p th i gian vi sóng khác cho th y
m u này có đ b n và n đ nh h n. Các k t qu LSV, CA và TEM phù h p v i nhau
và cùng cho th y m u t ng h p th i gian vi sóng 15s cho k t qu v t tr i h n các m u khác. Do do, th i gian vi sóng đ c c đ nh là 15s đ ti n hành các kh o sát ti p theo.
Hình 5.10 so sánh m u Pd1@Sn4-15s/CB v i m u Pd NPs/CB, k t qu CA cho th y khi có s h tr c a Sn, ho t tính xúc tác và đ b n c a Pd cho ph n ng oxy hóa ethanol cao h n nhi u l n so v i ch s d ng Pd NPs. D a vào k t qu này, có th th y vi c k t h p thêm kim lo i Sn trên c s palladium đem l i hi u qu cao và có th h ng đ n th ng m i hóa thay th cho palladium d ng h t v i giá thành cao.