Nghiên cứu chế tạo vật liệu màng mỏng chứa Platin, Thiếc trên nền dẫn điện và hoạt tính điện hóa của chúng



tải về 2.64 Mb.
trang16/17
Chuyển đổi dữ liệu28.05.2018
Kích2.64 Mb.
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17

Hình 26: Đường cong phân cực vòng trong dung dịch H2SO4 0.5M và etanol 0.5M

1. Điện cực Pt 2. Điện cực Pt/C 3. Điện cực PtSn/C

Trên hình 26 trình bày các đường phân cực ỗi hóa điện hóa etanol trong dung dịch H2SO4 0,5M trên các điện cực Pt, Pt/C, PtSn/C. Các đường phân cực vòng thu được trên hình 26 tương đối phù hợp với một số tác giả [10,13, 22]. Khi oxi hóa etanol trên các điện cực màng mỏng Pt trên nền Titan. Có thể giải thích dạng đường cong trên như sau: Dòng oxi hóa tăng chậm trong vùng thế (0,10,5V), có thể vùng này là khoảng thế hấp phụ etanol trên bề mặt điện cực, dòng oxi hóa tăng dần tới cao nhất ở 0,79V và giảm sau khi đạt pic (cực trị), sau đó giảm xuống vì các tâm hoạt động của Pt trên bề mặt bị giảm. Nhưng khi thế tăng tới 0,9V, dòng oxi hóa etanol lại tăng trở lại. Điều này có thể giải thích bởi sự oxi hóa etanol có thể xảy ra trên bề nặt của oxit Platin tại vùng điện thế cao. Theo chiều ngược lại, khi dịch chuyển thế về phía âm xảy sự khử oxit Platin trên bề mặt trong khoảng thế 1,3→0,6V, làm tăng số tâm hoạt động của Platin vì thế dòng oxi hóa tăng trở lại tại 0,59V và đạt cực đại tại 0,52V.

Nếu chấp nhận khoảng thế bắt đầu oxi hóa và độ lớn của pic bắt đầu oxi hóa là thước đo hoạt tính xúc tác oxi hóa điện hóa etanol trên các điện cực Pt/C; PtSn/C, thì điện cực PtSn/C có hoạt tính cao hơn so với Pt/C. Điều này cũng phù hợp với một số tác giả đã công bố. Cho đến nay việc giải thích vai trò của Sn còn có nhiều ý kiến khác nhau. Theo một số tài liệu [19, 26] cho rằng đối với hệ PtSn/C thì tỉ lệ Pt:Sn bằng 1:1 là tốt nhất, với sự có mặt của Sn thì quá trình oxi hóa điện hóa etanol trong H2SO4 xảy ra sớm hơn.



Việc giải thích cơ chế oxi hóa điện hóa etanol trong H2SO4 0,5M cũng là một vấn đề khá phức tạp và có nhiều ý kiến khác nhau. Trong phạm vi luận văn này, chúng tôi không có tham vọng giải thích cơ chế. Song chúng tôi nêu lên một cơ chế đã được công bố [12].

Sơ đồ sự oxi hóa điện hóa của etanol trên điện cực Platin
Trước hết, có thể giả định rằng etanol hấp phụ trên bề mặt Pt bởi sự phân li α-C-H, dẫn tới sự hình thành andehit axetic hấp phụ theo bước 1 và 2, chúng có thể đi vào dung dịch. Cách này rõ ràng là những bước phản ứng đơn giản nhất để giải thích cho việc tìm thấy một lượng lớn anđehit axetic trong dung dịch thí nghiệm. Anđehit axetic có thể tái hấp phụ theo bước 3 và hình thành dạng hấp phụ tương tác với OH hấp phụ để sinh ra axit axetic theo bước 4. Những sự quan sát này phù hợp với kết quả phân tích dung dịch mà trong đó tìm thấy nồng độ cao của axit axetic. Sự hình thành axit axetic ngăn ngừa sự oxi hóa etanol ra CO2. Axit axetic có thể hình thành ở bước 5 và bước 6. CO là sản phẩm khử ở thế thấp và có thể xem sự hình thành CO do sự phân li liên kết C-C của dạng hấp phụ. Có thể giải thích sự có mặt CO bằng các bước 7, 8, 9, 10. Giả thiết đầu tiên cho rằng etanol bị hấp phụ bởi sự đứt liên kết C-H ở cả hai nguyên tử cacbon, bước sau là sự đứt liên kết C-C. Giả thuyết thứ hai là sự đứt liên kết C-H sau khi hấp phụ anđehit axetic. COads có thể phản ứng với OH hấp phụ để hình thành CO2.

Mặt khác sự oxi hóa điện hóa etanol trên điện cực phụ thuộc vào nồng độ etanol. Điều này được thể hiện trên hình 27.





Hình 27: Đường cong phân cực vòng của điện cực Pt/C trong dung dịch H2SO4 0.5M và etanol có nồng độ thay đổi

  1. 0.1M 2. 0.25M 3. 0.5M 4. 1M

Rõ ràng là khi nồng độ etanol tăng lên thì khả năng oxi hóa của các điện cực cũng tăng. Trong dung dich etanol 0,1M, xảy ra sự hấp phụ etanol trong khoảng thế 0,1 đến 0,9 V. Tại 0,9V dòng oxi hóa tăng và đạt pic tại 1,1 V. Với các nồng độ etanol lớn hơn thì sự oxi hóa xảy ra sớm hơn, 0,42V, tăng dòng oxi hóa trong khoảng thế từ 0,42 đến 0,72 V sau đó giảm dần. Tại vùng thế cao hơn (từ 0,83) dòng oxi hóa lại tăng trở lại, sự oxi hóa tiếp tục xảy ra và đạt cực đại tại 1,11V. Trên vùng quét thế âm, sự oxi hóa etanol xảy ra khi khử hết oxit Platin, tăng số tâm hoạt động, dòng oxi hóa đạt cực đại tại 0,42 V. Trong dung dich etanol nồng độ cao hơn, sự oxi hóa bắt đầu tại thế thấp hơn và dòng oxi hóa cao hơn. Dòng oxi hóa của điện cực Pt/C trong hai dung dich etanol nồng độ 0,25 M và 0,5 M khác nhau không nhiều nhưng trong dung dich etanol 1M thì tăng rõ rệt.




1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2016
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương