Thứ năm, 25/05/2017 00:33
Số 5 năm 201712 - 16Download

Tổng hợp xúc tác PtMe/rGO (Me=Ni, Co, Al, Al-Si) có hoạt tính điện hóa cao trong phản ứng oxy hóa etanol

Vũ Thị Thu Hà*, Trần Thị Liên, Nguyễn Minh Đăng, Nguyễn Quang Minh, Nguyễn Thị Thảo, Vũ Tuấn Anh 

*Tác giả liên hệ: Tel: 0915322263; Email: ptntd2004@yahoo.fr

Phòng Thí nghiệm trọng điểm công nghệ lọc, hóa dầu, Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam
 

Ngày nhận bài: 09/01/2017; ngày chuyển phản biện: 12/01/2017; ngày nhận phản biện: 06/02/2017; ngày chấp nhận đăng: 13/02/2017

Tóm tắt:

Bài báo giới thiệu các loại xúc tác trên cơ sở Pt mang trên graphen oxit đã khử (rGO) được tổng hợp và đặc trưng bởi các phương pháp hóa lý TEM, Raman và EDX. Các xúc tác đều cho thấy, pha hoạt tính là các hạt tiểu phân kích thước đồng đều (khoảng 2÷20 nm), phân tán trên chất mang graphen. Hoạt tính điện hóa của các xúc tác này được đánh giá bằng các phương pháp quét thế - dòng tuần hoàn, phương pháp quét dòng theo thời gian ở thế cố định và phương pháp quét thế theo thời gian ở dòng cố định trong môi trường kiềm. Đáng chú ý, các kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng sự tồn tại của Al, Si, Co và Ni làm tăng cường hoạt tính của Pt trong phản ứng oxy hóa điện hóa etanol theo thứ tự sau: Pt11,5Al12,7/rGO ≈ Pt22,1Al1,7Si3,1/rGO >> Pt2,4Ni11,1/rGO > Pt2,5Co14/ rGO > Pt20,5/rGO. Đặc biệt, xúc tác Pt11,5Al12,7/rGO thể hiện độ ổn định của hoạt tính điện hóa cao nhất trong số các xúc tác khảo sát. Sự có mặt của Al và Al-Si giúp cải thiện độ phân tán của các tiểu phân nano Pt trên bề mặt chất mang rGO, dẫn đến làm tăng hoạt tính và độ ổn định hoạt tính điện hóa của xúc tác. Bên cạnh đó, xúc tác Pt22,1Al1,7Si3,1/rGO, với một lượng nhỏ Si và Al, có hoạt tính tương đương xúc tác Pt11,5Al12,7/rGO, với lượng lớn Al. Sự cải thiện đáng kể hoạt tính oxy hóa điện hóa etanol đã mở ra tiềm năng ứng dụng các xúc tác này với vai trò là chất xúc tác trong pin nhiên liệu sử dụng etanol trực tiếp trong môi trường kiềm.

Từ khóa:

DEFC, oxy hóa điện hóa etanol, rGO, xúc tác Pt/rGO. 

Chỉ số phân loại:
1.4

Synthesis of PtMe/rGO (Me=Ni, Co, Al, Al-Si) catalysts with high electrochemical performance for ethanol oxidation

Thi Thu Ha Vu*, Thi Lien Tran, Minh Dang Nguyen, Quang Minh Nguyen, Thi Thao Nguyen, Tuan Anh Vu 

National Key Laboratory for Petro Chemical and Refinery Technologies, Vietnam Insitute of Industrial Chemistry 

Received: 9 January 2017; accepted: 13 February 2017

Abstract:

In the study, several Pt-based anode catalysts supported on reduced graphene oxide (rGO) were prepared and characterized by means of TEM, Raman, and EDX. Good particle dispersion onto the graphen support, similar particle sizes (around 2÷20 nm), and the presence of promoters were observed in all cases. Their electrochemical propeties were investigated by cyclic voltammetry and chronoamperometry in alkaline media. Notably, electrochemical tests showed that the presence of Al, Si, Co, and Ni enhanced the activity of Pt towards ethanol electro-oxidation in the following order: Pt11,5Al12,7/rGO ≈ Pt22,1Al1,7Si3,1/rGO >> Pt2,4Ni11,1/rGO > Pt2,5Co14/ rGO > Pt20,5/rGO. In particular, Pt11.5Al12.7/rGO catalyst exhibited the best catalytic stability for ethanol oxidation. The presences of Al and Al-Si improved the dispersion of Pt nanoparticles on the surface of rGO, which is assumed to be the main reason for improving the activity and stability of the catalysts. Besides, the Pt22.1Al1.7Si3.1/rGO catalyst, with a small amount of Si and Al, has the catalytic activity comparable to the activity of the Pt11.5Al12.7/rGO catalyst, with a large amount of Al. The remarkable improvement of the ethanol electro-oxidation activity was found in alkaline media, providing potential applications of these materials as catalysts for alkaline direct ethanol fuel cells. 

Keywords:

DEFC, ethanol electro-oxidation, Pt/rGO catalyst, rGO. 

Classification number:
1.4
Lượt dowload: 357 Lượt xem: 941

Đánh giá

X
(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)