Luận Văn Nghiên cứu điều chế xúc tác nano Paladi ứng dụng trong pin nhiên liệu và phản ứng hydro hóa

MỤC LỤC


LỜI CẢM ƠN 1
TÓM TẮT 2
ABSTRACT 3
MỤC LỤC 4
DANH MỤC HÌNH VẼ 8
DANH MỤC BẢNG BIỂU 10
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 11
MỞ ĐẦU 12
v Đặt vấn đề. 12
v Mục tiêu nghiên cứu. 13
v Nội dung nghiên cứu. 13
v Phương pháp nghiên cứu. 13
Chương 1: TỔNG QUAN 14
1.1. Pin nhiên liệu. 14
1.1.1. Khái niệm pin nhiên liệu. 14
1.1.2. Phân loại 14
1.1.3. Ưu và nhược điểm của pin DAFCs. 15
1.1.4. Tình hình nghiên cứu pin nhiên liệu. 16
1.2. Vật liệu nano và xúc tác nano. 18
1.2.1. Vật liệu nano. 18
1.2.2. Xúc tác nano. 29
1.2.3. Sơ lược về paladi 32
1.2.4. Ứng dụng của nano paladi 34
1.3. Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của pin nhiên liệu DAFCs. 38
1.3.1. Cấu tạo. 38
1.3.2. Nguyên lý hoạt động. 39
1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của xúc tác. 40
1.4.1. Phương pháp tổng hợp nano kim loại trên nền cacbon. 40
1.4.2. Diện tích bề mặt 41
1.4.3. Sự ngộ độc xúc tác. 41
1.4.4. Các loại carbon hỗ trợ như là chất mang. 41
1.4.5. Cơ sở lý thuyết của quá trình oxy hóa ở anod trong pin DAFCs. 43
1.4.6. Xúc tác nano kim loại cho phản ứng ở anod trong pin DAFCs. 44
1.5. Phương pháp nghiên cứu. 44
1.5.1. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM). 44
1.5.2. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua(TEM). 45
1.5.3. Phương pháp đo đẳng nhiệt hấp phụ - Khử hấp phụ nitơ (BET). 46
1.5.4. Phương pháp đo quang phổ kích thích electron UV-Vis. 47
1.5.5. Phương pháp quét thế vòng tuần hoàn – Cyclic Voltametry (CV). 49
1.5.6. Phương pháp bậc điện thế (Chronoamperometry). 52
Chương 2: THỰC NGHIỆM . 54
2.1. Hóa chất và thiết bị 54
2.1.1. Hóa chất 54
2.1.2. Dụng cụ - Thiết bị 54
2.1.3. Chuẩn bị hóa chất 56
2.2. Quy trình điều chế. 57
2.2.1. Phương pháp sử dụng chất khử EtOH được ổn định bằng PVP. 57
2.2.2. Phương pháp sử dụng chất khử EG được ổn định bằng PVP. 57
2.2.3. Phương pháp điều chế hạt nano paladi trên than Vulcan. 58
2.2.4. Phương pháp điều chế hạt nano paladi – đồng ổn định bằng PVP. 60
2.2.5. Phương pháp điều chế hạt nano paladi – đồng trên than Vulcan. 60
2.3. Phương pháp thử hoạt tính xúc tác. 62
2.3.1. Trong phản ứng hydro hóa pha lỏng. 62
2.3.2. Trong quá trình oxy hóa methanol, ethanol 66
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 69
3.1. Khảo sát sự hình thành hạt nano paladi 69
3.1.1. Phương pháp sử dụng chất khử EtOH được ổn định bằng PVP. 69
3.1.2. Phương pháp sử dụng chất khử EG được ổn định bằng PVP. 70
3.1.3. Phương pháp điều chế hạt nano paladi trên than Vulcan. 72
3.1.4. Phương pháp điều chế hạt nano paladi – đồng ổn định bằng PVP. 74
3.1.5. Phương pháp điều chế hạt nano paladi – đồng trên than Vulcan. 77
3.2. Khảo sát hoạt tính của hạt nano Paladi 81
3.2.1. Khảo sát tỷ lệ tạo thành hạt nano paladi 81
3.2.2. Khảo sát diện tích bề mặt của xúc tác. 81
3.2.3. Khảo sát hoạt tính xúc tác trong các dung môi khác nhau. 82
3.2.4. Khảo sát hoạt tính xúc tác tại các nhiệt độ khác nhau. 84
3.2.5. Khảo sát hoạt tính xúc tác khi thay đổi hàm lượng paladi 84
3.3. Khảo sát hoạt tính điện hóa trong pin nhiên liệu. 85
3.3.1. Khảo sát sự oxy hóa methanol 85
3.3.2. Khảo sát sự oxy hóa ethanol 86
3.3.3. Khảo sát sự suy giảm hoạt tính xúc tác theo thời gian. 87
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90
4.1. Kết luận. 90
4.2. Kiến nghị 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO 91
PHỤ LỤC 96
1. Phân tích SEM . 96
2. Phân tích TEM . 97
3. Phân tích GC-MS. 99
4. Màu sắc mẫu. 111