LỜI CẢM ƠN
u tiên chúng em xin gi li ci Hc Lc Hng, quý thy
cô khoa Công Ngh Hóa  Thc Pht kin thc và tu kin cho
chúng em hoàn tt khóa hc.
 tài nghiên cc hoàn thành là nh vào s  ca B môn Hóa Lý,
Khoa Hóa i Hc Khoa hc  T nhiên TP HCM, s ng dn tn tình
ca PGS.TS Nguyn Th 
ch o kp thi và tu kin trong sut quá trình thc hin, chúng em xin gi
ng và thy cô li ct.
Cn Cnh Minh Thng, anh Ngô Thanh
Liêm, ch Quang Th Ngc Anh cùng các anh ch trong phòng thí nghi
chia s i kin thc giúp chúng em hoàn thành t tài này. MỤC LỤC
DANH MC T VIT TT
DANH MC BNG BIU

4.2. Tình hình nghiên cc 17
PHN 2: THC NGHIM 19
1. Nguyên liu dng c và thit b nghiên cu 19
1.1. Nguyên liu 19
1.2. Dng c và thit b nghiên cu 19 2. Ni dung nghiên cu 20
c nghim ch to nanocomposite Pt-Au/C 20
3.1 X lý b mt carbon Vulcan 20
u ch nanocomposite Pt-Au/C 21
 22
 vòng tun hoàn 22
4.1.1.Ch tn cc 23
4.1.2.Kho sát hon hóa 23
p nh TEM 27
u x tia X (XRD) 27
n tích b mt BET 28
PHN 3: KT QU VÀ THO LUN 29
1.Kt qu ch to các vt liu nanocomposite Pt-Au/carbon 29
2. Kho sát các yu t n quá trình ch to vt liu nanocomposite Pt-
Au/C. 31
2.1. ng ca pH trong quá trình ch to 31
2.2.ng cng Pt-Au trên cht mang 34
2.3.ng ca t l vàng so vi platin trong vt liu nanocomposite Pt-Au/C . 36
3. Kt qu phân tích XRD 38
4. Kt qu TEM 40
4.1. Kt qu TEM  pH= 6,5 40
4.2. Kt qu TEM  pH= 11 42
5. Kt qu n tích b mt BET 43

n cng quét v (mA)
i
pa
M dòng c   ng quét ti tính theo din tích
cc (mA/cm
2
)
i
pc
M  dòng c   ng quét v tính theo din tích
n cc (mA/cm
2
)
i

M dòng cng quét ti tính theo khng
n cc (mA/mgPt)
i

M dòng cng quét v tính theo khng
n cc (mA/mgPt)
Pt-Au/C Nanocomposite platin và vàng trên cht mang carbon
Pt-Au/C-25-11 Nanocomposite platin và vàng trên cht mang carbon Vulcan
 c x lý bng HNO
3
5% trong 16h, vi t l Pt-
u ch ng pH=11


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1.  mô t nguyên lý hong ca pin nhiên liu.
Hình 1.2.  pin nhiên liu methanol trc tip.
Hình 1.3. .
Hình 1.4. Carbon black.
Hình 1.5. p.
Hình 1.6. Graphene - Vt lin cho buckyball, carbon nanotube và graphite.
Hình 2.1. Quy trình x lý Carbon.
Hình 2.2. composite Pt-Au/C.
Hình 2.3. -Au/C.
Hình 2.4. Máy Autolab PGSTAT 100N.
Hình 2.5. H n hóa gn cc.
Hình 2.6. n ci (CE).
Hình 2.7. n cc glassy carbon (WE).
Hình 2.8. n cc so sánh Ag/AgCl (RE).
Hình 2.9. Máy TEM, JEM-.
Hình 2.10. Máy nhiu xtiaX BRUKER XRD-D8 ADVANCE.
Hình 2.11. .
Hình 3.1. S i màu sc và sau phn ng.
Hình 3.2. Sn phc sau phn ng.
Hình 3.3. Gi  CV ca vt liu nanocomposite Pt- u ch trong môi
ng pH khác nhau.
Hình 3.4. Gi  CV ca vt liu nanocomposite Pt- u ch trong môi
ng pH khác nhau. M dòng trên khng Pt-Au trên din cc
(mA/mgPt-Au).
Hình 3.5. Gi  CV ca vt liu nanocomposite Pt- u ch trong t l
Pt:Au khác nhau. M dòng trên din cc (mA/cm
2
).

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bng 2.1: Các hóa cht s d tài.
   Pt-Au     Vulcan XC- 
khác nhau.
Bng 3.2: So sánh hot tính xúc tác ca vt liu nanocomposite Pt-c tng
hng pH khác nhau.
Bng 3.3: So sánh hot tính xúc tác ca vt liu nanocomposite Pt-Au/C vi hàm
ng Pt/Au khác nhau.
Bng 3.4: So sánh hot tính xúc tác ca vt liu nanocomposite Pt-Au/C vi t l
ng pH khác nhau.
1

MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
u kin kinh t xã hi ngày càng phát trin, nhu ci si
ng là yu t không th thii sng sinh
hon xut ci. Theo thng kê ca B ng M,
, các ngu ng tái t   t tr

Nhm ng dng làm xúc tác cho pin nhiên liu.
Nội dung nghiên cứu
Tng hp nanocomposite Pt-Au/C vc va là cht kh va
ng phân b. Kho sát s ng ca pH (pH= 6,5; 11,0; 11,5) n
c ht nano Pt-Au. Kho sát s ng ca t l Pt:Au (bao gm 3 t l
Pt:Au là 3:1; 2:1; 1:1) n kh a nanocomposite và kho sát kh
   a nanocomposite Pt-  ng ng dng xúc tác cho pin
nhiên liu. t ca vt lic s dng: XRD,
TEM, BET, quét th vòng tuc tin hành nhm hoàn thành các ni dung
nghiên cu.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Vic ch to thành công vt liu nanocomposite Pt-Au/C nht
 nh ca xúc tác Pt còn khá mi  tài nghiên c
hc và thc tin. S có mt ca Au s  nh và hot tính xúc tác ca
Pt. Sn phm nanocomposite Pt- c ng dng làm xúc tác cho pin
nhiên liu vi m xúc tác Pt. Kt qu c tài nghiên c
khoa hc cho nhng nghiên cu tip theo vic ch to nanocomposite khác bng
 polyol.
3
PHẦN 1:TỔNG QUAN
1. Pin nhiên liệu
1.1. Khái niệm về pin nhiên liệu



+
             


thành các ion (O
2-

2-

các ion H
+


2

2

 [2].

nhiên li 

2].
1.3. Phân loại pin nhiên liệu



[11]:
5

 eHH 442
2


OHeHO
22
244 



OHOH
222
22 
 [9].
1.3.3. Pin nhiên liệu carbonat nóng chảy (Molten carbonate fuel cell -
MCFC)
Pin nhiên liu carbonat nóng chy có nhi làm vic rt cao (600  650ºC), có
th t hiu sut khong 60%  i s ci bi
bii nhiên liu thành hydro, vì khi MCFC hong  nhit  cao, các nhiên
liu này s bii thành hydro trong chính pin nhiên liu [11].



 eCOOHHCO 42222
222
2
3



3



Tng quát:
OHCOOOHCH
2223
2
2
3

 [11].
1.3.5. Pin nhiên liệu kiềm (Alkaline fuel cell - AFC)
AFC s dng nhiên liu là hydro tinh khit và là mt trong s các pin nhiên liu
có hiu sut cao nht tn cc tách ra bi mt cht liu xp
bão hòa vi mt dung dch kiSn phm cn và
nhit [11].



 eOHOHH 4442
22



 OHeOHO 442
22


OHOH




2. Vật liệu nanocomposite
 
có b () 
pha gia 
          ()     

 [3].
trong matrix ()
là nano mét (thay vì mili mét hay micr
 
 
 
 [3]. 8
2.1. Xúc tác điện cực



 b

s, b
5].




 [4].
               



5]. Do 

5].

 


 [9].
hode và màng
 
2
e thành Pt
2+
.

, 
10]:
10


+
+ e-(4)
2.1.2. Xúc tác hợp kim Pt-Au/C

  

      -Au        
Turkevich 
tác Pt-

CO thành CO
2
  
11


ads
[10].
Au + H
2
O Au_OH
ads
+ H
+
+ e
-



 [5].


 



Carbon mà còn có 
ca[5].
2.2.2. Các loại chất mang
2.2.2.1. Carbon black


12

  
trình acetylene [2].

Hình 1.4. Carbon black [6].
             

        


nhau [2].
 Quy trình furnace black

carbon s b oxy hóa, làm gim la carbon và Pt. Chính vì vy, nhu
cu tìm ra mt loi cht mang mi  [2].
 

phân tán Pt-Au 

[5].
 

   

hóa làm thay 
           
14




                 


5].
 
               
          -1000
o
   

    


carbon black [3].

2


[3].
16
3. Các phƣơng pháp chế tạo nanocomposite
3.1. Phƣơng pháp tạo mầm xúc tác trên chất mang
o mm xúc tác trên chng hp xúc tác
hoc t i kim loi platin và mui kim loi vàng c kh ti
mt v trí c th trên b mt ca nn xúc tác hong hoc trên b mt cht n
có gn các tâm kim loi có hong trên mm xúc
 u ch n hóa Pt-Au trên cht mang carbon [5].
c tiên kim loi hoc to mm trên b mt cht mang carbon
b mui platin và mui vàng to
thành các ht nano Pt-Au t các mm trên rhodium (Rh) trên b mt cht mang
 o thành các ht Pt-Au   u trên b mt cht
c ht Pt-Au ph thung mm Rh trên cht mang. Khi
ng mm Rh càng nhiu thì ht Pt-Au càng nh [5].
3.2. Phƣơng pháp ngâm tẩm



 s dng các ngu
cung cp cho h phn    n th    dng nhit vi
sóng, siêu âm hoc s dng tia gama [5].
      c s dng va là cht kh va là môi
ng phn ng cho quá trình kh các ion Pt
4+
và ion Au
3+
thành ht nano Pt-Au
trên cht mang carbon Vulcan XC72R bn thng.
4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc
4.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc
Năm 2006, Yafei Kuang cùng cng s  ng h c vt liu
nanocomposite Pt-Au/C t tin cht H
2
PtCl
6
và HAuCl
4
vi cht kh là NaBH
4
.
Sn phm cuc là vt liu nanocomposite Pt-Au/C  dc
minh chng bng kt qu phân tích TEM cho thc ht trung bình khong
25nm và gi CV [13].