TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC LÊ THỊ THÙY NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP COMPOZIT Pb02-PANi BẰNG PHƯƠNG PHÁP DÒNG KHÔNG ĐỔI KÉT HỢP VỚI PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC • • • • Chuyên ngành: Hóa lý Người hướng dẫn khoa học ThS MAI THỊ THANH THÙY HÀ NỘI-2015 Lê Thị Thùy 2015 Khỏa luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội LỜI CẢM ƠN Với tất lòng kính trọng biết ơn, em xin chân thành cảm ơn Th.s Mai Thị Thanh Thùy Viện Hóa học - Viện hàn lâm KH&CN Việt Nam định hướng hướng dẫn em tận tình suốt trình làm đề tài khóa luận tốt nghiệp Em xin cảm ơn PGS.TS Phan Thị Bình - trưởng phòng Điện hóa ứng dụng - Viện Hóa học Viện hàn lâm KH&CN Việt Nam anh chị phòng Điện hóa ứng dụng tạo điều kiện giúp đờ để em nghiên cứu, học tập hoàn thành đề tài khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, Ban chủ nhiệm khoa thầy cô khoa Hóa học tạo điều kiện, quan tâm giúp đỡ em suốt thời gian học tập trường Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, bạn bè động viên khuyến khích em học tập đến đích cuối Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên Lê Thị Thùy MỤC LỤC Lê Thị Thùy 2015 Khóa luận tốt nghiệp Đại học Sir phạm Hà Nội MỞ ĐẦU Ngày công nghệ điện hóa phát triển nhanh đặc biệt công nghệ tổng hợp hóa chất, vật liệu xử lý môi trường, Trong công nghệ điện hóa vật liệu sử dụng làm điện cực anôt đóng vai trò quan trọng Vật liệu điện cực thường phải thỏa mãn điều kiện sau: dẫn điện tốt, có khả xúc tác điện hóa phản ứng hóa học mong muốn, bền học, bền ăn mòn, giá thành hợp lý, Các vật liệu anôt thường sử dụng graphit, chì hợp kim chì, titan, PbƠ , Trong số vật liệu anôt PbC > loại vật liệu quan tâm sử dụng phố biến PbC > có nhiều ưu điểm bền học, giá thành rẻ, dễ tổng hợp, có độ dẫn điện tốt, tương đối cứng, có tính trơ mặt hóa học hầu hết tác nhân oxi hóa axit mạnh Biến tính PbƠ kim loại, oxit kim loại polyme dẫn nhằm tạo compozit có nhiều tính ưu việt PbƠ lĩnh vực nhiều nhà khoa học quan tâm compozit PbƠ - Bi [29], PbƠ - Co[ ], PỒ 02 PANÌ [1], Theo [4] compozit PbƠ -PANi tổng hợp phương pháp: quét tuần hoàn cv, phương pháp quét tuần hoàn cv kết hợp phương pháp hóa học tác giả nghiên cứu khảo sát khả xúc tác cho trình oxi hóa metanol điện cực tống hợp Điện cực PbƠ sau biến tính PANi cải thiện hoạt tính xúc tác điện hóa Trên sở nghiên cứu em lựa chọn đề tài khóa luận “Nghiên cứu tổng hợp compozỉt PbƠ 2-PẢNi phương pháp dòng không đối kết hợp với phương pháp hóa học” Ket cấu khóa luận gồm chương: Chương 1: Tổng quan (20 trang), chương 2: Phương pháp nghiên cứu ( trang), Chương 3: Thực nghiệm (5 trang), Chương 4: Ket thảo luận (10 trang) Lê Thị Thùy 2015 Khóa luận tốt nghiệp Đại học Sir phạm Hà Nội CHƯƠNG - TỎNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VÈ Pbơ 1.1.1 Tính chất vật lý PbC >2 Pb0 chất rắn màu nâu thẫm, tồn hai dạng vô định hình tinh [24] Dạng vô định hình suốt, bền dễ tan axit nên ứng dụng Dạng tinh thể PbÙ bao gồm hai dạng thù hình chủ yếu a- PbC > ị3- PbC > [15] Cấu trúc dạng ị3- PbC > đặc khít dạng a- PbC > độ bám dính vào chất dạng Ị3- PbC > dạng a- PbŨ Vì khả hoạt động điện hoá độ dẫn điện, độ thuận nghịch điện hoá dạng |3- PbC > cao Hình 1.1: Cẩu trúc dạng tinh thê a- PbƠ [15] Dạng a- PbƠ có cấu trúc ô mạng kiểu orthorombic (hệ trực thoi) Dạng có hoạt tính điện hoá thấp bền tính chất hoá lý điều kiện thường Nó tổng hợp phương pháp hoá học cho chì axetat tác dụng amoni pesunfat môi trường nước amoniac cách nấu chảy PbO với hỗn hợp NaClƠ NaNƠ [2] Lê Thị Thùy 2015 Khóa luận tốt nghiệp Đại học Sir phạm Hà Nội Hình 1.2: Cấu trúc dạng tinh thê yổ- PbƠ [15] Dạng Ị3- PbƠ có cấu trúc mạng kiểu tetragonal (tứ diện) Dạng có khả dẫn điện tốt dạng a- PbƠ chất dẫn điện loại n Ở áp suất cao 8500 bar dạng Ị3- PbƠ chuyển thành a- Pbơ [15] Nhiều nghiên cứu cho thấy PbƠ dẫn điện tốt, PbƠ tổng hợp phương pháp điện hóa có độ dẫn điện xấp xỉ so với kim loại 1.1.2 Tính chất hóa học Ở điều kiện thường PbƠ tương đối trơ mặt hóa học, không tan nước, dung dịch axit dung dịch kiềm Ở nhiệt độ cao hoạt động hóa học mạnh PbƠ oxit lưỡng tính thể tính axit nhiều Theo [19] PbƠ dễ tan kiềm đặc, nóng để tạo thành ion Pb(OH) Pb0 + NaOH + H — Na [Pb(OH) ] (1.1) Khi nấu chảy với kiềm oxit tương ứng tạo sản phẩm có dạng M4[Pbo4] PbƠ +2Na 0^ Na [Pb0 ] (1 ) PbƠ phản ứng với axit nóng tạo Pb 2+ bền giải phóng oxi [19]: Lê Thị Thùy 2015 Khóa luận tốt nghiệp E, 1.1.3 Đại học Sir phạm Hà Nội Trạng thái tính chất nhiệt động Sự trao đổi lượng liên quan đến phản ứng hóa học hay điện hóa mô tả liệu nhiệt động học Trong ăc qui chì axit, axit sunfuric thành phần thiếu phản ứng điện cực để biến hóa thành điện phản ứng phóng điện từ điện thành hóa phản ứng nạp điện Hằng số cân axit ảnh hưởng đến khả hòa tan Pb 2+ ảnh hưởng đến điện điện cực âm dương Quá trình phóng - nạp điện cực dương theo phương trình [15]: Pbơ + H SƠ + 2H + + 2e ^ PbSƠ + 2H (1.9) Sự phụ thuộc điện cân vào hoạt độ H + , HSO ' Theo phương trình Nernst: _ T ^ o s I RT, s ^ Pb02/PbS04 ~ ^ Pb02/PbS04 H+aHS04- H Ị iO' (1-10) \ = 1.6367 Pb0 /Pb0- Ở đây, trình tính toán điện tiêu chuẩn liên quan đến phân ly H SO thành H + HSO ’ PbƠ sử dụng làm vật liệu catot ắc qui axit phản ứng xảy sau [ ]: Catot: Pb0 + H SO + H + + 2e ->PbS0 + 2H Anot: Pb + H SO —>• PbSC > + 2H + + 2e Tổng: Pb + Pb0 + H SO -> PbS0 + 2H Theo sơ đồ pin Pt (H )IH S ; PbS lPb 02 (Pt) kết tính điện (1.12 ) (1.13) (1.14) tiêu chuẩn hai dạng cấu trúc a-PbÙ | -Pb 02 [14] sau: (1.15) H so (1.16) Lê Thị Thùy 2015 Khóa luận tốt nghiệp Điện tiêu chuẩn a-PbƠ 1.1.4 Đại học Sir phạm Hà Nội 25°c 1,698 V, ị -PbC > 1,6788 V Các phương pháp tổng hợp PbƠ PbƠ tống hợp hai phương pháp: phương pháp hóa học phương pháp điện hóa 1.1.4.1 Phương pháp hóa học Phương pháp nhiệt: Muối chì quét lên kim loại phi kim sau gia nhiệt môi trường giàu oxi đế oxi hoá thành PbƠ Phương pháp cho phép chế tạo điện cực có độ xốp cao, bám vào song lại thu hàm lượng PbƠ thấp, độ bền hóa học độ dẫn nhiệt Phương pháp oxi hóa: PbƠ tổng hợp cách dùng amoni pesunfat để oxi hóa Pb(NƠ ) môi trường kiềm 1.1.4.2 Lê Thị Thùy Phương pháp điện hóa 2015 Khóa luận tốt nghiệp Đại học Sir phạm Hà Nội Đối với phương pháp điện hoá PbÙ tổng hợp môi trường khác nhau: môi trường axit môi trường kiềm - Kết tủa Pb0 từ dung dịch kiềm: Từ dung dịch kiềm kết tủa a- PbC > có ứng suất nội nhỏ, có khả bám vào vật liệu nền, nhiên phương phá có nhược điểm độ ổn định thấp làm việc, sau thời gian làm việc xuất cặn oxit chì cặn cản trở trình vận hành làm giảm độ ốn định dung dịch điện ly - Ket tủa Pb0 từ dung dịch axit: Các dạng chất điện ly: perclorat, sunfamat, axetat, nitrat Từ dung dịch axit cho kết tủa dạng ß-PbC > thu a-PbC> Tốc độ phản ứng cao, dung dịch ổn định Và dung dịch điện ly dung dịch nitrat sử dụng để tổng hợp PbŨ với tốc độ cao so với dung dịch khác Quá trình Pb 2+ bị oxi hoá lên Pb 4+ tạo thành PbC> : Pb 2+ + 2H -> Pb0 + 4H + +2e (1.17) Phương pháp điện hoá có ưu điểm bật: lớp kết tủa đặc khít, có độ dày tuỳ ý, hàm lượng Pb 02 cao ổn định, có cấu trúc tinh thể xác định tuỳ vào môi trường chế độ tổng hợp, lớp kết tủa dẫn điện tốt, bền hoá học hơn, hao mòn trình sử dụng [ ] 1.1.5 ứng dụng PbC >2 Trong lĩnh vực điện hoá yếu tố quan trọng việc lựa chọn điện cực tương ứng với điệu kiện phản ứng Điện cực phải đảm bảo tính dẫn điện, có độ bền học, chịu tác động hoá chất, chống ăn mòn, giá thành hợp lý Điện cực Pb 02 có thoát oxi cao Pt số vật liệu khác Pb 02 điện cực anot trơ, có nhiều ưu điểm bền, rẻ, dễ tổng hợp,có độ dẫn điện tốt than chì, tương đối cứng, có tính trơ mặt hóa Lê Thị Thùy 2015 Khóa luận tốt nghiệp Đại học Sir phạm Hà Nội học hầu hết tác nhân oxi hóa axit mạnh Vì việc lựa chọn PbC > nhận nhiều quan tâm Điện cực Pb0 có khả hấp phụ tốt chất nên sử dụng rộng rãi trình điện phân tổng hợp hợp chất vô hữu Do có tính bền, trơ với hầu hết tác nhân có tính oxi hóa mạnh có tính chất xúc tác điện hóa nên PbC > sử dụng làm điện cực anot trình xử lí chất thải độc hại anilin, toluen, benzen Ngoài ra, anot PbŨ sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp sản xuất hóa chất perclorat, periodat, hidroquinon, hidroxylamin, axit cacboxylic Chì đioxit vật liệu ứng dụng rộng rãi điện hoá công nghiệp Nó sử dụng làm vật liệu cho ắc quy chì [20], oxi hoá hợp chất hữu cơ, oxi hoá phenol [25], Cr 3+ glucose, điều chế ozon [25] 1.2 POLYANILIN (PANi) 1.2.1 Giới thiệu polyme dẫn Polyme dẫn điện lần phát vào năm 1977 nhà khoa học phát khả dẫn điện poly axetylen Từ mở cho nhà khoa học hướng nghiên cứu loại vật liệu polyme dẫn điện Polyme dẫn thu hút quan tâm nghiên cứu nhiều nhà khoa học nước chúng có tiềm ứng dụng to lớn số lĩnh vực như: công nghệ thông tin, điện tử, chế tạo vật liệu thay vật liệu truyền thống như: silic, gecmani, điôt phát quang, làm hình siêu mỏng, vật liệu chống ăn mòn kim loại, xử lý môi trường, hấp phụ kim loại nặng [ ] Tuy nhiên polyme dẫn có nhược điểm khó hòa tan dung môi hữu không chảy mềm gia nhiệt nên gây khó khăn cho trình gia công vật liệu Lê Thị Thùy 2015 Khóa luận tốt nghiệp Đại học Sir phạm Hà Nội Polyme dẫn tổng hợp phương pháp hoá học phương pháp điện hoá Người ta tổng hợp nhiều polyme dẫn điện như: PANi, polypyrol, polythiophen, polyphenylen Tuy nhiên PANi polyme dẫn quan tâm nhiều có khả bền nhiệt, bền cơ, tồn nhiều dạng oxi hoá khử khác nhau, thân thiện với môi trường, khả dẫn điện tốt 1.2.2 Cấu trúc phân tử PANi Hiện nay, nhà khoa học chấp nhận PANi có dạng cấu trúc tổng quát sau [27]: O* - — a, b = 0, 1, 2, 3, 4, Khi a= 0, Pernigranlin - màu xanh thẫm (trạng thái oxi hóa hoàn toàn): Khi b = 0, Leucoemeradin - màu vàng (trạng thái khử cao nhất): Khi a = b, Emeraldin (màu xanh nước biển): Muối Emeraldin màu xanh thẫm: Lê Thị Thùy 10 2015 Khóa luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội Hình 3.3: Máy chụp SEM • Thiết bị chụp phổ X-Ray: D 5000 hãng Siemens - Đức (Viện Khoa học Vật liệu) Đặc tính: xạ tia X: Thiết bị có hai loại đầu thu: đầu thu bán dẫn Si (Li) đầu thu nhấp nháy Đo mẫu dạng khối, bột, màng mỏng Khảo sát Insitu nhiệt độ cao (25°C-1400°C), môi trường: chân không, không khí, Ơ , Ar N Giới hạn đo: khoảng vài phần trăm khối lượng cho phân tích pha tinh thể (tuỳ theo vật liệu) Chính xác đến 10 ’ cho kết xác định số mạng Xác định kích thước hạt tinh thể khoảng vài nm đến 1.4 - w - 0.8 0.6 - 0.4 - 10 10 30 50 70 90 t (m) Hình 4.1: Đường cong tổng hợp PbOỉ dung dịch Cu(NƠ 3) 0,05M + Pb(N0 h 0,5M + HNO , ÌM + etylenglicol , ÌM + NaF 0,04M (1 )-7mA/cm, (2)-6mA/cm , (3)-5mA/cm - 4.2 Khảo sát phổ quét tuần hoàn cv Điện cực PbƠ sau tổng hợp phương pháp dòng không đổi mật độ dòng mA/cm , mA/cm , mA/cm nhúng dung dịch H N O 0,1 M + anilin 0,1 M để tạo thành compozit PbƠ - PANi Hình 4.2, 4.3, 4.4 phổ cv compozit PbƠ -PANi mà PbƠ tổng hợp mật độ dòng khác nhau, dung dịch H S O 0,5 M, khoảng điện 0,7 V đến 1,8 V , tốc độ quét 100 mV/s £/**/AgCl (V) Hình 4.2: Phô cv điện cực compozit Pb 02 -PANi dung dịch H SO 0,5 M, tốc độ quét 100 mV/s (PbỠ tổng hợp mật độ dòng i = mA/cm Quan sát chu kỳ tất mẫu đo hình 4.2 đến 4.4 không thấy xuất pic anot mà xuất rõ pic catot vị trí điện 1,1 V 1,2 V tương ứng với trình khử PbC > dạng a p PbSC> Dạng a chiếm ưu Ị3 chiều cao pic khử lớn ^Ag/AgCl(V) Hình 4.3: Phô cv điện cực compozỉt Pb 02 -PANi dung dịch H SO4 0,5 M, tốc độ quét 100 mV/s (PbƠ tổng hợp mật độ dòng i = mA/cm JWABC.(V) Hình 4.4: Phô cv điện cực compozit Pb 02 -PANi dung dịch H SO 0,5 M, tốc độ quét 100 mV/s (PbƠ tống hợp mật độ dòng ỉ = 7mA/cm ) Phương trình điện hóa xảy sau: a-Pbơ + HSO4' + 2e + 3H + PbS0 + 2H (4.1) P-Pbơ + HSO ' + e + 3H + PbS0 + 2H (4.2) Quan sát chu kỳ thấy pic khử dạng a biến sau xuất trở lại dạng vai pic Pic khử dạng p giảm, sau lại tăng dần theo số chu kỳ quét Sau khử PbSƠ4 chu kỳ thứ 1, phần nhỏ PbSƠ4 oxy hóa trở lại thành PbƠ nên quan sát thấy pic oxy hóa từ chu kỳ 10 trở lên Từ chu kỳ 10 xuất rõ pic anot hình thành nên dạng a P" PbƠ điện 1,6 V 1,75 V Quá trình điện hóa xảy sau: PbSƠ4 + 2H -> a-Pbơ + HS0 ' + 3H + (4.3) a-PbC>2 -> P-PbC>2 (4.4) i (mA/cm2) 40 20 0-20 ““ ckl c k —ck5 —ckio -40 - -— ck30 -60 0.7 Hình 4.5 : Phổ 1.0 1.3 E Ag/AgCI (V) 1.6 cv PbƠ mật độ dòng mA/cm 0,5 M, tốc độ quét 100 mV/s 1.9 dung dịch H SO Khi số chu kỳ quét tăng lên chiều cao pic oxy hóa khử tăng dần, chứng tỏ trình biến đổi cấu trúc làm tăng hoạt tính điện hóa Pb 02 Ta nhận thấy rang compozit PbC>2-PANi mà PbÙ2 tổng hợp mật độ dòng mA/cm có chiều cao pic oxy hóa khử lớn (hình 4.3) Hình 4.5 phổ cv PbC > tổng hợp mật độ dòng mA/cm So sánh hình 4.5 4.3 thấy phố cv PbŨ xuất pic oxy hóa khử tương tự nhiên chiều cao pic oxy hóa khử PbC > compozit lớn PbC > chế độ tổng hợp Như có mặt PANi compozit làm tăng hoạt tính điện hóa PbC> Æ/tg/AgCI (V) Hình 4.6: Phô cv điện cực compozit Pb0 -PẢNỈ chu kỳ mật độ dòng khác Pb0 tổng hợp mật độ dòng mA/cm ^AgCl/AgCl (V) Hình4.7: Phô cv điện cực compozit PbOỉ-PANi chu kỳ 30 mật độ dồng khác PbỠ tổng hợp mật độ dòng ómA/cm Hình 4.6 hình 4.7 so sánh chu kỳ chu kỳ 30 phổ cv compozit PbC > - PANi PbC > tổng hợp mật độ dòng mA/cm Quan sát thấy chu kỳ 30 thấy chiều cao pic oxy hóa khử compozit lớn so với PbƠ lần khẳng định có mặt PANi compozit làm tăng hoạt tính điện hóa PbC> Compozit tổng hợp mật độ dòng mA/cm có hoạt tính điện hóa tốt 4.3 Nghiên cứu cấu trúc hình thái học 4.3.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X Hình 4.8 giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu PbC > tổng hợp mật độ dòng mA/cm 2(a), compozit PbC>2-PANi (b) 2-Theta Scale SIEMENS D5000, X-Ray Lab., Hanoi 06-Sep-2011 10:05 1.000 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 2-Theta Scale Hình 4.8: Giản đồ đồ nhiễu xạ tia X PbỠ (a), compozit PbOĩ-PANi (b) Quan sát hình 4.8 (a) (b) thấy xuất pic góc 20 = 32° , 62° 67° đặc trưng cho cấu trúc p-PbƠ tương tự công bố tài liệu [26] Như có cấu trúc p-PbƠ tồn compozit tống hợp Đây chứng minh phần PbƠ bề mặt bị khử thành Pb 2+ , sau Pb 2+ di chuyển vào dung dịch phần lại PbƠ giữ lại mạng lưới compozit 4.3.2 Ảnh SEM Hình 4.9: Anh SEM PbỠ tổng hợp mật độ dòng 6mA/cm (hình a) compoiit PbC>2 -PANi tông hợp phương pháp dòng không đổi kết hợp với phương pháp hóa học ị hình b, c, d) Ánh SEM PbƠ (hình 4.9a) cho thấy xuất tinh hình tứ diện lớn cấu trúc P-PbƠ đan xen với tinh nhỏ cấu trúc a PbƠ Tuy nhiên, sau PbƠ nhúng vào dung dịch anilin môi trường axit để tạo thành compozit PANi-Pb 02 (hình 4.9 b, c, d) độ phân giải khác thấy bề mặt điện cực hoàn toàn thay đổi, sợi PANi bao phủ quanh tinh thể PbƠ Các sợi PANi tạo thành có thích thước nano theo phản ứng oxi hóa [13]: Pb 4+ + 2C H NH Pb 2+ + C H NH + ' (4.5) KẾT LUẬN > Đã tổng hợp thành công compozit PbC > - PANi phương pháp dòng không đổi kết hợp với phương pháp hóa học (PbC>2 tổng hợp mật độ dòng mA/cm , mA/cm mA/cm sau nhúng vào dung dịch chứa anilin) > Khảo sát tính chất điện hóa compozit thấy rang compozit mà chì điôxit tổng hợp mật độ dòng mA/cm có hoạt tính điện hóa tốt > Chứng minh có mặt PANi làm tăng hoạt tính điện hóa compozit > Ảnh SEM compoit Pb 02 -PANi độ phân giải khác cho thấy sợi PANi có cấu trúc nano bao phủ quanh tinh thể Pbo2 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Phan Thị Bình, Bùi Hải Ninh, Mai Thị Thanh Thùy (2009), Tỉnh chất điện hóa compozit PbOỉ-PANi tông hợp phương pháp xung dòng , Tạp chí Hóa học, 47 ( B), tr 138-142 Phạm Quang Định (1994), Nghiên cứu trình hình thành anot từ dung dịch nitrate làm điện cực trơ chất oxi hoá, Luận văn phó tiến sĩ khoa học hoá học, Viện kỹ thuật quân sự-BỘ quốc phòng, Hà Nội Vũ Đăng Độ (2006), Các phương pháp vật lỷ hóa học, NB Đại học Quốc gia Hà Nội Vũ Hữu Hiếu (2013), Nghiên cứu pic oxi hóa methanol điện cực compozit PANi - PbƠ , Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học Đại học Quốc Gia Hà Nội Hữu Huy Luận (2004), Tông hợp nghiên cứu polyme dẫn từ pyroỉ, thiophen, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học, ĐHSP Hà Nội Trương Ngọc Liên (2000), Điện hóa lý thuyết, Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Trịnh Xuân Sén (2009), Điện hóa học (in lần 3), NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Đinh Thị Mai Thanh, Mai Xuân Hướng, Đặng Vũ Minh (2006), Nghiên cứu trình tổng hợp điện hóa tính chất hóa lỷ điện cực xúc tác CoPb0 , Tạp chí khoa học công nghệ, 44 (5), tr.77-82 Trần Quang Thiện (2011), Tống hợp nghiên cứu tỉnh chất điện hóa vật liệu lai ghép oxỉt vô vơi polỉme dân TiƠ - văn PANi, Luận thạc sĩ khoa học hóa học, ĐH Quốc Gia Hà Nội 10 Trần Trung (1997), Nghiên cứu trình tông hợp điện hoả màng poỉypyrol, compozit polypyrol tính chất chủng Luận án tiến sĩ ngành công nghiệp trình điện hoá, ĐHBKHN Tài liệu Tiếng Anh 11 Anil Kumar De (2007) A Text Book of Inorganic Chemistry New Age International, pp 387 12 Ansari R and Raofie F (2006), Removal of Lead Ion from Aqueous Solution Using Sawdust Coated by Polyaniline, Chemistry Department, Guilan University, Rasht, Iran, 10 (3), pp 49-59 13 Bahram Cheraghi, All Reza Fakhari, Shahin Borhani, All Akbar Entezami (2009), Chemical and electrochemical deposition of conducting polyaniline on lead Journal of Electroanlytical Chemistry 626 pp 116-122 14 Bard Allen J, Parsons Roger, Jordan Joseph (1985), Standard potentials in aqueout solution, IƯPAC, pp 3130-3135 15 Besenhard Jugen o (Ed.) (1998), Handbook of battery materials WileyVCH verlag GmbH, Germany u R, Kumbhar p p, Hundiwale D G (2002), Influence 16 Borole D.D, Kapadi of inorganic and organic supporting electrolytes on the electrochemical synthesis of polyaniline, poly (o - toluidine) and their copolymer thin film, Materials Letters 56, pp 685-91 17 G Wallae, M Spinks, A.p Kane-Maguine, R Teasdale (2003), Conductive eletroactive polymers 18 Gospodinova N., Terlemezyan L (1998), Conducting polymers prepared by oxidative polymerization: polyaniline , prog.polym Sci., 23, pp 14431484 19 Greenwood, N N; Earnshaw, A (1997) Chemistry of the Elements (2 nd ed) Butterworth-Heinemann, p 386 20 H Karami, M Shamsipur, s Ghasemi, M F Mousavi (2007), Lead- acid bipolar battery assembled with primary chemically formed positive pasted electrode, Journal of Power Sources 164 896 21 Hamann Carl H., Hamnett Andrew, Vielstitich Wolf (1998), Electrochemistry, Wiley-VCH, Germany, pp 359-360 22 Hanlu Li, Jixao Wangb, Quingxian Chub, ZhiWangb, Fengbao Zhanga, Shichang Wang (2009), Theoretical and experimental specific capacitance of polyaniline in sulfuric acid Journal of Power Soures 190, pp 578-586 23 Nguyễn Thị Quỳnh Nhung (2002), Nghiên cứu chế tạo polymer dẫn PANỈ phương pháp điện hóa khả chống ăn mòn , Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường đại học sư phạm Hà Nội 24 Mary Eagleson (1994) Concise encyclopedia chemistry Walter Gruyter, pp 590 25 S Ai, M Gao, w Zhang, z Sun, L Jin (2003), Preparation of Fluorine- Doped Lead Dioxide Modified Electrodes for [...]... và PANi có thể tổng hợp được bằng các phương pháp hoá học và điện hoá Tổng hợp bằng phương pháp điện hoá [1]: Compozit được tổng hợp trên nền thép không gỉ, graphit, thuỷ tinh dẫn điện có thể thu được vật liệu có kích thước nano và phân bố đồng đều trên bề mặt nên có khả năng dẫn điện tốt và hoạt tính điện hoá cũng được cải thiện Compozit này được tống hợp bằng phương pháp dòng không đối, phương pháp. .. pháp xung dòng hay phương pháp cv Tổng hợp bằng phương pháp hoá học sau khi tổng hợp được PbƠ 2 ta đem nhúng trong dung dịch anilin ta sẽ thu được compozit PANi- PbC > 2 nhờ PbƠ 2 làm chất oxi hoá mạnh đối với anilin tạo ra PANi, còn Pb 4+ bị khử về Pb 2+ và hoà tan vào dung dịch do môi trường axit [4] CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 2.1 Phương pháp quét thế tuần hoàn (CV) Nguyên lý của phương pháp quét... Etylenglicol 0,1 M Chế độ tổng hợp vật liệu theo phương pháp dòng tĩnh với Q không đổi Mật độ dòng được lựa chọn là 5 mA/cm 2 với thời gian là lgiờ 12 phút, 6 mA/cm 2 thời gian là 60 phút, 7 mA/cm 2 thời gian là 51 phút 30 giây Lẽ Thị Thùy 33 2015 Khóa luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội 2 3.3.3.2 Tổng hợp điện cực PbƠ 2 - PANi Điện cực PbƠ 2 sau khi được tống hợp bằng phương pháp điện hóa sẽ được rửa sạch,... này tương ứng với các trạng thái oxi hoá khác nhau, khi doping các chất khác nhau thì sự thay đổi máu sắc của PANi còn đa dạng hơn nhiều Lê Thị Thùy 13 2015 Khóa luận tốt nghiệp Đại học Sir phạm Hà Nội 2 Nhờ vào tính điện sắc ta có thể quan sát và biết được trạng thái tồn tại của PANi ở môi trường nào I.2.3.5 Phương pháp tổng họp Polyanilin Phương pháp hóa học Polyme hóa hóa học là phương pháp thông dụng... Thuộc tính cơ học của PANi phụ thuộc nhiều vào điều kiện tổng hợp PANi tổng hợp điện hoá cho độ xốp cao, độ dài phân tử ngắn, độ bền cơ học kém Phương pháp hoá học thì ít xốp hơn và được sử dụng phố biến, PANi tồn tại dạng màng, sợi hay phân tán hạt Màng PANi tổng hợp theo phương pháp điện hoá có cơ tính phụ thuộc nhiều vào điện thế tống hợp Ớ điện thế 0,65 V (so với điện cực Ag/AgCl) màng PANi có khả... 2.2 Phương pháp dòng tĩnh Nguyên lý: Áp vào điện cực nghiên cứu một tín hiệu dòng điện không đổi trong một khoảng thời gian t, ta đo đáp ứng của điện thế tương ứng với thời gian u E IẠ Hình Ặ 2.2: Quan hệ I-t và đáp ứng E-t trong phương pháp Phương pháp dòng không đổi được sử dòng tĩnh dụng để tổng hợp PbC > 2 trên nền thép không gỉ 2.3 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope... 2015 Khóa luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội 2 WE: Điện cực làm việc: thép không gỉ có đường kính 6 mm 3.2.2 Thiết bị đo điện hóa Thiết bị đo điện hóa IM 6 - Zahner Elektrik - Đức được sử dụng để tổng hợp vật liệu PbƠ 2 trên điện cực thép không gỉ và khảo sát tính chất điện hóa của vật liệu PbƠ 2 và compozit PbƠ 2 -PANi tổng hợp được Hình 3.2: Thiết bị đo điện hoả IM 6 3.2.3 Thiết bị nghiên cứu cấu... xong, điện cực thép không gỉ sẽ được sử dụng để tổng hợp PbƠ 2 3.3.3 Tổng họp vật liệu compozit Pb02 -PANi 3.3.3.1 Tổng hợp điện cực PbƠ 2 Sử dụng hệ điện hóa 3 điện cực để tổng hợp PbƠ 2 Trong đó điện cực so sánh (RE) là Ag/AgCl , điện cực đối (CE) là Pt và điện cực nghiên cứu (WE) là điện cực thép không gỉ (d = 6 mm) được sử dụng đế tạo lớp phủ PbƠ 2 Dung dịch tổng hợp PbƠ 2 là hỗn hợp HNO 3 0,1 M... V Khảo sát cấu trúc hình thái học Vật liệu compozit PbƠ 2 - PANi và PbƠ 2 sau khi tống hợp sẽ được chụp phố X - ray trên máy D 5000 của hãng Siemens - Đức và chụp ảnh SEM trên máy Hitachi s - 4800 của Nhật Lẽ Thị Thùy 34 2015 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Tổng hợp PbƠ 2 bằng phương pháp dòng không đổi Hình 4.1 giới thiệu đường cong tổng hợp Pb 02 Írên điện cực thép không gỉ trong dung dịch Cu(N0... hợp điện hóa polyanilin [28] Nguyên tắc của phương pháp là dùng dòng điện tạo nên sự phân cực với điện thế thích hợp, sao cho đủ năng lượng để oxi hóa monome trên bề mặt điện cực, khơi mào cho polyme điện hóa tạo màng dẫn điện phủ trên bề mặt điện cực làm việc (WE) Đối với anilin trước khi polyme hóa điện hóa, anilin được hòa tan trong dung dịch axit như H 2 S O 4 , HC1, (COOH) 2 Phương pháp điện ... luận Nghiên cứu tổng hợp compozỉt PbƠ 2-PẢNi phương pháp dòng không đối kết hợp với phương pháp hóa học Ket cấu khóa luận gồm chương: Chương 1: Tổng quan (20 trang), chương 2: Phương pháp nghiên. .. có khả dẫn điện tốt hoạt tính điện hoá cải thiện Compozit tống hợp phương pháp dòng không đối, phương pháp xung dòng hay phương pháp cv Tổng hợp phương pháp hoá học sau tổng hợp PbƠ ta đem nhúng... Khóa luận tốt nghiệp Điện tiêu chuẩn a-PbƠ 1.1.4 Đại học Sir phạm Hà Nội 25°c 1,698 V, ị -PbC > 1,6788 V Các phương pháp tổng hợp PbƠ PbƠ tống hợp hai phương pháp: phương pháp hóa học phương pháp