Nghiên cứu chế tạo vật liệu điện cực tổ hợp trên cơ sở pt,pd,ni GRAPHIT và định hướng ứng dụng cho pin nhiên liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

BÁO CÁO TỔNG KẾT
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KH&CN
CẤP ĐẠI HỌC QUỐC GIA

Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU ĐIỆN CỰC TỔ HỢP TRÊN CƠ
SỞ Pt,Pd,Ni/GRAPHIT VÀ ĐỊNH HƢỚNG ỨNG DỤNG CHO PIN
NHIÊN LIỆU
Mã số đề tài: QG.13.09
Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. NGUYỄN THỊ CẨM HÀ

Hà Nội, 6/2015


MỤC LỤC
PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG .......................................................................................................... 2
PHẦN II. TỔNG QUAN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ......................................................................... 4
1. Đặt vấn đề......................................................................................................................................... 4
2. Mục tiêu: .......................................................................................................................................... 4
3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................................................. 4
4. Tổng kết kết quả nghiên cứu ............................................................................................................ 5
4.1. Quy trình chế tạo các hệ điện cực biến tính, tổ hợp bằng phương pháp kết tủa điện hóa ......... 5
4.2. Tính chất của điện cực biến tính một kim loại .......................................................................... 5
4.3. Tính chất của điện cực tổ hợp hai kim loại ............................................................................... 8
5. Đánh giá về các kết quả đã đạt được và kết luận ...........................................................................13
6. Tóm tắt kết quả ( Tiếng Việt và Tiếng Anh) ..................................................................................15
7. Tài liệu tham khảo ..........................................................................................................................17
PHẦN III. SẢN PHẨM, CÔNG BỐ VÀ KẾT QUẢ ĐÀO TẠO CỦA ĐỀ TÀI ..............................18
3.1. Kết quả nghiên cứu .....................................................................................................................18

3.2. Hình thức, cấp độ công bố kết quả ..............................................................................................18
3.3. Kết quả đào tạo ............................................................................................................................19
PHẦN IV. TỔNG HỢP KẾT QUẢ CÁC SẢN PHẨM KH&CN VÀ ĐÀO TẠO CỦA ĐỀ TÀI ....21
PHẦN V. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KINH PHÍ .................................................................................22
PHẦN VI. KIẾN NGHỊ .....................................................................................................................22
PHẦN VII. PHỤ LỤC .......................................................................................................................22

1


PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG
1.1. Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo vật liệu điện cực tổ hợp trên cơ sở Pt, Pd, Ni/graphit và định
hướng ứng dụng cho pin nhiên liệu
1.2. Mã số: QG.13.09
1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài
TT

Chức danh, học vị, họ và tên

Đơn vị công tác

Vai trò thực hiện đề tài

1

PGS. TS. Nguyễn Thị Cẩm Hà

Khoa Hóa học, Trường
Đại học Khoa học Tự
nhiên, ĐHQG Hà Nội

Chủ nhiệm đề tài

2

PGS.TS. Nguyễn Xuân Hoàn

Khoa Hóa học, Trường
Đại học Khoa học Tự
nhiên, ĐHQG Hà Nội

Ủy viên

3

TS. Nguyễn Văn Thức
(Thay TS. Nguyễn Xuân Viết
công tác nước ngoài chưa về)

Khoa Hóa học, Trường
Đại học Khoa học Tự
nhiên, ĐHQG Hà Nội

Ủy viên

4

NCS. Huỳnh Thị Lan Phương

Khoa Hóa học, Trường

Đại học Khoa học Tự
nhiên, ĐHQG Hà Nội

Ủy viên

5

HVCH. Nguyễn Sáu Quyền

Trường Đại học Khoa
học Tự nhiên, ĐHQG
Hà Nội

Ủy viên

1.4. Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội
1.5. Thời gian thực hiện:
1.5.1. Theo hợp đồng:
từ tháng 7 năm 2013 đến tháng 6 năm 2015
1.5.2. Gia hạn (nếu có): đến tháng….. năm…..
1.5.3. Thực hiện thực tế: từ tháng 7 năm 2013 đến tháng 6. năm 2015
1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): không
1.7 Sản phẩm đã đăng kí:
1.7.1 Sản phẩm Khoa học công nghệ:
* Bài báo, báo cáo, sách chuyên khảo
Số bài báo đăng tạp chí Quốc gia: 02
Số bài báo đăng tạp chí ngoài nước: 0
Số báo cáo khoa học, Hội nghị khoa học trong nước: 01
Số báo cáo khoa học, Hội nghị khoa học quốc tế: 0
Sách chuyên khảo và các sản phẩm khác (giáo trình) dự kiến công bố:

*Phương pháp, tiêu chuẩn, qui trình công nghệ, số liệu, báo cáo phân tích, sản phẩm công nghệ:
Đề uất được qui trình chế tạo vật liệu điện cực có hoạt tính c tác điện hóa định hướng ứng dụng
đ chế tạo điện cực cho pin nhiên liệu, đặc biệt quan tâm đến dạng pin nhiên liệu sử dụng glycerin,
loại sản phẩm phụ với tr lượng lớn từ quá trình chế tạo biodie el hiện nay.
2


1.7.2. Sản phẩm đào tạo:
 Nghiên cứu sinh (hỗ trợ đào tạo một phần): 01 NCS.
 Thạc sĩ : 01 HVCH
 Sinh viên khoá luận tốt nghiệp và nghiên cứu khoa học: 01 – 02
1.7. Tổng kinh phí đƣợc phê duyệt của đề tài: 190 triệu đồng.

3


PHẦN II. TỔNG QUAN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Đặt vấn đề
Như ch ng ta biết, hiện nay và trong tương lai khi nguồn nhiên liệu hóa thạch đang và sẽ trở
nên cạn kiệt, sản xuất nhiên liệu và hóa chất từ các nguồn sinh học đã trở thành một trong nh ng ưu
tiên hàng đầu và được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Tuy nhiên, quy trình sản xuất
nhiên liệu sinh học thải ra khoảng 10% gly erol như một sản phẩm phụ. Vì vậy, việc sử dụng rộng
rãi nhiên liệu sinh học kèm một lượng lớn gly erol được thải ra. Bài toán năng lượng sẽ đạt hiệu
quả cao hơn nhiều và việc sử dụng nhiên liệu sinh học sẽ thân thiện hơn với môi trường nếu lượng
gly erol này được tiêu thụ cho sự hoạt động của pin nhiên liệu. Nh ng nghiên cứu gần đây về việc
sử dụng glyxerol cho pin nhiên liệu kiềm cho thấy hiệu quả và nh ng tiềm năng phát tri n của mô
hình này [1-3]. Một trong nh ng vấn đề ảnh hưởng lớn tới sự hoạt động của pin nhiên liệu đó là
hiệu suất quá trình oxi hóa glyxerol. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng quá trình oxi hóa glyxerol trong
môi trường kiềm xảy ra dễ dàng và mạnh hơn cùng với sự có mặt của các chất c tác như Pt [2-4],
vàng [2,5], Pd [2] và vật liệu tổ hợp của các kim loại [6-8]. Platin th hiện khả năng c tác cho quá

trình o i hóa ancol nói chung và gly erol nói riêng tương đối cao, tuy nhiên giá thành của Pt và sự
dễ bị ngộ độc bởi các sản phẩm trung gian của quá trình oxi hóa là nh ng hạn chế của việc sử dụng
điện cực Pt tinh khiết. Bên cạnh đó, paladi được coi như kim loại có th thay thế cho platin vì hoạt
tính c tác cho quá trình o i hóa điện hóa các hợp chất ancol trong môi trường kiềm cao. Hoạt tính
c tác của các vật liệu chứa Pd phụ thuộc nhiều vào kích thước, hình dạng và cấu tr c tinh th của
chúng. Với mục tiêu giảm chi phí sản xuất pin nhiên liệu một số nghiên cứu đã sử dung Ni, chất có
hoạt tính xúc tác cao. Việc nghiên cứu về khả năng c tác của Ni cho các quá trình o i hóa rượu đã
được nghiên cứu từ nh ng năm 1970. Khả năng c tác o i hóa điện hóa rượu của Ni trong môi
trường kiềm diễn ra dễ dàng hơn, vì độ bền của loại vật liệu này trong môi trường kiềm và hoạt tính
xúc tác của nó là do sự chuy n hóa của Ni(OH)2 sang NiOOH [8-11]. Vì vậy, đề tài nghiên cứu với
mục tiêu chế tạo được điện cực biến tính, tổ hợp trên cơ sở các kim loại Pt, Pd, Au, Ni có hoạt tính
cao cho quá trình o i hóa điện hóa glyxerol trong môi trường kiềm, định hướng ứng dụng cho pin
nhiên liệu.
2. Mục tiêu:
Nghiên cứu chế tạo được điện cực biến tính, tổ hợp trên cơ sở các kim loại Pt, Pd, Au, Ni có hoạt
tính cao cho quá trình o i hóa điện hóa gly erol trong môi trường kiềm, định hướng ứng dụng cho
pin nhiên liệu.
3. Phƣơng pháp nghiên cứu
Sử dụng phương pháp kết tủa điện hóa đ chế tạo vật liệu biến tính đơn kim loại Pt, Pd, Au,
Ni và vật liệu tổ hợp Pt-Ni, Pt-Pd, Pt-Au, Pt-Pd-Ni trên nền glassy cacbon.
Khảo sát đặc trưng tính chất của vật liệu chế tạo được bằng phương pháp: cấu tr c dựa trên
giản đồ nhiễu ạ tia X (XRD),được ghi trên thiết bị D8 advance – Brucker (Đức) với ống phát tia X
bằng đồng, bước sóng Kα=1,5406 Å, góc quét 2θ tương ứng với mỗi chất, tốc độ quét 0,030/s, góc
quét từ 200 đến 700 ; thành phần vật liệu tổ hợp kim loại được ác định dựa trên kết quả phổ tán ạ
năng lượng tia X (EDX) được đo trên thiết bị S4800 Hitachi (Nhật Bản) và hình thái học bề mặt
thông qua kỹ thuật chụp ảnh SEM, được đo trên thiết bị SEM-JEOL-JSM 5410LV (Nhật Bản).
Tính chất điện hóa của vật liệu trong môi trường KOH có và không có mặt của glyxerol
được khảo sát thông qua phép đo phân cực vòng trên thiết bị đo điện hóa đa năng Autolab 30. Hệ
đo gồm ba điện cực: điện cực bạc clorua được sử dụng làm điện cực so sánh, điện cực platin làm
điện cực đối và điện cực làm việc là các điện cực cần khảo sát, khoảng thế quét từ -0,6 V đến 1,0 V

( so với điện cực AgCl/Ag), tốc độ quét th 50 mV/s.

4


4. Tổng kết kết quả nghiên cứu
4.1. Quy trình chế tạo các hệ điện cực biến tính, tổ hợp bằng phương pháp kết tủa điện hóa
Quy trình chế tạo vật liệu điện cực trên cơ sở biến tính và tổ hợp các kim loại Pt, Pd, Au, Ni
được th hiện trên hình 1. Theo quy trình này, điện cực nền glassy cacbon được mài nhẵn bằng giấy
nhám mịn C-2000 và được rửa sạch nhiều lần bằng nước cất. Sau đó được rung siêu âm và làm sạch
trong dung dịch HNO3 1M trong khoảng thời gian từ 2-5 ph t, tiếp tục được mài bóng và được rửa
sạch, rồi quét phân cực nhiều vòng trong dung dịch H2SO4 0,1M từ -2,0V tới 2,0V, tốc độ quét thế
50mV/s. Sau đó rửa sạch điện cực nhiều lần bằng nước rồi thực hiện quá trình điện kết tủa kim loại
lên trên bề mặt điện cực GC trong dung dịch điện phân với các điều kiện phụ thuộc vào từng loại
vật liệu cần chế tạo.
Điện cực
GC

Mài, rửa

Điều kiện điện
phân

Rung siêu
âm

Mài bóng,
rửa

Hoạt hóa trong

H2SO4 0,1M

Thực hiện
quá trình điện
kết tủa

Dung dịch
điện phân

Rửa nhẹ và
sấy khô

Hinh 1. Sơ đồ quy trình chế tạo điện cực biến tính, tổ hợp các kim loại trên nền glassy cacbon (GC)
bằng phương pháp kết tủa điện hóa
4.2. Tính chất của điện cực biến tính một kim loại: [2-3, 12-14]
Vật liệu biến tính một kim loại Pt, Pd, Au, Ni trền nền GC sau khi được chế tạo với điều
kiện nêu ra ở bảng 1 [12-14] được khảo sát một số tính chất như phân tích hình thái học bền mặt,
cấu tr c, tính chất điện hóa trong môi trường kiềm có mặt của gly erol.
Bảng số 1
Thành phần dung dịch và thế điện phân trong quá trình chế tạo vật liệu biến tính 1 kim loại
Vật liệu điện cực

Thành phần dung dịch điện phân

Thế điện phân,V

Pt/GC

K2PtCl4 5mM trong dung dịch
1,0M H2SO4

0,20

Pd/GC

Na2PdCl4 5mM trong dung dịch
1,0M H2SO4

0,25

Au/GC

HAuCl4 1mM trong dung dịch
1,0M H2SO4

0,75

Ni/GC

NiSO4 1,0M trong dung dịch có

-0,69
5


chứa chứa H3BO3 (30g/l) và NaCl
(15g/l)
Kết quả ảnh SEM của vật liệu chế tạo được (hình 2), so sánh với ảnh SEM của vật liệu nền
cho thấy đã có sự kết tủa các kim loại Pt, Pd, Au, Ni trên bề mặt của điện cực nền GC. Hình thái
học bề mặt của vật liệu phụ thuộc vào bản chất của từng kim loại. Nếu như hạt Pt được kết tủa trên

nền GC có dạng tròn, đồng đều, kích thước trung bình khoảng 100 nm, thì lớp phủ của Ni/GC có
dạng vảy to kích thước nhỏ hơn 1 micromet; hoặc các hạt Pd trên lớp phủ có kích thước nhỏ và biên
hạt không rõ với kích thước nhỏ và đồng đều (khoảng 10 nm). Trong khi đó hình ảnh SEM của điện
cực Au/GC cho bề mặt điện cực đã được phủ khá đồng đều bởi các hạt có kích thước cõ 200300nm. Tuy nhiên lớp mạ chưa che phủ hoàn toàn bề mặt GC.
GC

Pd/GC

GC

Pt/GC

Ni/GC

Au/GC

Hinh 2. Ảnh SEM bề mặt GC và bề mặt GC sau khi tạo thành lớp mạ kim loại
6


Phân tích giản đồ nhiễu ạ tia X của vật liệu biến tính một kim loại Pt/GC, Pd/GC và Ni/GC
cho thấy các tinh th Pt, Pd, trong vật liệu chế tạo được đều có cấu tr c lập phương tâm mặt (sự
xuất hiện các pic nhiệu a tương ứng với các mặt phản ạ của tinh th lập phương tâm mặt. Tuy
nhiên, cường độ tương đối thấp của các píc đặc trưng trên giản đố nhiễu ạ tia X có th được giải
thích là do lớp phủ kim loại tương đối mỏng [13-14].
120

Pt/GC

100

-2
i/m A .c m

100
80

80

50

GC

40

1

20
10

-2

0

i/mA.cm

-2

i/mA.cm

60

Pt
40
20

Pd/GC

30

60

-0 .6

-0 .4

-0 .2

0 .0

0 .2

0 .4

0 .6

0 .8

1 .0

E /V

GC

40
20

0

0

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

-0.6

E/V

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

E/V

Hinh 3. Đường phân cực vòng của điện cực Pt
và Pt/GC trong môi trường KOH 1M + gly erol
0,5M

Hình 4. Đường phân cực vòng của điện cực GC
và Pd/GC trong môi trường KOH 1 M +
glyxerol 0,5M
240

160

2

140

Ni/GC

200
160
-2

100

i/mA.cm

i/mA.cm

-2

120

80
60
40
20

1

120

80
40

0
-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2
E/V

0.4

0.6

0.8

1.0

Hình 5. Đường phân cực vòng của điện cực
Ni/GC trong môi trường KOH 1M + gly erol
0,5M

0
-0.50

-0.25

0.00

0.25
E/V

0.50

0.75

1.00

Hình 6. Đường phân cực vòng của điện cực Au
(1) và Au/GC (2) trong môi trường KOH 1M +
glyxerol 0,75M

Khả năng c tác cho quá trình o i hóa điện hóa gly erol của điện cực được khảo sát bằng
phương pháp phân cực vòng trong môi trường KOH 1M có mặt của gly erol với nồng độ (hình
3,4,5,6). Kết quả nhận được cho thấy, điện cực nền GC không th hiện khả năng c tác cho quá
trình o i hóa gly erol. Đường cong phân cực của điện cực biến tính Pt/GC, Pd/GC, Ni/GC và
Au/GC có sự uất hiện các pic anot đặc trưng, th hiện hoạt tính c tác cho quá trình o i hóa điện
hóa gly erol trong môi trường kiềm. Đỉnh pic anot thứ nhất trên các đường cong phân cực vòng th
hiện sự o i hóa các phân tử gly erol hấp phụ trên bề mặt điện cực, pic anot thứ hai (nếu có) tương
ứng với quá trình o i hóa các sản phẩm trung gian sinh ra trong quá trình o i hóa gly erol từ nh ng
giá trị thế phân cực trước [12-16]. So sánh hoạt tính c tác của điện cực biến tính Pt/GC với điện
cực Pt nguyên chất cho thấy giá trị thế pic anot của điện cực Pt/GC trong dung dịch KOH 1M có
mặt của gly erol 0,5M dịch chuy n về phía dương khoảng 60 mV, nhưng mật độ dòng pic cao hơn
7

nhiều so với điện cực Pt nguyên chất (hình 3). Kết quả tương tự nhận được khi so sánh khả năng
c tác điện hóa của điện cực vàng tinh khiết và điện cực biến tính Au/GC.
Từ nh ng kết quả nhận được cho thấy đã chế tạo thành công điện cực biến tính một kim loại
Pt, Pd, Au, Ni trên nền chất dẫn điện glassy cacbon bằng phương pháp kết tủa điện hóa. Điện cực
biến tính th hiện hoạt tính c tác cho quá trình o i hóa điện hóa gly erol trong môi trường kiềm
cao hơn sơ với vật điện cực kim loại tinh khiết.
4.3. Tính chất của điện cực tổ hợp hai kim loại [12-14]
Việc chế tạo vật liệu tổ hợp hai kim loại trên nền chất dẫn điện bằng phương pháp kết tủa
điện hóa phức tạp hơn so với việc kết tủa một kim loại do quá thế của của quá trình khử mỗi kim
loại là khác nhau. Thông thường, việc lựa chọn phức thích hợp đ đưa quá thế phóng điện của các
kim loại lại gần nhau được sử dụng đ đồng kết tủa các kim loại bằng phương pháp điện hóa. Tuy
nhiên việc làm này với các kim loại có quá thế phóng điện và môi trường điện phân quá khác nhau
(Ví dụ: Pt với Ni, Pd với Ni …) là không hiệu quả, vì vậy cần thiết phải lựa chọn phương pháp khác
phù hợp hơn. Trong nghiên cứu của mình, ch ng tôi lựa chọn phương án.
- Chọn giá trị thế điện phân có lợi cho quá trình điện kết tủa Pt, Pd và Au
- Chọn môi trường điện li có thành phần và pH có lợi cho quá trình điện kết tủa Ni
- Chọn nồng độ muối Ni2+ trong thành phần dung dịch điện phân rất lớn so với nồng độ của
[PtCl4]2- và [PdCl4]2-.
Với hệ Pt-Pd, sự đồng kết tủa đơn giản hơn vì quá thế và môi trường điện phân của ch ng
khá gần nhau. Với hệ Pt-Au/GC giá trị thế điện phân được thực hiện ưu tiên cho quá trình kết tủa
của Au. Thành phần dung dịch mạ với giá trị thế điện phân tương ứng với các vật liệu tổ hợp được
th hiện trên bảng 2
Bảng số 2
Thành phần dung dịch và thế điện phân trong quá trình chế tạo vật liệu tổ hợp 2 kim loại
Vật liệu điện cực

Thành phần dung dịch điện phân

Thế điện phân

Pt-Pd/GC

C(Na2PdCl4): C(K2PtCl4) = x:y
trong dung dịch H2SO4

0,3V

Với x:y = 1:1; 1,5:1; 2:1; 3:1
Pt-Au/GC

C(HAuCl4): C(K2PtCl4) = x:y
trong dung dịch H2SO4

0,6V

Với x:y = 1:1; 1:2; 1:3; 2:1; 3:1
Pt-Ni/GC

C(K2PtCl4):C(NiSO4) = x:y trong
dung dịch có chứa H3BO3 và NaCl

-0,28V

Với x:y = 1:10; 1:20; 1:30; 1:60;
1:100
Pd-Ni/GC

C(Na2PdCl4):C(NiSO4) = x:y trong
dung dịch có chứa H3BO3 và NaCl

-0,22V

Với x:y = 1:10; 1:20; 1:30; 1:60;
1:100
Kết quả phân tích hình thái học bề mặt của vật liệu tổ hợp hai kim loại được th hiện trên
hình 7. So sánh hình ảnh SEM thu được của vật liệu biến tính một kim loại (hình 2) cho thấy sự
khác biệt rõ ràng. Nếu như lớp phủ Pd trên nền GC có kích thước nhỏ và biên hạt không rõ, hạt Pt
8


được kết tủa trên nền GC có dạng tròn, đồng đều và kích thước trung bình cỡ 100nm, thì hình ảnh
chụp vật liệu Pd-Pt/GC cho thấy các hạt có kích thước tròn, biên hạt rõ ràng hơn và kích thước hạt
lớn hơn so với trường hợp đơn kim loại. Hoặc nếu như hình ảnh lớp phủ Ni/GC có dạng vảy to,
kích thước nhỏ hơn 1 micromet thi hình thái học bề mặt của vật liệu Pt-Ni/GC có dạng giống với
vật liệu Pt/GC. Kết quả phân tích SEM của vật liệu thu được cho thấy đã đồng kết tủa được 2 kim
loại trên nền GC và sự có mặt đồng thời hai kim loại làm thay đổi hình thái học bề mặt của vật liệu
tổ hợp so với vật liệu biến tính một kim loại

Pt-Ni/GC(x:y = 1:30)

Pt-Pd/GC (x:y = 1:1)

Pt-Ni/GC(x:y = 1:10)

Pt-Au/GC(x:y = 1:1)

Hinh 7. Ảnh SEM bề mặt vật liệu tổ hợp hai kim loại
Sự tồn tại đồng thời hai kim loại trên nền GC còn được chứng minh qua kết quả của phổ tán
ạ năng lượng tia X (EDX). Tuy nhiên, kết quả cho thấy thành phần kim loại trong vật liệu tổ hợp

khác với tỉ lệ nồng độ muối của hai kim loại trong thành phần dung dịch mạ (hình 8). Do lớp phủ
kim loại trên bề mặt GC khá mỏng, do dó các pic đặc trưng cho tinh th từng kim loại trên giản đồ
nhiễu ạ tia X (XRD) khá mờ. Mặc dù vậy, sự tồn tại của ch ng trên giản đồ XRD có th khẳng
định thêm một lần n a sự tồn tại của cả 2 kim loại trên bề mặt GC và các tinh th này có cấu tr c
dạng lập phương tâm mặt.

9


Pt-Ni/GC (x:y = 1:30)

Pt
(% atomic)
73,4

Ni
(% atomic)
27,6

Pd-Ni/GC (x:y = 1:10)
Pd
(% atomic)
60,5

Ni
(% atomic)
30,5

Pt-Pd/GC (x:y =1:1)
Pd

(% atomic)
45,06

Pt
(% atomic)
54,94

Hình 8. Phổ tán ạ năng lượng tia X của vật liệu tổ hợp 2 kim loại
So sánh đường cong phân cực vòng đo được của vật liệu tổ hợp hai kim loại (hình
9,10,11,12) với điện cực biến tính một kim loại (hình 3,4,5,6) cho thấy sự tồn tại các pic anot đặc
trưng cho quá trình o i hóa gly erol tương ứng với từng kim loại trong thành phần. Điều này có thề
chứng minh cho sự tồn tại đồng thời hai kim loại trong thành phần của vật liệu
Trên hình 3 và hình 4 dễ dàng nhận thấy pic anot đặc trưng cho quá trình o i hóa các hợp
chất anclo trên c tác Pt/GC và pic anot đầu tiên trên c tác Pd/GC là tương đối gần nhau. Vì vậy,
hai pic anot này có sự en phủ lẫn nhau trên đường cong phân cực của điện cực tổ hợp Pd-Pt/GC
10


tạo thành 1 pic với giá trị thế dịch chuy n về phía dương khoảng 60 mV (hình 10). Sự tổ hợp hai
kim loại Pd-Pt làm tăng mật độ dòng lên khoảng 1,5 lần so với vật liệu Pt/GC và khoảng 3,5 lần so
với vật liệu Pd/GC. Đối với pic anot thứ 2 (đặc trưng của sự o i hóa các chất trung gian tiếp theo
trên Pd), sự có mặt của Pt trong thành phần cùng làm tăng mạnh giá trị mật độ dòng. Sự tăng lên
của mật độ dòng pic o i hóa 1 và o i hóa 2 của vật liệu tổ hợp hai kim loại Pd-Pt/GC so với vật liệu
biến tính từng kim loại có th được giải thích là do tác động tổ hợp của cả hai thành phần: làm tăng
độ dẫn điện (khi có mặt của Pt) và tăng khả năng hấp phụ ion OH- (khi có mặt của Pd) gi p quá
trình đề hidro hóa các hợp chất trung gian làm cho sự o i hóa gly erol diễn ra dễ dàng hơn. Bên
cạnh đó sự có mặt của Pd trong thành phần điện cực tổ hợp còn làm giảm sự ngộ độc trên c tác
nhờ sự thay thế các vị trí của Pt trong n t mạng tinh th , do đó làm thay đổi thành phần các phần tử
hấp phụ. Vì vậy quá trình o i hóa diễn ra với mức độ sâu hơn.
180

180

150

150

-2

120

i/mA.cm

i/mA.cm

-2

120
90
60

90
60

30

30

0
-0.50

-0.25

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

0

E/V

-0.50

Hình 9. Đường phân cực vòng của các vật liệu
điện cực Pd-Pt/GC tỉ lệ
C(Na2PdCl4):C(K2PtCl4) = 1,5 :1 trong môi
trường KOH 1 M + gly erol 0,5 M

-0.25

0.00

0.25
E/V

0.50

0.75

1.00

Hình 10. Đường phân cực vòng của các vật liệu
điện cực Pt-Ni/GC tỉ lệ
C(K2PtCl4) :C(NiSO4)=1:60 trong môi trường
KOH 1M + glyxerol 0,5M

150

80

60
-2

90

i/mA.cm

i/mA.cm

-2

120

60

30

40

20

0
-0.50

-0.25

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

E/V

0
-0.50

-0.25

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

E/V

Hình 11. Đường phân cực vòng của các vật liệu
điện cực Pd-Ni/GC tỉ lệ
C(Na2PdCl4) :C(NiSO4)=1:60 trong môi trường
KOH 1 M + glyxerol 0,5 M

Hình 12. Đường phân cực vòng của các vật liệu
điện cực Au- Pt/GC tỉ lệ
C(HAuCl4) :C(K2PtCl4)=3:1 trong môi trường
KOH 1M + glycerol 0.75 M

So sánh đường cong phân cực đo được của vật liệu Pt-Ni/GC (hình 10) với vật liệu Pt/GC
(hình 3) và Ni/GC (hình 5) cho thấy mật độ dòng ứng với pic anot (E = -0,17V) của điện cực Pt11


Ni/GC thay đổi không đáng k so với điện cực Pt/GC. Trong khi đó tại pic anot đặc trưng cho sự
o i hóa bởi c tác Ni giá trị mật độ dòng của điện cực tổ hợp cao hơn so với điện cực biến tính
Ni/GC. Điều này có th được giải thích là do sự có mặt của Pt làm tăng khả năng dẫn điện của vật
liệu tổ hợp Pt-Ni/GC so với điện cực Ni/GC và sự có mặt của Pt có th dẫn tới nh ng khuyết tật và
làm thay đổi cấu tr c mạng tinh th của Ni(OH)2, vì vậy làm tăng hoạt tính c tác của cặp o i hóa
khử Ni3+/Ni2+ dẫn đến tăng tốc độ quá trình o i hóa điện hóa gly erol. Kết quả tương tự nhận dược

khi khảo sát đường cong phân cực của điện cực tổ hợp Pd-Ni/GC (hình 11). Sự có mặt đồng thời
của Pd và Ni trong thành phần cũng làm tăng hoạt tính c tác trên điện cực.
Trong quá trình đồng kết tủa điện hóa, tỉ lệ nồng độ ban đầu của các chất có mặt trong thành
phần dung dịch mạ ảnh hưởng đáng k tới sự hình thành, cấu tr c và hoạt tính c tác của vật liệu
do nó ảnh hưởng trực tiếp tới quá thế của sự phóng điện của các cation kim loại. Với mục tiêu tìm
ra điều kiện thích hợp đ chế tạo vật liệu c tác có hoạt tính cao, đề tài đã tiến hành nghiên cứu
ảnh hưởng của thành phần dung dịch mạ tới hoạt tính c tác của vật liệu. Kết quả khảo sát cho
thấy vật liệu Pd-Pt/GC chế tạo được với tỉ lệ nồng độ muối C(Na2PdCl4) : C(K2PtCl4) = 1,5 :1 có
hoạt tính c tác cao nhất cho quá trình o i hóa điện hóa gly erol trong môi trường kiềm so với các
tỉ lệ khác (hình 13). Với điện cực Pt-Ni/GC, Pd-Ni/GC, Pt-Au/GC tỉ lệ nồng độ muối trong dung
dịch ban đầu đ chế tạo vật liệu với hoạt tính c tác cao tương ứng là C(K 2PtCl4) :C(NiSO4) = 1 :
60 (hình 14) ; C(Na2PdCl4) : C(NiSO4) = 1 : 60 (hình 15) và C(K2PtCl4) : C(HAuCl4) = 1 : 3 (hình
16).
180

i/mA.cm

-2

150

4

120

2

5

3

90
60
30

1
0
-0.50

Hình 13. Đường phân cực vòng của các điện cực
Pd-Pt/GC trong môi trường KOH 1M + gly erol
0,5 M với tỉ lệ C(Na2PdCl4) :C(K2PtCl4) =
1,0(1); 1,5(2); 2,0(3) và 3,0(4)

-0.25

0.00

0.25
E/V

0.50

0.75

1.00

Hình 14. Đường phân cực vòng của các điện cực
Pt-Ni/GC trong môi trường KOH 1M + gly erol
0,5 M với tỉ lệ C(K2PtCl4) :C(NiSO4) = 1 :10(1);

1 :20(2); 1 :30(3) ; 1 :60 (4) và 1 :100(5)

12


100

150

80

120

5

-2

1

i/mA.cm

i/mA.cm

-2

4

90

3

5

3

60
30

60

2

40

1
4

20

2

0
-0.50

-0.25

0.00

0.25
E/V

0.50

0.75

0

1.00

-0.50

-0.25

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

E/V

Hình 15. Đường phân cực vòng của các điện cực
Pd-Ni/GC trong môi trường KOH 1M + gly erol
0,5 M với tỉ lệ C(Na2PdCl4) :C(NiSO4) =
1 :10(1); 1 :20(2); 1 :30(3) ; 1 :60 (4) và
1 :100(5)

Hình 16. Đường phân cực vòng của các điện cực
Pt-Au/GC trong môi trường KOH 1M + gly erol
0,5 M với tỉ lệ C(HAuCl4) : C(K2PtCl4) =
1 :1(1); 1 :2(2); 1 :3 (3) ; 2 :1 (4) và 3 :1 (5)

Như ch ng ta đã biết giá trị của vật liệu c tác điện hóa được ác định bởi khả năng c tác
và độ bền của vật liệu. Vì vậy ngoài việc khảo sát các tính chất điện hóa của vật liệu, cần phải đánh
giá độ bền của ch ng. Độ bền hoạt động điện hóa của vật liệu tổ hợp Pd-Pt/GC ; Pt-Ni/GC ; PtAu/GC và Pd-Ni/GC được khảo sát bằng phép đo phân cực vòng nhiều chu ki trong môi trường
kiềm có chứa gly erol. Kết quả nghiên cứu cho thấy, sau 50 vòng phân cực thì các đường cong gần
như không có sự thay đổi so với vòng phân cực ban đầu[13,14]. Điều này chứng tỏ khả năng độ bền
và khả năng hoạt động thuận nghich cao của các điện cực tổ hợp trong quá trình làm việc, đáp ứng
được yêu cầu quan trong của vật liệu c tác.
Với mục tiêu nâng cao hoạt tính c tác của vật liệu tổ hợp, trong đề tài này ch ng tôi đã
bước đầu nghiên cứu chế tạo điện cực tổ hợp có chứa ba kim loại Pt-Pd-Ni trên nền glassy cacbon.
Vật liệu Pt-Pd-Ni/GC được chế tạo bằng phương pháp kết tủa điện hóa với điều kiện thế điện phân
U = -0,25V, thành phần dung dịch mạ với tỉ lệ nồng độ [K2PtCl4] : [Na2PdCl4] : [NiSO4] =
1 :1,5 :60 (tỉ lệ nồng độ muối được lựa chọn dựa trên kết quả khảo sát tỉ lệ nồng độ thích hợp phần
trên), quá trình kết tủa điện hóa được thực hiện trong môi trường có chứa H3BO3 và NaCl (pH ~ 44,5). Kết quả đo phân cực vòng của điện cực tổ hợp 3 kim loại cho thấy vật liệu Pt-Pd-Ni/GC đã th
hiện được tính chất đặc trưng của cả Pt, Pd và Ni trong môi trường kiềm. So sánh với điện cực tổ
hợp chứa hai kim loại cho thấy, vật liệu Pt-Pd-Ni/GC th hiện hoạt tính c tác cao hơn so với vật
liệu Pt-Pd/GC, Pt-Ni/GC và Pd-Ni/GC. Kết quả thu được mở ra tri n vọng cho việc chế tạo vật liệu
c tác điện hóa có hoạt tính cao cho quá trình o i hóa gly erol trên cơ sở biến tính vật liệu glass
cacbon bằng tổ hợp đa kim loại.
Một trong nh ng vấn đề quan trọng đ giảm chi phí sản uất pin nhiên liệu đó là việc sử
dụng vật liệu điện cực trên cơ sở các kim loại có giá thành không cao. Trong nghiên cứu, ch ng tôi
cũng đã tiến hành chế tạo vật liệu biến tính Ni trên nền graphit, và vật liệu biến tính Ni/graphit có
sự pha tạp các o it kim loại TiO2 và CeO2 [17]. Kết quả thu được cho thấy, vật liệu Ni/GC th hiện
hoạt tính c tác cho quá trình o i hóa gly erol trong môi trường kiềm và hoạt tính c tác của vật
liệu biến tính Ni/graphit tăng lên đáng k khi pha tạp thêm o it TiO2 và CeO2. Tử kết luận trên có

th mở ra tri n vọng về việc nghiên cứu chế tạo điện cực biến tính kim loại cùng với sự pha tạp các
o it kim loại hoặc muối của kim loại khó tan đ làm tăng hoạt tính c tác ( c tác điện hóa kết hợp
với c tác quang hóa) cũng như độ bền của vật liệu.
5. Đánh giá về các kết quả đã đạt đƣợc và kết luận
- Tính mới và giá trị khoa học:
13


+ Bằng phương pháp kết tủa điện hóa đã chế tạo được vật liệu biến tính, tổ hợp đa kim loại
có độ bền và hoạt tính c tác điện hóa cao cho quá trình o i hóa gly erol trong môi trường kiềm và
giảm dần hàm lượng kim loại quý khỏi vật liệu c tác do đó làm giảm đáng k giá thành sản phẩm.
Kết quả trên góp phần định hướng chế tạo điện cực chất lượng tốt cho pin nhiên liệu kiềm.
+ Sự tổ hợp gi a các kim loại Pt, Pd, Au, Ni trên nền chất dẫn điện GC bằng phương pháp
đồng kết tủa điện hóa là một hướng nghiên cứu mới ở Việt Nam, hầu như chưa có công trình cụ th
được công bố.
- Giá trị thực tiễn và khả năng ứng dụng:
+ Đề tài nghiên cứu góp phần trong công việc đào tạo học viên Cao học và sinh viên khóa
luận tốt nghiệp, hỗ trợ đào tạo nghiên cứu sinh.
+Tăng cường trình độ và năng lực nghiên cứu cho cán bộ tham gia đề tài.
+Các kết quả nghiên cứu thu được góp phần bổ sung vào cơ sở d liệu khoa học và có th
làm cơ sở định hướng cho các nghiên cứu khác cùng quan tâm phát tri n.
+Các kết quả thu được bước đầu khi thực hiện đề tài này sẽ là tiền đề đ phát tri n các
nghiên cứu sau hơn nhằm mục đích phát tri n từ nghiên cứu đưa ra ứng dụng thực tiễn trong điều
kiện Việt Nam.
- Khả năng ứng dụng trong thực tiễn :
Kết quả nghiên cứu của đề tài cho phép định hướng và dần hiện thực hóa việc chế tạo vật
liệu c tác điện cực phục vụ cho công nghệ chế tạo và sử dụng pin nhiên liệu bằng nguồn lực trong
nước.
- Kết luận:
+ Bằng phương pháp kết tủa điện hóa đã chế tạo được vật liệu biến tính một kim loại Pt, Pd,

Au, Ni trên nền glassy cacbon có hoạt tính c tác cho quá trình o i hóa gly erol trong môi trường
kiềm.
+ Chế tạo được điện cực tổ hợp hai kim loại Pd-Pt/GC, Pd-Ni/GC, Pt-Ni/GC, Pt-Au/GC.
Tìm ra được điều kiện chế tạo điện cực tổ hợp có hoạt tính điện hóa cao trong môi trường kiềm có
mặt của gly erol.
+ Chế tạo được điện cực tổ hợp trên cơ sở ba kim loại Pt, Pd, Ni trên nền GC. So sánh hoạt
tính c tác của các hệ vật liệu chế tạo được cho quá trình o i hóa điện hóa gly erol trong môi
trường kiềm cho thấy, vật liệu tổ hợp ba kim loại có hoạt tính c tác cao nhất, tiếp theo là vật liệu
tổ hợp hai kim loại, vật liệu biến tính một kim loại và kim loại tinh khiết.

14


6. Tóm tắt kết quả ( Tiếng Việt và Tiếng Anh)
TÓM TẮT
Với mục tiêu chế tạo vật liệu điện cực tổ hợp trên cơ sở Pt, Pd, Ni/ Graphit định hướng ứng
dụng cho pin nhiên liệu ch ng tôi đã tiến hành nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp theo các phương
pháp: Kết tủa điện hóa, phân hủy nhiệt và son-gel. Đánh giá sơ bộ ban đầu cho thấy phương pháp
kết tủa điện hóa th hiện nhiều ưu đi m: đễ ki m soát, cho vật liệu có độ đồng đều, bám dính và độ
bền tốt nên các nghiên cứu tiếp theo ch ng tôi tập trung sử dụng phương pháp kết tủa điện hóa đ
tổn hợp vật liệu. Vật liệu Glassy cacbon được lựa chọn đ làm vật liệu nền đ các kết quả phân tích
cấu tr c có th quan sát dễ dàng hơn.
Vật liệu tổ hợp trên cơ sở các kim loại Pt, Pd, Ni, Au được nghiên cứu chế tạo gồm 3 nhóm:
-Vật liệu tổ hợp 1 kim loại: Pt/GC, Pd/GC, Au/GC, Ni/GC.
-Vật liệu tổ hợp 2 kim loại: Pt-Pd/GC, Pt-Ni/GC, Pt-Au/GC, Pd-Ni/GC
-Vật liệu tổ hợp 3 kim loại: Pt-Pd-Ni/GC.
Sự tạo thành các kim loại trên nền Glassy cacbon và đặc trưng cấu tr c, hình thái học bề mặt
của vật liệu điện cực được khảo sát bằng các phương pháp: chụp ảnh hi n vi điện tử quét (SEM),
tán ạ năng lượng EDX, phân tích nhiễu ạ tia X (XRD).
Khả năng c tác điện hóa của các vật liệu chế tạo được cho quá trình o i hóa gly erol

trong môi trường kiềm được đánh giá thông qua phép đo phân cực vòng.
Độ bền của vật liệu trong quá trình hoạt động được đánh giá thông qua phép đo phân cực
vòng nhiều chu kỳ và phép đo thế thời gian.
Sự ảnh hưởng của các yếu tố kỹ thuật trong quá trình điện kết tủa (thời gian, giá trị thế áp
đặt, nồng độ dung dịch, tỉ lệ nồng độ của các tiền chất) tới thành phần, cấu tr c và khả năng c tác
của vật liệu tổ hợp được khảo sát nhằm mục đích đề uất được qui trình thích hợp điều chế vật liệu
c tác định hướng ứng dụng cho pin nhiên liêu kiềm.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy bằng phương pháp kết tủa điện hóa đã chế tạo thành công
các vật liệu điện cực trên cơ sở Pt, Pd, Ni, Au (cụ th ở dạng: Pt/GC, Pd/GC, Ni/GC, Au/GC, PtNi/GC, Pt-Au/GC, Pt-Pd/GC, Pd-Ni/GC, Pt-Pd-Ni/GC). Các vật liệu chế tạo được có độ đồng đều,
bám dính tốt, bền trong quá trình hoạt động và th hiện khả năng c tác tốt cho quá trình o i hóa
gly erol trong môi trường kiềm. Nổi bật trong số các vật liệu chế tạo được, các vật liệu tổ hợp 2 và
3 kim loại có hoạt tính c tác cao hơn so với platin tinh khiết. Qui trình thích hợp đ chế tạo các
loại vật liệu này đã được đề uất, điều này mở ra tri n vọng ứng dụng a hơn cho các kết quả mà đề
tài thu được.
SUMMARY
The composite electrode materials based on Pt, Pd, Ni, and Au/graphite were synthesized
using electrodeposition, thermodecomposition, and sol-gel methods. The initial estimation shows
that electrodeposition method exhibited many advantage such as: easily to handle, gives the
material with high uniformity, sticky and durability so we chose this method for the further
investigation. Glassy carbon (GC) was employed as the bare material for the more clearly
observation on the structure analysis purpose.
Composite materials base on Pt, Pd, Ni, Au were studied to synthesis include three groups:
- The monometallic materials: Pt/GC, Pd/GC, Au/GC, and Ni/GC.
- The bimetallic materials: Pt-Pd/GC, Pt-Ni/GC, Pt-Au/GC, Pd-Ni/GC
- The trimetallic materials: Pt-Pd-Ni/GC.
The formation of metals on glassy carbon and structure, morphology characterized of the
electrode materials were confirmed by scanning electron microscope (SEM), Energy-dispersive Xray spectroscopy (EDX) and X-ray diffraction (XRD) methods.
The electrochemical catalytic activities of these materials for electrochemical oxidation of
glycerol in alkaline solution were investigated by cyclicvoltammetry technique.
The durability of catalyst was investigated by multi-scan cyclic voltammetry curve and

chronoamperometry method.
15


The influence of electrodeposition process (plating time, polarization potential,
concentration and the ratio of initial substance concentration in solutions of electrolytes) on the
structure and electrochemical catalytic activities of obtained composite materials were determined
in order to point out the suitable procedure to prepare the electrochemical catalyst for alkaline fuel
cell.
The results show that: The composite electrode materials base on Pt, Pd, Ni, Au (Pt/GC,
Pd/GC, Au/GC, Ni/GC, Pt-Pd/GC, Pt-Ni/GC, Pt-Au/GC, Pd-Ni/GC, Pt-Pd-Ni/GC) were
successfully synthesized using electrodeposition method. The obtained materials exhibited good
uniformity, sticky, durability and high electrochemical catalytic activity for electrochemical
oxidation of glycerol in alkaline solution. Among them, the bimetallic and trimetallic materials
show the higher electrochemical catalytic activities than pure platinum. The suitable procedures for
preparation electrode materials with high electrochemical catalytic activity were proposed, opening
the further application for these project results.

16


7. Tài liệu tham khảo
[1] H.Y. Eileen, K.K. Ulrike, S. Keith, Principles and Material Aspects of Direct Alkaline Alcohol
Fuel Cells, Energies, 3, 1499-1528 (2010)
[2] E. Frota, A. Purgalto, J.J. Linares, Pt/C, Au/C and Pd/C catalysts for alkaline – based Direct
glycerol fuel cells, Chemical Engineering Transactions, 41, 253-257 (2014)
[3] Z. Zhang, L. Xin, W. Li, Electrocatalytic oxidation of glycerol on Pt/C in anion-exchange
membrane fuel cel: Cogeneration of electricity and valuable chemicals, Applied Catalysis B:
Environmental, 119-120, 40-48 (2012)
[4] S. Kalcheva, P.Iotov, Comparative Mechanistic Studies on the Oxidation of Aromatic and

Aliphatic Hydroxyl Derivatives in an Alkaline Medium at Preanodized Pt, Au and Pt/Au Electrodes
in Presence of Redox Mediators, Turk Journal Chemistry, 23, 369-380 (1999)
[5] Zhiyong Zhang, Le Xin, Wenzhen Li, Supported gold nanoparticles as anode catalyst for
anion-exchange membrane-direct glycerol fuel cell (AEM-DGFE), International journal of
hydrogen energy, 37, 9393-9401(2012)
[6] J.M. Cornejo, N. Arjona, M.G. Balcazar, L.A. Contreras, J.L. Garcia, L.G. Arriaga, Synthesis of
Pd-Cu bimetallic electrocatalyst for ethylene glycol and glycerol oxidations in alkaline media,
Procedia Chemistry, 12, 19-26 (2014)
[7] Z. Zhang, L.Xin, K.Sun, W. Li, Pd-Ni electrocatalysts for efficient ethanol oxidation reaction in
alkaline electrolyte, International Journal of Hydrogen Energy, 36, 12686-12697 (2013)
[8] A. F. Sonja, H.B Steven. Low Pt-loading Ni-Pt and Pt deposits on Ni: Preparation, activity and
investigation of electronic properties, Journal of Power Sources, 196, 7470-7480 (2011)
[9] V.L. Oliveira, C.Morais, K.Servat, T.W. Napporn, G.Tremiliosi-Filho, K.B. Kokoh. Studies of
the reaction products resulted from glycerol electrooxidation on Ni-based materials in ankaline
medium, Electrochimica Acta, 117, 255-262 (2014)
[10] H. Razmi, Es. Habibi, H. Heidari, Electrocatalytic oxidation of methanol and ethanol at
carbon ceramic electrode modified with platinum nanoparticles, Electrochimica Acta, 53, 81788185(2008)
[11] R. M. A. Tehrani and S. Ab Ghani, The Nanocrystalline Nickel with Catalytic Properties on
Methanol Oxidation in Alkaline Medium, Fuel Cells, 9, 579-587(2009)
[12] Nguyễn Thị Cẩm Hà, Đỗ Hạnh Dũng, Nguyễn Xuân Hoàn, Nguyễn Văn Thức. Nghiên cứu chế
tạo và tính chất điện hóa của điện cực vàng biến tính trong môi trường kiềm, Tạp chí Khoa học
ĐHQGHN, T.30(5S), 129-135(2014)
[13] Nguyễn Thị Cẩm Hà, Nguyễn Sáu Quyền, Trương Ngọc Thành, Nguyễn Xuân Hoàn, Nguyễn
Văn Thức. Nghiên cứu chế tạo, tính chất điện hóa của điện cực tổ hợp có chứa platin trong môi
trường kiềm, Tạp chí Hóa học, T.52(6B), 11-15(2014)
[14] Nguyễn Văn Thức, Nguyễn Xuân Hoàn, Nguyễn Sáu Quyền, Huỳnh Thị Lan Phương, Nguyễn
Thị Cẩm Hà. Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng tính chất của xúc tác điện hóa có chứa paladi cho
quá trình oxi hóa glyxerol trong môi trường kiềm, Tạp chí Hóa học, T.53(4E1), 92-97(2015)
[15] T. G. H. Nguyen, T. V. A. Pham, T. X. Phuong, T. X. B. Lam, V. M. Tran and T. P. T.
Nguyen, Nano – Pt/C electrocatalysts: Synthesis and activity for alcohol oxidation, Advance in

natural science: Nanoscience and nanotechnology, 4, 035008-035016 (2013)
[16] D.Z.Jeffery and A.G.Camara, The formation of carbon dioxide during glycerol
electrooxidation in alkaline media: First spectroscopic evidences, Electrochemistry
Communications, 12, 1129-1132(2010)
[17] Nguyễn Thị Cẩm Hà, Đồng Thị Diệp, Phạm Thị Hà, Nguyễn Văn Thức, Ảnh hưởng của chất
cho thêm đến tính chất điện hóa của lớp mạ niken trên nền graphit trong môi trường kiềm, Tạp chí
Khoa học ĐHQGHN, T.30(5S), 136-143(2014)
17


PHẦN III. SẢN PHẨM, CÔNG BỐ VÀ KẾT QUẢ ĐÀO TẠO CỦA ĐỀ TÀI
3.1. Kết quả nghiên cứu
TT

Tên sản phẩm

1

Nghiên cứu chế tạo vật liệu
điện cực tổ hợp trên cơ sở Pt,
Pd, Ni/graphit và định hướng
ứng dụng cho pin nhiên liệu

Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật
Đăng ký

Đạt đƣợc

Chế tạo được các hệ vật liệu
điện cực tổ hợp có khả năng

c tác điện hóa cao cho các
quá trình o i hóa các hợp
chất ancol (metanol, etanol,
glycerol,…) định hướng ứng
dụng cho pin nhiên liệu kiềm

Chế tạo được các hệ vật liệu
điện cực tổ hợp trên cơ sở Pt,
Pd, Ni, Au rên nền glass
carbon có khả năng c tác
điện hóa và độ bền cao cho
quá trình o i hóa hợp chất
glycerol trong môi trường
kiềm, có khả năng ứng dụng
làm điện cực cho pin nhiên
liệu

3.2. Hình thức, cấp độ công bố kết quả

TT

1
2
3
4
5
5.1

5.2

5.3

Ghi địa chỉ
và cảm ơn
sự tài trợ
Sản phẩm
của
ĐHQGHN
đúng quy
định
Công trình công bố trên tạp chí khoa học quốc tế theo hệ thống ISI/Scopus
Sách chuyên khảo được uất bản hoặc ký hợp đồng uất bản
Đăng ký sở h u trí tuệ
Bài báo quốc tế không thuộc hệ thống ISI/Scopus
Bài báo trên các tạp chí khoa học của ĐHQGHN, tạp chí khoa học chuyên ngành
quốc gia hoặc báo cáo khoa học đăng trong kỷ yếu hội nghị quốc tế
Nguyễn Thị Cẩm Hà, Đỗ Hạnh Đã in
Có ghi
Dũng, Nguyễn Xuân Hoàn,
Nguyễn Văn Thức. Nghiên cứu
chế tạo và tính chất điện hóa của
điện cực vàng biến tính trong môi
trường kiềm, tạp chí Khoa học
ĐHQGHN, tập 30, số 5S, 2014,
129-135.
Nguyễn Thị Cẩm Hà, Đồng Thị Đã in
Có ghi
Diệp, Phạm Thị Hà, Nguyễn Văn
Thức. Ảnh hưởng của chất cho
thêm đến tính chất điện hóa của

lớp mạ niken trên nền graphit
trong môi trường kiềm, tạp chí
Khoa học ĐHQGHN, tập 30, số
5S, 2014, 136-143.
Nguyễn Thị Cẩm Hà, Nguyễn Sáu Đã in
Có ghi
Quyền, Trương Ngọc Thành,
Nguyễn Xuân Hoàn, Nguyễn Văn
Tình trạng
(Đã in/ chấp nhận in/ đã nộp
đơn/ đã được chấp nhận đơn
hợp lệ/ đã được cấp giấy xác
nhận SHTT/ xác nhận sử
dụng sản phẩm)

Đánh giá
chung
(Đạt,
không
đạt)

Đạt

Đạt

Đạt

18

Thức. Nghiên cứu chế tạo, tính
chất điện hóa của điện cực tổ hợp
có chứa platin trong môi trường
kiềm, Tạp chí Hóa học, T.52(6B),
2014, 11-15.
5.4 Nguyễn Văn Thức, Nguyễn Xuân Đã in
Có ghi
Đạt
Hoàn, Nguyễn Sáu Quyền, Huỳnh
Thị Lan Phương, Nguyễn Thị Cẩm
Hà. Nghiên cứu chế tạo và đặc
trưng tính chất của
c tác điện
hóa có chứa paladi cho quá trình
o i hóa gly erol trong môi trường
kiềm, Tạp chí Hóa học, T.53(4E1),
2015, 92-97.
6 Báo cáo khoa học kiến nghị, tư vấn chính sách theo đặt hàng của đơn vị sử dụng
7 Kết quả dự kiến được ứng dụng tại các cơ quan hoạch định chính sách hoặc cơ sở
ứng dụng KH&CN
3.3. Kết quả đào tạo
TT

Họ và tên

Nghiên cứu sinh
1 Huỳnh Thị
Lan Phương

Học viên cao học

1 Phạm Thị Hà

2

Nguyễn Sáu
Quyền

Thời gian và kinh phí
tham gia đề tài
(số tháng/số tiền)

Công trình công bố liên quan
(Sản phẩm KHCN, luận án, luận
văn)

Đã bảo vệ

1) Nguyễn Văn Thức, Nguyễn Chưa bảo vệ
Xuân Hoàn, Nguyễn Sáu Quyền,
Huỳnh Thị Lan Phương, Nguyễn
Thị Cẩm Hà. Nghiên cứu chế tạo
và đặc trưng tính chất của c tác
điện hóa có chứa paladi cho quá
trình oxi hóa glyxerol trong môi
trường kiềm, Tạp chí Hóa học,
T.53(4E1), 2015, 92-97.
1) Luận văn Thạc sĩ
Đã bảo vệ
2) Nguyễn Thị Cẩm Hà, Đồng
Thị Diệp, Phạm Thị Hà, Nguyễn

Văn Thức. Ảnh hưởng của chất
cho thêm đến tính chất điện hóa
của lớp mạ niken trên nền graphit
trong môi trường kiềm, tạp chí
Khoa học ĐHQGHN, tập 30, số
5S, 2014, 136-143.
1) Luân văn Thạc sĩ
Đã bảo vệ
2) Nguyễn Thị Cẩm Hà, Nguyễn
Sáu Quyền, Trương Ngọc Thành,
Nguyễn Xuân Hoàn, Nguyễn Văn
Thức. Nghiên cứu chế tạo, tính
chất điện hóa của điện cực tổ hợp
có chứa platin trong môi trường
kiềm, Tạp chí Hóa học, T.52(6B),
19


2014, 11-15.
3) Nguyễn Văn Thức, Nguyễn
Xuân Hoàn, Nguyễn Sáu Quyền,
Huỳnh Thị Lan Phương, Nguyễn
Thị Cẩm Hà. Nghiên cứu chế tạo
và đặc trưng tính chất của c tác
điện hóa có chứa paladi cho quá
trình oxi hóa glyxerol trong môi
trường kiềm, Tạp chí Hóa học,
T.53(4E1), 2015, 92-97.

20

PHẦN IV. TỔNG HỢP KẾT QUẢ CÁC SẢN PHẨM KH&CN VÀ ĐÀO TẠO CỦA ĐỀ TÀI
TT

Sản phẩm

1

Bài báo công bố trên tạp chí khoa học quốc tế theo hệ thống
ISI/Scopus
Sách chuyên khảo được uất bản hoặc ký hợp đồng uất
bản
Đăng ký sở h u trí tuệ
Bài báo quốc tế không thuộc hệ thống ISI/Scopus
Số lượng bài báo trên các tạp chí khoa học của ĐHQGHN,
tạp chí khoa học chuyên ngành quốc gia hoặc báo cáo khoa
học đăng trong kỷ yếu hội nghị quốc tế
Báo cáo khoa học tham dự hội nghị Khoa học trong nước

2
3
4
5

6

7
8
9

Kết quả dự kiến được ứng dụng tại các cơ quan hoạch định
chính sách hoặc cơ sở ứng dụng KH&CN
Đào tạo/hỗ trợ đào tạo NCS
Đào tạo thạc sĩ

Số lƣợng
đăng ký
0

Số lƣợng đã
hoàn thành
0

0

0

0
0
02

0
0
04

01

0

Chuy n
thành 01 bài
báo khoa học
0

01
01

01
02

21


PHẦN V. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KINH PHÍ
TT
A
1
2
3
4
5
6
7
8
B
1
2

Nội dung chi

Chi phí trực tiếp
Thuê khoán chuyên môn
Nguyên, nhiên vật liệu, cây con..
Thiết bị, dụng cụ
Công tác phí
Dịch vụ thuê ngoài
Hội nghị, Hội thảo, ki m tra tiến độ, nghiệm
thu
In ấn, Văn phòng phẩm
Chi phí khác
Chi phí gián tiếp
Quản lý phí
Chi phí điện, nước
Tổng số

Kinh phí
đƣợc duyệt
(triệu đồng)
174,8
69
98,4

Kinh phí
thực hiện
(triệu đồng)
174,8
69
98,4

5,0

5,0

2,4

2,4

15,2
7,6
7,6
190

15,2
7,6
7,6
190

Ghi chú

PHẦN VI. KIẾN NGHỊ
Nh ng kết quả nghiên cứu đạt được cho thấy khả năng phát tri n và ứng dụng vào thực tiễn
của vật liệu c tác điện cực tổ hợp đa kim loại cho quá trình oxi hóa các hợp chất ancol nói chung
và glyxerol nói riêng
Đề nghị cấp tiếp kinh phí nghiên cứu đ phát tri n tiếp đề tài.
PHẦN VII. PHỤ LỤC
- Minh chứng kết quả công bố
+Bản photo các bài báo khoa học thuộc mục III.2
- Quy trình chế tạo vật liệu điện cực
- Minh chứng kết quả đào tạo:
+ Bản photo trang bìa, lời cảm ơn luận văn và bằng thạc sỹ của học viên thuộc muc III.3

+ Bản photo quyết định của nghiên cứu sinh thuộc mục III.3
+ Bản photo trang bìa, lời cảm ơn khóa luận tốt nghiệp, nghiên cứu khoa học của Sinh Viên
thuộc mục III.3.
- Các báo cáo chuyên đề
- Thuyết minh đề tài

Hà Nội, ngày ........ tháng........ năm .......
Đơn vị chủ trì đề tài
(Thủ trưởng đơn vị ký tên, đóng dấu)

Chủ nhiệm đề tài
(Họ tên, chữ ký)

22


MINH CHỨNG KẾT QUẢ CÔNG BỐ

23


QUY TRÌNH CHẾ TẠO VẬT LIỆU ĐIỆN CỰC

24