Đang tải... (xem toàn văn)
bao cao jhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM PHƯƠNG PHÁP QUÉT THẾ TUẦN HOÀN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO TỔNG TRỞ CBHD : TS Nguyễn Đăng Nam Lớp : k1 – Lọc Hóa Dầu Thực : Nhóm PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA VÒNG CV Giới thiệu phương pháp Ứng dụng phương pháp Nguyên lý làm việc Thiết bị phương pháp Các bước tiến hành đo Ưu điểm nhược điểm phương pháp Ứng dụng lĩnh vực xúc tác Nhóm GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP CV Định nghĩa • Voltammetry Cyclic (CV) phương pháp điện hóa thực phép đo dòng diện sinh pin điện hóa điều kiện điện áp vượt giới hạn theo phương trình Nernst • CV thực cách tuần hoàn điện điện cực làm việc đo kết dòng điện Nhóm 3 ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CV ứng dụng để nghiên cứu thông số định tính trình điện hóa điều kiện khác Hóa học lượng pháp điện tử (Stoichiometry electron) hệ Hệ số khuếch tán chất phân tích Độ giảm điện hiệu dụng Kiểm tra độ ăn mòn kim loại Phân tích ảnh hưởng anion sulphite, sulphate bicarbonate ăn mòn carbon nước chứa ion choloride Nhóm NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Phương pháp đo cho phép đặt lên điện cực nghiên cứu điện có dạng xác định quét theo hướng anot catot để quan sát dòng tương ứng Trong phương pháp đo này, bề mặt điện cực phải phục hồi trước đo, dung dịch khuấy trộn chuyển khối theo khuếch tán Đường cong phân cực đường tuần hoàn biểu diễn mối quan hệ mật độ dòng I E Đường cong phân cực vòng phụ thuộc vào việc lựa chọn dung môi, chất điện ly chất điện cực Nhóm NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Quan hệ dòng điện cực đại với tốc độ quét iP = 2,99.105.n.(α.na)1/2.A.C0.D1/2.v1/2 Epc = E0 – RT/( αc.na.F).(0.78 +lnD1/2/k0 + 1/2.lnb) Nhóm THIẾT BỊ Cấu tạo thiết bị gồm điện cực nhúng dung dịch điện phân: Điện cực làm việc (Working electrode) Điệc cực tham chiếu (Reference electrode) Điện cực phụ trợ (Auxiliary electrode) Nhóm THIẾT BỊ Thiết bị BAS Epsilon: Nhóm THIẾT BỊ BAS C3 Cell Stand Nhóm ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP Ưu điểm Sử dụng rộng rãi cho để kiểm tra đặc tính khử oxy hóa ban đầu phân tử (các oxi hóa khử, ổn định trạng thái oxy hóa khác) Độ nhạy cao, phân tích đơn giản Độ xác cao, khả lặp lại, chi phí vừa phải Kỹ thuật phân tích không phức tạp Nhóm 10 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Dữ liệu trình bày dạng đồ thị Bode hay đồ thị Plot Nhóm 21 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC • Pin điện hóa chuyển đổi thành mạch điện với thành phần: Nhóm 22 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC • Điện dung lớp điện tích kép • Điện trở trình vận chuyển electron • Điện trở chất điện phân Randles Cell (Simplified) Nhóm 23 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Từ mạch đồ thị, phần mềm giúp ta chọn mạch điện tương đương với trình xảy bình điện hóa Một thành phần mạch điện tương đương với hoạt động đặc trưng pin điện hóa Một hệ phức tap yêu cầu mạch điện tương đương phức tạp Đồ thị Nyquist chọn mạch điện tương đương Nhóm 24 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Từ mạch điện ta tính Điện dung lớp điện tích kép điện cực Điện trở dịch chuyển điện tích Sự phụ thuộc Z’ vào nồng độ phụ gia đưa vào tần số quét Từ ta tiếp tục nghiên cứu tính chất khếch tán, động học …của điện cực Nhóm 25 THIẾT LẬP HỆ THỐNG EIS Nhóm 26 THIẾT LẬP HỆ THỐNG EIS • Hệ thống bao gồm phận : Ba điện cực: điện cực làm việc (working electrode), điện cực thị (counter electrode) điện cực tham chiếu (reference electrode) Potentiostat: tái quang phổ theo chế độ cài đặt trước Function generators: nguồn phát Và máy tính cá nhân trang bị phần mềm xử lý số liệu chuyên dụng Nhóm 27 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA PP EIS Ưu điểm lớn phương pháp không phá hoại mẫu, thực môi trường có độ dẫn điện kém, trình thực tương đối nhanh kết thu xác (do tính hiệu use có biện độ nhỏ gây arh hưởng đến mẫu Nhược điểm: thời gian xây dựng đồ thị trở kháng bị giới hạn nhiều công nghệ xử lý số liệu Mặt khác, số liệu tương đối phức tạp khó phân tích Nhóm 28 ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC XÚC TÁC Điều tra chế phản ứng điện hóa Tính chất điện cực rỗng Điều tra bề mặt thụ động (passive surfaces) Nhóm 29 VÍ DỤ Ví dụ: Xác định tỉ lệ hydrogen iodine hấp phụ platinum Chuẩn bị mẫu Mẫu single –crystall Pt(111) Polycrystalline Pt với đường kinh 10mm Dung dịch điện phân: KOH + KI với pH=13 – 14 Nhóm 30 VÍ DỤ • Kết đo Nhóm 31 VÍ DỤ Mạch điện tương đương gồm: H , C dung H : CD :điện tíchdung kép hydrogen hấp điệnlớp trởđiện điện Rad ad phụ Re : điện trở dung dịch Nhóm 32 VÍ DỤ Bảng công thức điện trở điện dung trình hấp phụ Nhóm 33 VÍ DỤ Đồ thị cho ta thấy tỉ lệ hấp phụ polycrystalline Pt < Pt(111) Nhóm 34 [...]... Nhóm 3 28 ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC XÚC TÁC Điều tra cơ chế phản ứng điện hóa Tính chất của điện cực rỗng Điều tra bề mặt thụ động (passive surfaces) Nhóm 3 29 VÍ DỤ Ví dụ: Xác định tỉ lệ hydrogen và iodine hấp phụ trên platinum Chuẩn bị mẫu Mẫu single –crystall Pt(111) và Polycrystalline Pt với đường kinh 10mm Dung dịch điện phân: KOH + KI với pH= 13 – 14 Nhóm 3 30 VÍ DỤ • Kết quả đo Nhóm 3 31... C dung H : là của CD :điện tíchdung kép của hydrogen hấp điệnlớp trởđiện và điện Rad ad phụ Re : điện trở dung dịch Nhóm 3 32 VÍ DỤ Bảng công thức điện trở và điện dung của quá trình hấp phụ Nhóm 3 33 VÍ DỤ Đồ thị cho ta thấy tỉ lệ hấp phụ trên polycrystalline Pt < Pt(111) Nhóm 3 34 ... vector ở dạng số phức Nhóm 3 20 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Dữ liệu được trình bày ở dạng đồ thị Bode hay đồ thị Plot Nhóm 3 21 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC • Pin điện hóa được chuyển đổi thành mạch điện với các thành phần: Nhóm 3 22 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC • Điện dung của lớp điện tích kép • Điện trở của quá trình vận chuyển electron • Điện trở của chất điện phân Randles Cell (Simplified) Nhóm 3 23 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Từ... có thể được sử dụng Nhóm 3 11 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP Nhược điểm Cần có dòng điện nền để nạp trong suốt quá trình đo độ lớn v.C dl (C dl là điện dung của bản cực của các điện cực làm việc) Điều này hạn chế giới hạn phát hiện khoảng 10 -5 M Khó hiểu và khó phân tích dữ liệu do nhiều thông tin và khó phân biệt Nhóm 3 12 PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH ĐO • Clip ve CV Nhóm 3 13 ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH XÚC... điện tương đương Nhóm 3 24 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Từ mạch điện ta tính được Điện dung của lớp điện tích kép ở mỗi thế điện cực Điện trở dịch chuyển điện tích Sự phụ thuộc Z’ vào nồng độ phụ gia đưa vào và tần số quét Từ đó ta có thể tiếp tục nghiên cứu về tính chất khếch tán, động học …của điện cực Nhóm 3 25 THIẾT LẬP HỆ THỐNG EIS Nhóm 3 26 THIẾT LẬP HỆ THỐNG EIS • Hệ thống bao gồm các bộ phận :... hóa Tính chất cơ học Nhóm 3 14 ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH XÚC TÁC Phân tích cấu trúc xúc tác Liên kết phân tử bề mặt, hóa trị Mật độ nén chặt Hướng của các nguyên tử Tương tác giữa các nguyên tử khác nhau Nhóm 3 15 PHƯƠNG PHÁP ĐO TỔNG TRỞ • Giới thiệu chung về EIS • Nguyên lý làm việc • Thiết lập hệ thống EIS • Ưu nhược điểm của pp EIS • Ứng dụng trong lĩnh vực xúc tác • Ví dụ Nhóm 3 16 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ... tạp Nhóm 3 17 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Áp một dòng điện xoay chiều hình sin với tần số cố định vào điện hóa Đo tín hiệu thu được và tính điện trở kháng tại tần số đó Zω = eω/iω Thực hiện phép đo trong dải tần số rộng Vẽ đồ thị và phân tích Nhóm 3 18 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Applied Voltage Measured Current Phase Shift Ma Current Magnitude Voltage Magnitude Time Tín hiệu vào và ra trong EIS Nhóm 3 19 NGUYÊN... (reference electrode) Potentiostat: tái hiện quang phổ theo chế độ cài đặt trước Function generators: bộ nguồn phát Và một máy tính cá nhân được trang bị phần mềm xử lý số liệu chuyên dụng Nhóm 3 27 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA PP EIS Ưu điểm lớn nhất của phương pháp này chính là không phá hoại mẫu, có thể thực hiện được đối với môi trường có độ dẫn điện kém, quá trình thực hiện tương đối nhanh và kết