Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu cacbon nano từ vỏ trấu dùng làm điện cực cho tụ điện hóa

www.twitter.com/daykemquynhon
www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon
www.daykemquynhon.blogspot.com
Cụ thể, khi phân cực điện cực làm việc theo chiều từ 0 đến -1,0 V vs SCE (phân
cực catot), các ion K + , trong dung dịch điện li sẽ tiến tới bề mặt than, khuếch tán vào
trong các mao quản của than và bị hấp phụ trên bề mặt cũng như trong lòng mao quản
tạo nên lớp điện kép trong đó lớp tích điện dương là các ion K + , lớp tích điện âm là các
electron tích tụ trên bề mặt than. Đồng thời với quá trình hấp phụ ion K + là sự khử các
nhóm chức có trên bề mặt than. Khi phân cực theo chiều ngược lại từ -1,0V đến 0 V vs
SCE (phân cực anot) các ion kim loại được giải hấp phụ khỏi bề mặt than và khuếch
tán ra khỏi mao quản của than đi vào trong lòng dung dịch. Đồng thời với quá trình
này là quá trình oxi hóa nhóm chức trên bề mặt than:
+
> C − OH ←⎯⎯→
⎯ > C = O + H + e
+
−COOH ←⎯⎯→
⎯ − COO + H + e
> C = O + e←⎯⎯→
⎯ > C − O
−
Ở tốc độ quét thế 2 mV/s cũng nhận thấy góc biến dạng (a), (b) của đường cong
CV đối với mẫu K2N1 bé nhất so với các đường CV của các mẫu còn lại. Điều này
chứng tỏ điện trở của mẫu này là nhỏ nhất. Điều này có thể được giải thích là do mẫu
K2N1 có độ không trật tự bề mặt R = I D /I G (đã trình bày ở bảng 3.3) là nhỏ nhất (R =
1,27) so với 2 mẫu K1,5N2 (R = 2,5) và K2N2 (R = 2,55) tức là mức độ graphit hóa
của mẫu K2N1 là cao nhất dẫn đến điện trở của mẫu là nhỏ nhất.
Từ hình 3.11 cũng cho thấy khi tăng tốc độ quét thế từ 2 mV/s lên 10 và 30
mV/s, các đường cong CV đều bị biến dạng. Mức độ biến dạng tăng dần theo tốc độ
quét thế. Trong đó mức độ biến dạng theo tốc độ quét thế tăng dần theo thứ tự K2N2 <
K1,5N2 < K2N1. Sự biến dạng của các đường cong CV theo tốc độ quét thế được giải
thích là do tốc độ hấp phụ/giải hấp phụ ion K + trên vật liệu điện cực bị giới hạn bởi
giai đoạn khuếch tán ion vào mao quản của vật liệu cacbon mà giai đoạn này chịu sự
chi phối chủ yếu bởi kích thước mao quản của vật liệu. Vì vậy khi tăng tốc độ quét thế,
điện trở của vật liệu tăng sẽ dẫn tới dạng hình chữ nhật bị biến dạng [48]. Mẫu K2N2
có diện tích mao quản trung bình lớn nhất (243 m 2 /g) nên chịu ảnh hưởng ít nhất của
tốc độ quét thế, mẫu K2N1 có diện tích mao quản trung bình nhỏ nhất (93 m 2 /g) nên
chịu sự ảnh hưởng nhiều nhất của tốc độ quét thế.
Giá trị điện dung riêng tính từ các đường cong phân cực CV của các mẫu tại các
tốc độ quét thế khác nhau nằm trong khoảng 2 ÷ 100 mV/s được tóm tắt trong bảng 3.8
và biểu diễn trên hình 3.11.
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÍ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
47
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial