Khảo sát khả năng hấp phụ CO của vật liệu xúc tác nano PtNi bằng thực nghiệm và mô phỏng

Abstract

Trong bối cảnh cấp thiết về kiểm soát ô nhiễm môi trường và phát triển năng lượng sạch, nghiên cứu vật liệu xúc tác hiệu quả để xử lý khí độc hại, đặc biệt là CO, trở nên vô cùng quan trọng. Luận văn này tập trung vào việc khảo sát khả năng hấp phụ CO của vật liệu xúc tác nano PtNi thông qua sự kết hợp giữa nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng. Trong phần thực nghiệm, vật liệu nano PtNi được tổng hợp bằng phương pháp đồng khử. Các kỹ thuật hiện đại như kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) được sử dụng để nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và kích thước của vật liệu. Đặc biệt, phép đo quét thế vòng tuần hoàn (CV) được dùng để đánh giá tính chất điện hóa và khả năng hấp phụ CO của vật liệu xúc tác. Song song với thực nghiệm, mô phỏng phân tử được thực hiện bằng phần mềm Avogadro và VASP để xây dựng mô hình cấu trúc nano PtNi và khảo sát quá trình hấp phụ CO trên các bề mặt xúc tác khác nhau. Các yếu tố như cấu hình hấp phụ, năng lượng hấp phụ và tính ổn định của phân tử CO khi tương tác với bề mặt PtNi được phân tích để làm rõ cơ chế hấp phụ ở cấp độ phân tử. Kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu nano PtNi có khả năng hấp phụ CO đáng kể, nhờ hiệu ứng phối hợp giữa Pt và Ni, giúp đảm bảo hiệu suất xúc tác và giảm chi phí vật liệu. Luận văn này góp phần làm sáng tỏ mối liên hệ giữa cấu trúc và chức năng của vật liệu xúc tác nano, đồng thời mở ra hướng tiếp cận kết hợp mô phỏng và thực nghiệm trong thiết kế vật liệu cho các ứng dụng năng lượng sạch và xử lý môi trường.