分析實驗

3.4.1 X-ray 繞射儀（X-ray Diffractometer, XRD）

本實驗使用的儀器型號為 MacScience M18XHF-SRA，冺用 Cu Ｋ_α光源分析粉末之金屬結構，將單波長 X 光入射靶材，當待測物晶 面間距間隔 d、入射光與晶面夾角 θ，恰好符合布拉格（Bragg's equation）

公式：2dsinθ = nλ 時，便會產生繞射。將所得具特性波長的 X 光繞 射圖譜，與 JCPDS 軟體對照以分析晶體結構，並依 Scherrer equation 計算各試片晶粒大小。

3.4.2 掃描式電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）

將電子槍產生的電子經電磁透鏡聚焦成為小電子束，照射於待測 物上並來回作掃描，試片表面被電子撞擊後會放出二次電子、反射電 子、歐傑電子等，其中二次電子能量小（小於 50 eV），只有在試片 表面 50 ~ 500 Å 處才可產生，且會受到是片表面粗糙所影響。冺用偵 測器將二次電子訊號收集、經過轉換與放大，便可以觀察試片表面形 貌。本實驗採用 Hitachi JSM-6500F 掃描式電子顯微鏡來分析球磨完 成之粉末，操作電壓為 15 kV，並以其所附加之 EDX 做粉末成分的 定性與定量分析。

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3.4.3 穿透式電子顯微鏡（Transmission Electron Microscope, TEM）

冺用場發射或熱激發之電子，經加速、偏折和聚焦，形成極小的 電子束，將電子束入射極薄的試片後冺用穿透電子成像。本實驗採用 的穿透式電子顯微鏡型號為 JOEL-2100FX，操作電壓為 200 kV，以 觀察球磨後的粉末結構。

3.4.4 感應耦合電漿質譜分析儀（Inductively coupled plasma-mass spectrometer, ICP-MS）

冺用高溫或酸鹼破壞樣品使其產生離子態，再將離子物質以質譜 儀進行測定，適合用來偵測微量金屬含量，偵測濃度可達十億分之一

（ppb）等級。本實驗用以測定經定電流去合金後，工作電極上的金 屬成分含量。

3.4.5 電化學分析

本實驗所使用的儀器為 Solartron SI1287。冺用三電極方式完成電 化學分析，將 Ag/AgCl, KCl (sat.)作為參考電極（Reference Electrode）、

白金片作為輔助電極（Counter Electrode），工作電極（Working Electrode）則是以塗布法將球磨後的粉末所製成。對試片施以循環伏 安法（Cyclic voltammetry, CV）與極化曲線（IV Curve, IV）分析後，

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將所得的圖形近一步分析得出反應的起始電位（Onset Potential）、氧 化還原反應最高電流電位值、If/Ib值等參數，藉以探討機械合金化觸 媒及其去合金後的催化活性。其中，極化曲線是指以固定的掃描速率，

在不同電壓下測量電流的變化。循環伏安圖是只在特定電壓區間，以 固定的掃描速率自起始電位掃描至終點電位，再由終點電位掃描至起 始電位，如此來回循環掃描分析。

陽極甲醇氧化、乙醇氧化的操作上，預先通 10 分鐘氮氣以去除 水中溶氧的干擾，以 0.5M 硫酸加上 1M 燃料（甲醇或乙醇）作為電 解液，掃描範圍為-0.2 ~ 0.9 V（vs. Ag/AgCl, KCl (sat.)），掃描速率 20 mV/s，掃描圈數為 20 圈，來做循環伏安法電化學測試。氫吸脫附行 為與陽極甲醇氧化、乙醇氧化的操作一致，唯一的不同是電解質內不 需添加燃料。陰極方面，以通 30 分鐘氧氣使溶氧飽和的 0.25M 硫酸 作為電解液，掃描範圍為 0.9 ~ -0.2 V（vs. Ag/AgCl, KCl (sat.)），掃描 速率 5 mV/s，掃描圈數為 1 圈。本實驗所使用之工作電極表面積皆 固定為 1 cm²。表格 3-4 與表格 3-5 分冸為陽極、陰極電化學測定參 數之整理。

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表 3-4. 陽極電化學化反應所選用之參數。

電解液（Electrolyte） 0.5M H2SO4(aq)＋1M

CH3OH(aq)/C2H5OH(aq)＋通 10 分 鐘氮氣

掃描範圍（Scan range） -0.2 ~ 0.9 V（vs. Ag/AgCl, KCl (sat.)）

掃描速率（Scan rate） 20 mV/s 掃描圈數（Scan cycle） 20 cycles 工作電極表面積（Electrode area） 1 cm²

表 3-5. 陰極電化學化反應所選用之參數。

電解液（Electrolyte） 0.25M H2SO4(aq)＋通 30 分鐘氮氣 掃描範圍（Scan range） 0.9 ~ -0.2 V（vs. Ag/AgCl, KCl

(sat.)）

掃描速率（Scan rate） 5 mV/s 掃描圈數（Scan cycle） 1 cycles 工作電極表面積（Electrode area） 1 cm²

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