پديد آورنده :
سعادتي نژاد، زهرا
عنوان :
تهيه و شناسايي الكتروكاتاليست برپايه ساختار سه فلزي موليبدن-تنگستن-قلع كامپوزيت شده با گرافن اكسيد كاهش‌يافته جهت بكارگيري در واكنش آزادسازي اكسيژن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
يازده، 43ص: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
علي اصغر انصافي، حسن حدادزاده
استاد مشاور :
بهزاد رضايي
توصيفگر ها :
واكنش آزادسازي اكسيژن , شكافت آب , گرافن اكسيد كاهش يافته , فوم نيكل , نانوكامپوزيت , اثر هم‌افزايي , موليبدن , تنگستن , قلع
استاد داور :
اسماعيل حيدري بفرويي ، علي حسين كيانفر
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/01/21
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/01/23
چكيده فارسي :
در اين پايان‌نامه، به منظور تهيه الكتروكاتاليست مناسب براي واكنش آزادسازي اكسيژن در فرآيند شكافت آب، از سنتز نانوكامپوزيت بر پايه فلزهاي ارزان قيمت به همراه گرافن اكسيد كاهش‌يافته استفاده شد. ابتدا فوم نيكل با استفاده از گرافن اكسيد كاهش‌يافته همراه با سه فلز موليبدن، تنگستن و قلع اصلاح شد و اثر هم‌افزايي فلز‌ها با تغيير نسبت‌هاي مولي و بررسي عملكرد الكتروكاتاليستي آن‌ها بررسي شد. نانوكامپوزيت سنتز شده با روش‌هاي مختلف شناسايي شامل طيف‌سنجي مادون قرمز، طيف‌سنجي رامان، پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، پراكندگي انرژي پرتو ايكس، طيف‌سنجي فوتوالكترون اشعه ايكس، پراكندگي نور ديناميكي، اندازه‌گيري سطح ويژه و حجم حفره‌ها و طيف‌سنجي جرمي پلاسماي جفت شده القايي شناسايي شد. در ادامه، رفتار الكتروشيميايي و الكتروكاتاليستي نانوكامپوزيت سنتز شده در واكنش آزادسازي اكسيژن با ولتامتري چرخه‌اي، ولتامتري روبش خطي، كرونوآمپرومتري و طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي در محلول 0/1 مولار پتاسيم هيدروكسيد مورد بررسي قرار گرفت. با استفاده از روش ولتامتري روبش خطي، نشان داده شد كه در محلول 0/1 مولار پتاسيم هيدروكسيد، نانوكامپوزيت گرافن اكسيد كاهش‌يافته همراه با سه فلز موليبدن، تنگستن و قلع با اعمال پتانسيل 2/1 تا 7/1 ولت (نسبت به RHE) در واكنش آزادسازي اكسيژن داراي اضافه پتانسيل 298 ميلي ولت (نسبت به RHE) در دانسيته جريان 50 ميلي آمپر بر سانتي متر مربع است. همچنين شيب منحني تافل اين تركيب mV dec-1 108 است.
چكيده انگليسي :
In this dissertation, to prepare a suitable electrocatalyst for oxygen evolution reaction (OER) in water splitting process, nanocomposites based on inexpensive metals with reduced graphene oxide (rGO) were synthesized. In this study, nickel foam (NF) electrode was modified using reduced graphene oxide with three metals, including molybdenum, tungsten, and tin, and the synergetic effect of metals was investigated by changing the molar ratios and their electrocatalytic performance. The nanocomposites were characterized by various detection methods including infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, X-ray energy scattering, X-ray photoelectron spectroscopy, dynamic light scattering, specific surface area and pore volume distribution, and induced coupled plasma mass spectrometry. The electrochemical and electrocatalytic behavior of the nanocomposites were investigated by cyclic voltammetry, linear sweep voltammetry, chronoamperometry, and electrochemical impedance spectroscopy in 1.0 M potassium hydroxide solution. Using linear scanning voltammetric technique, it was shown that in a solution of 1.0 M potassium hydroxide, the reduced graphene oxide nanocomposite with three metals molybdenum, tungsten, and tin with potential application between 1.2 to 1.7 V (relative to RHE) can be used as a electrocatalyst in oxygen evolution reaction. The electrode has an over potential of 298 mV (relative to RHE) at a current density of 50 mA/cm2 and the tafel slope of the curve obtained for this compound is 108 mV dec-1.
استاد راهنما :
علي اصغر انصافي، حسن حدادزاده
استاد مشاور :
بهزاد رضايي
استاد داور :
اسماعيل حيدري بفرويي ، علي حسين كيانفر
