پديد آورنده :
مختاري ابرقويي، مهدي
عنوان :
سنتز و شناسايي نانو كامپوزيت هاي سيليكون متخلخل اصلاح شده با نانو ذرات فلزي و كاربرد آن ها در حسگرهاي الكتروشيميايي و باتري هاي ليتيوم-يوني
گرايش تحصيلي :
شيمي - تجزيه
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده شيمي
صفحه شمار :
نوزده،149ص.: مصور،جدول،نمودار
استاد راهنما :
علي اصغر انصافي
استاد مشاور :
بهزاد رضايي
توصيفگر ها :
سيليكون متخلخل , نانو ذرات فلزي , نانو كامپوزيت , حسگر الكترو شيميايي , باتري ليتيوم- يوني
استاد داور :
محمد سراجي، كيومرث زرگوش، ابوالفضل كياني
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/08/01
كد ايرانداك :
ID924 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده در اين رساله سيليكون متخلخل توسط دو روش شيميايي و شيميايي ياري شده با فلز سنتز شد و سپس توسط روشهاي مختلف مورد مشخصهيابي قرار گرفت سپس نانوذرات فلزي مختلف با يك روش سريع و آسان و بدون نياز به عامل احيا كننده بر روي بستر سيليكون متخلخل تثبيت شدند نانوكامپوزيتهاي حاصل توسط روشهاي مختلف مورد مشخصهيابي قرار گرفتند و در زمينههاي حسگرهاي الكتروشيميايي و آند باتريهاي ليتيومي مورد استفاده قرار گرفتند در بخش اول كه خود از چهار قسمت تشكيل شده است سيليكون متخلخل تهيه شده به روش شيميايي به عنوان بستر جهت سنتز نانوكامپوزيتهاي مس سيليكون متخلخل پالتين سيليكون متخلخل پالتين پاالديوم سيليكون متخلخل و پالتين مس سيليكون متخلخل استفاده شد در ادامه اين نانوكامپوزيتها در ساخت حسگرهاي الكتروشيميايي مورد استفاده قرار گرفتند در قسمت اول پس از مشخصهيابي نانوكامپوزيت مس سيليكون متخلخل با كمك تكنيكهاي مختلف اثر الكتروكاتاليزوري اين نانوكامپوزيت بر روي تركيبهاي گلوكز و هيدروژن پروكسيد مورد بررسي قرار گرفت متغييرهاي مختلف مورد بهينهسازي قرار گرفت به كمك تكنيك كرونوآمپرومتري دامنه خطي 1 1132 1 1 ميكروموالر براي گلوكز و 1 1873 5 1 ميكروموالر براي هيدروژن پروكسيد بدست آمد همچنين حسگر ساخته شده جهت اندازهگيري گلوكز و هيدروژن پروكسيد در نمونههاي حقيقي مورد استفاده قرار گرفت در قسمت دوم اثر مايع يوني و نانوكامپوزيت پالتين سيليكون متخلخل بر روي سيگنال اكسايش مورفين و كدئين مورد بررسي قرار گرفت پس از بهينه سازي متغيرهاي مختلف حسگر تهيه شده از نانوكامپوزيت پالتين سيليكون متخلخل و مايع يوني براي اندازهگيري همزمان مورفين و كدئين با تكنيك ولتامتري پالس تفاضلي مورد استفاده قرار گرفت منحني كاليبراسيون دامنه خطي 1 52 1 1 ميكروموالر براي هر دو گونهي كدئين و مورفين نشان داد حد تشخيص بدست آمده براي مورفين 1 13 نانوموالر و براي كدئين 1 12 نانوموالر بود در قسمت سوم نانوذرات پالتين پاالديوم بر روي سطح سيليكون متخلخل تثبيت شد اين نانوكامپوزيت به كمك روشهاي پراش پرتو ايكس طيف سنجي فوتوالكترون اشعه ايكس و ميكروسكوپ الكتروني مورد مشخصهيابي قرار گرفت اثر هم افزايي پالتين پاالديوم و نانولولههاي كربني بر روي سيگنال اكسايش آدنين و گوانين مورد بررسي قرار گرفت نتايج نشان داد كه حضور نانوذرات پالتين پاالديوم و نانولولههاي كربني در ساختار حسگر پيشنهادي امكان اندازهگيري همزمان آدنين و گوانين را با تكنيك ولتامتري پالس تفاضلي در محدوده خطي 1 52 1 1 ميكروموالر فراهم ميكند در قسمت آخر از بخش اول گونههاي هيدرازين و هيدروژن پروكسيد توسط حسگر تهيه شده با مايع يوني و نانوكامپوزيت پالتين مس سيليكون متخلخل مورد آناليز قرار گرفتند بدين منظور نانوكامپوزيتهايي با نسبت هاي مختلف پالتين مس تهيه شدند نتايج نشان داد كه نانوكامپوزيت حاوي نسبت برابر از پالتين مس بيشترين سيگنال اكسايش هيدرازين و كاهش هيدروژن پروكسيد را نشان ميدهد پس از بهينه سازي پارامترهاي الكتروشيميايي اين دو گونه به كمك تكنيك كرونوآمپرومتري با حسگر پيشنهادي مورد اندازهگيري قرار گرفتند دامنه خطي 1 1861 2 1 ميكروموالر با حد تشخيص 1 15 نانوموالر براي هيدرازين و دامنه خطي 1 1821 5 1 ميكروموالر با حد تشخيص 1 111 نانوموالر براي هيدروژن پروكسيد بدست آمد در بخش دوم كه شامل دو قسمت مي باشد ابتدا سيليكون متخلخل به روش شيميايي ياري شده با فلز تهيه گرديد بررسيها نشان داد كه سطح ويژهي سيليكون متخلخل تهيه شده به اين روش 96 38 مترمربع بر گرم ميباشد سپس كاربرد آن به عنوان آند باتريهاي ليتيوم يوني مورد ارزيابي قرار گرفت بدين منظور از تكنيك پتانسيومتري با جريان ثابت استفاده شد نتايج نشان داد ظرفيت ذخيره بار الكتريكي آند تهيه شده از پودر سيليكون متخلخل 8121 ميليآمپرساعت بر گرم تقريبا دوبرابر پودر سيليكون تجاري 856 ميليآمپرساعت بر گرم ميباشد به منظور بهبود هرچه بيشتر ظرفيت و پايداري سيليكون متخلخل به عنوان آند باتري ليتيوم يوني نانوذرات نيكل و بيسموت بر روي سيليكون متخلخل تثبيت شدند نانوذرات نيكل و بيسموت تثبيت شده بر روي سيليكون متخلخل با كمك تكنيكهاي پراش پرتو ايكس طيف سنجي تفكيك انرژي اشعه ايكس و ميكروسكوپ الكتروني مورد مشخصهيابي قرار گرفتند نتايج نشان داد كه تثبيت نانوذرات نيكل و بيسموت بر روي سطح سيليكون متخلخل باعث بهبود چشمگير در ظرفيت ذخيره بار الكتريكي و پايداري آندهاي تهيه شده ميشوند مقدار ظرفيت آند تهيه شده از نانوكامپوزيت نيكل سيليكون متخلخل برابر با1451 ميليآمپرساعت بر گرم و مقدار ظرفيت آند تهيه شده از نانوكامپوزيت بيسموت سيليكون متخلخل برابر با 1881ميليآمپرساعت بر گرم ميباشد همچنين بازدهكلمبي براي آندهاي تهيه شده از دو نانوكامپوزيت نيكل
چكيده انگليسي :
Synthesis and Charachterization of Metal Nanoparticles Modified Porous Silicon Nanocomposites and Their Application in Electrochemical Sensors and Lithium Ion Batteries Mehdi Mokhtari abarghouei E mail mehdi mokhtari@ch iut ac ir May 2016 Department of Chemistry Isfahan Universityof Technology 84156 83111 Isfahan IranSupervisor Prof Ali A Ensafi E mail Ensafi@cc iut ac irAdvisor Prof Behzad Rezaei Department Graduate Program Coordinator Dr Ali Reza Najafi Department of Chemistry Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Tel 98 31 33912369 Fax 98 31 33912350Abstract This thesis containing two main parts In the first part which is contains four sections porous silicon wassynthesized by chemical etching method and characterized by different techniques Then different metalnanoparticles including Cu Pt Pt Pd and Pt Cu were loaded on the surface of porous silicon Finally theprepared nanocomposites were used for construction of new electrochemical sensors In the first section Cu@PSi was used for electrocatalytic detection of glucose and hydrogen peroxide by carbon paste electrode The results indicate that Cu@PSi CPE is a promising candidate for routine analysis of glucose and hydrogenperoxide in real samples Glucose could be measured in the range of 1 0 2300 mol L 1 and with detectionlimit of 200 nmol L 1 whereas hydrogen peroxide could be measured in the range of 0 5 3780 mol L 1 withdetection limit of 300 nmol L 1 using chronoamperometry technique In the second section Pt@PSi containingionic liquid modified carbon paste electrode was used for voltammetric determination of morphine and codeine The results showed that the combination of antifouling properties of porous silicon and the electrocatalyticactivity of Pt nanoparticles provide a new sensing surface for simultaneous determination of morphine andcodeine with wide linear ranges and low detection limits Under the optimum conditions the oxidation currentresponses of morphine and codeine were linear in the concentration range of 0 1 25 0 mol L 1 The detectionlimits of 30 0 and 20 0 nmol L 1 were achieved for morphine and codeine respectively In the third section simultaneous determination of purine bases of DNA were examined by Pt Pd@PSi carbon nanotube pasteelectrode The proposed sensor showed the linear range of 0 1 10 0 mol L 1for both analytes The detectionlimits of 30 0 and 20 0 nmol L 1 were achived for adenine and guanine respectively The proposed sensor was
استاد راهنما :
علي اصغر انصافي
استاد مشاور :
بهزاد رضايي
استاد داور :
محمد سراجي، كيومرث زرگوش، ابوالفضل كياني
