شماره راهنما :
1396 دكتري
پديد آورنده :
احمدي، نجمه
عنوان :
سنتز و مشخصه يابي نانوكامپوزيت هاي پايه فلزي، اكسيد فلزي و پليمر هادي و كاربرد آن ها در ابرخازن ها و حسگرهاي الكتروشيميايي
گرايش تحصيلي :
شيمي تجزيه
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
پانزده, 149ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
علي اصغر انصافي
استاد مشاور :
بهزاد رضايي
توصيفگر ها :
نانوذرات , پلي مرهاي هادي , نانوكامپوزيت , ابرخازن ها , حسگر الكتروشيميايي
استاد داور :
محمد ژياني، كيومرث زرگوش، محمدتقي جعفري، اسماعيل شمس سولاري
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/03/22
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/03/22
چكيده فارسي :
چکیده در این رساله نانوکامپوزیتهای پایه فلزی و اکسید فلزی و همچنین نانوکامپوزیتهای حاوی پلیمرهای هادی به روشهای مختلف سنتز شدند در ادامه کاربرد این نانوکامپوزیتها در ابرخازنها و حسگرهای الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت در بخش اول که خود از سه قسمت تشکیل شده است از نانوکامپوزیتهای پایه اکسید فلزی و پلیمرهادی در ساخت الکترودهای ابرخازنهای الکتروشیمیایی استفاده شد از روشهای ولتامتری چرخهای کرونوپتانسیومتری و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی برای ارزیابی ظرفیت ذخیره بار الکتریکی الکترودهای تهیه شده استفاده شد در قسمت اول از این بخش نانوذرات 4 CuBi2O به روش الکتروشیمیایی بر روی بستر استیل زنگ نزن نانومتخلخل تثبیت شد نانوکامپوزیت تهیه شده به کمک روش های مختلف شامل میکروسکوپ الکترونی پراش پرتو ایکس و مورد مشخصهیابی قرار گرفت ظرفیت ذخیره بار الکتریکی الکترود تهیه شده در الکترولیتهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت نتایج نشان داد که این الکترود در الکترولیت KOH 6 M و در چگالی جریان 1 1 0 A g ظرفیت ویژه 1 647 F g را ارائه میدهد در قسمت دوم نانوکامپوزیتی از پلی پایرول و نیکل کبالت هگزاسیانوفرات به روش الکتروشیمیایی تهیه شد و با روشهای مختلف مورد مشخصهیابی قرار گرفت کاربرد این نانوکامپوزیت به عنوان ماده الکتروفعال در ابرخازنهای الکتروشیمیایی در الکترولیتهای آبی و غیرآبی مورد بررسی قرار گرفت نتایج نشان داد که این الکترود در الکترولیت آلی LiClO4 0 5 M در اتیلن کربنات دی متیل کربنات ظرفیت ویژه بیشتری 1 668 F g را نسبت به الکترولیت آبی 529 F g 1 K2SO4 0 5 M نشان میدهد در قمست سوم نانوهیبریدی از گرافن پلی آنیلین و منگنز دی اکسید تهیه شد این نانو کامپوزیت به روشهای مختلف طیف سنجی رامان طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس آنالیز حرارتی پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی پیمایشی و عبوری مورد ارزیابی قرار گرفت خاصیت ابرخازنی الکترود تهیه شده از این نانوهیبرید در محلول H2SO4 1 0 M مورد بررسی قرار گرفت با استفاده از روش ولتامتری چرخهای در سرعت روبش 1 10 mV S ظرفیت و یژه 1 746 F g و با استفاده از روش کرونوپتانسیومتری در چگالی جریان برابر با 1 5 A g ظرفیت ویژه 1 712 F g بدست آمد تمامی الکتروهای تهیه شده در بخش اول این رساله ظرفیت ذخیره بار باال پایداری قابل قبول و بازده کولمبی مناسبی را در طی چرخههای متوالی شارژ و دشارژ ارائه میدهند که قابلیت کاریرد آنها را در ابرخازنهای تجاری نشان میدهد در بخش دوم از این رساله نانوکامپوزیتهای پاالدیوم سیلیکون متخلخل و نیکل سیلیکون متخلخل جهت ساخت حسگرهای الکتروشیمیایی به منظور اندازهگیری گونههای مختلف مورد استفاده قرار گرفتند در این راستا سیلیکون متخلخل به عنوان یک بستر جهت تهیه سریع و آسان نانوذرات پاالدیوم و نیکل بدون نیاز به عامل احیا کننده استفاده شد در قسمت اول پس از مشخصهیابی نانوکامپوزیت پاالدیوم سیلیکون متخلخل با کمک روشهای مختلف الکنرود خمیر کربن تهیه شده از این نانوکامپوزیت جهت اندازهگیری همزمان داروهای استامینوفن و کدئین استفاده شد پس از بهینه سازی متغیرهای مختلف منحنی کالیبراسیونی با روش ولتامتری پالس تفاضلی رسم گردید دامنه خطی 1 0 700 0 M برای هر دو گونهی استامینوفن و کدئین و حد تشخیص 0 4 M برای استامینوفن و 0 3 M برای کدئین بدست آمد از حسگر تهیه شده جهت اندازهگیری استامینوفن و کدئین در نمونههای حقیقی استفاده شد در قسمت دوم نانوکامپوزیت نیکل سیلیکون متخلخل سنتز شد و به کمک روشهای مختلف مورد مشخصهیابی قرار گرفت اثر الکتروکاتالیزوری این نانوکامپوزیت بر روی اکسایش گلوکز مورد بررسی قرار گرفت متغییرهای مختلف شامل pH غلظت الکترولیت و پتانسیل اعمالی به الکترود مورد بهینهسازی قرار گرفت کمک روش کرونوآمپرومتری دامنه خطی 2 0 5000 0 M برای گلوکز بدست آمد از حسگر تهیه شده جهت اندازهگیری قند خون در نمونههای پالسما استفاده شد مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از حسگر تجاری بیمارستانی نشان دهنده قابلیت استفاده از این حسگر در انجام اندازهگیریهای روزانه قند خون در مراکز پزشکی میباشد کلمات کلیدی نانوذرات پلیمرهای هادی نانوکامپوزیت ابرخازنها حسگر الکتروشیمیایی
چكيده انگليسي :
137 Synthesis and Charachterization of Metal Metal Oxide and Conductive Polymer Based Nanocomposites and Their Application in Supercapacitors and Electrochemical Sensors Najmeh Ahmadi E mail mehdi mokhtari@ch iut ac ir January 2019 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 Mohammad Dinari 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 three sections different newnanocomposite were synthesiszed and characterized by different techniques The potential application of theprepared nanocomposites as an electrode material of supercapacitors were investigated using cyclicvoltammetry galvanostatic chronopotentiometry and electrochemical impedance spectroscopy In the firstsection copper bismuth mixed oxide CuBi2O4 nanoparticles were supported on nanoporous stainless steel bya simple electrochemical deposition method and then was employed as a binder free electrode forsupercapacitor application The results showed that the proposed electrode exhibited a maximum specificcapacitance of 144 mAh g 1 or 647 F g 1 at a current density of 1 0 A g 1 in 6 0 mol L 1 KOH with excellentlong term cycling stability 80 capacitance remained after 500 charge discharge cycles In the secondsection polypyrrole nickel cobalt hexacyanoferrate PPy NiCoHCF nanocomposite was synthesized using afast and facile electrochemical approach on a low cost stainless steel substrate The capacitive behavior of thenanocomposite was investigated in aqueous and non aqueous electrolytes The results show that incorporationof NiCoHCF improves the capacitance properties of PPy in both aqueous and non aqueous media Maximumcapacitance of 529 F g 1 and 668 F g 1 at the current density of 1 0 Ag 1 are achieved for the proposednanocomposite in aqueous and non aqueous electrolytes respectively using galvanostatic charge dischargetechnique Moreover the nanocomposite shows high specific power density 5600 W kg 1 and high specific
استاد راهنما :
علي اصغر انصافي
استاد مشاور :
بهزاد رضايي
استاد داور :
محمد ژياني، كيومرث زرگوش، محمدتقي جعفري، اسماعيل شمس سولاري
