پديد آورنده :
پزشكي، پويا
عنوان :
مطالعه رفتار الكتروكاتاليستي نانو ذرات Ru-Fe2O3 جهت واكنش آزادسازي هيدروژن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 47ص. :مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
واكنش آزادسازي هيدروژن , الكتروكاتاليست , فلز روتنيوم , نانوذرات مغناطيسي γ-Fe2O3
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/07/21
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/07/28
چكيده فارسي :
جهت استفاده از الكتروكاتاليست¬هاي مناسب با فعاليت الكتروشيميايي بالا و عملكرد مشابه با فلز پلاتين براي واكنش آزادسازي هيدروژن، در ابتدا نانوذرات مغناطيسي γ-Fe2O3 سنتز شد. در مرحله بعد γ-Fe2O3@APTES و در آخر سنتز الكتروكاتاليست ناهمگن γ-Fe2O3@APTES@Ru(salenac)Cl صورت گرفت. جهت بررسي ساختار و مشخصه¬يابي نانو¬مواد سنتز شده توسط تكنيك¬هاي متفاوتي مانند ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FE-SEM)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، طيف¬سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR) و پراش پرتوايكس (XRD) انجام شد. عملكرد الكتروكاتاليست سنتز شده در واكنش آزادسازي هيدروژن در محيط اسيدي (سولفوريك اسيد 5/0 مولار) و محيط بازي (پتاسيم هيدروكسيد 0/1 مولار) توسط تكنيك¬هاي ولتامتري روبش خطي، ولتامتري چرخه¬اي، طيف¬سنجي امپدانس الكتروشيميايي و كرونوآمپرومتري مورد بررسي قرار گرفت. نتايج ولتامتري روبش خطي، الكتروكاتاليست Fe2O3@APTES@Ru(salenac)Cl را به عنوان بهترين الكتروكاتاليست از نظر فعاليت الكتروشيميايي در واكنش آزادسازي هيدروژن در هر دو محيط اسيدي و بازي نشان داد. عملكرد اين الكتروكاتاليست پس از 1000 چرخه متوالي و تكنيك كرونو آمپرومتري در دو محيط اسيدي و بازي مورد بررسي قرار گرفت كه پايداري خوبي از خود نشان داد. با استفاده از نتايج حاصل از منحني تافل، براي Fe2O3@APTES@Ru(salenac)Cl در محيط اسيدي مقدار شيب تافل mV dec-1 71 و در دانسيته جريان mA cm-210 اضافه پتانسيل
mV 151- و همچنين در محيط بازي، مقدار شيب تافلmV dec-1 129 ودر دانسيته جريان mA cm-210 اضافه پتانسيل mV 367- بدست آمد.
چكيده انگليسي :
To develop electrocatalysts with high electrochemical activity and performance comparable to platinum for the hydrogen evolution reaction, γ-Fe₂O₃ magnetic nanoparticles were initially synthesized. Subsequently, γ-Fe₂O₃@APTES and the heterogeneous electrocatalyst
γ-Fe₂O₃@APTES@Ru(salenac)Cl were prepared. The structure and characterization of the synthesized nanomaterials were examined using various techniques, including Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), and X-ray Diffraction (XRD). The electrochemical performance of the synthesized electrocatalyst for the hydrogen evolution reaction was evaluated in both acidic (0.5 M sulfuric acid) and alkaline (0.1 M potassium hydroxide) environments using linear sweep voltammetry, cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, and chronoamperometry. The linear sweep voltammetry results indicated that the γ-Fe₂O₃@APTES@Ru(salenac)Cl electrocatalyst exhibited the highest electrochemical activity for the hydrogen evolution reaction in both acidic and alkaline environments. The stability of this electrocatalyst was assessed after 1000 cycles of cyclic voltammetry and through chronoamperometric measurements in both acidic and alkaline environments, demonstrating good stability. According to the Tafel curve results, the γ-Fe₂O₃@APTES@Ru(salenac)Cl electrocatalyst in an acidic environment showed a Tafel slope of 71 mV/dec and an overpotential of -151 V at a current density of 10 mA/cm². In an alkaline environment, the Tafel slope was 129 mV/dec, with an overpotential of -367 V at the same current density.
استاد راهنما :
اسماعيل حيدري
استاد مشاور :
مهدي هاتفي اردكاني
استاد داور :
محمد تقي جعفري , محمدمحسن مومني هامانه