شماره مدرك
21274
شماره راهنما
18216
پديد آورنده
اكبري، شقايق
عنوان
ذخيرهسازي هيدروژن بر روي نانوكامپوزيتهاي پالاديم گرافن اكسيد و پالاديم گرافن اكسيد كاهشيافته بهروشهاي شيميايي و الكتروشيميايي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
شيمي آلي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1405
صفحه شمار
دوازده، 98ص. :مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
ذخيرهسازي شيميايي هيدروژن , ذخيرهسازي الكتروشيميايي هيدروژن , كاهش بنكسر , گرافن اكسيد , پالاديم , دي آمين , نانوكامپوزيت پالاديم گرافن اكسيد كاهشيافته
تاريخ ورود اطلاعات
1405/07/08
رشته تحصيلي
شيمي
دانشكده
شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/07/08
كد ايرانداك
23252686
چكيده فارسي
در اين پژوهش، فرآيند ذخيرهسازي هيدروژن در نانوكامپوزيتهاي مبتني بر گرافن اكسيد و پالاديم به دو روش شيميايي و الكتروشيميايي مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفت. در بخش نخست، ذخيرهسازي شيميايي هيدروژن از طريق واكنش بنكسر انجام شد و تأثير دو عامل آميني، شامل اتيلنديآمين و دياتيلآمين ، بر ظرفيت ذخيرهسازي هيدروژن بهصورت مقايسهاي بررسي شد. براي برآورد ميزان هيدروژن ذخيرهشده در اين روش، از آناليز وزنسنجي حرارتي استفاده گرديد. در بخش دوم پژوهش، بهمنظور بررسي ذخيرهسازي هيدروژن به روش الكتروشيميايي، نانوكامپوزيت پالاديم گرافن اكسيد كاهشيافته از طريق احيايشيمياييدرجا گرافناكسيد و يونهاي پالاديم توسط آسكوربيكاسيد در شرايط رفلاكس در دماي°C 90 تا 95 سنتز شد و فرآيند احياي تكميلي با استفاده از كوره تيوبي تحت گاز نيتروژن، صورت پذيرفت. ميزان هيدروژن ذخيرهشده در اين روش، از طريق محاسبه مساحت زير پيك واجذب در آزمون ولتامتري چرخهاي تعيين گرديد. بهمنظور تأييد ساختار تركيبات سنتزشده و مشخصهيابي دقيق آنها، از آناليزهاي طيف سنجي مادون قرمز، پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، آناليز عنصري، نقشه توزيع عناصر، طيف سنجي پرتو ايكس با پراكندگي انرژي، طيفسنجي جرمي پلاسماي جفتشده القايي و طيفسنجي فرابنفش-مرئي بهره گرفته شد. همچنين، رفتارهاي الكتروشيميايي نمونهها با استفاده از آزمونهاي ولتامتري چرخهاي، طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي و تستهاي پايداري مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج بهدستآمده نشان داد كه ميزان هيدروژن ذخيرهشده به روش شيميايي در نمونه پالاديم گرافناكسيد هيدروژنه شده با اتيلنديآمين برابر با 19/16% و در نمونه هيدروژنه شده با دياتيلآمين برابر با 78/13% ميباشد. همچنين، ظرفيت ذخيرهسازي هيدروژن به روش الكتروشيميايي در نانوكامپوزيت Pd/rGO برابر با (mC/mg⋅cm2)2/8917 محاسبه شد. علاوه بر اين، ارزيابي پايداري نمونه Pd/rGO نشان داد كه اين نانوكامپوزيت پس از 3000 سيكل پايداري، 64/97 % از ظرفيت اوليه خود را حفظ كرده است كه نشاندهنده پايداري مطلوب اين ساختار در فرآيندهاي الكتروشيميايي است.
چكيده انگليسي
In this research, the hydrogen storage process in graphene-based Palladium (Pd) nanocomposites was investigated and evaluated using both chemical and electrochemical methods. In the first part, chemical hydrogen storage was performed via the Benkeser reduction reaction, and the comparative effect of two amine agents—ethylenediamine (EDA) and diethylamine (DEA)—on the hydrogen storage capacity was examined. Thermogravimetric Analysis (TGA) was employed to estimate the amount of stored hydrogen in this method. In the second part, for electrochemical hydrogen storage, Palladium/reduced Graphene Oxide (Pd/rGO) nanocomposites were synthesized through in-situ chemical reduction of Graphene Oxide (GO) and Palladium ions using ascorbic acid under reflux conditions at 90–95 °C. Supplementary reduction was then carried out using a tube furnace under a nitrogen atmosphere. The amount of stored hydrogen in this method was determined by calculating the area under the desorption peak in Cyclic Voltammetry (CV) tests. To confirm the structure of the synthesized compounds and their detailed characterization, various techniques were utilized, including Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), Field-Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), Elemental Mapping, Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS), and UV-Visible Spectroscopy. Furthermore, the electrochemical behaviors of the samples were analyzed using Cyclic Voltammetry (CV), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), and stability tests. The results demonstrated that the chemically stored hydrogen capacity was 16.19 wt% for the Pd/GO sample hydrogenated with ethylenediamine and 13.78 wt% for the sample hydrogenated with diethylamine. Additionally, the electrochemical hydrogen storage capacity of the Pd/rGO nanocomposite was calculated to be 8917.2 mC/(mg·cm²). Moreover, the stability evaluation of the Pd/rGO sample revealed that the nanocomposite retained 97.64% of its initial capacity after 3000 cycles, indicating the excellent stability of this structure in electrochemical processes.
استاد راهنما
محمد ديناري
استاد مشاور
اسماعيل حيدري بفرويي
استاد داور
معصومه جديدي نژاد , محمدمحسن مومني هامانه