عنوان
سنتز الكتروشيميايي چارچوب هاي فلز-آلي(MOFها) و كاربرد آنها در الكتروشيمي به عنوان الكتروكاتاليست
نويسنده اصلي
صديقه جباريان
مقطع تحصيلي
دكتري
چكيده
مطالعات انجام شده نشان مي¬دهد كه چارچوب¬هاي فلز آلي (MOFها ) به عنوان دسته¬ي جديدي از مواد نانو متخلخل توجه بسيار زيادي را در حوزه هاي مختلف به خود جلب نموده اند. براي سنتز MOFها روش¬هاي مختلفي معرفي شده است كه يكي از جديدترين روش ها، سنتز الكتروشيميايي مي باشد.
در اين رساله، از طريق الكتروشيميايي (به روش انحلال آندي) چهارچوب هاي فلز-آلي HKUST-1، Cu-BTC و Zn-BTC (Cu-BTC/Zn-BTC) (به طور همزمان) و Ni-BTC به ترتيب بر روي صفحه مسي، آلياژ برنج و فوم نيكل سنتز شدند. روش الكتروشيميايي به كار برده شده روش سريع و در دماي اتاق بوده كه اين روش، روشي تك مرحله¬اي براي سنتز چند MOF محسوب مي شود. سنتز HKUST-1 در سلول دو الكترودي انجام شد كه به اين منظور از دو صفحه مسي به عنوان الكترود آند و كاتد استفاده شد. HKUST-1 سنتز شده به عنوان الكتروكاتاليزگر براي واكنش مهم احياي اكسيژن ((ORR استفاده شد. عملكرد الكتروكاتاليزگري HKUST-1 سنتز شده به روش الكتروشيميايي با HKUST-1 سنتز شده به روش هيدروترمال مقايسه شد. نتايج نشان داد كه HKUST-1 سنتز شده به روش الكتروشيميايي فعاليت كاتاليزگري بهتري براي ORR دارد. سنتز همزمان Cu-BTC و Zn-BTC بر روي آلياژ برنج و سنتز Ni-BTC بر روي فوم نيكل به روش 3 الكترودي و به صورت لايه¬اي انجام شد كه تشكيل لايه اين MOFها بر روي بسترهاي ذكر شده سريع و تك مرحله¬اي بود. با قرار گرفتن الكترودهاي مذكور داخل محلول شامل ليگاند آلي BTC و الكتروليت MTBS و اعمال پتانسيل مطلوب، الكترود آند اكسيد شده و سپس يون فلز آزاد شده در سطح الكترود با BTC موجود در محلول تشكيل MOF مي¬دهند. تأثير چند عامل مهم در سنتز و توليد محصول از جمله زمان و ميزان اعمال ولتاژ و تركيب حلال به كاررفته مورد بررسي قرار گرفت. ساختار و مورفولوژي MOFها با پراش اشعه ايكس (XRD)، طيف‌سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDX) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) بررسي شد. نتايج حاصل نشان داد كه با تنظيم پارامترهاي تأثيرگذار، مورفولوژي، اندازه و تراكم محصول بر روي بستر قابل تنظيم مي¬باشد و كئوردينه شدن يون¬هاي فلز با ليگاند كربوكسيلات با استفاده از طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) مشخص شد و مساحت سطح MOF حاصل با استفاده از روش BET اندازه گيري شد. پس از سنتز و شناسايي، عملكرد الكتروكاتاليزگري فوم نيكل تنها و فوم اصلاح شده با NiBTC در محيط اسيدي و بازي، براي واكنش آزادسازي هيدروژن (HER) مقايسه شد. نتايج نشان داد كه به طور قابل توجهي فوم اصلاح شده فعاليت كاتاليزگري بيشتري براي HER دارد.
شماره ركورد
193098
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
شيمي
استاد راهنما
دكتر علي غفاري نژاد