عنوان
ساخت و ارزيابي كاتاليست ايريديوم اكسيد روي بستر نانولوله تيتانيوم اكسيد براي الكترود اكسيژن در الكتروليز آب با غشاء مبادله‌كننده‌ي پروتون
نويسنده اصلي
نادراصلي، پرديس
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
شيمي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
در اين پژوهش دو نوع بستر نانو لوله‌ي اكسيد تيتانيومي براي كاتاليست اكسيد ايريديوم به دو روش الكتروشيميايي و شيميايي براي استفاده در آند سيستم الكتروليز آب با غشاء مبادله‌كننده‌ي پروتون ساخته شدند. تهيه‌ي نانولوله‌هاي اكسيد تيتانيوم به روش الكتروشيمايي با دو مشكل روبه‌رو بود. روش ساخت و تهيه و همچنين اينكه در هر بار سنتز مقدار بسياركمي نانولوله‌اكسيد تيانيومي در دسترس قرار مي‌گرفت كه براي استفاده از روش آدامز فيوژن براي سنتز شيميايي اكسيد ايريديوم بر بستر مناسب نبود. اين موضوع سبب شد تا در اين پژوهش بسترهاي ديگر با روش ساخت آسان‌تر با فعاليت مناسب براي افزايش مقياس سيستم الكتروليز انتخاب شود و مورد بررسي قرار گيرد. جهت ساخت نانو لوله اكسيد تيتانيوم به روش گرمابي از پيش ماده‌ي نانو ذرات تيتانيومي (P25 degussa) در باز غليظ و دماي بالا استفاده شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) افزايش سطح مواد ساخته شده را نسبت به پيش ماده نشان داد و مشخص كرد كه براي افزايش سطح بايد از باز غليظ با كاتيوني با شعاع بال استفاده كرد. سپس ميزان تخلخل و سطح ويژه‌ي نمونه‌ها با ايزوترم BET اندازه گيري شد كه بيشترين سطح مربوط به نمونه‌ي شستشه شده با اسيدكلريدريك با (m2.g-173/209) بود. در مرحله‌ي بعد، اكسيد ايريديوم به روش آدامز فيوژن بر روي هر يك از نمونه‌ها نشانده شد. نمونه 1، اكسيد ايريديوم نشانده شده روي بستر نانولوله‌ي اكسيد تيتانيوم ساخته شده فقط با باز غليظ و شستشو با آب ديونيزه است. نمونه 2، اكسيد ايريديوم نشانده شده روي بستر نانولوله‌ي اكسيد تيتانيوم ساخته شده با باز غليظ و شستشو با اسيد هيدروكلريدريك و سپس آب ديونيزه و نمونه 3، اكسيد ايريديوم نشانده شده روي بستر نانولوله‌ي اكسيد تيتانيوم ساخته شده با باز غليظ و شستشو با اسيد نيتريك و سپس آب ديونيزه هستند. سپس تحليل پراش پرتوي ايكس (XRD) و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) از كاتاليست‌ها انجام شد و نشان داد نمونه 1 و 2 ساختار نانو لوله‌اي خود را حفظ كرده اند و ميزان اكسيد ايريديوم نشانده روي بستر در نمونه‌ي 1 بيشتر است. در پايان فعاليت الكتروشيمايي در منحني ولتامتري با روبش خطي (LSV) نشان داد نمونه 1 چگالي جريان μA.cm^(-2)36/137در پتانسيل 8/1 ولت دارد كه در بين همه نمونه‌ها دانسيته جريان بيشتري است. سطح فعال الكتروشيميايي (ECSA) از نمودارهاي ولتامتري چرخه‌اي (CV) و داده‌هاي امپدانس الكتروشيميايي (EIS) براي نمونه‌ي 1، سطح فعال الكتروشيميايي، ظرفيت خازني و مقدار مقاومت انتقال بار متوسطي نسبت به ديگر نمونه‌ها نشان داد. به طور كلي نمونه 1 به دليل بالا بودن چگالي جريان و سطح فعال و پايداري نسبي در حين انجام آزمايش‌هاي الكتروشيميايي به عنوان نمونه‌ي مناسب انتخاب شد.
شماره ركورد
215852
گرايش رشته تحصيلي
شيمي فيزيك
دانشكده
شيمي
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان
استاد مشاور
محمد محسن مومني
استاد داور
حسين فرخ پور، كاظم كرمي
استاد راهنما
محمد ژياني