Poli(3-metiltiyofen) iletken polimerin üzerine dispers edilmiş platin esaslı katalizörler üzerinde metanol oksidasyonu
Methanol oxidation on platinum-based catalysts dispersed on poly(3-methyl)thiophene conducting polymer
- Tez No: 126667
- Danışmanlar: PROF. DR. FİGEN KADIRGAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
POLİ(3-METİLTİYOFEN) İLETKEN POLİMERİ ÜZERİNE DİSPERS EDİLMİŞ PLATİN-ESASLI KATALİZÖRLER ÜZERİNDE METANOL OKSİDASYONU ÖZET Direkt metanol yakıt pillerinde genellikle oldukça korozif asit elektrolitlerde çalışılır. Bu da elektrot malzemesi olarak oldukça kararlı katalizörlerin ve desteklerin kullanılmasını gerektirir. Metanol oksidasyonu için önemli ölçüde aktivite sergileyen tek kararlı katalizör malzemesi platin olduğu için reaksiyon bölgesinde optimum platin dağılımı ve platin yüklemesine sahip yüksek performanslı elektrotların geliştirilmesine ihtiyaç vardır. Poli(3-metiltiyofen)(PMT), ask elektrolitlerde kararlı olarak bilinen bir iletken polimerdir. PMT'ler kararlı, elektroaktif ve iletken olmalarının yanısıra iletkenlik kaybına en az uğrayan malzemeler sınıfında ilk sıralarda yer almaktadır. Bu çalışmanın amacı, PMT iletken desteği üzerine platin ve platin esaslı tanecikleri disperse ederek katalitik sistemler hazırlanarak ve bu elektrotların metanolün elektrooksidasyonundaki katalitik aktivitelerini belirlemektir. Tez çalışması süresince uygulanan deneysel yöntem ağırlıklı olarak döngülü voltametri olmuştur. Bunun yanısıra kronopotansiyostatik ve kronokulometrik yöntemlerde yardımcı o lark kullanılmıştır. Döngülü voltametri ile birçok deneysel parametreyi çalışmak mümkündür. Örneğin, potansiyel tarama hızı, elekroaktif türlerin konsantrasyonu, elektrolitin pH'ı ve sıcaklık gibi. Böylece reaksiyonun mekanizmasıda belirlenebilir. Tranfer elektron sayısı, transfer katsayısı, reaksiyon sırası ve aktivasyon enerjisi. Çalışmanın ilk kısmında platin elektro üzerinde döngülü voltametri ve krono potansiyometrik yöntemlerle PMT filmler metanol oksidasyonunda herhangi bir katalitik aktivite göstermediğinden, katalitik yüzeyler elde etmek için ileri modifikasyonlar gerçekleştirilmiştir. PMT filmler yüzeylerine platin, platin-rutenyum ve platin-rutenyum-tungsten oksit mikrotanecikleri dispers edilerek modifiye edilmiştir. Mikropartiküller PMT filmlerin üzerine kronokulometrik yöntemle depolanmıştır. Çalışmamın ikinci kısmında üzerine platin, platin-rutenyum ve platin-rutenyum-tungsten oksit dispers edilmiş PMT filmlerin metanolün elektrooksidasyonu incelenmiştir. Modifiye edilmiş PMT filmlerin metanol elektrooksidasyonunda elektroaktivite gösterdiği görülmüştür. Metanol oksidasyonunda, pozitif ve negatif taramalar sırasında elde edilen voltamogramlar farklı şidderlerde olmaları nedeniyle üst üste çakışmazlar. Fakat pik TCTflKSEKÖĞRgTIM KÜMJIİ)potansiyellerindeki kayma önemlidir. Çünkü güçlü bir şekilde kemisorbe olmuş zehirleyici türlerinplatin ve platin esaslı modifiye polimer elektrodun yüzeyinde oluşmadığını gösterir. Bunun anlamı; çalışmada uygulanan depolama koşullarının, katalizör yüzeyinde kemisorbe türlerin oluşması ve böylece aktif bölgelerin bloke olmasını önlemesidir. xı
Özet (Çeviri)
METHANOL OXIDATION ON PLATINUM-BASED CATALYSTS DISPERSED ON POLY(3-METHYL)THIOPHENE CONDUCTING POLYMER SUMMARY The direct methanol fuel cell is usually operated in highly corrosive acid electrolytes. This requires the use of highly stable catalysts and supports as electrode materials. Since platinum is the only stable catalyst material that shows a significant amount of activity for methanol oxidation, there is a need to develope high performance electrode with the optimum platinum loading and distribution of platinum at location of the reaction. An electronically conducting polymer that is known to be stable in acid electrolytes is poly(3-methylthiophene)(PMT). PMT occupies an original position in the growing class of conjugated electroactive polymers. As a matter of fact, in addition to their stability, electroactivity, and conductivity, PMT represents an almost unique class of materials in which structural versatility is associated with a moderate lost of conductivity. The aim of the present work is to prepare catalytic systems using PMT as a conducting support for dispersion of platinum and platinum-based particles, and to determine the catalytic activity of these electrodes for electrooxidation of methanol. Through out of this thesis, the experimental technique generally employed is cyclic volammetry. Besides this, chrono potentiostatic and chrono cluometric methods were also used as auxiliary techniques.. It is possible to study the different experimental parameters such as potential sweep rate, concentration of electroactive species, pH of electrolyte and temperature by using cyclic voltammetry. Hence, it is also posible to determine the mechanism of the reaction i.e. the number of exchange electrons,transfer coefficent, reaction order and activation energy. In the first part of the experiment, PMT films were formed on plate platinum electrode by cyclic voltammetry, and chrono potentiometry methods. Since PMT films did not exhibit any catalytic activity towards oxidation of methanol, further modification was carried out to obtained catalytic surfaces. PMT films were modified by dispersing platinum, platinum-ruthenium and platinum-ruthenium-tungsten oxide microparticles on the surface. Microparticules were deposited onto PMT films by chrono coulometry method. In the second part of the study; electrooxidation of methanol was studied on platinum, platinum-ruthenium and platinum-ruthenium-tungsten oxide dispersed on PMT films. It was found that modified PMT films were electroactive towords electrooxidation of methanol. xnIn oxidaiton of methanol, voltammograms obtained during the positive and negative sweeps are not superimposed because of the different intensities. But the shift of the peak potentials is not significant. Because strongly chemisorbed poisoning species are not formed to any extent on platinum modified polymer electrode. This means that strongly chemisorbed species required and arrengement of active sides on the catalyst surfaces which is not provided by the platinum deposition conditions applied in this work. Finally, it was found that PMT films could be used as a convenient conducting support for the dispersion of platinum-based particles for oxidation of methanol The electroactivhy of catalytic system depends on the deposited amount of the platinum and platinum-based particles ratios. Moreover; current densities which were obtained with modified PMT electrodes for methanol oxidation in acidic media were much higher than those of the bulk platinum. Xlll
Benzer Tezler
- Bazı iletken polimerlerin elektrokimyasal sentezi ve uygulamaları
Electrochemical synthesis and applications of some conducting polymers
BÜLENT ZEYBEK
- Bazı iletken polimer elektrotlar ile yeni elektrokimyasal sensörlerin hazırlanması ve ilaç etken maddelerine uygulanması
Preparation of some novel electrochemical sensors and application to drug active substances with conductive polymer electrodes
EBRU KUYUMCU SAVAN
- Bor triflorür dietil eterat'ın tiyofen (Th) ve türevlerinin elektropolimerizasyonuna etkisi: Elektrokimyasal empedans çalışması
The effect of boron tri-floride di-ethyl etherate on the electropolymerization of Th and their derivatives: The study of electrochemical impedance spectroscopy
HACER DOLAŞ
- Syntheses of new monomeric and polymeric units and electrochemical behaviors for the use in electrochromic applications
Elektrokromik uygulamalarda kullanım amacıyla yeni monomerik ve polimerik ünitelerin sentezi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
NAZLI BUKET ZAİFOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
DOÇ. DR. ALİ ÇIRPAN
