The preparation and analysis of new carbon supported Pt and Pt+second metal nanoparticles catalysts for direct methanol fuel cells
Doğrudan metanol yakıt pilleri için yeni karbon destekli Pt ve Pt+ikinci metal nanoparçacıklı katalizörlerin hazırlanması ve analizleri
- Tez No: 318948
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLSÜN GÖKAGAÇ ARSLAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Doğrudan Metanol Yakıt Pilleri, Platin Nanoparçacıkları, Karbon Destekli ve Tiol ile Stabilize Edilmiş Katalizörler, Dönüşümlü Voltametre, Transmisyon (Geçirmeli) Elektron Mikroskopisi, Direct Methanol Fuel Cells, Platinum Nanoparticles, Platinum-Ruthenium Catalysts, Cyclic Voltammetry, Transmission Electron Microscopy, X-ray Photoelectron Spectroscopy
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 146
Özet
Bu tezde, ilk olarak karbon destekli platin nanoparçacıklı katalizörler PtCl4 ve H2PtCl6 başlangıç maddeleri ile, 1-hekzantiol ve tert-oktantiol (ilk kez) gibi sürfaktanlar kullanılarak hazırlandı. Daha sonra hazırlanan bu katalizörler parçaçık boyutlarını değiştirebilmek amacıyla 4 saat boyunca 200, 300 ve 400 °C ` de ısıl işleme tabii tutuldu. Son olarak, tert-oktantiol sürfaktanın yardımıyla, Pt ve Ru elementlerinin yüzde oranları 0.8, 2.1 ve 3.5 olacak şekilde üç katalizör daha hazırlandı ve hazırlanan tüm katalizörler X-ışını kırınımı, geçirmeli elektron mikroskobu, X-ışınları mikroskobu, dönüşümlü voltametri vb yardımıyla karakterize edildi. Hazırlanan tüm katalizörlerın methanol yükseltgenme reaksiyonu için ticari katalizörlere göre çok daha aktif olduğu görüldü. Ayrıca ısıl işlem sırasında, daha yüksek sıcaklığa kadar ısıtılan katalizörlerde parçaçık boyutunun arttığı ve methanol yükseltgenme reaksiyonuna karşı daha düşük aktivite elde edildiği tespit edildi. Geçirmeli elektron mikroskobu, hazırlanan tüm katalizörlerin karbon destek üzerinde homojen olarak dağıldığını ve ortalama parçaçık boyutlarının yaklaşık 2-3 nm olduğunu gösterdi. Ayrıca, x-ışını fotoelektron spektroskopisi ile Pt 4f bölgesi incelendiğinde, hazırlanan katalizörlerde platinlerin % 70 den fazlası sıfır değerlikli (71.2 ile 72.2 eV arasında) geri kalan kısmının ise +4 değerlikli (74.3 ile 75.5 eV arasında) olduğu gözlendi.
Özet (Çeviri)
In this thesis, firstly, carbon-supported platinum nanoparticle catalysts have been prepared by using PtCl4 and H2PtCl6 as starting materials and 1-hexanethiol, and tert-octanethiol, as surfactants for the first time. Secondly, these prepared catalysts were heated to 200 °C, 300 °C, and 400 °C for 4 h under argon gas. Lastly, PtRu/C catalysts, which have different atomic percent ratios of Pt and Ru (Pt/Ru: 0.8, 2.1 and 3.5), were prepared using PtCl4 and RuCl3 as starting materials and tert-octanethiol as a surfactant. Each was characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, energy dispersive analysis, X-ray photoelectron spectroscopy, cyclic voltammetry, and elemental analysis, and their activities were determined toward the methanol oxidation reaction. It has been found that all prepared catalysts are more active toward methanol oxidation reaction compared to the commercial catalysts. It was also found that increasing the temperature during the heat treatment process results in an enlargement of platinum particle size and a decrease in catalytic activity in the methanol oxidation reaction. Transmission electron microscopy shows that platinum nanoparticles are homogeneously dispersed on the carbon support and exhibited a narrow size distribution with an average particle size of about 2-3 nm in diameter. X-ray photoelectron spectra of all catalysts indicated that most of the platinum nanoparticles (> 70 %) have an oxidation state of zero and rest (< 30 %) have a +4 oxidation state with (Pt 4f7/2) binding energies of 71.2-72.2 and 74.3-75.5 eV, respectively.
Benzer Tezler
- Tarihi eserlerde kullanılan CaSO4 harç ve sıvalarının incelenmesi
Investigation of historical CaSO4 mortars and plasters
ESRA Z. UZGİL
- Β-diketonat türevi yeni metal kompleks sentezleri, bu komplekslerden, süperkritik karbondioksit içerisinde çok duvarlı karbon nanotüp destekli metal nanotanecik hazırlanması ve katalitik etkinliklerinin incelenmesi
The preparation and determnation of the catalytic effecti̇veness of multi-walled carbon nanotube supported metallic nano-particles using new β-diketonate precursors in a supercritical carbondioxide solution
ERAY ŞENLİ
- İnşaat projelerinde akıllı mobil cihazlarla desteklenen verimlilik kontrol sistemi önerisi ve kullanım deneyimleri hakkında inceleme
Smart mobile devices integrated productivity control system proposal and analysis of user experiences in the construction projects
ONUR KEREM ÖRENLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DENİZ ARTAN
- Co-Mo/MgO katalizörü ile yüksek verimli karbon nanotüp sentezi
High efficiency carbon nanotube synthesis with Co-Mo/MgO catalyst
AYŞEGÜL ÇAĞLA GERÇEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
- Preparation of aerogel catalysts using supercritical extraction and their characterization
Aerojel katalizörlerinin süperkritik çekme yöntemi ile hazırlanması ve karakterizasyonu
ÖZGE GÜNEY
Yüksek Lisans
İngilizce
1995
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiPROF.DR. BAHAR İVET
PROF.DR. SERMİN G. SUNOL