Grafit oksitin elektrokimyasal indirgenmesi ile grafen ve metal-grafen kompozit sentezi
Synthesis of metal-graphene composite and graphene by electrochemical reduction of graphite oxide
- Tez No: 361150
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜMİT DEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 233
Özet
Farklı grafen sentez yöntemlerine alternatif ve oldukça avantajlı bir teknik olmasından dolayı grafen sentezi Au elektrot kullanılarak GO'in elektrokimyasal indirgenmesi ile gerçekleştirildi. Au çalışma elektrodunda 0,1 M KNO3 içeren pH 2 tampon ortamında GO'in yaklaşık -0,9 V (Ag/AgCl referans) potansiyel değerinde tamamen grafene indirgenebileceği tespit edildi. Elektrokimyasal indirgenme şartlarının optimize edilmesi ile elde edilen grafen filminin atomik ölçekli STM tekniği ile karakterizasyonu literatürde ilk defa gerçekleştirildi. İndirgenme sonrasında FT-IR, Raman, XRD ve XPS gibi teknikler ile yapılan karakterizasyon işlemleri grafit oksit yapısında bulunan oksijen içeren fonksiyonel grupların indirgenme sonrasında yapıdan uzaklaştığını destekledi. Ayrıca tek tabaka metal modifikasyon yöntemi olarak bilinen potansiyel altı depozisyon (UPD) tekniği ile Au elektrot bakır (Cu) ve paladyum (Pd) metal tek tabakaları ile modifiye edildi. Metal atomlarının elektrokimyasal indirgenmede Au elektroda kazandırdığı elektrokatalitik özellikler dönüşümlü voltametri tekniği kullanılarak incelendi. Metal tek tabakası ile modifiye edilen Au elektrotta, GO'in indirgenme potansiyelinin Cu metal tek tabakasında 240 mV ve Pd metal tek tabakasında ise 340 mV daha pozitife kaydığı belirlendi. Ayrıca elektrot materyali üzerinde Cu-ERGO ve Pd-ERGO nanokompozitlerinin elektrokimyasal olarak sentezi gerçekleştirildi. Nanokompozit malzemenin dönüşümlü tekrarlanması ile [(-Cu—ERGO-)n] ve [(-Pd—ERGO-)n] tabakalı sandviç yapıları sentezlendi. Elektrot materyali yüzeyinde sentezlenen bu kompozit malzemelerin karakterizasyonu XRD, XPS, Raman, STM, SEM ve EDS teknikleri kullanılarak incelendi. Sentezlenen [(-Cu—ERGO-)n] kompozitinin fotoakım ölçümlerinde akım sergilemesi elde edilen materyalin güneş pilleri gibi alternatif enerji üretme yöntemlerinde elektrot materyali olarak kullanılabileceğini ifade etmektedir. [(-Cu—ERGO-)n] ve [(-Pd—ERGO-)n] tabakalı kompozitlerinin her ikisi de alkol yakıt hücrelerinde ve biyosensör uygulamalarında Au elektroda katalitik özellik kazandırmıştır.
Özet (Çeviri)
Due to being an alternative to different graphene synthesis methods and an advantageous technique, synthesis of graphene was carried out by electrochemical reduction of GO on Au electrode. It was determined that GO at about -0,9 V (Ag/AgCl reference) potential value can be reduced to graphene by Au working electrode in pH 2 buffer solution including 0,1 M KNO3. Graphene film obtained by optimization of electrochemical reduction conditions was for the first time characterized by atomic scale STM image in literature. After reduction, the characterization procedures realized by techniques such as FT-IR, Raman, XRD and XPS supported that functional groups containing oxygen existing in GO were moved away from the structure. In addition, Au electrode was modified using copper (Cu) and palladium (Pd) metal monolayers by means of underpotential deposition (UPD) technique known as monolayer metal modification technique. Electrocatalytic properties that metal atoms bring to Au electrode during electrochemical reduction were tested by cyclic voltammetry. It was determined that GO reduction potential at Au electrode modified by metal monolayer shifted more positively to 240 mV in Cu metal monolayer and to 340 mV in Pd metal monolayer. Besides, Cu-ERGO and Pd-ERGO nanocomposites was electrochemically synthesized at electrode surface. Layered sandwich structures of [(-Cu—ERGO-)n] and [(-Pd—ERGO-)n] were obtained by repeated to recycle Cu-ERGO and Pd-ERGO nanocomposites. The characterization of these composite materials synthesized at the surface of electrode material were investigated by using XRD, XPS, Raman, STM, SEM and EDS techniques. The current exhibition of synthesized [(-Cu—ERGO-)n] composite in photocurrent measurements shows that the obtained material can be used as electrode material in alternative energy production methods such as solar cells. Both [(-Cu—ERGO-)n] and [(-Pd—ERGO-)n] layered composites have given to the catalytic properties of Au electrode at alcohol fuel cells and biosensors applications.
Benzer Tezler
- Grafen temelli polianilin gümüş nanotanecik nanokompozitlerinin sentez ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of graphene based polyaniline, silver nanoparticle nanocomposites
ZAFER ÇIPLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAY YILDIZ
- Investigation of capacitive behaviour of emulsion polymerized pedot and its nanocomposites
Emülsiyon polimerizasyonu ile sentezlenen pedot ve nanokompozitlerinin kapasitif özelliklerinin incelenmesi
DENİZ GÜLERCAN
Doktora
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Fabrication and characterization of nickel oxide functionalized graphene oxide-polyacrylamide nanocomposites
Nikel oksit ile fonksiyonelleşmiş grafen oksit-poliakrilamid nanokompozitin üretimi ve karakteristik özelliklerinin incelenmesi
CUMHUR YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KADIRGAN
- Grafen destekli MnO2 esaslı hibrit nanokompozitlerin sentezlenmesi ve elektrokimyasal özelliklerinin karakterizasyonu
Synthesis of graphen-supported MnO2-based hybrid nanocomposides and characterization of electrochemical properties
ŞEYMA ÖZCAN DUMAN
Doktora
Türkçe
2022
EnerjiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET OĞUZ GÜLER
- Katkılanmış grafen temelli nanomalzemelerin nöral kayıt ve uyarım yeteneğinin araştırılması
Investigation of neural recording and stimulation capability of doped graphene-based nanomaterials
MUHAMMED ZAHİD DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyoteknolojiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM BAYRAM
DOÇ. DR. DİNÇER GÖKCEN