Preparation and characterization of Pt nanocatalysts supported by thiourea-treated GO nanoparticles: The application to anodic process of DMFC
Tiyoüre ile işlemden geçirilmiş GO nanoparçacıkları ile desteklenen Pt nanokatalizörlerinin hazırlanması ve karaterizasyonu: Doğrudan metanol yakıt hücrelerinin anodik sürecine uygulanması
- Tez No: 474842
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLSÜN GÖKAĞAÇ ARSLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Bu tezde metanol yükseltgenme tepkimesi için Pt / grafen oksit (Pt / GO), Pt / indirgenmiş GO (Pt / 24 saat tiyoüre ile işlemden geçirilmiş GO), Pt / 20 dakika tiyoüre ile işlemden geçirilmiş GO, Pt / 2 saat tiyoüre ile işlemden geçirilmiş GO ve Pt / 5 saat tiyoüre ile işlemden geçirilmiş GO nanokatalizörleri hazırlanmıştır. Son üç nanokatalizör ilk kez sentezlenmiştir. Hazırlanan nanokatalizörler FTIR, UV-Vis spektroskopisi, asit-baz geri titrasyonu, XRD, XPS, TEM ve ICP-MS teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Nanokatalizörlerin elektrokimyasal özellikleri ve metanol yükseltgenmesine karşı performansları döngüsel voltametre (CV) kullanılarak tanımlanmıştır. FTIR çalışmaları işlemin ilk safhalarında GO üzerine tiyoüre tutunuşunu ve uzun işlem süresinde grafen oksitin indirgendiğini göstermiştir. Asit-baz geri titrasyonu da FTIR sonuçlarını destekleyerek karboksil ve hidroksil fonksiyonel gruplardaki azalmayı göstermiştir. XRD verileri eşliğinde katalizörlerin hepsinde 3-4 nm büyüklüğünde yüzey merkezli kübik platin nanoparçacıkların bulunduğu tespit edilmiştir. TEM görüntüleri bu sonuçla uyum içindedir. XPS çalışmaları her nanokatalizör için Pt(0), Pt(II), Pt(IV) olmak üzere değişik oranlarda üç oksidasyon durumunun olduğunu göstermiştir. Elektrokimyasal çalışmalar metanol yükseltgenme tepkimesine karşı en yüksek performansın, en yüksek Pt kullanım yüzdesine (~%94), en yüksek pürüzlülük faktörüne (256); kimyasal (80 m2/ g Pt) ve elektrokimyasal yüzey alanına (75 m2 / g Pt) bağlı olarak Pt / 20 dakika tiyoüre ile işlemden geçirilmiş grafen oksite ait olduğunu göstermiştir. Bu değer, ticari E-TEK Pt / Vulcan XC-72 katalizöründen 3,6 kat daha yüksektir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, Pt / graphene oxide (Pt / GO), Pt / reduced GO (Pt / 24 h thiourea-treated GO), Pt / 20 min thiourea-treated GO, Pt/ 2 h thiourea-treated GO, and Pt / 5 h thiourea-treated GO nanocatalysts were prepared for methanol oxidation reaction (MOR). The last three ones were synthesized for the first time. They were characterized by FTIR, UV-Vis spectroscopy, acid-base back titration, XRD, XPS, TEM and ICP-MS techniques. Their electrochemical properties and performances toward methanol oxidation reaction were defined by cyclic voltammetry (CV). FTIR studies indicated thiourea attachment on the surface of GO at the beginning of the treatment, and the reduction of GO in the longer treatment duration. Acid-base back titration exhibited the decrease in carboxyl and hydroxyl functional groups in consistence with FTIR results. XRD data demonstrated that all the prepared catalysts contain face-centered-cubic platinum nanoparticles in an average size of 3-4 nm. TEM images also confirmed this result. XPS analysis revealed that platinum exists in three different oxidation states, Pt(0), Pt(II), Pt(IV) in different ratios in each nanocatalysts. Electrochemical studies displayed that Pt / 20 min thiourea-treated GO has the highest performance toward methanol oxidation reaction (3.6 times higher than that of commercial E-TEK Pt / Vulcan XC-72 catalyst) due to its highest platinum utility (~94%), roughness factor (256), chemical (~80 m2 / g Pt) and electrochemical surface area ( ~ 75 m2 / g Pt).
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of carbon supported platinum nanocatalysts with different surfactants for C1 to C3 alcohol oxidations
C1?den C3?e kadar olan alkol yükseltgenme reaksiyonları için karbon destekli platin nanokatalizörlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
SALİH ERTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Bölümü
PROF. DR. GÜLSÜN GÖKAĞAÇ ARSLAN
- Poli(tiyonin) destekli platin ve paladyum nanopartikülleri ile etanolün elektrokatalitik yükseltgenmesi
Electrocatalytic oxidation of ethanol using poly(thionine) supported platinum and palladium nanoparticles
NURİYE ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
KimyaOrdu ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUTLU SÖNMEZ ÇELEBİ
- Yeni nesil grafen esaslı bimetalik Pt-Co nanoparçacıkların hazırlanması, karakterizasyonu, dopamin, ürik asit, askorbik asit için elektrokimyasal tayinlerinin yapılması
Preparation and characterization of new generation graphene based bimetallic Pt-Co nanoparticles, electrochemical determination of dopamine, uric acid, ascorbic acid find a different
BUSE DEMİRKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyoteknolojiKütahya Dumlupınar ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH ŞEN
- n-Hekzan izomerizasyon katalizörünün hazırlanması ve tanımlanması
Preparation and characterization of the n-hexane isomerization catalysts
İREM AKKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL BOZ
- Karbon destekli platin ve platin-ikinci metal nano partiküllerin etilen glikol indirgenmesi ile hazırlanması ve tanımlanması
Preparation and characterization of carbon supported platinum and platinum-second metal nanoparticles from ethylene glycol reduction
NAZİFE ÇALIŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL BOZ