Karbon destekli polianilin elektrotta karbondioksitin indirgenmesi
Reduction of carbon dioxide on carbon supported polyaniline electrode
- Tez No: 528183
- Danışmanlar: PROF. DR. FATİH KÖLELİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizikokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Karbondioksitin elektrokimyasal indirgenmesi önemli bir prosestir. Bileşiğin düşük aşırı gerilimlerde indirgenmesindeki temel işlem, hidrojenasyondur. Hidrojenasyonu verimli hale getirmek için uygun katalizörlere ihtiyaç vardır. Pt-grubu metallerin kullanıldığı durumlarda amaç genelde hızlı hidrojen oluşturmaktır. Dolayısıyla bu tip malzemeler yüzeydeki aşırı konveksiyon nedeniyle hidrojenasyon tepkimelerine uygun değillerdir. Hidrojenasyon için hidrojen gazının oluşmasından ziyade adsorbehidrojen atomuna (Had) ihtiyaç vardır. Kontrollü Had oluşumunu desteklemek için metal olmayan destek malzemeleri, değişik modifikasyonlarla kullanılabilmektedir. Bu tez kapsamında karbondioksitin kullanılabilir organik malzemelere dönüştürülmesi için polimer kaplı grafit kâğıt kullanılmıştır. Gaz difüzyon elektrot (CP) adıyla da bilinen bu malzemeler elektrik iletkenliği ve mekanik dayanıklılığı açısından elektrot olabilme şartını yerine getirebilmektedir. Tez çalışması kapsamında aktifleştirilmiş karbon kâğıdı yüzeyi polianilin kaplanarak (PANİMACP) incelemelere hazır hale getirilmiştir. Hazırlanan elektrotların hidrojen oluşumundaki ve daha sonra da karbondioksitin indirgenmesindeki aktivitesi incelenmiştir. Geliştirilen bu elektrot üzerinde hidrojen çıkışı bir Pt veya Pt grubu metale nazaran çok daha kontrollüdür (yavaş). Hidrojenasyon reaksiyonları için bu istenen bir durumdur. Bu bağlamda sentezlenen malzeme aranılan şartları yerine getirmektedir. Karbondioksitle doyurulmuş çözelti içerisinde gerçekleştirilen elektrolizler sonucunda elde edilen tek ürün formik asit olmuştur. Formik asite ait en yüksek faradaik verim -0,5V (Ag/AgCl)'da %72 bulunmuştur. Bu değerler hali hazırda literatürde bilinen en iyi değerlerdir. Örneğin, bu değerler polianilin kaplı Pt elektrotta -0,4V için %12,6'dır. Sonuçta karbondioksitin indirgenmesi için bu tez kapsamında hazırlanan elektrodun Pt bazlı elektrottan daha aktif olduğu belirlenmiştir. Dolayısıyla karbondioksit indirgenmesinde Pt ve diğer metallerin kullanımından vazgeçilebilecek daha aktif bir elektrokatalizör elde edilmiş olup literatüre tanıtılacaktır.
Özet (Çeviri)
Electrochemical reduction of carbon dioxide is an important process. Hydrogenation is the main process of reducing the compound at low overvoltages. Suitable catalysts are needed to make effective the hydrogenation. When Pt-group metals are used for hydrogen evolution, the goal is usually to generate fast hydrogen. Therefore, such materials are not suitable for hydrogenation due to direct convection on the surface. For hydrogenation, adsorbed hydrogen atoms (Had) are needed rather than hydrogen gas. Non-metallic support materials can be used with various modifications to support controlled Had formation. In this thesis, polymer coated graphite paper is used to convert carbon dioxide to usable organic materials. These materials, also known as gas diffusion electrode (CP), are fulfilling the requirement of being an electrode thanks to their electrical conductivity and mechanical strength. In this thesis, for electrode preparation, carbon paper (CP) was activated then ACP was coated with polyaniline (PANİMACP). Activity of prepared electrode was investigated for not only hydrogen evolution and reduction of carbondioxide The hydrogen evolution on this electrode is much more controllable than Pt and Pt-group metals. This is a desirable situation for hydrogenation. In this context, the synthesized material satisfies the required conditions. As a result of electrolyis, only formic acid was obtained in carbondioxide-saturated solution. The highest faradic efficiencyof formic acid was found 72% at -0.5V (Ag/AgCl). These values are the best already known values in the literature. For example, for polianiline coated-Pt electrode these values are %12,56 at -0,4V (Ag/AgCl). As a result, it was determined that the as-prepared electrode in this thesis for carbon dioxide reduction is more active than Pt-based electrodes. Thus, a more active electrocatalyst which can lead to abandon the usage of Pt and other metals for reduction of carbon dioxide has been obtained and will be introduced to the literature.
Benzer Tezler
- Grafen ve iletken polimerler (PEDOT:PSS, PANI) ile modifiye edilmiş karbon nanolif süperkapasitör elektrotların geliştirilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Development and characterization of carbon nanofiber supercapacitor electrodes modified by graphene conductive polymers (PEDOT:PSS, PANI)
YASİN ALTIN
Doktora
Türkçe
2020
EnerjiBursa Teknik ÜniversitesiPolimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE BEDELOĞLU
- Design and manufacturing of dimensionally controlled graphene based hybrid structures by core-shell electrospinning for energy storage systems
Enerji depolama sistemleri için çekirdek-kabuk yapılı elektrodokuma yöntemi ile boyutsal kontrollü grafen tabanlı hibrit yapıların tasarımı ve üretimi
LEILA HAGHIGHI POUDEH
Doktora
İngilizce
2018
EnerjiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YILDIZ
DOÇ. DR. BURCU SANER OKAN
- Mezogözenekli G-C3N4 tabanlı kompozit malzemelerin atık sulardan bazı organik kirleticilerin gideriminde fotokatalitik aktivitesinin değerlendirilmesi
Evaluation of photocatalytic activity of mesoporous G- C3N4 based composite materials in removal of some organic contaminants from waste water
DİREN KILIÇ
Doktora
Türkçe
2023
KimyaAtatürk ÜniversitesiFizikokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMRA KARACA
DOÇ. DR. ÖNDER METİN
- Silika destekli FeCl3'ün çeşitli organik reaksiyonlarda kullanılabilirliğinin incelenmesi
The investigation of usability of silica supported FeCl3 in various organic reactions
TAYFUN EGEMEN GİRGİN
- Investigation of advanced radar absorbing PANI/YIG/CB supported camouflage paint with high stealth technology to be used in military land vehicles
Askeri kara araçlarında kullanılacak yüksek gizlilik teknolojisine sahip gelişmiş radar soğurucu PANI/YIG/CB destekli kamuflaj boyasının incelenmesi
MELEK ALTAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik BilimleriAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji ÜniversitesiNanoteknoloji ve Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA AKYOL