Synthesis of cobalt based metal oxide nanoparticles andinvestigation of their potential use as catalysts in wateroxidation reaction
Kobalt bazlı metal oksit nanoparçacıkların sentezi ve suyun yükseltgenmesi tepkimesinde kullanılmak üzere katalizör olarak potansiyellerinin araştırılması
- Tez No: 758878
- Danışmanlar: PROF. DR. EMREN NALBANT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Fosil yakıtlar yıkıcı etkilerinden dolayı çevreye zararlı enerji kaynakları olarak kabul edilmişlerdir. Bu suretle; yenilenebilir, temiz ve çevre dostu enerji kaynakları bulabilmek için çokça araştırma yapılmaktadır. Temiz doğası, hafifliği ve bağlarında depolanabilen yüksek enerji sayesinde H2 molekülü bu enerji kaynaklarından biri olarak kabul edilmektedir. Bu molekül, suyun ayrışması prosesi ile, doğada bulunan elementlerin oksitlerinden oluşan katalizörler yardımıyla kolayca üretilebilir. Bu çalışmada, Co2CrO4 mikroküreleri yeni bir katalizör olarak suyun yükseltgenmesi/oksijen çıkışı tepkimesinde kullanılmak üzere hidrotermal yöntemle sentezlenmiştir. SEM and TEM analizleri bu mikrokürelerin, boyutları 17 nm'yi bulan bireysel nanoparçacıklardan oluşan peletlerin birleşmesiyle oluşmuş bir morfolojiye sahip olduğunu göstermektedir. BET analizinin sonucunda mikrokürelerin oldukça yüksek yüzey alanına sahip olduğu ortaya çıkmıştır (125 m2 g-1). Camsı karbon elektrot yüzeyine yerleştirilen mikroküreler elektro-katalitik performans ölçümü için alkali ortamda test edilmiştir. Sonuçlar bu yeni materyalin 1.52 V vs. RHE başlangıç potansiyeli ve 10 mA cm-2 akım yoğunluğundaki 456 mV aşırı potansiyel ile ümit verici yeni bir katalizör olabileceğini göstermektedir. Ayrıca bu mikroküreler, uzun süreli sabit potansiyelli elektrolizde çok iyi kararlılık performansı göstermiştir. Genel olarak, Co2CrO4 mikroküreleri, kararlı ve ucuz olması avantajlarıyla, RuO2 gibi referans olarak kabul edilen diğer elektrokatalizörlerle kıyaslanabilecek özelliklere sahiptir.
Özet (Çeviri)
Fossil fuels have been accepted as a harmful energy source due to their destructive effects to the environment. Thus, extensive research have been conducted to find a renewable, clean and environmentally friendly energy sources. H2 molecule is accepted as one of them because of its clean nature, light weight and high energy stored in its bond. It can be produced simply from the water splitting process using catalysts which are made from oxides of earth abundant metals. In this study, Co2CrO4 microspheres were hydrothermally synthesized as new electrocatalyst for water oxidation/oxygen evolution reaction (OER). SEM and TEM analyses revealed the hieararchical morphology of the microspheres which are assembly of nanoplates formed also by the assembly of individual nanoparticles with ca. 17 nm size. BET analyses showed that this new material has very high surface area (125 m2 g-1). Co2CrO4 microspheres were then used to modify glassy carbon electrode for electrocatalytic investigations in alkaline medium. The results revealed that this new material has promising catalytic performance towards OER with an onset potential of 1.52 V vs. RHE and an overpotential of 456 mV at 10 mA cm-2 current density. In addition, the microspheres presented very good stability during long-term constant potential electrolysis. In general, the catalytic performance of Co2CrO4 microshperes are comparable to the one of benchmark RuO2 with an advantage of being more stable and cost-effective.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of magnesium cobalt oxide and chromium cobalt oxide nanoparticles anchored ZnO semiconductor and their investigation as a catalyst in electrochemical water splitting
Magnezyum kobalt oksit ve krom kobalt oksit nanoparçacıklarına bağlı ZnO yarı iletkenlerinin sentezi, karakterizasyonu ve elektrokimyasal su bölmesinde katalizör olarak incelenmesi
EMİNE ECEM NAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMREN NALBANT
- Investigation of CO2 adsorption performance of spinel oxide & metal-organic structures
Spınel oksıt & metal-organık yapıların CO2 adsorpsıyon performansının araştırılması
DİLARA KÜÇÜKAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER SARIOĞLAN
- Synthesis and characterization of some gold-based nano electrocatalysts for use in isomeric alcoholic fuel cells
Başlık çevirisi yok
FARAZ MOHAMMAD VALİPOUR
- Synthesis and characterization of Fe (iron), Co (cobalt), Ni (Nickel) containing metal organic frameworks (MOFs)
Fe (demir), Co (kobalt), Ni (nikel) içeren metal organik kafes yapıların (MOFs) sentezi ve karakterizasyonu
ÇAĞLA GALIN
- Püskürtmeli kurutma ve termal bozunma prosesleri ile ZnO esaslı partiküllerin ve kompozit yapıların sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Characterization and synthesis of ZnO based particles and composite structures via spray drying and thermal decomposition processes
ŞEYMA DUMAN
Doktora
İngilizce
2016
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL