Synthesis of iron and nickel based metal oxide nanoparticles and investigation of their potential use as catalysts in water oxidation reaction
Demir ve nikel esaslı metal oksit nanoparçacıkların sentezi ve su oksidasyon reaksiyonunda katalizör olarak kullanım potansiyelinin araştırılması
- Tez No: 843896
- Danışmanlar: PROF. DR. EMREN NALBANT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fosil yakıtlarına alternatif enerji kaynakları bulma isteği, hidrojeni ilgi odağı haline getirmiştir. Suyun ayrıştırılması, hidrojen elde etmenin çok umut verici ve çevre dostu bir yoludur, ancak süreç bazı zorlukları da bünyesinde barındırmaktadır. Bu süreçte yer alan yarı reaksiyonlar, özellikle anot reaksiyonu (oksijen oluşum reaksiyonu (OER)) yavaş ilerlemekte ve yüksek enerji gerektirmektedir. Uygun katalizör kullanımıyla bu zorlukların üstesinden gelinebilir. OER için en etkili katalizörler Ru ve Ir temelli olanlardır. Ancak bunların nadir elementler ve yüksek maliyetli olmaları, onların pratik kullanım açısından en önemli dezavantajlarıdır. Doğada bol bulunan geçiş metallerinden elde edilen nanomalzemeler umut verici alternatif katalizörler olarak kabul edilmektedir. Bu nedenle çalışmamız, fotokimyasal su ayrıştırmasında katalizör olarak kullanım potansiyeli olan ZnO NiFe2O4 hibrit malzemesinin sentezlenmesini amaçlamaktadır. ZnO bileşeni hibrit malzemenin fotokatalitik aktivitesinin arttırılmasında önemli bir rol oynarken, NiFe2O4 bileşeni elektrokimyasal süreç için itici güç olarak işlev görmektedir. NiFe2O4, ZnO ve ZnO-NiFe2O4 hibrit malzemenin sentezinde hidrotermal, solvotermal ve sol-jel yöntemleri kullanılmıştır. Daha sonra sentezlenen nanomalzemeleri karakterize etmek için SEM, EDX, ICP-OES, XPS, BET ve XRD gibi çeşitli analitik yöntemler kullanılmıştır. Hibrit malzemenin OER' daki elektrokimyasal davranışı incelenmiştir. Sonuçlar, 1,63 V (RHE'ye karşı) başlangıç potansiyeline ve 450 mV (10 mA cm-2 ' de) aşırı potansiyeline sahip ZnO-NiFe2O4 hibrid malzemenin OER' de katalitik aktiviteyi arttırdığını göstermiştir.Sentezlenen malzemenin su oksidasyon aktivitesinin RuO2' inki ile kıyaslanabilir ölçüde olduğu bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
The urge to find energy sources alternative to fossil fuel made hydrogen a centre of interest. Splitting water is very promising and environmentally friendly way of obtaining hydrogen, yet the process embodies some difficulties. Half-reactions involved in this process, particularly the anode reaction (oxygen evolution reaction (OER)), proceed slowly and require high energy. These difficulties can be overcome with the use of proper catalyst. The most effective catalysts for OER are Ru and Ir - based. However, their low abundancy and high cost are the main drawbacks for their practical use. Metal oxide nanoparticles of abundant transition metals are considered as promising alternative catalysts. Therefore, our study aim is to synthesize ZnO NiFe2O4 hybrid nanomaterials that have potential use as catalyst in photochemical water splitting. As ZnO component play a key role in enhancing photocatalytic activity of the hybrid material, NiFe2O4 component function as driving force for the electrochemical process. Hydrothermal, solvothermal and sol-gel methods were used for the synthesis of NiFe2O4, ZnO and ZnO-NiFe2O4 hybrid material. Then, a variety of analytical methods, such as SEM, EDX, ICP-OES, XPS, BET, and XRD were used to characterize the synthesized nanomaterials. The electrochemical behaviour of the hybrid material in OER was examined. The results showed that ZnO-NiFe2O4 hybrid nanomaterial with an onset potential of 1.63 V vs RHE and overpotential of 450 mV at 10 mA cm-2 has encouraging catalytic activity in OER. Overall water oxidation activity of the synthesized material was found to be comparable to the one of RuO2.
Benzer Tezler
- 1,3-difenil-4,5-bis(hidroksiimino)-imidazolidin ve Ni(II), Cu(II), Pd(II), UO2(VI) komplekslerinin sentezi
Başlık çevirisi yok
VEFA AHSEN
Doktora
Türkçe
1984
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZER BEKAROĞLU
- Buca yerleşme merkezinde ekoloji yönünden önemli biyotoplar üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
KEMAL TULUHAN YILMAZ
- Çok bileşenli distilasyon sistemlerinin optimal dizilişinin sentezi
Synthesis of optimum sequencing of multicomponent distillatron systems
İRFAN AR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
KimyaGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET BİÇER
- Isı değiştirgeç ağlarının optimum sentezi
Başlık çevirisi yok
SERAP CESUR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BENO KURYEL
- Sivas'ta kadınların işgücüne katılım farklılıkları
Başlık çevirisi yok
BİNNUR ERCEM
Yüksek Lisans
Türkçe
1984
SosyolojiCumhuriyet ÜniversitesiKurumlar Sosyolojisi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FARUK KOCACIK
- A-ve B- naftalinsulfonik asit sentezleri üzerine çalışmalar
A Study on the synthesis of A-;B- naphtalenesulphanic acid
YILMAZ YILDIRIR