Preparation of metal organic framework added conducting polymer based materials and their supercapacitor applications
Metal organik kafes yapısı katkılanmış iletken polimer esaslı malzemelerin üretimi ve süperkapasitör uygulamaları
- Tez No: 892379
- Danışmanlar: DOÇ. DR. METİN GENÇTEN, DOÇ. DR. SEMİH GÖRDÜK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya, Metalurji Mühendisliği, Energy, Chemistry, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 161
Özet
Metal-Organik Kafeslerden (MOF'lar) elde edilen malzemeler, yüksek yüzey alanları, geniş ve ayarlanabilir gözenek hacmi sayesinde süperkapasitörlere güç sağlamak için mevcut yöntemlere önemli bir alternatif sunar. İletken polimerlerin metal organik kafes ile elektrokimyasal kompozit oluşumu literatürde yeterince çalışılmamıştır. Ayrıca metal organik kafes ve karbon kompozit elektrot malzemesinin elektrokimyasal yöntemlerle üretilmesi ile herhangi bir bağlayıcıya ihtiyaç duyulmamaktadır. Bu amaçla bu tez kapsamında metal organik kafesler, karbon malzemeler üzerinde iletken polimerle birlikte elektrokimyasal yöntemle sentezlenerek; yeni nesil yüksek performanslı, yüksek özgül kapasitanslı ve yüksek yüzey alanına sahip bir kompozit süperkapasitör elektrot malzemesi üretilmiştir. Bu doktora tezinde, farklı metal iyonları ve çeşitli ligandlar içeren MOF'lar kimyasal yöntemler kullanılarak ayrı ayrı sentezlenmiş, daha sonra bu bileşiklerin yapısal karakterizasyonu Fourier dönüşümü kızılötesi spektrofotometresi (FT-IR), element analizi, toz X-ışını difraktometresi (P-XRD), yüzey alanı ölçümleri BET (Brunauer-Emmett-Teller) çalışması ile belirlenmiş ve taramalı electron mikroskobu (SEM-EDS) ile termogravimetrik analiz (TGA) teknikleri ile özellikleri analiz edilmiştir. Bu MOF'lar, aynı anda üretilen polimer malzemelere elektrokimyasal olarak dahil edilmiş ve yeni tip kompozit süperkapasitör elektrot malzemeleri üretilmiştir. Bu malzemelerin karakterizasyonu spektroskopik yöntemler (FT-IR), mikroskobik yöntemler (SEM-EDS) ve elektrokimyasal yöntemler (CV, EIS, şarj-deşarj testleri) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sağlanan verilere göre kendi grupları içinde en iyi performansı gösterenler M1@PPy/PGE ve EM6@PPy/PGE olup sırasıyla at 1 mA.cm-2 şarj/deşarj akım yoğunluğunda 575,2 mF cm-2 ve 570 mF cm-2'lik en yüksek kapasitansa sahiptir
Özet (Çeviri)
Materials obtained from Metal Organic Frameworks (MOFs) offer an important alternative to current methods for powering supercapacitors due to their high surface areas, large and adjustable pore volumes. Electrochemical composite formation of conductive polymers with metal organic frameworks has not been studied sufficiently in the literature. In addition, no binder is required by the electrochemical production of metal organic framework and carbon composite electrode material. For this purpose, within the scope of this thesis, metal organic frameworks were synthesized electrochemically together with conductive polymers on carbon materials; a new generation high-performance, high specific capacitance and high surface area composite supercapacitor electrode material was produced. This Ph.D. thesis involved the individual synthesis of MOFs with various metal ions and ligands through chemical techniques, followed by their structural characterization using FT-IR, elemental analysis, P-XRD, BET study for surface area measurements, and analysis of properties through SEM-EDS and TGA techniques. The electrochemically synthesized conducting polymer materials include MOFs which have been added through electrochemical processes, resulting in the creation of novel composite supercapacitor electrode materials. Analysis of these materials was conducted through spectroscopic techniques (FT-IR), microscopic techniques (SEM-EDS), and electrochemical techniques (CV, EIS, charge-discharge tests). M1@PPy/PGE and EM6@PPy/PGE are the best performers within their respective groups based on the provided data exhibits the highest capacitance of has the highest capacitance of 575.2 mF cm-2 and 570 mF cm-2 at 1 mA.cm-2 charge/discharge current density, respectively.
Benzer Tezler
- Metal organik kafes yapılar ile polimer nanokompozit membranların hazırlanması ve co2 ayırma özellikleri
Preparation of polymer nanocomposite membranes with metal organic frameworks and co2 separation properties
NAGEHAN ŞAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SENNUR DENİZ
- Antibakteriyel sentetik ve doğal elyafların hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of antibacterial synthetic and natural fibers
BETÜL YENİDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SENNUR DENİZ
- Biyobozunur polimerlerden ambalaj filmlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of packaging film from biodegradable polymers
ÖZNUR YOLAÇAN
Doktora
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SENNUR DENİZ
- Removal of greenhouse gases by ternary component polymeric membranes
Sera gazlarının üçlü bileşenli polimerik membranlarla uzaklaştırılması
BETÜL SENA SÜZEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL KALIPÇILAR
PROF. DR. LEVENT YILMAZ
- Deri endüstrisi atıksularından protein giderimi
Protein removal from leather industry wastewaters
TÜLAY KOCA
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLCAY TÜNAY