Synthesıs, characterızatıon, and ınvestıgatıon of catalytıc actıvıtıes of metal oxıdes combıned wıth reduced graphene oxıdes and gold nanopartıcles for the water splıttıng reactıon
Su ayrıştırma reaksı̇yonu ı̇çı̇n indirgenmiş grafen oksı̇tler ve altın nanoparçacıklar ı̇le bı̇rleştı̇rı̇lmı̇ş metal oksı̇tlerı̇n sentezı̇, karakterı̇zasyonu ve katalı̇tı̇k aktı̇vı̇telerı̇nı̇n ı̇ncelenmesı̇
- Tez No: 942958
- Danışmanlar: PROF. DR. EMREN NALBANT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- 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
Dünya nüfusundaki artış ve enerjiye duyulan ihtiyacın yanı sıra, fosil yakıtların tükenmesi, fosil yakıtlara alternatif enerji kaynakları üzerinde araştırmaları teşvik etmiştir. Bu bağlamda, hidrojen, geleceğin en umut verici alternatif yakıtlarından biri olarak değerlendirilmektedir. Hidrojen, en çevreci yöntem olan suyun elektroliz ile ayrıştırılması sayesinde elde edilebilir. Suyun ayrıştırılması için gereken enerjinin azaltılması, hidrojenin yaygın bir şekilde kullanılabilen, sürdürülebilir bir enerji kaynağı olmasında kritik rol oynamaktadır. Bu amaçla, etkili su ayrıştırma katalizörleri büyük önem taşır. Özellikle birinci sıradaki geçiş metallerinin oksitleri ve bunların altın nanoparçacıklar ve grafen gibi diğer umut verici malzemelerle kombinasyonları, çevre dostu ve maliyeti düşük katalizörler geliştirmek için büyük bir potansiyele sahiptir. Ayrıca, manyetik nanoparçacıkların eklenmesi, katalizörlerin yeniden kullanılabilirliğini artırarak, onları yaygın kullanım için önemli bir aday haline getirmektedir. Bu çalışmada, Au/r-GO/ZnCo₂O₄, Au/r-GO/NiFe₂O₄, Au/r-GO/NiCo₂O₄, Au/r-GO/Fe₃O₄/NiFe2O4, ve Au/r-GO/NiFe₂O₄/NiCo₂O₄ hibritleri hidrotermal yöntem kullanılarak sentezlenmiş ve XRD, SEM, EDX, TEM, XPS, ICP-OES ve BET gibi çeşitli analitik tekniklerle karakterize edilmiştir. Bu malzemelerin elektrokatalitik performansları, üç elektrotlu sistem kullanılarak, camsı karbon elektrot üzerine kaplanmaları sonrasında ölçülmüştür. Karşılaştırma sonuçlarına göre, manyetik olarak ayrılabilir yapıya sahip Au/r-GO/NiFe₂O₄/NiCo₂O₄ hibriti, 0.1 M KOH çözeltisinde, 1.57 V (vs. RHE) başlangıç potansiyeli, 10 mA cm⁻²'de 515 mV aşırı potansiyel ve 58 mV dec⁻¹ Tafel eğimi ile en iyi performansı göstermiştir. Bu hibrit nanomalzeme, diğer metal oksit kombinasyonlarına alternatif olarak önemli bir potansiyele sahip olup, genellikle su oksidasyonu için referans olarak kullanılan RuO₂'ye güçlü bir rakip olabilir.
Özet (Çeviri)
The increase in world population and the growing demand for energy, coupled with the depletion of fossil fuels have driven research into alternative energy sources. Among these, hydrogen is considered one of the most promising future fuels. The greenest way to produce hydrogen is through water splitting via electrolysis. Reducing the energy required for water splitting is essential to making hydrogen a widely-used, sustainable energy source. To achieve this, effective water-splitting catalysts are critical. Transition metal oxides, especially those from the first row of the periodic table, along with materials like gold nanoparticles and graphene, hold great potential for developing environmentally friendly and cost-effective catalysts. Additionally, the inclusion of magnetic nanoparticles can enhance catalyst reusability, making them strong candidates for widespread application. In this study, Au/r-GO/ZnCo₂O₄, Au/r-GO/NiFe₂O₄, Au/r-GO/NiCo₂O₄, Au/r-GO/Fe₃O₄/NiFe2O4, and Au/r-GO/NiFe₂O₄/NiCo₂O₄ hybrids were synthesized using a hydrothermal method and characterized by various analytical techniques, including XRD, SEM, EDX, TEM, XPS, ICP-OES, and BET. Their electrocatalytic performance was evaluated using a three-electrode system, with the materials coated on a glassy carbon electrode. Among the hybrids, Au/r-GO/NiFe₂O₄/NiCo₂O₄, which has a magnetically separable structure, exhibited the best performance. It achieved an onset potential of 1.57 V (vs. RHE), an overpotential of 515 mV at 10 mA cm⁻², and a Tafel slope of 58 mV dec⁻¹ in 0.1 M KOH solution. This hybrid shows significant promise as an alternative to other metal oxide combinations and could be a strong competitor to RuO₂, which is commonly used as a benchmark for water oxidation.
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