Modifiye edilmiş polyol yöntemi ile sentezlenen üçlü PtCuNi nanoalaşımların elektrokatalitik ve manyetik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of electrocatalytic and magnetic properties of ternary PtCuNi nanoalloys synthesized by modified polyol method
- Tez No: 964639
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DOĞAN KAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, farklı oranlarda ve küçük boyutlarda oksitlenmesi engellenmiş, üretim maliyetleri düşürülmüş ikili (Pt/Cu, Pt/Ni, Ni/Cu) ve üçlü (Pt/Cu/Ni) nanoalaşımlar, modifiye edilmiş poliol yöntemi kullanılarak başarıyla sentezlendi. Sentez süreci, her bir bileşim için optimum sıcaklık ve reaksiyon süresi belirlenerek optimize edildi. Sentezlenen malzemelerin yapısal, morfolojik, katalitik ve manyetik özellikleri sistematik olarak incelendi. XRD ve Rietveld düzeltme analizi ile yapılan yapısal incelemeler, sentezlenen nanoalaşımların yüzey merkezli kübik (fcc) fazlara sahip olduğunu doğrulamaktadır. TEM ve SEM görüntülemeleri, parçacık boyutlarının 2 ile 12 nm arasında değişen küresel nanoparçacıkların oluştuğunu ortaya koymaktadır. EDS ve XPS analizleri, sentezlenen alaşımların stokiyometrik bileşimlerini doğrulamış ve alaşımlama etkisiyle elektronik yapılarında meydana gelen değişiklikleri göstermektedir. Elektrokimyasal değerlendirmeler, ikili ve üçlü Pt/Cu/Ni katalizörlerinin yüksek elektrokimyasal yüzey alanları ve düşük aşırı potansiyelleri sayesinde üstün hidrojen evrim reaksiyonu (HER), oksijen oluşum reaksiyonu (OER) ve oksijen indirgeme reaksiyonu (ORR) aktivitesi sergilediğini gösterdi. Karbon destekli PtCuNi/C nanoalaşımlarının farklı oranlarda sentezlenen serileri üzerinde yapılan çalışmalarda, bu malzemelerin HER, OER, ve ORR aktiviteleri asidik ve bazik ortamlarda ikili PtCu, PtNi ve ticari Pt/C katalizörlerine göre daha iyi katalitik performas gösterdi. Ayrıca, üçlü PtCuNi alaşımlarının sinerjik etkileşimleri, elektrokatalitik verimliliği ve kararlılığı artırarak asidik ve bazik ortamlarda üstün performans göstermesini sağladı. Manyetik karakterizasyonlar, yüksek sıcaklıklarda süperparamanyetik ve paramanyetik davranışın baskın olduğunu, düşük sıcaklıklarda ise özellikle Ni açısından zengin bileşimlerde belirgin ferromanyetik özelliklerin gözlendiğini ortaya koymaktadır. Genel olarak, bu çalışma, kontrollü nanoalaşım bileşimlerinin yapısal bütünlük, katalitik verimlilik ve manyetik özellikler üzerindeki büyük etkisini vurgulamakta olup, yakıt hücreleri ve hidrojen üretimi gibi ileri enerji uygulamaları için önemli bulgular sunmaktadır. Ayrıca, manyetik özellikler açısından da bu malzemeler, manyetik depolama ve biyomedikal uygulamalar için potansiyel taşımaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, binary (Pt/Cu, Pt/Ni, Ni/Cu) and ternary (Pt/Cu/Ni) nanoalloys with different ratios and small particle sizes, exhibiting prevented oxidation and lower production costs, were successfully synthesized using a modified polyol method. The synthesis process was optimized by determining the optimum temperature and reaction time for each composition. The structural, morphological, catalytic, and magnetic properties of the synthesized materials were systematically investigated. Structural analyses performed by XRD and Rietveld refinement confirmed that the synthesized nanoalloys exhibit face-centered cubic (fcc) phases. TEM and SEM imaging revealed the formation of spherical nanoparticles with sizes ranging from 2 to 12 nm. EDS and XPS analyses verified the stoichiometric compositions of the synthesized alloys and demonstrated the changes in electronic structures induced by alloying effects. Electrochemical evaluations showed that the binary and ternary Pt/Cu/Ni catalysts exhibited superior hydrogen evolution reaction (HER), oxygen evolution reaction (OER), and oxygen reduction reaction (ORR) activities due to their high electrochemical surface areas and low overpotentials. Studies conducted on the series of carbon-supported PtCuNi/C nanoalloys synthesized in different ratios revealed that these materials exhibited better catalytic performance in both acidic and basic media compared to binary PtCu, PtNi, and commercial Pt/C catalysts. Additionally, the synergistic interactions within the ternary PtCuNi alloys enhanced their electrocatalytic efficiency and stability, enabling superior performance in both acidic and basic environments. Magnetic characterizations indicated dominant superparamagnetic and paramagnetic behavior at high temperatures, while at low temperatures, especially in Ni-rich compositions, pronounced ferromagnetic properties were observed. Overall, this study highlights the significant impact of controlled nanoalloy compositions on structural integrity, catalytic efficiency, and magnetic properties, offering valuable insights for advanced energy applications such as fuel cells and hydrogen production. Furthermore, in terms of magnetic properties, these materials also hold potential for magnetic storage and biomedical applications.
Benzer Tezler
- Wistar tipi erkek farelerin gastrointestinal kanal duvarında yaygın apud hücrelerinin türleriyle dağılımlarının modifiye gümüşleme metodlarıyla ışık mikroskobu düzeyinde incelenmesi
Başlık çevirisi yok
MEVLÜT ASAR
Doktora
Türkçe
1986
MorfolojiAkdeniz ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL TEKELİOĞLU
- Pleurotus ostreatus mantarının bazı kağıtçılık hammaddelerinde yaptığı biyolojik degradasyon
Başlık çevirisi yok
M. KEMAL YALINKILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Ormancılık ve Orman MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞAHİN BOSTANCI
- Yenidoğanlarda roket elektroforezi yöntemiyle apolipoprotein B tayini
Başlık çevirisi yok
AYNUR KARAGÖZ
- Tavşanlarda deneysel yolla venöz tromboz oluşturulması ve tromboz oluşumu üzerine normal ve düşük moleküler ağırlıklı heparin fraksiyonunun (CY 216) koruyucu etkisinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
BEHZAT NOYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
FizyolojiUludağ ÜniversitesiFizyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KASIM ÖZLÜK