Geri Dön

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

PDF İndir

  1. Tez No: 964639
  2. Yazar: İLKNUR BALDAN IŞIK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. DOĞAN KAYA
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Çukurova Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 227

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

  1. Tez No

    420275

    Modification of graphene oxide as efficient catalyst support for polymer electrolyte membrane fuel cells

    Pem yakıt hücreleri için kullanılan graphen oksit kataliz destek malzemenin modifiye edilmesi

    ESAAM JAMİL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Bilim ve TeknolojiSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL

  2. Tez No

    745708

    M1-xYx/Au-M1-xYx/Fe2O3 (M: Ni, Co; Y: Cu, Gd) zincir-tipi çekirdek/kabuk manyetik nanoparçacıkların yapısal, manyetik ve katalitik özelliklerinin araştırılması

    Investigation of structural, magnetic and catalytic properties of M1-xYx/Au-M1-xYx/Fe2O3 (M: Ni, Co; Y: Cu, Gd) chain-type core/shell magnetic nanoparticles (MNPs)

    İDRİS ADANUR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET EKİCİBİL

    DOÇ. DR. MUSTAFA AKYOL

  3. Tez No

    455413

    Synthesis of bio based polyurethane surface coating materials and characterization

    Yüzey kaplaması uygulamalarında kullanılan biyo bazlı poliüretan malzemelerin sentezi ve karakterizasyonu

    MERVE METİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN

    DR. ALPER YEŞİLÇUBUK

  4. Tez No

    363603

    The effects of partially acrylated hyperbranched polyesters on uv curable coatings

    Kısmi akrillenmiş çok dallı poliesterlerin fotopolimerizasyon ile kürlenebilen kaplamalardaki etkisi

    SAADET ŞEYMA ÖZDEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HACER AYŞEN ÖNEN

  5. Tez No

    444970

    Polymeric composites for biodegradable and antimicrobial food packaging applications

    Biyobozunur ve antimikrobiyel gıda ambalajı uygulamaları için polimerik kompozitler

    KEZBAN AKKAYA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Kimya MühendisliğiEge Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERAP CESUR

    DOÇ. DR. NABANİTA SAHA

Geri Dön