23476

CHE2 883

كارشناسي ارشد

شيمي-شيمي تجزيه

شيمي

مهرماه 1402

65 ص.

پايداري و دوام فيزيكوشيميائي كاتاليست , چارچوب‌هاي فلز-آلي , اكسيدروي , نانوداربست‌هاي نيكل فسفر , الكتروكاتاليست

هيدروژن به عنوان يك حامل انرژي، به روش‌هاي مختلف توليد مي‌شود. در بين اين روش‌ها واكنش الكتروليز آب به عنوان يك روش تهيه هيدروژن خالص بسيار مورد توجه است. اما به لحاظ كند بودن واكنش و هزينۀ زياد آن، فقط %4 از هيدروژن در دنيا با اين روش به دست مي‌آيد. يك راه حل براي اين مشكل عبارت است از به كارگيري كاتاليست‌هاي فعّال، داراي اضافه ولتاژ كوچك در يك جريان قابل قبول در صنعت، و پايدار از نظر فيزيكي، شيميائي و الكتروشيميائي. مورد اول در كارهاي قبلي با تهيه كامپوزيت GC Ni-MOF-ZnO حاصل شد، ولي پايداري فيزيكوشيميائي لازم را نداشت. در اين پايان نامه، كامپوزيت Ni-MOF-ZnO(5%) به روش الكتروشيميائي در بافت نانوساختار Ni P و در سطح الكترود نيكل/مس با يك طراحي جديد تثبيت شد (Cu/Ni/NiP/Ni MOF ZnO) و براي واكنش توليد هيدروژن (HER) مطالعه شده است. داده‌هاي تجربي به دست آمده با كمك روش‌هاي تجزيه سطح، تشكيل الكتروكاتاليست را تأييدكرد. نتايج مطالعات سينتيكيHER و رسم منحني‌هاي كرونوپتانسيومتري نشان داد كه كامپوزيت‌هاي تثبيت‌شده در نانو ساختارهاي NiP به روش الكتروشيميايي، در مقايسه با همين ساختارها تثبيت شده به كمك نفيون، از پايداري فيزيكي و الكتروشيمياييعاليدر كاركردهاي طولاني مدتبرخوردارند. همچنين شيب تافلِ b = 147 mV/dec و100 = 87 mV در بهترين شرايط به دست آمد كه نشان دهنده فعاليت بسيار خوب است. اين نتايج نشان مي‌دهد كه الكتروكاتاليست(5%)NiP/Ni MOF-ZnO يك گزينۀ بسيار مناسب براي كاتدهاي HER در محيط‌هاي قليايي است.

Metal–organic frameworks-Zinc oxide , Nickel-phosphorus Nanoscaffolds , Electrocatalyst, , Stability and Physicochemical durability of the catalyst

Structure Modification and Stability Reinforcement of Ni MOF ZnO on Copper/Nickel Platformsfor Electrocatalytic Hydrogen Production

شيمي تجزيه

Hydrogen as an energy carrier is produced in different ways. Among these methods, water electrolysis reaction is very important as a pure hydrogen production method. But due to the slowness of the reaction and its high cost, only 4% of hydrogen in the world is obtained by this method. A solution for this problem is to use active catalysts, with a small overvoltage in an acceptable current in the industry, and stable in terms of physical, chemical and electrochemical. The first case was obtained in previous works by preparing GC Ni-MOF-ZnO composite, but it did not have the necessary physicochemical stability. In this thesis, the composite Ni-MOF-ZnO (5%) was electrochemically stabilized in the Ni P nanostructure and on the surface of the nickel/copper electrode with a new design (Cu/Ni/NiP/Ni MOF-ZnO) and for the reaction of hydrogen production (HER) has been studied. The experimental data obtained with the help of surface analysis methods confirmed the formation of the electrocatalyst. The results of HER kinetic studies and the drawing of chronopotentiometric curves showed that the composites stabilized in NiP nanostructures by electrochemical method, in comparison with the same structures stabilized with the help of Nafion, have excellent physical and electrochemical stability in long-term functions. Also, the Tafel slope of b=-147 mV/dec and ɳ100 = -87 mV was obtained in the best conditions, which indicates a very good activity. These results show that NiP/Ni MOF-ZnO (5%) electrocatalyst is a very suitable choice for HER cathodes in alkaline environments.

5

رضا كريمي شروداني