شماره ركورد
24921
شماره راهنما
CHE2 918
عنوان
چارچوبهاي دو فلزي فلز-آلي زيركونيوم-هافنيوم: تهيه آبگرمايي و مطالعه رفتار آنها با روشهاي الكتروشيميايي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي-شيمي تجزيه
دانشكده
شيمي
تاريخ دفاع
1404/06/22
صفحه شمار
117 ص .
استاد راهنما
رضا كريمي شروداني
استاد مشاور
عباس محمدي
كليدواژه فارسي
چارچوب دوفلزي فلز-آلي زيركونيوم-هافنيوم , پنجره پتانسيل , رفتارالكتروشيميايي , طيفسنجي مقاومت ظاهري , دوپامين , و جذب يونهاي فلز سنگين , خوردگي
چكيده فارسي
نانوساختارهاي چارچوب دوفلزي فلز-آلي زيركونيوم-هافنيوم (MOF 808(Zr Hf) HT)، براي اولين بار با استفاده از روش آبگرمايي مدولهشده (MHT) در شرايط آسان (دما 100 درجه سانتيگراد و زمان 12 ساعت) و بدون استفاده از DMF سنتز شد. سپس رفتار الكتروشيميايي MOF 808(Zr Hf) HT تازه و كربونيزه شده با استفاده از روشهاي مختلفي از جمله روشهاي تجزيهاي محلول و سطح، طيفسنجي مقاومت ظاهري الكتروشيميايي (EIS) و ولتامتري روبش خطي (LSV) مطالعه شد. به طور كلي، تجزيه و تحليل دادههاي به دست آمده از طيفسنجي فوتوالكترون اشعه ايكس (XPS)، طيفسنجي نشري پلاسماي جفتشده القايي (ICP-AES)، طيفسنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FT IR)، ميكروسكوپ روبشي الكترون نشر ميداني (FESEM)، پراش اشعه ايكس (XRD) و تجزيۀ گرما وزنسنجي (TGA)، تشكيل نانوساختارهايMOF 808(Zr Hf) HT تازه و كربونيزه را تاييد كرد. مطالعات سطح و محلول در ارتباط با داده¬هاي الكتروشيميايي، ويژگيهاي جالب نانوساختارهاي MOF 808(Zr Hf) HT مانند پايداري فيزيكوشيميايي و پنجره پتانسيل وسيع را نشان داد كه به نوبه خود براي كاربردهاي پايهاي و صنعتي ضروري هستند. به عنوان مثال، نتايج به دست آمده از طريق LSV روي الكترودهاي كربن شيشهاي (GCE) اصلاحشده با MOF 808(Zr Hf) HT، يك پنجره پتانسيل وسيع 79/2 و 83/2 ولت را به ترتيب براي شكلهاي تازه و كربونيزه شده نشان داد. اين خصوصيت براي كاربردهاي ذخيرهسازي بار، تجزيه الكتروشيميايي و محافظت از سطح فلزات در برابر خوردگي و اثرات محيطي مهم است. در اينجا، كاربرد سامانۀ MOF 808(Zr Hf) HT براي سه مورد مختلف شامل؛ (1) استفاده از سامانه به عنوان يك بازدارنده خوردگي براي 304 SSEدر محلول 5/3 درصد وزني NaCl، كه در آن جابه جايي قابل ملاحظهاي در پتانسيل خوردگي به سمت ناحيه آندي (05/502 ميلي ولت براي نمونه كربونيزهشده در غلظت ppm300) مشاهده شد، (2) تشخيص گزينش پذير دوپامين (DA)، جايي كه پاسخ ويژه براي DA در حضور غلظت بالايي از آسكوربيك اسيد (AA، 1ميليمولار) مشاهده شد، و (3) جذب يونهاي فلزات سنگين Cu2+، Cd2+ و Pb2+ به صورت جداگانه و مخلوط، از محلولهاي با غلظت 100 ميكرومولار از آنها در بافر استات (5pH=) و سپس تشخيص آنها به وسيله ولتامتري پالس تفاضلي (DPV)، بطور موفقيتآميز مطالعه شد.
كليدواژه لاتين
Zr-Hf bimetallic MOF , Potential window , Electrochemical behavior , Impedance spectroscopy , Dopamine , Heavy metal ions adsorption , Corrosion
عنوان لاتين
Zirconium-Hafnium Bimetallic Metal-Organic Frameworks: Hydrothermal Synthesis and Studies of Their Behavior by Electrochemical Methods
گروه آموزشي
شيمي تجزيه
چكيده لاتين
Nanostructures of bimetallic zirconium hafnium metal-organic framework (MOF 808(Zr Hf) HT) are synthesized for the first time, using modulated hydrothermal (MHT) method under facile conditions (T100 °C & t12 h) and without using DMF. Then, electrochemical behavior of pristine as well as carbonized MOF 808(Zr Hf) HT was studied by using different methods including surface and solution analytical techniques, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and linear sweep voltammetry (LSV). Overall, analysis of the data obtained based on X ray photoelectron spectroscopy (XPS), Inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy (ICP-AES), Fourier transform infrared spectroscopy (FT IR), Field emission scanning electron microscopy (FESEM), X ray diffraction (XRD) and Thermogravimetric analysis (TGA) supported formation of pristine and carbonized MOF 808(Zr Hf) HT nanostructures. The surface and solution studies in conjunction with electrochemical data revealed interesting features of the MOF 808(Zr Hf) HT nanostructures such as physicochemical stability and wide potential window, which in turn are essential for fundamental and industrial applications. For example, the results obtained through LSV on GCEs modified with MOF 808(Zr Hf) HT show a wide potential window of 2.79 & 2.83V for pristine and carbonized forms, respectively. This property is important for the applications in charge storage, electroanalytical chemistry, and protection of the metals surface against corrosion and environmental effects. Here, application of the MOF 808(Zr Hf) HT system was studied successfully for three different cases including (i) application of system as a corrosion inhibitor for 304 SSE in a 3.5%wt NaCl solution, where a significant shift in the corrosion potential towards the anodic region (502.05 mV for the carbonized sample at a concentration of 300 ppm) was observed, (ii) selective detection of dopamine (DA), where a specific response was observed for DA in the presence of a high concentration of ascorbic acid (1 mM, AA), and (iii) adsorption of heavy metal ions, Cu2+, Cd2+, and Pb2+ both separately and in mixture, with concentrations of 100 μM in acetate buffer solution (pH=5), and then detecting them via differential pulse voltammetry (DPV).
تعداد فصل ها
3
فهرست مطالب pdf
143187
نويسنده