Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Farrokhpour,Hassan Hadadzadeh
حسین فرخ پور (استاد مشاور) حسن حداد زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Marziyeh Shokrollahi
مرضیه شکراللهی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Preparation and Characterization of a New MononuclearComplex, [Ru(dmbpy)(tptz)(Cl)](PF6), Complex and Its ElectrocatalyticEffect on the Electrochemical Reduction of CO2 to CO for Carbon Recycling and Reduction of Greenhouse Gases
In this thesis, a new mononuclear polypyridyl ruthenium(II) complex, [Ru(dmbpy)(tptz)(Cl)](PF 6 ) (where dmbpy = 4,4'-dimethyl-2,2'-bipyridine, and tptz = 2,4,6-tris(2-pyridyl)-1,3,5-triazine), has been prepared and characterized by elemental analysis, IR, 1 H NMR, UV-vis, and X-ray crystallography. The solid-state structure of the complex shows that tptz and dmbpy are coordinated to the ruthenium center as tridentate and bidentate ligands, respectively. The monodentate chloro ligand occupies the sixth coordination site in the complex. The central chromophore, RuN 3 N 2 ?Cl, has a distorted octahedral geometry. The electrochemical behavior of the complex was studied using cyclic voltammetry method and the results indicated a metal-based redox couple, Ru(III/II), in the positive potential and quasi-reversible couples for the polypyridyl ligands in the negative potentials. In addition, the electrocatalytic activity of the complex for the reduction of CO 2 to CO was investigated by cyclic voltammetry. The results show a two- electron reduction of CO 2 in the presence of the complex. According to the theoretical calculations by the Gaussian G09 software and using DFT techniques as well as the experimental data, a proper mechanism for the CO 2 reduction reaction was proposed. Also, the electrocatalytic behavior of the complex has been investigated under different reaction conditions, viz. , different concentrations of the complex, different purging times, and different temperatures of the electrochemical cell. The results indicated that the best electrocatalytic efficiency for the reduction of CO 2 to CO can achieve in 2 mM complex, purging time of 30 min, and cell temperature of 20 °C.
در این پروژه، کمپلکس تک هسته‌ایRu(II) با فرمول [Ru(dmbpy)(tptz)(Cl)](PF 6 ) سنتز شدکه در آنdmbpy، 4 و ?4 - دی‌متیل 2 و?2- بی پیریدین و tptz، 2 و 4 و6 - تریس (2- پیریدیل) 1 و 3 و 5 - تریآزیناست. کمپلکس سنتز شده با روش‌هایFT-IR،UV-Vis، 1 H-NMR و بلورنگاری اشعه X شناسایی شد. مطالعه ساختار حالت جامد کمپلکس نشان داد که لیگاند tptz بصورت کیلیت سه دندانه به مرکز Ru(II) پیوند داده است. همچنین لیگاند dmbpy بصورت کیلیت دودندانه به یون فلز متصل شده است.ششمین مکان کوئوردیناسیون توسط لیگاند تک دندانه کلرو اشغال شده است.کروموفور مرکزی روتنیم، RuN 3 N 2 ?Cl، دارای آرایش هشت‌وجهی منحرف شده است. رفتار الکتروشیمیایی کمپلکس با روش ولتامتری چرخه‌ای بررسی شد که نتایج زوج ردوکس Ru(III)/Ru(II) را در پتانسیل مثبت وزوج‌های شبه برگشت‌پذیر را برای لیگاند‌های پلی‌پیریدیلی در پتانسیل‌های منفی نشان ‌می‌دهند.فعالیـت الکتروکاتالیستی کمپلکس برای کاهش کربن‌دی‌اکسید به مونوکسید با روش ولتامتری چرخه‌ای بررسی شد. با توجه به ولتاموگرام‌ها ثابت شد که کاهش دو الکترونیCO 2 توسط کمپلکس فلزی انجام می‌شود. به کمکمحاسبات با نرم‌افزار گوسین G09 و با بهره‌گیری از روش‌های DFT و همچنین بر پایه‌ی شواهد تجربی، مکانیسم مناسبی برای واکنش کاهشکربن‌دی‌اکسید ارائه گردید. همچنین رفتار الکتروکاتالیستی کمپلکس در شرایط مختلف شامل غلظت‌های مختلف از کمپلکس، زمان‌های متفاوت دمش CO 2 و دماهای مختلف سل واکنش بررسی شد. نتایج نشان می‌دهند که غلظت mM 2 از کمپلکس، زمان دمش min 30 و دمای سل ° C 20 بهترین بازده الکتروکاتالیستی را برای کاهش CO 2 به CO دارند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی