Skip to main content
SUPERVISOR
Behzad Rezaei,Ali asghar Ensafi
بهزاد رضائی (استاد مشاور) علی اصغر انصافی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hosseinali Alinajafi najafabadi
حسینعلی علی نجفی نجف آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1392

TITLE

Synthesis of Catalysts Based on Graphene Oxide and Reduced Graphene oxide and Their Application in the Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide and Supercapacitor Studies
This thesis, containing three sections. In the first section, graphene oxide was synthesized by modified hummer, then it characterized by different methods such as SEM, EDX, XRD, XPS, and IR. In the secend section Pt-modi?ed nitrogen doped reduced graphene oxide, Pt@Adenine-reduced graphene oxide, and Pt@polymelamine formaldehyde modified reduced graphene oxide were prepared. The synthesized materials were characterized with different methods such as SEM, EDX, XRD, XPS, and IR and were used for electrochemical reduction of CO 2 . The products of electrochimical reduction of CO 2 on the surface of synthesized materials were detected by Raman spectroscopy, gas chromatography, 13 C-NMR spectroscopy, and gas chromatography-mass spectrometry. The analytical results identified methanol as the main product of carbon dioxide reduction. In the third section Adenine decorated@reduced graphene oxide, thermally reduced graphene oxide/polymelamine formaldehyde nanocomposite and reduced graphene oxide decorated with thionine were prepared. The synthesized materials were characterized with different methods such as SEM, EDX, XRD, XPS, and IR and were used for supercapacitor application. Supercapacitor behaviors of the synthesized materials were investigated in a three-electrode cell and 0.5 mol L H 2 SO 4 . The behavior of the nanocomposite, as a supercapacitor electrode, was examined using cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge, and electrochemical impedance spectroscopy. Furthermore, the stability of the electrode was examined after1000- 5000 cycles.
در این رساله، از نانوکامپوزیت های مختلف که بر پایه ی گرافن اکسید سنتز شده بودند، به منظور کاهش الکتروشیمیایی کربن دی اکسید و مطالعات ابرخازنی آن ها استفاده شد. نانوکامپوزیت های حاصل توسط روش هایی مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه و پراش پرتو ایکس مشخصه یابی شدند. در قسمت اول رساله کاهش الکتروشیمیایی کربن دی‌اکسید بر روی الکترود های تهییه شده مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترود های ساخته‌شده و بررسی پاسخ آن ها به کاهش کربن دی اکسید، روش های الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه ای، کرونوآمپرومتری و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی به کار رفته است و پارامتر های موثر در راندمان کاهش الکتروشیمیایی کربن دی اکسید بهینه شد. سپس؛ محصولات حاصل از کاهش الکتروشیمیایی کربن دی اکسید به وسیله ی روش های مختلفی مانند کروماتوگرافی گازی، طیف سنجی مغناطیس هسته ای، طیف سنجی رامان و روش های الکتروشیمیایی بررسی شدند. در کار اول، 2- پیریدین تیول همراه پلاتین در کاهش الکتروشیمیایی کربن دی اکسید استفاده شد. محصول اصلی کاهش کربن دی اکسید بر روی سطح این الکترود متانول با راندمان 39% به دست آمد. در کار دوم، کاهش کربن دی اکسید بر روی سطح الکترودNrGO@Pt-GC مورد برسی قرار گرفت که متانول با راندمان 41? تولید می شود. در کار سوم، گرافن اکسید احیاشده و اصلاح شده با آدنین به همراه نانوذرات پلاتین در مطالعه ی الکتروشیمیایی کاهش کربن دی اکسید استفاده شدکه نتایج نشان دادند متانول با راندمان 85? بر روی سطح این الکترود تولید می شود. در کار چهارم، رفتار گرافن اکسید احیاشده و اصلاح شده با پلی ملامین فرمالدهید در کاهش الکتروشیمیایی کربن دی اکسید بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان دادند که محصول حاصل از کاهش کربن دی اکسید بر روی سطح این الکترود، متانول با راندمان 92? می باشد. آنالیز محصولات به دست آمده از کاهش کربن دی اکسید بر روی الکترود های تهیه شده نشان دادند که تنها محصول تولیدشده، بر روی هر کدام از این الکترود ها متانول می باشد. در قسمت دوم رساله، گرافن اکسید احیاشده و اصلاح شده با آدنین، تیونین و پلی ملامین فرمالدهید برای مطالعات ابرخازنی مورد استفاده قرارگرفتند. به منظور ارزیابی خواص الکتروشیمیاییِ الکترودهای ساخته شده به عنوان ماده فعال ابرخازنی از تکنیک های ولتامتری چرخه ای در سرعت روبش های مختلف، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و شارژ/ دشارژ در دانسیته جریان های مختلف، در محلول نیم مولار سولفوریک اسید استفاده شد و در نهایت؛ ظرفیت خازنی الکترودهای سنتز شده محاسبه گردید. برای الکترود گرافن اکسید احیاشده و اصلاح شده با آدنین ظرفیت F/g700، برای الکترود گرافن اکسید احیا شده و اصلاح شده با تیونین ظرفیت F/g1255 و برای الکترود گرافن اکسید احیاشده و اصلاح شده با پلی ملامین فرمالدهید ظرفیت F/g2270 به دست آمد. الکترود های سنتز شده خواص شبه خازنی را به خوبی برجسته کرده و امکان ساخت ابرخازنی با ظرفیت و انرژی بالا، و همچنین سرعت‌پذیری و عمر چرخه‌ای فوق‌العاده را فراهم نمود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی