۱۸۹۴۷پ
per
سنتز، شناسایی و بررسی خواص الکتروشیمیایی نانوکامپوزیت‌صهای پلی‌صپیرول- کربن دوپه شده با اکسیدهای فلزی به عنوان ابرخازن
/مصطفی خدائی
: شیمی
، ۱۳۹۶
، افشار
چاپی
In the present work, chemical polymerization was initially carried out with three types of carbon allotropes: volcanic, multiwall carbon nanotubes and reduced graphene oxide. In the next step, metal oxides containing NiO, MnO2, Co3O4, NiCo2O4 and MnCo2O4 were added to the polymer conductor and all three carbon substrates by chemical polymerization. Morphology and surface analysis of samples were performed using SEM, FTIR, and EDX techniques as well as the structure and purity of phases formed by XRD technique. Using these techniques, the presence of metal nanoparticles, as well as polypyrrole, was demonstrated on carbon substrates. Electrochemical behavior of prepared electrode samples investigated by cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge and electrochemical impedance spectroscopy. The electrochemical studies and the obtained special capacitances indicate that between carbon allotropes, reduced graphene oxide due to high electrical conductivity and specific surface area shows better capacitance behavior than other two allotropes, and also it was found that the addition of metal oxides to The samples improve electrochemical behavior and superconductivity, and among them, metal oxides with spinel structure (AB2O4) have better electrochemical properties than other metal oxides. The life cycle of the electrodes showed that the electrode samples had a fairly stable stability after 1000 cycles, and the best electrode for stability was also the sample containing spinel structure metal oxides, which after 1000 cycles indicated good stability with attenuation of specific capacitance less than 10
کارشناسی ارشد
شیمی فیزیک
۱۳۹۶/۱۱/۰۹
تبریز
در کار حاضر، ابتدا پلیمریزاسیون شیمیایی پلی‌صپیرول همراه با سه نوع از آلوتروپی‌صهای کربن که عبارتند از ولکان، نانولوله‌صهای کربنی چند دیواره و گرافن اکسید احیا شده انجام پذیرفت .در مرحله بعد اکسیدهای فلزی که شاملNiO ،MnO۲ ،Co۳O۴ ، NiCo۲O۴ و MnCo۲O۴ بودند با استفاده از عامل اکسنده آمونیوم پرسولفات، پلیمریزاسیون شیمیایی به پلیمر هادی و هر سه بستر کربنی اضافه شدند .مورفولوژی و آنالیز سطح نمونه‌صها با استفاده از تکنیک‌صهایSEM ،FTIR ، EDX و همچنین بررسی ساختار و خلوص فازهای تشکیل شده توسط تکنیک XRD صورت گرفت و با استفاده از این تکنیک‌صها حضور نانوذرات فلزی و همچنین پلی‌صپیرول بر روی بستر کربنی اثبات گردید .رفتار الکتروشیمیایی نمونه‌صهای الکترودی تهیه شده توسط تکنیک‌صهای ولتامتری چرخه‌صای، شارژ- دشارژ گالوانواستاتیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شد .با توجه به مطالعات و ظرفیت‌صهای ویژه بدست آمده، مشاهده شد که بین آلوتروپی‌صهای کربن، گرافن اکسید احیا شده به خاطر هدایت ویژه الکتریکی و سطح مقطع ویژه بالا در مقایسه با دو آلوتروپی دیگر رفتار خازنی بهتری دارد و همچنین مشخص شد که افزودن اکسیدهای فلزی به نمونه‌صها باعث بهتر شدن رفتار الکتروشیمیایی و ابرخازنی آن‌صها می‌صشود و در بین آن‌صها، اکسیدهای فلزی با ساختار اسپینل (AB۲O۴) دارای خواص الکتروشیمیایی بهتری در مقایسه با بقیه اکسیدهای فلزی هستند .بررسی عمر چرخه‌صای الکترودها نشان داد که نمونه‌صهای الکترودی بعد از ۱۰۰۰ چرخه، پایداری نسبتا خوبی دارند و بهترین الکترود از نظر پایداری نیز نمونه حاوی اکسیدهای فلزی با ساختار اسپینل می‌صباشد که بعد از ۱۰۰۰ چرخه کمتر از ۱۰ از ظرفیت ویژه خود را از دست داده است .در پایان، نانوکامپوزیت سه‌ص تاییNiCo۲O۴ - RGOPبه عنوان ماده فعال الکترودی با بهترین رفتار ابرخازنی و دارای بیشترین ظرفیت ویژه انتخاب شد و رفتار الکتروشیمیایی این نانوکامپوزیت، توسط سل واقعی متقارن) سل دو الکترودی (در داخل الکترولیت آبی پتاسیم هیدروکسید ۱ M و مایعات یونی۱ - اتیل-۳- ایمیدازولیوم اتیل سولفات و۱ -هگزیل-۳-متیل ایمیدازولیوم برمید در حلال پروپیلن کربنات با غلظت ۱ M مورد بررسی قرار گرفت .در بین این الکترولیت‌صهای ذکر شده، پتاسیم هیدروکسید به خاطر تحرک یونی بالا نسبت به مایعات یونی ذکر شده، دارای ظرفیت ویژه و پایداری بیشتری می‌صباشد
In the present work, chemical polymerization was initially carried out with three types of carbon allotropes: volcanic, multiwall carbon nanotubes and reduced graphene oxide. In the next step, metal oxides containing NiO, MnO2, Co3O4, NiCo2O4 and MnCo2O4 were added to the polymer conductor and all three carbon substrates by chemical polymerization. Morphology and surface analysis of samples were performed using SEM, FTIR, and EDX techniques as well as the structure and purity of phases formed by XRD technique. Using these techniques, the presence of metal nanoparticles, as well as polypyrrole, was demonstrated on carbon substrates. Electrochemical behavior of prepared electrode samples investigated by cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge and electrochemical impedance spectroscopy. The electrochemical studies and the obtained special capacitances indicate that between carbon allotropes, reduced graphene oxide due to high electrical conductivity and specific surface area shows better capacitance behavior than other two allotropes, and also it was found that the addition of metal oxides to The samples improve electrochemical behavior and superconductivity, and among them, metal oxides with spinel structure (AB2O4) have better electrochemical properties than other metal oxides. The life cycle of the electrodes showed that the electrode samples had a fairly stable stability after 1000 cycles, and the best electrode for stability was also the sample containing spinel structure metal oxides, which after 1000 cycles indicated good stability with attenuation of specific capacitance less than 10 . In the end, RGOP-NiCo2O4 triple nanocomposite was selected as the active electrode material with the best superconducting behavior with the highest specific capacity and the electrochemical behavior of this nanocomposite was carried out by the symmetric real cell (two electrodes cell) inside the water electrolyte of potassium hydroxide M 1 and Ionic liquids 1-ethyl-3-imidazolium-ethyl sulfate and 1-hexyl-3-methyl-imidazolium bromide in a solvent of propylene carbonate at a concentration of M 1. Among these electrolytes, potassium hydroxide is noted for its high ion mobility relative to ionic liquids, with a higher capacity and more stability
خدائی، مصطفی
دکتر میرقاسم حسینی، استاد راهنما
دکتر حبیب اشعثی، استاد مشاور
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
