عنوان

استفاده از چهار چوب های فلزی-آلی بر پایه روی به عنوان کاتالیست کاتدی و بررسی تاثیر آن در عملکرد پیل سوختی میکروبی

Number

پ۲۶۸۷۲

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

استفاده از چهار چوب های فلزی-آلی بر پایه روی به عنوان کاتالیست کاتدی و بررسی تاثیر آن در عملکرد پیل سوختی میکروبی

First Statement of Responsibility

فاطمه فعلی

Name of Publisher, Distributor, etc.

شیمی

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۹۸ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

شیمی کاربردی

Date of degree

۱۴۰۱/۰۴/۰۶

Text of Note

در پروژه¬ی حاضر، الکتروکاتالیست نانولوله¬ کربنی دوپه شده با نیتروژن حاوی اکسید کبالت دوپه شده با تلوریوم (Te-Co3O4/NCNHP) با استفاده از چارچوب فلزی-آلی بر پایه روی (ZIF-8/ZIF-67) سنتز شد. ذرات کاتالیست سنتز شده با آنالیز¬های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه و طیف سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس بررسی شدند. نتایج این آنالیز¬ها سنتز موفقیت آمیز Te-Co3O4/NCNHP را تایید کردند. همچنین با استفاده از آنالیز BET ساختار مزوپور الکتروکاتالیست تایید شد. در ادامه جهت بررسی خواص الکتروکاتالیستی نسبت به واکنش کاهش اکسیژن، از آنالیز¬های ولتامتری چرخه¬ای، ولتامتری خطی و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی استفاده شد و پارامتر¬های الکتروشیمیایی و سینتیکی از جمله پتانسیل شروع و پتانسیل نیم موج، چگالی جریان پیک کاهش اکسیژن و مقاومت انتقال بار محاسبه گردید. این آزمایش¬ها نشان داد که کاتالیست Te-Co3O4/NCNHP نسبت به واکنش کاهش اکسیژن فعال می¬باشد و استفاده از این کاتالیست مقاومت انتقال بار در MFC را کاهش می¬دهد. عملکرد این الکتروکاتالیست سنتز شده در داخل MFC نیز بررسی شد. به این منظور پودر کاتالیست به روش الکتروفورز بر روی گرافیت صفحه¬ای ترسیب شد و الکترود حاصل به عنوان کاتد در MFC مورد آزمایش قرار گرفت. نمودار¬های ولتاژ-زمان و پلاریزاسیون رسم شدند و پارامتر¬های عملکردی مانند چگالی توان، چگالی جریان، ولتاژ، میزان حذف COD و بازده کولمبیک مورد بررسی قرار گرفتند. با استفاده از Te-Co3O4/NCNHP، مقدار چگالی توان تولید شده برابر با mW/m2 86، چگالی جریان A/m2 05/1، ولتاژ مدار باز 540 ولت و پایداری چرخه¬ای 83/89 ساعت به دست آمد. همچنین درصد حذف COD و بازده کولمبیک برای این الکتروکاتالیست به ترتیب 92% و 50% به دست آمد. نتایج حاصل موفقیت پروژه حاضر در بهبود عملکرد کاتد پیل سوختی میکروبی را نشان می-دهد.

Text of Note

AbstractIn the present project, a nitrogen-doped carbon nanotube electrocatalyst containing cobalt oxide doped with tellurium (Te-Co3O4/NCNHP) was synthesized using a zinc-based metal-organic framework (ZIF-8/ZIF-67). The synthesized catalysts were analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, X-ray energy diffraction spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The results of these analyzes confirmed the successful synthesis of Te-Co3O4/NCNHP. The mesopore structure of electrocatalyst was also confirmed using BET analysis. Then, cyclic voltammetry, linear sweep voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy were used to investigate the electrocatalytic properties of the oxygen reduction reaction. Electrochemical and kinetic parameters such as onset and half-wave potential, current density of oxygen reduction and charge transfer resistance were calculated. These experiments showed that the Te-Co3O4/NCNHP was active in oxygen reduction reaction and the use of this catalyst reduces the charge transfer resistance in MFC. The performance of this synthesized electrocatalyst was also investigated in MFC. For this purpose, catalyst powder was precipitated by electrophoresis on plate graphite. The resulting electrode was tested as a cathode in MFC. Voltage-time and polarization diagrams were plotted and power density, current density, voltage, COD removal and Columbic efficiency were investigated. Using Te-Co3O4/NCNHP, power density of 86 mW/m2, current density of 1.05 A/m2, the open circuit voltage of 540V and cycle stability of 89.83 h were resulted. Also, COD removal and Columbic efficiency for this electrocatalyst were 92% and 50%, respectively. The obtained results show the success of present project in improving the performance of the microbial fuel cell cathode.

Variant Title

Application of zinc-based metal-organic frameworks as a cathode catalyst and study of its effect on microbial fuel cell performance

Entry Element

فعلی،

Part of Name Other than Entry Element

فاطمه

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

‏عابر،

Entry Element

‏حسینی،

Part of Name Other than Entry Element

سهیل

Part of Name Other than Entry Element

‏میرقاسم

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور