فهرست

سنتز نانوذرات پالادیوم بر بستر گرافن دوپه شده با نیتروژن با استفاده از احیا کننده¬های سازگار با محیط زیست به منظور استفاده در واکنش اکسیداسیون اتانول

نشریه: پاییز ۱۳۹۷ - مقاله 2   صفحات :  199 تا 207



کد مقاله:
nm-487

مولفین:
کریم کارایی
کریم کاکائی: دانشگاه مراغه - شیمی
گلنلز قدیمی: دانشگاه مراغه - شیمی
رقیه صمدیان فرد: دانشگاه مراغه - شیمی


چکیده مقاله:

در کار حاضر پالادیوم بر بستر گرافن دوپه شده با نیتروژنPd/NRGO ودر غیاب نیتروژنPd/RGO با استفاده از چای سبز به عنوان احیا کننده سازگار با محیط زیست، سنتز شد. گرافن اکساید به عنوان بستر توسط روش هامر تهیه شده سپس Pd بر روی RGO به روش بارور سازی قرار گرفت. برای تهیه Pd/NRGO به روش بارور سازی از اوره به عنوان منبع نیتروژن و روش الکتروشیمیایی تک مرحله ای استفاده شد تا اینکه ابتدا گرافن دوپه شده و سپس پالادیوم بر بستر آن قرار گیرد. برای بررسی اندازه صفحات و مورفولوژی سطح از عکس برداری میکروسکوپ الکترونی عبوری استفاده شد. نیتروژن موجود در ساختار Pd/NRGO باعث پراکندگی بهتر نانوفلزات پالادیوم بر روی سطح گرافن شده و از تجمع آنها جلوگیری کرده است. برای بررسی رفتار کاتالیستی کاتالیست¬ها از تست ولتامتری چرخه-ای، ولتامتری روبشی خطی و کرونوامپرومتری در محیط قلیایی اتانول بهره برده شده است. Pd/NRGO فعالیت کاتالیستی بهتری نسبت به Pd/RGO برای اکسیداسیون اتانول در محیط قلیایی از خود نشان می دهد. ویژگی¬های الکتروشیمیایی Pd/RGO و Pd/NRGO توسط تست ولتامتری چرخه¬ای CV در محلول پتاسیم هیدروکسید بمنظور اندازه¬گیری سطح فعال کاتالیست و در محلول اتانول و پتاسیم هیدروکسید برای بررسی رفتار پالادیوم در بستر گرافنی و بستر گرافنی نیتروژن¬دار انجام شد. برای بررسی بیشتر رفتارهای الکتروشیمیایی از تست¬های ولتامتری روبشی خطی برای مطالعه سینتیک واکنش کاتالیست¬ها و نیز تست کرونوآمپرومتری برای مطالعه پایداری هر دو کاتالیست استفاده شد. نتایج نشان داد که پالادیوم در حضور بستر گرافنی نیتروژن¬دار در مقایسه با Pd/RGO دانسیته جریان بالاتر، شیب تافل کمتر و پایداری بالاتری دارد.


Article's English abstract:

This document presents a Pd /N-graphene Pd/NRGO catalyst through a one-step strategy, for the ethanol oxidation in alkaline media. Graphene oxide is synthesized via modified hummer method. Pd nanoparticles then was reduced on graphene by green tea solution by making use of the reducing capability and the aromatic rings of tea polyphenol TP that contained in tea in presence and absence of urea as N-dopant agent to obtain Pd/NRGO and Pd/RGO. The electrochemical characteristics of the Pd/NRGO and Pd/RGO catalysts are investigated by cyclic voltammetry CV in nitrogen saturated alkaline aqueous solutions and in mixed alkaline and ethanol aqueous solutions. Detailed electrochemical studies involving chronoamperometry, cyclic voltammetry and linear sweep voltammetry prove that the electro-catalytic oxidation of ethanol at the Pd/NRGO is more stable, occurring at lower potential, giving lower Tafel slopes compared to Pd/RGO catalyst, which can reveal the particular properties of the nitrogen supports and Pd nanoparticles


کلید واژگان:
اکسیداسیون اتانول، نانوذرات پالادیوم نیتروژن داپ گرافن، پیل سوختی

English Keywords:
Ethanol oxidation, Palladium nanoparticles, N-doped graphene, Fuel cell

منابع:
ندارد

English References:
[1]. Y. Wang, D.Y.C. Leung, J. Xuan, and H. Wang, A review on unitized regenerative fuel cell technologies, part-A: Unitized regenerative proton exchange membrane fuel cells. "Renew. Sustainable Energy Rev.",vol. 65. pp. 961-977, 2016. [2]. S.P.S. Badwal, S. Giddey, A. Kulkarni, J. Goel, and S. Basu, Direct ethanol fuel cells for transport and stationary applications – A comprehensive review. "Applied Energy",vol. 145. pp. 80-103, 2015. [3]. P.E. Dodds, I. Staffell, A.D. Hawkes, F. Li, P. Grünewald, W. McDowall, and P. Ekins, Hydrogen and fuel cell technologies for heating: A review. "International Journal of Hydrogen Energy",vol. 40. pp. 2065-2083, 2015. [4]. A. Kirubakaran, S. Jain, and R.K. Nema, A review on fuel cell technologies and power electronic interface. "Renewable and Sustainable Energy Reviews",vol. 13. pp. 2430-2440, 2009. [5]. M.Z.F. Kamarudin, S.K. Kamarudin, M.S. Masdar, and W.R.W. Daud, Review: Direct ethanol fuel cells. "International Journal of Hydrogen Energy",vol. 38. pp. 9438-9453, 2013. [6]. A.A. Daryakenari, D. Hosseini, T. Saito, A. Apostoluk, C.R. Muller, and J.-J. Delaunay, Ethanol electro-oxidation on nanoworm-shaped Pd particles supported by nanographitic layers fabricated by electrophoretic deposition. "RSC Advances",vol. 5. pp. 52578-52587, 2015. [7]. S. Abdullah, S.K. Kamarudin, U.A. Hasran, M.S. Masdar, and W.R.W. Daud, Electrochemical kinetic and mass transfer model for direct ethanol alkaline fuel cell (DEAFC). "Journal of Power Sources",vol. 320. pp. 111-119, 2016. [8]. J. Cai, Y. Zeng, and Y. Guo, Copper@palladium–copper core–shell nanospheres as a highly effective electrocatalyst for ethanol electro-oxidation in alkaline media. "Journal of Power Sources",vol. 270. pp. 257-261, 2014. [9]. E. Antolini, Catalysts for direct ethanol fuel cells. "Journal of Power Sources",vol. 170. pp. 1-12, 2007. [10]. C. Bianchini and P.K. Shen, Palladium-Based Electrocatalysts for Alcohol Oxidation in Half Cells and in Direct Alcohol Fuel Cells. "Chemical Reviews",vol. 109. pp. 4183-4206, 2009. [11]. V. Singh, D. Joung, L. Zhai, S. Das, S.I. Khondaker, and S. Seal, Graphene based materials: Past, present and future. "Progress in Materials Science",vol. 56. pp. 1178-1271, 2011. [12]. R.J. Young, I.A. Kinloch, L. Gong, and K.S. Novoselov, The mechanics of graphene nanocomposites: A review. "Composites Science and Technology",vol. 72. pp. 1459-1476, 2012. [13]. C. Huang, C. Li, and G. Shi, Graphene based catalysts. "Energy



فایل مقاله
تعداد بازدید: 1143
تعداد دریافت فایل مقاله : 321