Nano çubuk sentezi ve elektro-katalitik aktivitesinin belirlenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2012

Öğrenci: ULDANA ZHUMATAYEVA

Danışman: NİYAZİ ALPER TAPAN

Özet:

Bu tez çalışmasının ilk aşamasında, doğrudan etanol yakıt hücresi için dayanıklı elektro-katalizör geliştirmek amacıyla, seryum oksit (CeO2) destek maddesi araştırılmıştır. Seryum oksitin morfolojik yapısının hazırlama tekniği ile değiştiği ve bunun da elektro-katalitik mekanizmaları değiştirdiği bilindiğinden, bu çalışmada hidrotermal sentez yöntemi kullanılarak seryum oksit nano çubuk elde edilmiştir. Hidrotermal metotla hazırlanmış seryum oksit (CeO2(HT)) katalizörünün, üç elektrotlu hücrede CO ve etanol electro-oksidasyonuna karşı aktiviteleri, amonyum seryum nitrat'ın doğrudan kalsinasyonu ile (CeO2(K)) hazırlanmış seryum oksit ile kıyaslanmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, farklı yöntemler ile hazırlanan seryum oksit destek malzemesinin kullanıldığı kompozit elektro-katalizörler, ağırlıkça %5 ve %10 PtRu/C eklenerek ıslak emdirme yöntemi ile hazırlanmıştır. CeO2'nin etkisini kıyaslayabilmek amacıyla CeO2'nin yerine aktif karbon kullanılarak yine aynı PtRu/C ağırlık oranlarında ve yine ıslak emdirme tekniği ile katalizörler elde edilmiştir. Hidrotermal sentez yöntemi ile elde edilen seryum oksitin yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ile incelendiğinde düzensiz yaklaşık 1.m boyutunda ve 200 nm çapında nano çubuk yapılar görülmektedir. Buna karşın kalsinasyon yöntemi ile elde edilen (CeO2(K)) yaklaşık 400 nm boyutunda partiküler yapıya sahiptir. Enerji dağıtım X-ışını spektroskopisi ile elde edilen sonuçlara göre CeO2(HT), CeO2(K)'e göre oldukça yüksek oksijen stokiyometrisine sahiptir. Yapılan tüm elektrokimyasal analiz sonuçlarına göre %10PtRuC/(CeO2(HT)) üzerinde en yüksek CO ve etanol elektro-oksidasyon aktivitesi elde edilmiştir.