بررسی مقایسه ای اکسایش الکتروکاتالیستی برخی از الکل های مهم در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانوالیاف نیکل اکسید الکتروریسی شده

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

آزمایشگاه تحقیقاتی نانوشیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران

چکیده

در این پژوهش، نانوالیاف نیکل استات/پلی وینیل الکل (Ni(OAc)2/PVA) به روش الکتروریسی
تهیه شدند. در ادامه، با عملیات گرمایی مناسب، نانوالیاف نیکل اکسید (NiO NFs) به­دست آمدند. ریخت‌شناسی سطح و قطر نانوالیاف تهیه شده به­وسیله میکروسکوپی الکترون روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفتند. نتیجه­ها نشان دادند که رشته‌های بسیار بلند با قطر متوسط در حدود nm 90 برای NiO NFs به­دست آمدند. با استفاده از تجزیه وزن‌سنجی گرمایی (TGA)، دمای مناسب برای تکلیس در حدود C˚ 600 به­دست آمد. طیف‌بینی‌ فروسرخ
تبدیل فوریه (FT-IR) نشان داد که همه اجزای آلی نانوالیاف الکتروریسی‌شده پس از تکلیس خارج شدند. برای بررسی ساختار بلوری NiO NFs از پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده شد. فاز بلوری نانوالیاف نیکل اکسید، مکعبی تعیین شد.
با استفاده از هم‌دماهای جذب ـ واجذب نیتروژن (BET)، مساحت سطح NiO NFs در حدود m2/g  2/4 تخمین زده شد. رفتار الکتروشیمیایی الکترود خمیرکربن (CPE) اصلاح شده با NiO NFs به­وسیله روش‌های ولتامتری چرخه‌ای، طیف‌بینی امپدانس الکتروشیمیایی و کرونوآمپرومتری مورد مطالعه قرار گرفت. فعالیت الکتروکاتالیستی
الکترودهای اصلاح شده نسبت به اکسایش اتیلن گلیکول (EG)، اتانول و متانول در محیط قلیایی مورد مطالعه
قرار گرفت و نتیجه­های به دست آمده نشان داد که چگالی جریان کاتالیستی برای NiO NFs/CPE برای اکسایش EG  از الکل‌های دیگر بیش­تر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Qiang X., Li H., Zhang Y., Wang Z., Ba Z., Synthesis and Toughening Effect of SiC Nanowires Wrapped by Carbon Nanosheet on C/C Composites, J. Alloys Comp., 676: 245-250 (2016).

[2] Saber O., New Trend for Synthesizing of Magnetic Nanorods with Titanomaghemite Structure, J. Mag. Mag. Mater., 410: 10-17 (2016).

[3] مرادی پور، پوران؛ دبیریان، فرزاد؛ رجبی، لاله، "ساخت نانوالیاف مرکب و پیوسته سرامیکی با روش الکتروریسینشریه شیمی و مهندسی شیمی، (2)36: 35 تا 44، 1396.

[4] Golikand A.N., Shahrokhian S., Asgari M., Maragheh M.G., Irannejad L., Khanchi A., Electrocatalytic Oxidation of Methanol on a Nickel Electrode Modified by Nickel Dimethylglyoxime Complex in Alkaline Medium, J. Power Sour., 144(1): 21-27 (2005).

[6] Qi Z., Geng H., Wang X., Zhao C., Ji H., Zhang C., Zhang Z., Novel Nanocrystalline PdNi Alloy Catalyst for Methanol and Ethanol Electro-oxidation in Alkaline Media, J. Power Sour., 196(14): 5823-5828 (2011).

[7] Basu S.(Ed.), Recent Trends in Fuel Cell Science and Technology, Springer, New York (2007).

[10] Golikand A.N., Asgari M., Maragheh M.G., Shahrokhian S., Methanol Electrooxidation on a Nickel Electrode Modified by Nickel–Dimethylglyoxime Complex Formed by Electrochemical Synthesis, J. Electroanal. Chem., 588(1): 155-160 (2006).

[11] Cataldi T.R., Guerrieri A., Casella I.G., Desimoni E., Study of a Cobalt‐Based Surface Modified Glassy Carbon Electrode: Electrocatalytic Oxidation of Sugars and Alditols, Electroanal., 7(4): 305-311 (1995).

[13] Huang Z., Zhang Y., Kotaki M., Ramakrishna S., A Review on Polymer Nanofibers by Electrospinning and Their Applications in Nanocomposites, Comp. Sci. Technol., 63(15): 2223-2253 (2003).

[14] Liao Y.Y., Chou T.C., An Amperometric Alcohol Sensor by Using Electroless Nickel as Working Electrode, Electroanal., 12(1): 55-59 (2000).

[15] Basri S., Kamarudin S.K., Daud W.R.W., Yaakub Z., Nanocatalyst for Direct Methanol Fuel Cell (DMFC), Int. J. Hydrogen Energy, 35(15): 7957-7970 (2010).

[16] Hosseini S.R., Kamali-Rousta M., Preparation of Electro-Spun CuO Nanoparticle and Its Application for Hydrazine Hydrate Electro-Oxidation, Electrochim. Acta, 189: 45-53 (2016).

[17] Hosseini S.R., Ghasemi S., Kamali-Rousta M., Preparation of CuO/NiO Composite Nanofibers by Electrospinning and Their Application for Electro-Catalytic Oxidation of HydrazineJ. Power Sour., 343: 467-476 (2017).

[18] Hosseini S.R., Ghasemi S., Kamali-Rousta M., Nabavi S.R., Preparation of NiO Nanofibers by Electrospinning and Their Application for Electro-Catalytic Oxidation of Ethylene Glycol, Int. J. Hydrogen Energy, 42(2): 906-913 (2017).

[19] Wee G., Soh H.Z., Cheah Y.L., Mhaisalkar S.G., Srinivasan M., Synthesis and Electrochemical Properties of Electrospun V2O5 Nanofibers as Supercapacitor Eectrodes, J. Mater. Chem., 20(32): 6720-6725 (2010).

[20] Newkirk A.E., Thermogravimetric Measurements, Anal. Chem., 32(12): 1558-1563 (1960).

[21] Shao C., Yang X., Guan H., Liu Y., Gong J., Electrospun Nanofibers of NiO/ZnO Composite, Inorg. Chem. Commun., 7(5): 625-627 (2004).

[22] Barakat N.A., Khil M.S., Sheikh F.A., Kim H.Y., Synthesis and Optical Properties ofTwo Cobalt Oxides (CoO and Co3O4) Nanofibers Produced by Electrospinning Process, The J. Phys. Chem. C, 112(32): 12225-12233 (2008).

[23] Vijayakumar S., Nagamuthu S., Muralidharan G., Supercapacitor Studies on NiO Nanoflakes Synthesized Through a Microwave Route, ACS Appl. Mater. Inter., 5(6): 2188-2196 (2013).

[24] Smart L.E., Moore E.A, “Solid State Chemistry: An Introduction, Fourth Edition”, CRC Press, UK (2012).

[25] Aravindan V., Kumar P.S., Sundaramurthy J., Ling W.C., Ramakrishna S., Madhavi S., Electrospun NiO Nanofibers as High Performance Anode Material for Li-ion Batteries,J. Power Sour., 227: 284-290 (2013).

[26] Ferreira C.S., Passos R.R., Pocrifka L.A., Synthesis and Properties of Ternary Mixture of Nickel/Cobalt/Tin Oxides for Supercapacitors, J. Power Sour., 271: 104-107 (2014).

[27] Fleischmann M., Korinek K., Pletcher D., The Oxidation of Organic Compounds at a Nickel Anode in Alkaline Solution, J. Electroanal. Chem. Inter. Electrochem., 31(1): 39-49 (1971).

[28] Duraisamy N., Numan A., Fatin S.O., Ramesh K., Ramesh S., Facile Sonochemical Synthesis of Nanostructured NiO with Different Particle Sizes and Its Electrochemical Properties for Supercapacitor Application, J. Coll. Inter. Sci., 471: 136-144 (2016).

[30] Cardoso W.S., Dias V.L., Costa W.M., de Araujo Rodrigues I., Marques E.P., Sousa A.G., Zhang J., Nickel-Dimethylglyoxime Complex Modified Graphite and Carbon Paste Electrodes: Preparation and Catalytic Activity Towards Methanol/Ethanol Oxidation, J. Appl. Electrochem., 39(1): 55-64 (2009).