جلال ارجمندی

تکامل مداوم به سمت دستگاه‌های الکترونیکی با بازدهی بالا با خواص سبز و مقاومت مکانیکی، تقاضای جدید را برای الکترودهای نانوکامپوزیت ایجاد کرده است. در این پژوهش، روش کارآمد سنتز الکتروشیمیایی در طراحی الکترودهای جدید نانوکامپوزیتی گرافن اکسایدکاهش یافته و پلیمر ایندول که توسط نانوساختارهای -MnO2 و V2O5 اصلاح شده است به کار گرفته شده است. سنتز نانوذرات V2O5 به روش کند و سوز لیزری با استفاده از یک لیزر تارنوری نانوثانیه در محیط مایع (LAL) انجام شد. همچنین نانوساختار -MnO2 به روش واکنش حالت جامد ساخته شد. الکترودهای ساخته شده با استفاده از روش‌های فیزیکی و الکتروشیمیایی مشخصه‌یابی شدند. جهت بررسی تاثیر ویژگی-های مورفولوژیکی سطح بر عملکرد الکتروشیمیایی (EC) الکترودهای نانوکامپوزیتی، مطالعات مورفولوژی سطح با استفاده از تحلیل داده‌های آنالیز میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) انجام پذیرفت. این مطالعات نشان داد که حضور نانوذرات منجر به فشردگی بیشتر و مورفولوژی سطحی منسجم با زبری و بی‌نظمی بیشتر می‌شود. مطالعات الکتروشیمیایی الکترودهای طراحی شده شامل ولتامتری چرخه ای (CV)، شارژ-دشارژ گالوانوستاتیک (GCD) و پایداری چرخه-ای، در سیستم‌های سه و دو الکترودی مورد بررسی قرارگرفت. در نهایت، دو ابرخازن نامتقارن rGO//rGO/PIND/V2O5 (ASCs) و rGO//rGO/PIND/-MnO2 و یک ابرخازن متقارن (SSCs) با استفاده از الکترود rGO/PIND/-MnO2 ساخته شدند. دستگاه نامتقارن rGO//rGO/PIND/-MnO2 ظرفیت خازنی ویژه (CS) قابل توجه Fg-1 165، چگالی انرژی Wh kg-15/51 و چگالی توان kW kg-1 7/3 در Ag-10/5 گرم، حفظ %7/95 از ظرفیت اولیه پس از 10000 چرخه و با پنجره پتانسیل گسترده 50/1 ولت را نشان داد. علاوه بر آن، دستگاه متقارن طراحی شده با استفاده از الکترود rGO/PIND/-MnO2 چگالی انرژی Wh kg-1 5/28 و چگالی توان kW kg-18/6 در A g-1 0/5 با حفظ ظرفیت ٪8/92 پس از 10000 چرخه را نشان داد.

چکیده: طراحی و سنتز خلاقانه چارچوب های آلی-فلزی (MOF ها) می تواند فرصتی بی نظیر برای پیشرفت های آتی دستگاه های ذخیره سازی انرژی فراهم کند. در این پژوهش، به منظور طراحی و ساخت ابرخازن هایی کارآمد بر پایه MOF ها، رویکردی متاثر از مطالعات فیزیکی، شیمیایی و الکتروشیمیایی دنبال شد. در گام اول، جهت انتخاب بستری مناسب برای سنتز و مشخصه یابی MOF ها، بستره های رسانای فوم نیکل و لایه های نازک اکسید ایندیوم آلائیده با قلع (ITO) در ضخامت های مختلف مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند. بستره فوم نیکل با برخورداری از سطحی متخلخل و مساحت سطح ویژه بالا همراه با هدایت الکتریکی عالی به عنوان بستره الکترودهای ابرخازنی انتخاب شد. از طرفی مشخصه یابی لایه های ITO ساخته شده به روش تبخیر با باریکه الکترونی (EB) در ضخامت های مختلف (nm 50، nm 100 و nm 140) به روش های فیزیکی و الکتروشیمیایی انجام شد. علاوه بر نتایج آنالیزهای الکتروشیمیایی، نتایج مطالعات ساختار بلوری، آماری، ریخت شناسی و فرکتالی نشان دادکه لایه ITO 140 نانومتری با برخورداری از ویژگی های سطحی قابل قبول، بستری مناسب جهت مطالعات فیزیکی مواد فعـّال الکترودهای ابرخازنی می باشند به طوری که لایه ایجاد شده از مواد فعـّال الکترودی با برخورداری از ناهمواری سطحی غیر متاثر از بستره می تواند جهت بررسی های ساختار بلوری، آماری و ریخت شناسی سطح مورد استفاده واقع گردد. در مرحله دوم، روش یک مرحله ای، درجا، فاقد چسب و زیست سازگار هیدروترمال برای سنتز و ساخت الکترودهای چارچوب های آلی-فلزی ترکیبی (دو فلزی) Ni/Co-BTC و Ni/Zn-BTC و چارچوب های آلی-فلزی (تک فلزی) Ni-BTC، Zn-BTC و Co-BTC به کار گرفته شد. مشخصه یابی الکترودهای چارچوب آلی-فلزی با استفاده از روش های پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، طیف سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز طیف سنجی پاشندگی انرژی پرتو ایکس و نگاشت عنصری (EDX-Mapping) و اندازه گیری سطح ویژه و توزیع اندازه منافذ نمونه (BET و BJH) انجام شد. نتایج حاصل از مشخصه یابی ها نشان داد که الکترودهای Ni/Co-BTC و Ni/Zn-BTC با برخورداری از ویژگی هایی همچون بافت سطحی منسجم تر و همسانگرد تر با اندازه بلورک های کوچک تر، سطوح ناهموارتر و متخلخل تر همراه با اب

امروزه تعیین جنسیت و ...

امروزه با افزایش تقاضای انرژی، از بین رفتن سوختهای فسیلی وگرمایش جهانی، توجه محققین به سیستمهای ذخیره انرژی سبز و پایدار توسعه یافته است. در میان سیستمهای گوناگون ذخیره انرژی، ابرخازنها به عنوان یکی از کاندید-های امیدوارکننده به علت دانسیته توان بالا، فرایند شارژ-دشارژ سریع، چرخهی عمر طولانی و سازگار با محیط زیست شناخته شده است. در ابتدای این رساله و به منظور کسب مهارت در سنتز، شناسایی وتوصیف نانوکامپوزیتی پلیمرهای رسانا، نانوکامپوزیتهای پلیمر ارتوآمینوفنل به وسیله الکتروپلیمریزاسیون درجا با استفاده از نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید و روی اکسید بر روی الکترود طلا (Au) سنتز شدند. پلی ارتو-آمینوفنل، پلی ارتوآمینوفنل/تیتانیوم دی اکسید و پلی ارتوآمینوفنل/روی اکسید به وسیله روش ولتامتری چرخهای (CV)، طیف سنجی تبدیل فوریه زیر قرمز (FT-IR)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی الکترونی عبوری (TEM) و طیف سنجی پراش انرژی پرتو اشعه ایکس (EDX) بررسی شدند. در طی رشد پلیمر روی سطح الکترود طلا با روش الکتروپلیمریزاسیون درجا، رفتار متفاوت و مقادیر پتانسیلی الکترود ردوکس متفاوت برای پلی ارتو-آمینوفنل/تیتانیوم دی اکسید و پلی ارتوآمینوفنل/روی اکسید با پلی ارتوآمینوفنل مشاهده شد. در پژوهش دوم، یک نانوکامپوزیت پلیمری رسانای سهتایی جدید تحت عنوان گرافن اکساید کاهش یافته/پلی(1،5-دی هیدروکسی نفتالن)/تیتانیوم دی اکسید (RGO/PDHN/TiO2) به صورت الکتروشیمیایی بر روی الکترود طلا برای کاربردهای ابرخازن سنتز شد. RGO/PDHN/TiO2به وسیله FESEM، FT-IR، EDX و پراش اشعه ایکس (XRD) مشخصه سازی شد. عملکرد الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده نانو کامپوزیت پلیمر در M 0/1 HClO4 به وسیله روشهای الکتروشیمیایی گوناگون از قبیل CV، شارژ-دشارژ گالوانواستاتیک (GCD) و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مورد بررسی قرار گرفت. RGO/PDHN/TiO2 ظرفیت خازنی ویژه بزرگ F g-1556 در مقایسه با (F g-1 432)RGO/PDHN و (F g-1 223) PDHN در دانسیته جریان A g-14/2 نشان داد. نانوکامپوزیت RGO/PDHN/TiO2 پایداری بیشتری از پلیمرهای دیگر بعد از 1700چرخه میدهد و حدود 74% از مقادیر ظرفیت خازنی اولیه باقی میماند. در پژوهش سوم، نانوکامپوزیت پلیمری رسانای سه تایی جدید دیگری تحت عنوان گرافن اکساید کاهش یافته/پلی ایندول/گاما-اکسید آلومینیوم (RG

نانوکامپوزیت های پلیمری رسانا شامل پلیمر یا کوپلیمر هایی هستند که در بافت خود نانو موادی مانند نانومواد کربنی نانوذرات اکسید فلزی و سایر نانومواد را دارند.... ادامه چکیده را در مستندات دنبال فرمایید...

پلیمرهای رسانا با توجه به خواص الکتریکی ویژه ای که دارا می باشند در موارد زیادی به کار گرفته می شوند. هدف کار پژوهشی حاضر تهیه نانوکامپوزیت پلیمرهای رسانا (نظیر پلی پیرول و پلی آنیلین) و بررسی کاربرد آن ها در تصفیه پساب و پوشش های ضدخوردگی می باشد. در فرآیند الکترو- فنتون، به عنوان یکی از روش های پیشرفته تصفیه پساب، تولید الکتروشیمیایی H2O2 یکی از مهمترین چالش ها می باشد. از آنجاییکه در فرآیند الکترو- فنتون تولید H2O2در سطح کاتد صورت می گیرد، انتخاب الکترود مناسب و اصلاح آن به منظور افزایش تولید H2O2ضروری به نظر می رسد. در این راستا طی دو کار تحقیقی متفاوت، اصلاح الکترود-های گرافیت و فولاد ضد زنگ با استفاده از نانوکامپوزیت پلی پیرول و پلی آنیلین با نانولوله های کربنی چند دیواره صورت گرفت. ترسیب نانوکامپوزیت بر روی الکترود به روش الکتروشیمیایی و با اعمال پتانسیل ثابت انجام شد. در کار تحقیقی اول الکترود گرافیت با استفاده از نانوکامپوزیت پلی پیرول/ نانولوله های کربنی چند دیواره اصلاح گردید. پارامترهای موثر در تولید الکتروشیمیایی H2O2، از قبیل مقدار نانولوله کربنی،pH اولیه محیط و مقدار پتانسیل اعمالی مورد بررسی قرار گرفتند. نانولوله کربنی با غلظت اولیه 5/2% وزنی، pH با مقدار 3 و پتانسیل 55/0- ولت به عنوان مقادیر بهینه به دست آمد. در نهایت کاربرد الکترود اصلاح شده، در فرآیند الکترو-فنتون به منظور حذف رنگ BB-41 مورد بررسی قرار گرفت. در کار تحقیقی دوم از فولاد ضدزنگ، با توجه به ویژگی های خاص آن، به عنوان الکترود پایه برای تولید H2O2استفاده شد. اصلاح فولاد ضدزنگ با استفاده از نانوکامپوزیت پلی آنیلین/ نانولوله های کربنی چند دیواره صورت گرفت. با استفاده از روش رویه پاسخ (RSM) تولید H2O2 مدلسازی و پارامترهای موثر در آن بهینه سازی شد. مقدار نانولوله کربنی با غلظت اولیه 2% وزنی، 2=pH و پتانسیل اعمالی 6/0- به عنوان مقادیر بهینه به دست آمد. الکترود اصلاح شده، به عنوان کاتد در فرآیند الکترو-فنتون برای تخریب رنگ RhB مورد استفاده قرار گرفت. غلظت Fe2+ نیز به عنوان یکی دیگر از پارامترهای موثر در فرآیند الکترو-فنتون بهینه گردید. در کار تحقیقی سوم کاربرد پلی پیرول و نانوکامپوزیت آن با نانوذرات Al2O3، ZnO، TiO2، CeO2 و SnO2 به عنوان پوشش ضدخوردگی مورد بررسی قرار گرفت. رفتار خوردگی فولاد ن

یکی از کارآمدترین روش های تصفیه و حذف آلاینده های یونی، استفاده از روش تعویض تبادل یونی الکتروشیمیایی می باشد. در این پژوهش از روشی استفاده گردید که بدون تولید محصول جانبی مضر، در تصفیه آب مثمرثمر گردد. این پژوهش در سه بخش گردآوری شد، که در بخش اول به مقایسه عملکرد دوپنتهای کلر، پرکلرات و سولفات بر پلیمر رسانای پلی آنیلین(PANI) در حذف نیترات در راکتور دوقلو پرداخته شد. پلیمرها به طریقه الکتروشیمیایی بر روی الکترود پلاتین در سه محیط اسیدی مختلف سنتز شدند و روش معاوضه یونی بوسیله روش کولومتری در پتانسیل کنترل شده انجام گردید. متغیرهای مستقل درروش پاسخ سطح متکی بر طراحی مرکب مرکزی، pH و غلظت اولیه محلول نیترات (mg/L) بودند. بیشترین بازده در حذف نیترات برای پلی آنیلین دوپ شده با سولفات (PANI-SO4) حاصل گردید، که 87% یونهای نیترات را در شرایط بهینه غلظت mg/L 88، پتانسیل 5/1 ولت و 6:pH حذف نمود. سینتیک حذف نیترات بوسیله روش تعویض تبادل یونی الکتروشیمیایی توسط پلی آنیلین دوپ شده با سولفات(PANI-SO4) بررسی گردید که نتایج نشان داد سینتیک این روش از مدل نفوذ درون ذره ای تبعیت می کند. همچنین مشخص گردید که پس ازسه سیکل متوالی احیا-استفاده مجدد، توانایی حذف نیترات بالای 60% است. در بخش بعدی، توانایی پلی آنیلین، پلی ارتوکلروآنیلین، پلی ارتو فنتیدین (POP) و پلی آنیسیدین بر حذف یونهای نیترات در راکتور تک خانه ارزیابی گردید. با توجه به بخش اول، از سولفات به عنوان دوپنت در سنتز پلیمرها استفاده گردید. پلیمرها بر روی الکترود طلا به روش الکتروشیمیایی سنتز گردیدند. هدف بررسی توانایی استخلافات در موقعیت یکسان فضایی بود. متغیر ها در روش طراحی مرکب مرکزی شامل pH، غلظت و پتانسیل اعمال شده بودند. ارتوفنتیدین بیشترین مقدار حذف نیترات را انجام داد به طوری که در شرایط بهینه 82/5:pH، غلظت mg/L78/93 و پتانسیل V34/1 مقدار 11/85% یونهای نیترات را حذف نمود. با آنالیز COD، مشخص گردید که هیچ گونه اثری از پلیمر و ترکیبات آلی در آب تصفیه شده مشاهده نمی گردد که ایمنی روش به کار گرفته شده را تایید نمود. POP در آب طبیعی بازده حذف نیترات 40% داشت. در بخش سوم توانایی نانوکامپوزیت های شامل POP کوپل شده با ارتوانیسیدین(OA)، ارتو تولوئیدین (OT) همراه با نانوذرات اکسید مغناطیسی آهن و اکسید تیتانیوم POPOA/Fe3O4 ،POP

---