ZnO/ERGO/ITO nanokompozit elektrotların elektrokimyasal olarak hazırlanması ve karakterizasyonu
Electrochemical synthesis and characterization of ZnO/ERGO/ITO nanocomposite electrodes
Yazar: EFTADE PINAR GÜR
Danışman: DOÇ. DR. TUBA ÖZNÜLÜER
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Sıra düzenli çiçek benzeri ZnO/elektroindirgenmiş grafen oksit (ZnO/ERGO) nanokompozitler, oda sıcaklığında grafen oksit (GO) ve Zn2+ iyonlarını içeren sulu bir karışımdan elektrokimyasal ko-depozisyon metodu ile ilk kez elektrot yüzeyinde sentezlendi. Bir basamaklı katodik elektrokimyasal depozisyon ile sıra düzenli çiçek benzeri ZnO'in oluşumu esnasında eş zamanlı olarak grafen oksitte grafene elektrokimyasal olarak indirgendi. ZnO/ERGO kompozitlerin morfolojik ve yapısal özellikleri Taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını kırınımı (XRD), X-ışını fotoelektron spektroskopi (XPS), Enerji dağılımlı X-ışını analizi (EDX), Raman spektroskopi ve fotoakım ölçümleri ile karakterize edildi. Kompozit materyaldeki hızlı yük iletimi ve çiçek benzeri ZnO/ERGO'in yüksek derecedeki kristal yapısından dolayı hızlı ve tek düze fotoakım cevaplar elde edildi. ZnO/ERGO kompozit modifiye ITO elektrotun elektrokimyasal performansı amperometrik teknik ile incelendi ve sonuç elektrot 0,9962 korelasyon katsayısı ve kısa cevap süresi (<5 s) ile 3,7 ve 66,6 μM lineer cevap aralığında -700 mV'da hidrojen peroksite (H2O2) karşı mükemmel bir performans gösterir. Sonuçlar, bu ZnO/ERGO kompozitlerin saf ZnO çiçekleriyle karşılaştırıldığında önemli derecede yüksek bir elektrokatalitik etki gösterdi. Artan elektrokatalitik performans ZnO çiçekleri ve ERGO tabakaları arasındaki sinerji etkiye atfedilebilir.

Abstract:
Hierarchical flower-like ZnO/electroreduced graphene oxide (ZnO/ERGO) nanocomposites were synthesized on the ITO electrode surface for the first time through electrochemical co-deposition method from a aqueous mixture containing graphene oxide (GO) and Zn2+  ions at room temperature. During the formation of hierarchical flower-like ZnO nanostructures by one-step cathodic electrochemical deposition, the graphene oxide was electrochemically reduced to graphene simultaneously. The morphological and structural properties of the ZnO/ERGO composites were characterized by Scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Energy dispersive X-ray analysis (EDX), Raman spectroscopy and photocurrent measurement. Due to rapid charge transport in the composite materials and the highly crystalline structure of flower-like ZnO/ERGO, the photocurrent responses are exhibited fast and uniform. The electrochemical performance of the ZnO/ERGO composite modified ITO was investigated by amperometric technique, and the resulting electrode displays excellent performance towards hyrogen peroxide (H2O2) at -700 mV in the linear response range from 3,7 to 66,6 μM, with correlation coefficient of 0,9962 and short response time (<5 s). Results show that the ZnO/ERGO composites exhibited a remarkably enhanced electrocatalytic efficiency compared to pure ZnO flowers. The cause of the enhanced electrocatalytic performance could be ascribed to the synergistic effect between ZnO flowers and ERGO sheets.