Nikel modifiye nikel-demir kaplı grafit elektrodun karakterizasyonu ve bazik ortamdaki katalitik etkisi
Characterisation of a graphite electrode coated with a nickel-modified nickel-iron alloy and catalyti̇c effect i̇n an alkaline medium
Yazar: ALİ TOPAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SERAP TOPRAK DÖŞLÜ
Mardin Artuklu Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, alkali ortamda katalitik aktiviteyi ve hidrojen gazı üretimini artırmak için önce elektrokimyasal yöntemle grafit yüzey üzerine farklı oranlarda ikili nikel-demir alaşımı biriktirilmiş, daha sonra katalitik yeteneği yüksek olan oran üzerine farklı sürelerde nikel modifiye edilerek elde edilen yeni kompozit kaplamaların katalitik etkinliği elektrokimyasal yöntemlerle araştırılmıştır. Ayrıca, nikel modifiye elektrotun performansını artırmak için döngüsel voltammetri ve kronoamperometri yöntemleri kullanılmış ve nihai elektrotlar benzer elektrokimyasal yöntemlerle analiz edilmiştir. Elektrokimyasal analiz yöntemlerine ek olarak elektrokatalizörler 1,00 M KOH çözeltisinde elektroliz edildiğinde katotta açığa çıkan hidrojen gazı ölçülmüş ve deneysel sonuçlar karşılaştırıltığında döngüsel voltametri yöntemiyle elde edilen elektrotun katalitik etkinliğinin daha yüksek olduğu anlaşılmıştır. Bunun yanında taramalı elektron mikroskobu, x-ışını kırınımı ve enerji dağılımlı x-ışını spektroskopisi ile elektrokatalizörler karakterize edilerek incelenmiştir. Sonuç olarak; grafit elektrotun, %95 nikel ile %5 demir oran alaşımı ve bu alaşım üzerine 60 saniye süreyle nikel modifiye edilerek kaplanmasıyla, hidrojen oluşum reaksiyonu için elektrokatalitik performansının arttığı ve bu elektrokatalizörün yeteneğinin döngüsel voltametri tekniğiyle geliştirilebileceği belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, dual nickel-iron coatings with different compositions were deposited on the graphite surface by electrochemical method to increase the catalytic activity and hydrogen gas production in alkaline environment. Then, the catalytic efficiency of the new composite coating obtained by modifying nickel for different periods of time on the composition with high catalytic ability was investigated by electrochemical methods. In addition, cyclic voltammetry and chronoamperometry methods were used to improve the performance of the nickel modified electrode and the final electrodes were analyzed by similar electrochemical methods. In addition to electrochemical analysis methods, the hydrogen gas released at the cathode when the electrocatalysts were electrolyzed in 1.00 M KOH solution was measured and when the experimental results were compared, it was understood that the catalytic efficiency of the electrode obtained by cyclic voltammetry method was higher. Besides, electrocatalysts were characterized and examined by scanning electron microscopy, x-ray diffraction and energy dispersive x-ray spectroscopy. As a result, it was determined that the electrocatalytic performance of the graphite electrode for hydrogen formation reaction was increased by coating 95% nickel and 5% iron alloy and nickel modified on this alloy for 60 seconds and the ability of this electrocatalyst could be improved by cyclic voltammetry technique.