Yeni tür elektroaktif polimerler kullanılarak karbondioksit gazının foto/elektrokimyasal indirgenme sürecinin incelenmesi
The examinig of the photoelectrochemical reduction of co2 gas by using the new types of electroactive polimers
Yazar: EFSUN KESKİNER
Danışman: PROF. SERMET KOYUNCU
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Kaynakları ve Yönetimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Endüstriyel gelişim sonucunda ortaya çıkan CO2 emisyonlarının artışının doğaya ve insanlara zarar verdiği bilinmektedir. Bu çalışmada CO2'i indirgeyerek yeni bir enerji kaynağı ortaya çıkmasını sağlamak için yöntem olarak HCQE, PE4, HP102 polimerleri elektrokimyasal yöntemlerle platin yüzeye kaplanarak , foto-elektrokimyasal yöntemle indirgenme işlemleri gerçekleştirilmiştir. İndirgenme işlemi sonucunda film yüzeyindeki polimer yapısının değişimini gözlemlemek için reflektans modunda Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) yöntemi kullanılmıştır. Bu ölçümlere destekleyici olarak film yüzeyinde UV-Vis absorbsiyon tekniği kullanılarak indirgenme sonucundaki değişimler gözlenmiştir. Bunun yanında kaplanan polimer filmlerde, karbondioksitin indirgenmesinin morfoloji üzerine etkisi Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) tekniğiyle incelenmiştir ve bu polimer filmlerin morfoloji değişimi gözlemlenmiştir. FT-IR analizine göre, HCQE ve PE4 film yüzeylerinde CO2 indirgenmesi sonucuna bağlı olarak CO2     bağ titreşimleri 880 ve 850 cm-1 de iki farklı pik gözlenmiş ancak HP102 polimerinde herhangi bir değişim gözlenememiştir. AFM analizine göre, CO2 indirgenme işlemi uygulanmadan önce HCQE, PE4, HP102 polimer filmlerin yüzey pürüzlülük (RMS) değerleri sırasıyla 4.38, 9.70,4.38 nm iken CO2 indirgenmesinden sonra ise 8.37, 10.68, 6.31 nm olarak tespit edilmiştir. UV-Vis analizi sonucunda kullanılan polimer filmlerine CO2 indirgenmesine bağlı olarak CO2 tutunması sonucunda film yüzeyinde indirgenmiş olan ürünler polimeri kısmen yükseltgeyerek absorbsiyonu kırmızıya kaydırmıştır.

Abstract:
It's known that the rise in CO2 emission occurred as a result of industrial development damages the human being and the nature. In this study, in order to develop a new energy resource by reducing CO2,  HCQE, PE4, HP102 polymers were coated on the platinum plate surface by electrochemical deposition, reduction processes were realized by   photoelectrochemical reduction. FT-IR measurements in reflectance mode were carried out in order to detect changes in the structure of the polymers. In order to support these measurements, by employing UV-Vis absorption technique, changes resulting from the reduction of polymers were observed. Besides, the effect of carbon dioxide reduction over the morphology of the films deposited onto platinum plate surface was investigated by using Atomic Force Microscopy (AFM) and the changes in the morphology of these polymers were observed. According to FT-IR analysis, on the HCQE and PE4 film surfaces, related to the result of reduction of CO2, two different peaks at 880 and 850 cm -1 as carbon dioxide bond vibrations were observed but for HP102 polymer no vibration change was observed. According to AFM analysis, before the application of CO2 reduction, the surface roughness values of HCQE, PE4, HP102 polymers were calculated as 4.38, 9.70,4.38 nm respectively but after the CO2 reduction, these values were measured as 8.37, 10.68, 6.31 respectively. As a result of UV-Vis analysis, due to CO2 reduction, and as a result of the CO2 attachment to the surface of used polymer films, products reduced on the film surface resulted in a shift in the absorbance to the red by oxidation of the polymer.