شماره ركورد
31595
پديد آورنده
زهرا اصلي بيگي
عنوان
بررسي عملكرد الكتروشيميايي نانوكامپوزيتهاي پلي آنيلين و مكسين نيكل عاملدار شده با مايع يوني مبتني بر ايميدازول
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي آلي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1403/07/14
استاد راهنما
دكتر حسين غفوري
استاد مشاور
ندارم
دانشكده
شيمي
چكيده
مكسينها كه از مشتقات ساختارهاي فاز مكس هستند، بهعنوان گروه جديدي از مواد دوبعدي، به دليل خواص فوقالعاده ذاتي خود، مورد استقبال بسياري از محققان قرار گرفتهاند. اين تركيبات به سبب ويژگيهايي از جمله هدايت الكتريكي بالا، پايداري شيميايي خوب و مساحت سطح بزرگ براي كاربردهاي مختلف بهويژه در حوزه ذخيرهسازي انرژي از جمله ابرخازنها مناسب هستند. اين دستگاهها به دليل ويژگيهايي نظير چگالي توان بالا، طول عمر چرخهاي طولاني و سرعت شارژ - دشارژ سريع بهعنوان يك فناوري نوظهور و پيشرفته در زمينه ذخيرهسازي انرژي مطرح شدهاند. در اين پاياننامه، به سنتز ساختار مكسين كاربيد نيكل و همچنين كاربرد آن بهعنوان ماده فعال در ابرخازن پرداخته ميشود. در ابتدا فاز مكس كاربيد نيكل سنتز و سپس مكسين آن توسط حذف شيميايي اتمهاي آلومينيم از فاز مكس ساخته شد؛ پس از آن مس (II) اكسيد را روي بستري از نانوكامپوزيت مكسين كاربيد نيكل و پلي آنيلين قرار داده و نانوكامپوزيت مكسين كاربيد نيكل/پلي آنيلين/ مس (II) اكسيد را سنتز ميكنيم. در نانوكامپوزيت ديگر نيز مكسين كاربيد نيكل، توسط مايع يوني مبتني بر ايميدازول عامل دار ميشود. با استفاده از نانوكامپوزيتهاي ساخته شده، الكترود ابرخازني تهيه كرديم كه داراي ويژگيهايي نظير پايداري خوب، سرعت شارژ - دشارژ مطلوب، ظرفيت بالا در ذخيره انرژي باشند. نانوكامپوزيتهاي حاصل توسط طيفسنجي فروسرخ (FT-IR)، طيفسنجي پراش اشعه ايكس (EDS)، آناليز XRD و تصاوير گرفته شده توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FE-SEM) مورد راستيآزمايي قرار گرفتند. در نهايت عملكرد الكتروشيميايي آنها، توسط آزمونهاي ولتامتري چرخهاي، شارژ - دشارژ گالوانواستاتيك و طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي بررسي شد. نانوكامپوزيتهاي Ni-Mxene/PANI/CuO و Ni-Mxene/Im-IL به ترتيب ظرفيت F/g 1017 و F/g 592.74 را در چگالي جريان A/g 1 نشان دادند.
تاريخ ورود اطلاعات
1403/07/22
عنوان به انگليسي
Electrochemical performance investigation of Polyaniline and imidazolium functionalized Ni-Mxene nanocomposites
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
زهرا اصلي بيگي
چكيده به لاتين
MXenes, as derivatives of the MAX phase structures, have gained significant attention as a new class of two-dimensional materials due to their remarkable intrinsic properties. These materials, characterized by high electrical conductivity, excellent chemical stability and a large surface area are particularly suitable for various applications, especially in energy storage devices such as supercapacitors. These devices are emerging as advanced energy storage technologies due to their high power density, long cycle life and fast charge-discharge capabilities. In this study, nickel carbide MXene was synthesized and utilized as an active material for supercapacitors. Initially, the MAX phase of nickel carbide was synthesized, followed by the chemical removal (etching) of aluminum atoms to produce the Mxene structure. Subsequently, copper (II) oxide (CuO) was deposited on a composite substrate of nickel carbide Mxene and polyaniline (PANI) to synthesize a nickel carbide Mxene/PANI/CuO nanocomposite. In another composite, nickel carbide Mxene was functionalized using an imidazole-based ionic liquid.
Supercapacitor electrodes were fabricated using these nanocomposites, which exhibited desirable properties such as good stability, high charge-discharge rate, and excellent energy storage capacity. The synthesized nanocomposites were characterized using Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). Finally, the electrochemical performance of the composites was evaluated using cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge testing and electrochemical impedance spectroscopy. The Ni-Mxene/PANI/CuO and Ni-Mxene/Im-IL nanocomposites demonstrated specific capacities of 1017 F/g and 592.74 F/g, respectively, at a current density of 1 A/g.
كليدواژه هاي فارسي
مكسين , ابرخازن , پلي آنيلين , مايع يوني
كليدواژه هاي لاتين
Mxene , Supercapacitor , Polyaniline , Ionic liquid
Author
Zahra Aslibeigi
SuperVisor
Hossein Ghafuri