تولید نانو ذرات کربنی متخلخل از پیش ماده های نانوهیبرید گالات لایه ای روی و بررسی کاربردآن به عنوان کاتالیست کاتد پیل سوختی پلیمری

هیدروکسیدهای فلزی فاز آلفا –LH)α( مواد لایه­ای هستند که ساختاری شبیه به هیدروکسیدهای لایه­ای معروف­تر LDH دارند. –LHα و نانوهیبریدهای آن­ها پیش ماده­های مناسبی برای ساخت نانوساختارهای اکسیدی فلزی دوپ شده و دوپ نشده، فلزات و آلیاژهای فلزی، هم­چنین، برای مواد کربنی و کامپوزیت­های کربن و اکسید فلزات هستند. در این­ مقاله به روش سنتز هم رسوبی، نانو هیبرید آلی- معدنی هیدروکسیدی لایه­ای فاز آلفا با استفاده از نیترات هیدروکسید روی (Zn۵(OH)۸(NO۳)۲) تولید گردید و فلزات واسطه­ای همچون Al۳+,Fe۲+,Co۲+,Ni۲+درون ساختار آن دوپ شد و منبع کربنی گالیک اسید بین لایه­های آن افزوده شد، سپس نانوهیبرید ایجاد شده در دمای ۱۰۰۰ و ۹۰۰ درجه سانتی گراد در اتمسفر خنثی نیتروژن، عملیات حرارتی شده و منجر به تولید مواد کربنی به همراه اکسیدهای فلزی گردید. در انتها برای از بین بردن اکسید­های فلزی تولید شده، محصول اسید شویی شد. کاربرد ماده کربنی تولید شده به­عنوان الکتروکاتالیست در کاتد پیل سوختی پلیمری بررسی شد. در همه الکترودها به دلیل وجود کربن متخلخل و هم­چنین، نیتروژن موجود در ساختار کربن، انتقال الکترون بهتر و واکنش احیای اکسیژن سریع­تر انجام شد. پتانسیل های مدار باز بدست آمده از آنالیز LSV مقادیری در رنج V۱/۱-۹/۰ برای همه کاتالیست­های فلزی غیر گرانبها نشان داد. این مقادیر به مقدار تئوری احیای پتانسیل استاندارد اکسیژن (V۲/۱)بسیار نزدیک بوده است. دانسیته جریان تبادلی برای تمامی الکترودها مضربی از۴-۱۰ یا ۵-۱۰ ویا ۶-۱۰ و   هم­چنین، شیب تافلی بدست آمده برای بیش­تر الکترودها در محدوده­ mv/dec۱۰۰تا ۱۴۰ بوده که بسیار نزدیک به پلاتین می­باشد.

Keywords:

هیدروکسید لایه ای فاز آلفا , نانو هیبرید آلی- معدنی , پیل سوختی پلیمری , کاتد , ولتامتری روبشی خطی