خطی بودن شکل برحسب بیانگر این است که این فرایند کنترل شده با نفوذ می­باشد.
۴-۲-۱ آنالیز الکتروشیمی الکترودهای اصلاح شده
از ولتامتری چرخه­ای (CV)[62] برای مطالعه­ خواص الکتروشیمی الکترود اصلاح شده در مقایسه با الکترود اصلاح نشده استفاده شد. در این مرحله از سرعت الکترودها را در محلول نیکل کلراید ۱/۰ مولار قرار داده و به مدت ۱۰ دقیقه بر روی همزن باrpm 150 قرار داده، سپس با آب مقطر آن را شستشو می­دهیم. فرایند تبادل یونی بین Ni2+ نانوزئولیت و کاتیون­های الکترولیت اتفاق می­افتد، این فرایند تبادل یونی منجر به انتقالNi2+ به سطح الکترود شده، جایی که بتواند به بخش­های هادی سطح الکترود دست یابد ]۷۲[.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل ۴-۱۰ ولتامتری چرخه­ای الکترود (a) CPE و الکترودSAPO/CPE 25% (b) بعد از قرارگرفتن در محلول ۱/۰ مولار نیکل کلراید و به همراه ولتامتری چرخه­ای قبل از گذاشتن الکترودها در محلول ۱/۰ مولار نیکل کلراید
شکل اصلی ۴-۱۰ ولتامتری چرخه­ای الکترود CPE و SAPO/CPE 25% در محلول ۱/۰ مولار NaOH در محدوده­ پتانسیل ۰ تا ۸/۰ ولت E/Vvs.Ag|AgCl|KCl (3M) با سرعت اسکنmV/S 20 بعداز قرار دادن در محلول نیکل کلراید ۱/۰ مولار می­باشد؛ همانطور که دیده می­ شود بیشترین جریان (یعنی μA312) برای الکترود SAPO/CPE قرار گرفته شده در محلول نیکل (Ni-SAPO/CPE) بدست آمد. تفاوت بین رفتار الکتروشیمی Ni/SAPO/CPE و الکترود خمیر کربن به جایگاه و تحرک یون +۲Ni در مکان­های این دو الکترود مربوط است؛ چنین انتظار می­رفت به دلیل وجود حفرات و کانال­های بزرگ و مهاجرت سریع یون­ها درکانال­های نانو غربال مولکولی سیلیکوآلومینوفسفات نفوذ یون­های +۲Ni بسیار سریعتر باشد ]۸۵[ . شکل الحاقی ۴-۱۰ رفتار الکترودها قبل از قرارگیری در محلول نیکل کلراید را نمایش می­دهد که هیچ پیکی ملاحظه نمی­ شود.
پاسخ­های ولتامتری الکترودهای اصلاح شده نانوسیلیکوآلومینوفسفات در نسبت­های ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵، ۳۰W/W% نسبت به پودر گرافیت در ولتامتری چرخه­ای با حضور غلظت­های متفاوت متانول در محلول قلیایی مطالعه شد. همانطور که پیش­تر عنوان شد، ولتامتری چرخه­ای اکسیداسیون متانول بر روی الکترودهای اصلاحی، بالاترین جریان آندی اکسیداسیون روی الکترود با SAPO 25 درصد W/W مشاهده گردید. بنابراین الکترودهای تهیه شده در درصد ۲۵وزنی/وزنی نسبت به گرافیت به عنوان الکترود بهینه انتخاب گردید. با افزایش درصد وزنی بیشتر از ۲۵، مقاومت الکترود افزایش می­یابد، درنتیجه جریان آندی اکسیداسیون متانول کاهش می­یابد. در درصدهای وزنی کمتر از درصد بهینه، مقدار نانو غربال مولکولی کاهش می­یابد در نتیجه حفرات وکانال­های در دسترس +۲Ni کاهش خواهد یافت. در این شرایط تعداد NiOOH فعال در جایگاه­ها کمتر خواهد شد که منجر به کاهش دانسیته­ی جریان اکسیداسیون متانول و پاسخ الکترود می­گردد ]۴۴،۳۳،۷۰[.
شدت جریان پیک / میلی آمپر
شکل۴-۱۱ مقایسه­ شدت جریان پیک آندی الکترودهای اصلاح شده در حضور و در غیاب متانول
شکل ۴-۱۲ a چرخه ولتامتری Ni/NSAPO/CPE در سرعت اسکن­های کمتر از ۳۰۰میلی­ولت بر ثانیه در محلول ۱/۰ مولارNaOH، b شکل Ep بر حسب Log υ برای پیک­های آندی (a) و کاتدی (b) ولتامتری چرخه اینمایش داده شده در قسمت a.c وابستگی جریان­های پیک­های آندی و کاتدی به سرعت اسکن در سرعت اسکن­های کمتر(۵ تا ۷۵ میلی­ولت بر ثانیه). dشکل جریان­های پیک­های آندی و کاتدی بر حسب ۲/۱υ برای سرعت اسکن­های بالاتر از ۷۵ میلی­ولت بر ثانیه
شکل ۴-۱۲a شکل ولتامتری چرخه­ای الکترود Ni/SAPO/CPE در محلول ۱/۰ مولار NaOH در سرعت اسکن­های متفاوت می­باشد، همانطور که مشاهده می­ شود با بیشتر شدن سرعت اسکن، ارتفاع جریان آندی افزایش می­یابد و مقدار پتانسیل در جهت مثبت جابجا می­ شود که علت این پیش روی، می ­تواند افت اهمی تولید شده در دانسیته­ی جریان بالا باشد. افزایش ∆Ep متناسب با افزایش سرعت اسکن، محدودیتی در سرعت انتقال بار ناشی از برهم کنش شیمیایی بین یون­های الکترولیت و الکترود اصلاح شده را نشان می­دهد.
معمولاً در سرعت اسکن­های بالاتر، n/200 < ∆Ep خواهد شد که برای این حالت معادله لاویرون برای خطی سازی پاسخ­های ولتامتری پتانسیل استفاده می­ شود. این معادله در فرمول ۴-۳و۴-۴ آمده]۷۰[.
(۴-۳)
­­­­­ (۴-۴)
که در این معادلات کمیت­های X،Y ،M به صورت زیر تعریف می­شوند:
، ،
کمیت­های و به ترتیب پتانسیل پیک­های آندی و کاتدی؛ ، و به ترتیب ضریب انتقال الکترون آندی، سرعت اسکن و ثابت سرعت انتقال بار[۶۳] می­باشد. مقدار با اندازه ­گیری تغییرات پیک­های پتانسیل نسبت به سرعت اسکن به دست می ­آید. همچنین با اندازه ­گیری مقدار می­توان مقدار را به منظور تعیین انتقال الکترون بین الکترود و سطح لایه بیرونی بدست آورد. شکل b4-12 شکل نسبت به لگاریتم سرعت اسکن از ولتامتری چرخه­ای در محدوده­ ۵ تا ۲۰۰ میلی­ولت بر ثانیه برای هر دو پیک آندی و کاتدی رسم شد. مقدار از شکل b4-12 و فرمول لاویرون برابر ۵۵۴۷/۰ به دست آمد. نزدیکی این عدد به ۵/۰ نشان می­دهد که واکنش­های آندی و کاتدی دارای سرعت تقریباً یکسانی هستند.
همچنین میانگین ثابت سرعت انتقال بار S-1023/0 می­باشد (محاسبات در جدول ۴-۲ نمایش داده شد).
از شکل b4-12 خواهیم داشت:
جدول ۴-۱جدول محاسباتks از طریق معادله (۵) و شکل b4 برای mV 200< E ∆
(E ∆: اختلاف پتانسیل پیک­های آندی و کاتدی در سرعت اسکن­­های متفاوت)

∆E (V)

log ks

ks (۱/s)

۰۱۵/۰

۲۸/۰

۷۱۳۳۹/۱-

۰۱۹۳۴۷/۰

۰۲۵/۰

۳۳۴/۰

۷۱۷۳۸/۱-

۰۱۹۱۷/۰

۰۴/۰

۳۹۸/۰

۷۸۰۹۳/۱-

۰۱۶۵۶/۰

۰۶/۰

۴۶۹/۰

۹۰۱۷۸/۱-

۰۱۲۵۳۸/۰

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...