MANGAN OKSİT /İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT (MnO2/RGO) KOMPOZİT AKTİF ELEKTROT MATERYALLERİN KAPASİTİF PERFORMANSINA MANGAN OKSİT NANOPARTİKÜLLERİN YÜZEY FONKSİYONALİZASYONUNUN ETKİSİ
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HOSSAIN BAKHSH NAZARI
Danışman: Duygu Ekinci
Özet:Amaç: Bu tez kapsamında, yüzeyleri fonksiyonalize edilmiş mangan oksit nanopartikül/indirgenmiş grafen oksit (MnO2-Ph-R/RGO) nanokompozit materyallerin sentezi ve enerji depolama sistemlerinde onların uygulamasının araştırılması amaçlanmaktadır. Bu amaç için öncelikle, MnO2 metal oksidinin yüzeyi diazonyum modifikasyon metodu kullanılarak sübstitüe benzen halkaları ile fonksiyonalize edildi. Daha sonra, RGO nanotabakaların yüzeyi kendi kendine birikme yaklaşımı vasıtasıyla mangan oksit nanopartiküller ile dekore edildi. Yöntem: İlk aşamada (MnO2, MnO2-Ph-NO2, MnO2-Ph-COOH, MnO2-Ph-OH, MnO2-Ph-CH3, MnO2-Ph, MnO2/RGO, MnO2-Ph-NO2/RGO, MnO2-Ph-COOH/RGO, MnO2-Ph-OH/RGO, MnO2-Ph-CH3/RGO ve MnO2-Ph/RGO) nano-malzemeler kimyasal yöntemler kullanılarak sentezlendi, ardından sentezlenen nanopartiküller ve nanokompozitlerin yapısal ve morfolojik özellikleri X-ışınları fotoelektron spektroskopi (XPS), X-ışınları kırınım spektroskopi (XRD), Raman spektroskopi, Fourier-transform infrared spektroskopi (FT-IR), taramalı elektron mikroskopi (SEM) ve Brunauer-Emmett-Teller (BET) teknikleri ile araştırıldı. Nanoyapıların elektrokimyasal süperkapasitif performansları ise dönüşümlü voltametri (CV), galvanostatik şarj-deşarj (GCD) ölçümü ve elektrokimyasal empedans spektroskopi (EIS) ile Na2SO4 çözeltisinde analiz edildi. Bulgular: Bu çalışmada yapılan değerlendirmeler hazırlanan aktif materyallerin literatürde verilen değerlere kıyasla oldukça yüksek spesifik kapasitanslar sergilediğini gösterdi. Üstelik MnO2-Ph-NO2/RGO, MnO2-Ph-COOH/RGO ve MnO2-Ph-OH/RGO filmler, 986-1232 F g-1 intervalinde değişen spesifik kapasitans değerleri ile araştırılan nanoyapılar arasında en yüksek kapasitans değerleri sergiledi. Sonuç: Mangan oksit nanopartiküller/indirgenmiş grafen oksit nanokompozit malzemelerden hazırlanan elektrotlar, süperkapasitörler için en umut verici kompozit elektrotlardan biri olarak değerlendirildi. Anahtar Kelimeler: Enerji depolama, Süperkapasitör, Psödokapasitör, Şarj-Deşarj, Nanokompozit, Mangan Oksit, İndirgenmiş Grafen Oksit, Diazonyum tuzları.