سنتز و بررسی خصوصیات اکسید گرافن کاهیده اصلاح شده با استفاده از ال- لیزین و مس برای واکنش‌های تولید اکسیژن و هیدروژن

نویسندگان

1 دانشکده شیمی، دانشکدگان علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشکده شیمی، پردیس البرز، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 دانشکده شیمی، دانشکدگان علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.22075/chem.2024.31412.2197
چکیده

در این پژوهش، فعالیت الکتروکاتالیستی اکسید گرافن (GO) عامل‌دار شده با استفاده از اسیدآمینه ال- لیزین (GO-Lys) و همچنین ال- لیزین و مس (GO-Lys-Cu) برای واکنش‌های تولید اکسیژن و هیدروژن مورد ارزیابی قرار گرفت. شناسایی و مشخصه‌یابی نمونه‌های GO، GO-Lys و GO-Lys-Cu با استفاده از فناوری‌های پراش پرتو ایکس، طیف‌بینی مادون قرمز تبدیل فوریه، طیف‌بینی رامان، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و تصاویر نقشه‌برداری عنصری انجام شد. همچنین به منظور بررسی خواص الکتروشیمیایی و فعالیت‌های الکتروکاتالیستی نمونه‌ها از طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و ولتامتری روبش خطی (LSV) استفاده شد. نتایج بدست آمده نه تنها تزئین سطح اکسید گرافن توسط Lys و Lys-Cu را تایید کرده است، بلکه همچنین کاهش صفحات اکسید گرافن و تبدیل آن به اکسید گرافن کاهیده (rGO) را نشان داده است. از طرف دیگر، نتیجه-های EIS کمترین مقاومت انتقال بار برای نانوکامپوزیت هیبریدی Lys-rGO در مقایسه با سایر نمونه‌ها را تایید کرده است. نتیجه‌های بدست آمده از LSV نشان می‌دهد که عامل‌دار کردن GO با گروه عاملی آمین Lys-Cu منجر به فعالیت الکتروکاتالیستی کارآمد و پایدار برای واکنش تولید اکسیژن (OER) و واکنش تولید هیدروژن (HER) با کمترین پتانسیل مازاد (mV 375 و 732، به ترتیب) در چگالی جریان mA/cm2 10 در محیط قلیایی و کوچک‌ترین شیب تافل mV/dec ٣٤٦ و 160، به ترتیب برای OER و HER، در مقایسه با نمونه‌های GO، L-Lys، GO-Lys و Lys-Cu شده است.