اکسیداسیون الکتروکاتالیتیکی متانول روی الکترود کربن شیشه-ای اصلاح شده با نانولوله‌های کربن، فیلم پلی 4-متیل اورتو فنیلن دی آمین و نانوذرات اکسید‌مس در محیط قلیایی

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

زنجان، دانشگاه زنجان، دانشکده علوم، گروه شیمی

چکیده

رفتار الکتروکاتالیزوری نانوذرات مس اکسید در سطح الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانولوله های کربن، فیلم پلیمری(4-متیل، اورتوفنیلن دی آمین) در اکسایش الکتروکاتالیزوری متانول مورد بررسی قرار گرفت.

     با استفاده از روش ولتامتری چرخه­ای فیلمی از پلی4-متیل­اورتوفنیلن­دی­آمین، (4-MoPD)، بر سطح الکترود کربن شیشه­ای اصلاح شده با نانو­لوله­ی کربن چند دیواره تهیه  شد. سپس نانو­ذرات اکسید­مس در حضور سورفکتانت کاتیونی ستیل­تری­متیل­آمونیوم (CTAB) بر سطح الکترود اصلاح شده مذکور الکتروترسیب گردید. آزمایشات ولتامتری چرخه­ای نشان داد که اکسیداسیون الکتروکاتالیتیکی متانول روی سطح این الکترود کربن شیشه­ای اصلاح شده براحتی انجام می گیرد. اثرات سرعت روبش پتانسیل و غلظت متانول روی دماغه­ی اکسایش متانول مورد بررسی قرار گرفت. ثابت سرعت و ضریب انتقال الکترون برای اکسایش الکتروکاتالیزوری متانول بر سطح این الکترود اصلاح شده، به ترتیب cm3mol-1.s-1 -600 و  cm2.s-1 6-10×4.1 محاسبه شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Electrocatalytic Oxidation of Methanol at the Modified Glassy Carbon Electrode with Carbon Nanotubes, poly(4-methyl ortho phenylenediamine) Film and Nano-Particles of Copper Oxide in an Alkaline Solution

نویسندگان [English]

  • mohhamadali Kamyabi
  • saeedeh reshvand
چکیده [English]

The present study demonstrates the electrocatalytic oxidation of methanol in an alkaline medium on the modified glassy carbon electrodes. A thin film of Cu-poly(4-methyl, 1, 2-di-amino benzene) on multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) modified glassy carbon electrode was used as anode for electrooxidation of methanol in the alkaline medium. The electrochemical behavior and electrocatalytic activity of the electrode were characterized by using cyclic voltammetry. The modified glassy carbon electrode consisting of a thin film of poly(4-methyl, 1, 2-di-amino benzene) which was formed by electropolymerization process. The effects of various parameters such as copper concentration, time of electrodeposition, number of CVs for pretreatment of the modified electrode in an alkaline solution on the electrooxidation of methanol have been investigated and the optimum values of each factors were suggested. The anodic oxidation of methanol with the modified electrode occurred at 0.75 V vs. Ag/AgCl and the treatment of the voltammetric data showed it was a purely diffusion controlled reaction. The modified electrode exhibits good catalytic activity for the oxidation of methanol in the wide concentration range 0.21-0.4 M.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrocatalytic Oxidation of Methanol
  • poly(4-methyl ortho phenylenediamine) Film
  • Copper Oxide
  • Multi-walled carbon nanotubes
  • Electropolymerization
  • fuel cell
[1]: سید احمد مظفری ، منوچهر بهمئی، پرستو مهدیان ، رضا رحمانیان، مجله علمی- پژوهشی شیمی کاربردی سال دهم، شماره 34 بهار 1394.
[2] Ojani R, Raoof JB, Hoseini Zavavarmahalleh SR (2008) Electrochim Acta 53:2402
[3] V.B. Oliveira, D.S. Falcão, C.M. Rangel, A.M.F.R. Pinto, Int. J. Hydrogen Energy., 32, 415 (2007).
[4] G.T. Burstein, C.J. Barnett, A.R. Kucernak, K.R. Williams, Aspects of the anodicoxidation of methanol, Catalysis Today 38 (1997) 425–437.
[5] M. Abrishamkar , S. N. Azizi, J. B. Raoof, Monatsh Chem (2012) 143:409–412
[6] Reza Ojani, Jahan-Bakhsh Raoof, Sayed Reza Hosseini Zavvarmahalleh Electrochimica Acta 53 (2008) 2402–2407
[7] T.R.I. Cataldi, E. Desimoni, G. Ricciardi, F. Lelj, Electroanalysis 7 (1995)435.
[8] Sh.J. Liu, Electrochim. Acta 49 (2004) 3235.
[9] M.H. Pournaghi-Azar, B. Habibi،Journal of Electroanalytical Chemistry 601 (2007) 53–62
[10] A. Gomes, M.I. da Silva Pereira ،Electrochimica Acta 52 (2006) 863–871.
[11] F. Jamali, J. Raoof, S.R. Hosseini, R. Ojani،Chemistry of Solid Materials 2  2013 pp.33-40
[12] A.P. Periasamy, J. Liu, H.-M. Linc, H.-T. Chang,  J. Mater. Chem. A, 1 (2013) 5973.
[13] R. Ojani, J-B. Raoof, Y. Ahmady-Khanghah, Electrochimica Acta 56 (2011) 3380–3386.
[14] A.M.Shams El Din, F.M.Abd El Wahab، Electrochimica Acta 9 1964, Pages 113–121
[16] S.Y. Xie, Z.J. Ma, C.F. Wang, S.C.Lin, Z.Y. Jiang, R.B. Huang, L.S.Zheng, J. Solid State Chem,177   2004, Pages 3743–3747
[17] G.M. Brisard, J.D. Rudnicki, F. Mclarnon, E.J. Cairns Electrochim. Acta., 40, 859 (1995).
[18] Allen J. Bard, Electrochemical Methods Fundamentals and Applications, seconded., John Wiley and Sons, New York, 2001. L.R.F.
[19] Seyed Karim Hassaninejad-Darzi • Mostafa Rahimnejad، J IRAN CHEM SOC (2014) 11:1047–1056
[20] F. Jamali, J. Raoof, S.R. Hosseini, R. Ojani, Chemistry of Solid Materials,  1 (2013) 33-40
[21] N. Ajami, International Journal of Materials Chemistry and Physics,  2 (2016) 22-27.
[22] Pariente F, Lorenzo E, Tobalina F, Abruna HD (1995) Anal Chem 67:3936–3944.