بررسی آزمایشگاهی و نظری الکترواکسایش متانول بر بستر پلی‌آنیلین اصلاح شده با نانوذره‌های نیکل

Abstract

در این پژوهش، پلی‌‌آنیلین از طریق چرخه‌‌های آمپرولت‎سنجی در محیط اسیدی بر سطح الکترود کربن شیشه‌ای تشکیل شد. پس از آن یون‌های نیکل از طریق غوطه‌ورسازی الکترود در محلول نیکل بر سطح پلی‌آنیلین قرار گرفت. با اعمال چرخه‌های آمپرولت‎سنجی در گستره 0 تا 1 ولت، فلز نیکل بر سطح پلی‌آنیلین رسوب داده شد. سپس، با روش‌های آمپرولت‎سنجی چرخه‌ای و آمپرزمان‎سنجی ویژگی الکتروکاتالیستی الکترود اصلاح شده برای اکسایش متانول در محیط بازی مورد بررسی قرار گرفت. افزون بر آزمون‌های آزمایشگاهی، عملکرد الکترود پلی‌آنیلین/نیکل با روش نظری تابع چگال بررسی شد. نتایج آزمون آمپرولت‎سنجی چرخه‌ای نشان داد که با افزایش سرعت روبش، پیک جریان آندی افزایش می‌یابد و همچنین، آزمون کرنوآمپرومتری مشخص کرد که پلی‌‌آنیلین/نیکل از پایداری مناسبی نسبت به زمان برخوردار است. در بررسی محاسباتی، با انرژی جذب متانول بر سه موقعیت متفاوت از پلی‌آنیلین/نیکل، مشخص شد که بهترین موقعیت برای جذب متانول، موقعیت M1 است که کمترین انرژی جذب را دارد و پایدارترین حالت است. نتایج به‌دست آمده از بررسی مسیر واکنشی نشان داد که بهترین مسیر با داشتن پایین‌ترین انرژی فعال‌سازی مربوط به جداشدن نخستین اتم هیدروژن از اکسیژن موجود در متانول است.