مسلم منصور لکورج

نانو مواد دوبعدی بلوره هایی باضخامت یک یا چند اتم هستند که اصطلاح نانو به خاطر ضخامت بسیار نازک به آن ها اطلاق می شود. این گروه منحصربه فرد از مواد، خواص بسیار جالب و بی سابقه ای را از خود به نمایش گذاشته اند و ازاین رو تلاش های بسیار زیادی برای کشف کاربردهای متعدد و امیدوارکننده از این مواد صورت گرفته است. یکی از مهم ترین موارد استفاده از این نانو مواد کامپوزیت کردن آن ها با پلیمرهای هادی به منظور استفاده به عنوان الکترود و سوبسترا در ذخیره سازی انرژی است. پیشتاز این نانو مواد جهت کامپوزیت شدن با پلیمرهای هادی، گرافن هست که به علت سطح تماس بالا و هدایت الکتریکی زیاد موردتوجه دانشمندان علم انرژی قرارگرفته است. در این پایان نامه، سنتز گرافن و مشتقات آن، انجام شده و نانو ساختارهای تولیدشده با پلیمرهای هادی کامپوزیت می شود تا جهت ساخت الکترود و پایه کاتالیست در ابرخازن و پیل سوختی مورداستفاده قرار گیرد. نانو ساختارها سنتز شده توسط تکنیک های مختلف فیزیکی، شیمیایی از قبیل میکروسکوپ الکترونی (SEM, TEM)، طیف سنجی فرابنفش-مرئی (UV-VIS)، طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) طیف سنجی رامان و پراش پرتو ایکس (XRD) موردبررسی قرار گرفتند. ویژگی های الکتروشیمیایی ابرخازن های بر پایه نانوکامپوزیت پلیمرهای هادی نیز با استفاده از تکنیک های ولتامتری چرخه ای، شارژ-دشارژ گالوانواستایی و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در اسیدسولفوریک یک مولار به عنوان الکترولیت بررسی شد. در ابتدا از نقاط کوانتومی گرافنی جهت افزایش سطح تماس و هدایت الکتریکی اکسید سریم استفاده شد و ترکیب اکسید سریم پوشش دهی شده با نقاط کوانتومی گرافنی با پلی آنیلین کامپوزیت شد تا به عنوان الکترود در ابرخازن هیبریدی مورداستفاده قرار گیرد. نتایج تستهای الکتروشیمیایی نشان داد که نانوکامپوزیت پلی آنیلین با 5% از اکسید سریم آغشته به نانو ذرات نقاط کوانتومی گرافنی بالاترین ظرفیت الکتروشیمیایی را داراست. این نانوکامپوزیت دارای ظرفیت ویژه 189 کولن بر گرم بوده و 68% از ظرفیت خود را در دانسیته جریان 5 آمپر بر گرم حفظ می کند. همچنین بعد از 1000 سیکل شارژ و دشارژ با 75% ظرفیت کار می کند. در کار بعدی گرافن با پیرول کامپوزیت شد. این ترکیب به همراه نانوکامپوزیت پلی انیلین- نقاط کربنی جهت ساخت ابرخازن با الکترود آبی و ولتاژ بالا مورداستفاده قرار گر