Browsing by Author "Sarapuu, Ave"
Now showing 1 - 7 of 7
Results Per Page
Sort Options
Item Electrochemical reduction of oxygen on quinone-modified carbon electrodes and on thin films of platinum and gold(2008-05-22T07:12:37Z) Sarapuu, AveThe electroreduction of oxygen on quinone-modified carbon electrodes and on thin gold and platinum films has been investigated, using the rotating disk electrode and rotating ring-disk electrode methods. The kinetic parameters for O2 reduction have been determined for all the electrodes studied. The covalent attachment of anthraquinone (AQ) and phenanthrenequinone (PQ) onto carbon electrodes was achieved by the electrochemical reduction of the corresponding quinone diazonium salt. The reduction of O2 on quinone-modified electrodes is catalysed by quinone radical anions and proceeds until the formation of peroxide. The kinetic parameters of oxygen reduction were determined for AQ-modified glassy carbon electrodes at various surface concentration of quinone and for boron-doped diamond and highly oriented pyrolytic graphite electrodes covalently modified with AQ and PQ. The electrocatalytic activity of PQ-modified electrodes was considerably higher than that of AQ-modified electrodes and this is primarily caused by more positive redox potential of PQ, which is the main factor that determines the electrocatalytic activity of quinone-modified electrodes towards O2 reduction. Thin Au and Pt films (nominal film thickness 0.25 to 20 nm) were prepared by vacuum-evaporation. The TEM measurements showed that the thinner films consist of separate metal clusters and the cluster size increases with metal loading. The rotating disk electrode studies revealed that O2 reduction mechanism on thin metal films is the same as on bulk metal electrodes. The specific activity of Au films only slightly decreased with decreasing film thickness in both 0.5 M H2SO4 and 0.1 M KOH solutions. The reduction of oxygen on thin Pt films on GC and Au substrates was studied in 0.1 M HClO4 and 0.05 M H2SO4 solutions. The specific activity of O2 reduction in HClO4 slightly decreased with decreasing film thickness; this was attributed to the stronger adsorption of surface oxygenated species that hinder the kinetics of O2 reduction. In H2SO4, the specific activity appeared to be independent of the Pt loading and was lower than in HClO4. This is due to the adsorbed sulfate ions, which block the sites for O2 adsorption and thereby reduce the O2 reduction activity. On thin Pt films, O2 is predominantly reduced to H2O.Item Hapniku elektrokeemiline redutseerumine 5-metüülresortsinoolist valmistatud rauda ja koobaltit sisaldavatel lämmastikuga dopeeritud süsinikkatalüsaatoritel(Tartu Ülikool, 2020) Kisand, Kaarel; Sarapuu, Ave; Tammeveski, Kaido; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituutRauda ja koobaltit sisaldavad lämmastikuga dopeeritud süsinikmaterjalid valmistati 5-metüülresortsinoolist, vastavate metallide sooladest ja ditsüaandiamiidist. O2 redutseerumisreaktsiooni aktiivsuse uurimiseks aluselises keskkonnas kasutati pöörleva ketaselektroodi meetodit. Uuriti katalüsaatorite pinnamorfoloogiat, struktuuri, poorsust, ja elementkoostist ning seostati seda nende elektrokatalüütilise aktiivsusega. Happes töödeldud bimetalliline katalüsaator oli kommertsiaalse plaatinakatalüsaatoriga võrreldava aktiivsusega. Kõik katalüsaatorid olid stabiilsed lühiajalisel potentsiaali tsükleerimisel. Bimetallilise katalüsaatoriga saadi anioonvahetusmembraaniga kütuseelemendis märkimisväärne võimsustihedus.Item Hapniku elektrokeemiline redutseerumine lämmastikuga dopeeritud rauda või koobaltit sisaldavatel mitmeseinalistel süsiniknanotorudel(Tartu Ülikool, 2017) Ratso, Sander; Kruusenberg Ivar; Sarapuu, Ave; Tammeveski, Kaido; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituutKäesolevas töös uuriti hapniku elektrokeemilist redutseerumist aluselises ja happelises keskkonnas koobaltit või rauda sisaldavatel lämmastikuga dopeeritud mitmeseinalistel süsiniknanotorudel. Nii koobaltit kui ka rauda sisaldavad lämmastikuga dopeeritud süsiniknanotorud olid aluselises keskkonnas kommertsiaalse plaatinakatalüsaatoriga ligilähedase aktiivsusega ja võrreldavad kirjanduses leiduvate andmetega mitteväärismetallkatalüsaatorite jaoks. Stabiilsuse uuringust selgus, et mõlemad katalüsaatorid on aluselises keskkonnas ka väga stabilised. Happelises keskkonnas oli materjalide aktiivsus mõnevõrra väiksem, jäädes alla kommertsiaalsele Pt katalüsaatorile. Koobaltit sisaldavat katalüsaatorit testiti anioonvahetusmembraaniga vesinikkütuseelemendis ning rauda sisaldavat katalüsaatorit anioonvahetusmembraaniga metanoolkütuseelemendis.Item Hapniku elektroredutseerumine 5-metüülresortsinoolist valmistatud lämmastikuga dopeeritud süsiniknanomaterjalidel(Tartu Ülikool, 2017) Kisand, Kaarel; Sarapuu, Ave; Tammeveski, Kaido; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituutAntud töö eesmärgiks oli uurida erineva struktuuriga lämmastikku ja siirdemetalle sisaldavate süsiniknanomaterjalide elektrokatalüütilisi omadusi hapniku redutseerumisreaktsioonis aluselises ja happelises keskkonnas. Sfäärilise ja ebakorrapärase struktuuriga süsinikmaterjalid valmistati pürolüüsil lähtudes 5-metüülresortsinool-formaldehüüdvaigu nanosfääridest. Hapniku redutseerumisreaktsiooni mehhanismi ja aktiivsuse uurimiseks kasutati pöörleva ketaselektroodi meetodit. Selgus, et süsiniknanomaterjalide elektrokatalüütilised omadused paranesid lämmastikuga dopeerides ning kõige aktiivsemad katalüsaatorid olid dopeeritud lämmastiku ja koobaltiga. Materjalide elektrokatalüütilist aktiivsust seostati nende pinna morfoloogia ja koostisega.Item Hapniku elektroredutseerumine NaCl matriitsi juuresolekul pürolüüsitud Fe-sisaldavatel lämmastikuga dopeeritud süsinikmaterjalidel(Tartu Ülikool, 2018) Juvanen, Silvar; Sarapuu, Ave; Tammeveski, Kaido; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituutAntud töö eesmärgiks oli valmistada lämmastiku ja rauaga dopeeritud süsinikmaterjale, mis oleksid kõrge elektrokatalüütilise aktiivsusega hapniku redutseerimisel aluselises keskkonnas. Süsinikmaterjalide valmistamiseks pürolüüsi teel kasutati lähteainetena glükoosi, ditsüaandiamiidi ja kaaliumheksatsüanoferraat(III) ning poorsuse varieerimiseks matriitsina naatriumkloriidi. Saadud materjalide elektrokatalüütilist aktiivsust O2 redutseerumisel uuriti pöörleva ketaselektroodi meetodiga. Tulemustest järeldub, et kasutatud odavatest lähteainetest on võimalik saada küllalt kõrge aktiivsusega katalüsaatoreid ning nende elektrokatalüütilised omadused sõltuvad kasutatud lähteainete kogustest ja valmistamisprotseduurist.Item Hapniku elektroredutseerumine rapsipressi jäägil põhinevatel lämmastikuga dopeeritud rauda ja koobaltit sisaldavatel süsinikmaterjalidel(Tartu Ülikool, 2021) Juvanen, Silver; Sarapuu, Ave; Tammeveski, Kaido; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituutAntud töö eesmärgiks oli valmistada hapniku elektroredutseerumise reaktsioonil aktiivseid katalüsaatormaterjale. Nende valmistamiseks pürolüüsi teel kasutati lähteainetena rapsiõli tootmisel tekkivat rapsipressi jääki, ditsüaandiamiidi ning koobalti ja raua soolasid. Töö käigus saadud materjale karakteriseeriti erinevatel füüsikalis-keemilistel meetoditel ning nende elektrokeemiline aktiivsus määrati pöörleva ketaselektroodi meetodil. Lühiajalise potentsiaali tsükleerimise käigus oli aktiivseim materjal ka stabiilne. Tulemustest selgus, et lihtsatest ja odavatest lähteainetest saadi kõrge aktiivsusega katalüsaatormaterjalid hapniku redutseerumisreaktsiooni jaoks.Item Hapniku elektroredutseerumine sahhariididest valmistatud siirdemetalle sisaldavatel lämmastikuga dopeeritud süsinikmaterjalidel(Tartu Ülikool, 2021) Veske, Kaidi; Sarapuu, Ave; Tammeveski, Kaido; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituutKäesolevas bakalaureusetöös uuriti sahhariididest valmistatud lämmastiku ja siirdemetallidega dopeeritud katalüsaatormaterjalidel hapniku elektrokeemilist redutseerumist aluselises keskkonnas. Aktiivseima materjali leidmiseks varieeriti metalli ning selle sisaldust ning kasutati võrdluseks lähteainetena erinevaid sahhariide. Katalüsaatormaterjale pürolüüsiti 800 °C juures inertgaasi keskkonnas ning mõõtmised teostati pöörleva ketaselektroodi meetodil. Elektrokeemilistest mõõtmistest selgus, et katalüsaatormaterjalide aktiivsus oli ligilähedane plaatinakatalüsaatori aktiivsusega ning need olid hea stabiilsuse ja metanoolitaluvusega.