Utjecaj strukturnih defekata na elektrokatalitička svojstva berlinskog modrila i njegovih analoga

doctoral thesis

• Title (english): Influence of structural defects on electrocatalytic properties of Prussian blue and its analogues
• Author: Sandra Čičić
• Mentor: Damir Iveković (mentor)
• Committee member: Dominik Cinčić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Jozefina Katić (član povjerenstva)
• Committee member: Vladislav Tomišić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Chemistry); Zagreb
• Defense date and country: 2020-02-07, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Chemistry
• Universal decimal classification (UDC): 54 - Chemistry. Crystallography. Mineralogy

Abstract

Berlinsko modrilo (PB) poznato je kao efikasan katalizator pri elektrokemijskoj redukciji vodikova peroksida. U ovom radu pokazano je da filmovi berlinskog modrila s intersticijski ugrađenim cezijevim ionima, umjesto tipično ugrađenih intersticijskih iona kalija, pokazuju unaprijeđena elektrokatalitička svojstva (k(Cs-PB) = 3,1 · 106 cm3 mol–1 s–1; k(K-PB) = 2,3 · 106 cm3 mol–1 s–1) te bolju stabilnost pri višim koncentracijama H2O2 (c(H2O2) = 0,1 mol dm–3). Elektrogravimetrijskim mjerenjima pokazano je da prilikom redukcije Cs-PB kao protuinoni konkuriraju H+ i Cs+ (N(H+) : N(Cs+) = 1,11) u značajnijoj mjeri nego pri redukciji K-PB (N(H+) : N(K+) = 0,16). S obzirom da su rezultati provedenih spektroelektrokemijskih mjerenja pokazali da, neovisno o vrsti ugrađenog intersticijskog kationa, filmovi PB pokazuju vrlo sličnu strukturu u smislu udjela FeN6 i FeN(6–x)Ox redoks-centara, opažena bolja elektrokatalitička svojstva Cs-PB u odnosu na K-PB i Na-PB pripisana su upravo većem udjelu iona H+ u kristalnoj rešetki PB te njihovoj većoj pokretljivosti.

Abstract (english)

Prussian blue (PB) is known as an efficient catalyst for hydrogen peroxide reduction. This work demonstrates enhanced electrocatalytic properties of a thin film which contains cesium ions instead of potassium, which are usually used (k(Cs-PB) = 3.1 · 106 cm3 mol–1 s–1; k(K-PB) = 2.3 · 106 cm3 mol–1 s–1). Better stability of Cs-PB thin film, compared to K-PB film, in the presence of higher concentration of hydrogen peroxide (c(H2O2) = 0,1 mol dm–3) is also presented. Results obtained by electrogravimetry demonstrate higher competition of H+ and Cs+ ions during the reduction of Prussian blue film (N(H+) : N(Cs+) = 1.11; N(H+) : N(K+) = 0.16). Considering the fact obtained by spectroelectrochemistry which suggests similar structure of K-PB and Cs-PB films (almost equal content of FeN6 and FeN(6–x)Ox redox centers), better electrocatalytic properties of Cs-PB film are ascribed to higher content of H+ ions in Prussian blue lattice and their higher mobility.

• Keywords: berlinsko modrilo; cezij; ciklička voltametrija; elektrokataliza; elektrogravimetrija; spektroelektrokemija; vodikov peroksid
• Keywords (english): cesium; cyclic voltammetry; electrocatalysis; electrogravimetry; hydrogen peroxide; prussian blue; spectroelectrochemistry
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:140193
• Study programme: Title: Doctoral study in chemistry; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje kemija (doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje kemija)
• Type of resource: Text
• Extent: 145 str. ; 30 cm
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2020-02-26 10:20:59