Rogut Marta
Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
Pracownia Elektroanalizy Chemicznej
Poszukiwanie i charakterystyka elektrochemiczna nowych katalizatorów do redukcji dwutlenku węgla
Marta Rogut
Promotor: dr hab. Iwona Rutkowska
Opiekun: prof. dr hab. Paweł Kulesza
Dwutlenek węgla to produkt przemiany materii, który powstaje w wyniku całkowitego spalania węgla. CO2 występuje w atmosferze i hydrosferze, a jego obecność w powietrzu odgrywa istotną rolę w utrzymaniu temperatury na powierzchni Ziemi oraz atmosfery ziemskiej. Znaczny wzrost stężenia dwutlenku węgla może mieć negatywny wpływ na środowisko. W ostatnich latach obserwuje się zainteresowanie redukcją dwutlenku węglai jego konwersją do węglowodorów oraz ciekłych paliw. Ze względu na fakt, że cząsteczka CO2 jest bardzo trwała, jej aktywacja w procesie redukcji elektrochemicznej wymaga przygotowywania katalizatorów o dużej aktywności i specyficzności.
Celem mojej pracy magisterskiej jest poszukiwanie nowych materiałów katalitycznych zdolnych do elektroredukcji dwutlenku węgla w środowisku 0,1 mol∙dm-3 buforu fosforanowego o pH równym 6,1 oraz 0,5 mol∙dm-3 kwasu siarkowego (VI)oraz charakterystyka elektrochemiczna z wykorzystaniem metody woltamperometrii cyklicznej. W pracy sprawdzono aktywność katalityczną następujących indywiduów: nanostrukturalny tlenek wolframu(VI) w postaci nanodrutów, zredukowany tlenek grafenu (rGO), nanocząstki Cu2O, związki rutenu (kompleks metaloorganiczny, który w swojej budowie posiada centralny atom – Ru, komercyjne nanocząstki Ru oraz heteropolikwas rutenowo-fosfowolframowy (zsyntetyzowany przez grupę prof. J. Errington z Newcastle) oraz wytworzonych z nich warstw hybrydowych. Wszystkie wymienione związki wykazywały aktywność katalityczną w procesie redukcji dwutlenku węgla. Jednak największe prądy w procesie elektroredukcji CO2 (w środowisku buforu fosforanowego) zaobserwowano dla układu składającego się z matrycy tlenku wolframu osadzonego na nanostrukturach Cu2O. Natomiast w środowisku kwasu siarkowego najbardziej obiecującymi układami wykazującymi najwyższe wartości prądów redukcji CO2 okazały się: kompleks organometaliczny C31H38Cl2N2ORu (HovII) zsyntetyzowany przez grupę prof. K. Greli z Uniwersytetu Warszawskiego oraz warstwa hybrydowa złożona z nanocząstek Cu2O oraz WO3 w postaci nanodrutów, które w procesie częściowej redukcji tworzą brązy wolframowe o ogólnym wzorze HxWO3, w których wodór występuje w wysoce aktywnej postaci monoatomowej.