Tiyobis Naftelen Köprülü Top Tipi Metalli Ftalosiyanin Bileşiklerinin Elektrokimyasal, Spektroelektrokimyasal ve Elektrokatalitik Özellikleri

Abstract

Geçiş metali N4-makrosiklik komplekslerin, moleküler oksijeninin katalitik indirgenmesi için oldukça aktif olduğu uzun zamandır bilinmektedir. Bu ailedeki çeşitli elektrokatalizörler arasında, ftalosiyanin (Pc) kompleksleri, özellikle yüksek reversibillikteki ve zengin elektron transfer yeteneklerine sahip redoks-aktif metal merkezlere sahip olanları, yüksek aktiviteleri ve düşük maliyetleri ile umut vaat eden adaylardır. 18-Π elektron sistemleri, reaktif oksijenin yapıya difüzlenebilmesi için gerekli gözenekliliği destekleyen ve yukarıda belirtilen sistemlerin katodu için yüksek iletkenlik sağlayan karbon malzemelerle mükemmel uyumluluk gösterir. Bu nedenle, Pc-karbon ikili kompozitleri gelecek vaat eden katot malzemeleri olarak kabul edilir. Bu projede, mononükleer formlarına göre daha yüksek katalitik aktivite göstermesi beklenen ikili metal merkezleri nedeniyle dört adet 1,1`-Tiyobis(naftalin 2-oksi) köprülü top tipi metaloftalosiyanin kompleksi seçilmiştir. Elektrokimyasal ve spektroelektrokimyasal özellikleri, döngüsel voltametri (CV) ve kare dalga voltametrisi (SWV) gibi elektrokimyasal tekniklerle belirlenmiştir. Bu aşamadan sonra elektrot modifikasyonu için karbon malzemelerle hazırlanan ikili kompozitler ve bunların ORR\"ye yönelik katalitik aktiviteleri hidrodinamik elektroanalitik yöntemlerle incelenmiştir.

Transition metal N4-macrocycle complexes have long been known to be highly active for the catalytic reduction of molecular oxygen. Among various electrocatalyst in this family, phthalocyanine (Pc) complexes, especially ones that having redox-active metal centers with highly reversible and rich electron transfer abilities are the promising candidates with their high activity and low-cost. Their 18-Π electronic systems show great compatibility with carbon materials which supports essential porosity for reactive oxygen to diffuse and ensures high conductivity for the cathode of above-mentioned systems. Thus Pc-carbon binary composites regarded as promising cathode materials. In this project, four 1,1`-Tiyobis(naphthalen-2-oxy) bridged ball-type metallophthalocyanine complexes were selected due to their dual metal centers that expected to show higher catalytic activities than mononuclear counterparts. Their electrochemical and spectroelectrochemical properties identified via electrochemical techniques such as cyclic voltammetry (CV) and square wave voltammetry (SWV). After this stage binary composites prepared with carbon materials for electrode modification and their catalytic activities towards ORR were investigated with hydrodynamic electroanalytical methods.