Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/82920
Title: | Nickel complexes containing N4 schiff-base macrocycles dereived from diphenylamine-2,2'-dicarboxaldehyde for catalytic CO2 reduction |
Other Titles: | สารเชิงซ้อนนิกเกิลที่ประกอบด้วย N4 ชิฟเบสมาโครไซเคิลจากไดเฟนิลเอมีน-2,2'-ไดคาร์บอกซัลดีไฮด์สำหรับรีดักชันเชิงเร่งปฏิกิริยาของคาร์บอนไดออกไซด์ |
Authors: | Methasit Juthathan |
Advisors: | Pannee Leeladee |
Other author: | Chulalongkorn University. Faculty of Sciences |
Issue Date: | 2022 |
Publisher: | Chulalongkorn University |
Abstract: | In this dissertation, nickel(II) complexes featuring N4-Schiff base macrocycles derived from diphenylamine-2,2'-dicarboxaldehyde (1-Ni and 2-Ni) with a new crystal structure ([2-Ni]Me) were synthesized and investigated for electrochemical CO2 reduction (ECR). Cyclic voltammetry (CV) of two nickel complexes, 1-Ni and 2-Ni, illustrated the catalytic response whereas one, [2-Ni]Me, virtually remained peak-shaped in the presence of CO2, indicating the feasibility of ECR activity for these nickel complexes. To develop heterogeneous ECR catalysts in aqueous media, all nickel complexes were adhered on N-doped graphene (NG) through non-covalent interaction, obtaining Ni@NG hybrid catalysts. The Ni@NG catalysts showed satisfactory ECR activity with the faradaic efficiency of CO production (FECO) of 60-80% at the overpotential of 0.56 V vs. RHE. The ECR activity of Ni@NG catalysts demonstrated that the necessity of N-H functionality from the ligand is less important in the heterogeneous aqueous system owing to plenty of viable hydrogen-bond and proton donors from water and bicarbonate species. Besides, an unexpected formation of nickel complexes bearing acridine-based Schiff base ligand ([NiLACR]2+) was obtained via the rearrangement of diphenylamine-2,2'-dicarboxaldehyde. In addition, electrochemical properties and hydrogen evolution reaction of the nickel complexes were preliminary investigated. |
Other Abstract: | ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้ สารเชิงซ้อนนิกเกิล(II) ที่ประกอบด้วย N4 ชิฟเบสมาโครไซเคิลจากไดเฟนิลเอมีน-2,2'-ไดคาร์บอกซัลดีไฮด์ (1-Ni, 2-Ni และ [2-Ni]Me) ได้ถูกสังเคราะห์และทดสอบปฏิกิริยาเชิงไฟฟ้าเคมีสำหรับการรีดักชันของคาร์บอนไดออกไซด์ สารเชิงซ้อนนิกเกิลดังกล่าวได้รับการทดสอบคุณสมบัติทางไฟฟ้าเคมีด้วยเทคนิคไซคลิกโวลแทมเมทรี พบว่าสารเชิงซ้อนของนิกเกิล 1-Ni และ 2-Ni แสดงการเพิ่มสัญญาณของกระแสไฟฟ้าในสภาวะที่มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แสดงให้เห็นถึงความสามารถที่จะใช้สารเชิงซ้อนเหล่านี้สำหรับรีดักชันเชิงเร่งปฏิกิริยาของคาร์บอนไดออกไซด์ ในขณะที่มีการเพิ่มของสัญญาณกระแสไฟฟ้าน้อยมากเมื่อใช้สารเชิงซ้อนนิกเกิล [2-Ni]Me เพื่อพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยารีดักชันของคาร์บอนไดออกไซด์แบบวิวิธพันธ์ในตัวกลางที่เป็นน้ำ สารเชิงซ้อนนิกเกิลเหล่านี้ได้ถูกยึดติดบนวัสดุรองรับคาร์บอนที่มีการเจือด้วยไนโตรเจนผ่านอันตรกิริยาแบบนอนโคเวเลนต์ ตัวเร่งปฏิกิริยาไฮบริดระหว่างสารเชิงซ้อนนิกเกิลบนวัสดุรองรับคาร์บอนที่มีการเจือด้วยไนโตรเจน (Ni@NG) แสดงผลรีดักชันของคาร์บอนไดออกไซด์เชิงไฟฟ้าเคมีที่น่าพอใจโดยสามารถเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ก๊าซคาร์บอนมอนอไซด์ด้วยประสิทธิภาพฟาราเดอิก 60-80% ที่ศักย์ไฟฟ้าเกินตัว 0.56 V ตัวเร่งปฏิกิริยาไฮบริด [2-Ni]Me@NG แสดงให้เห็นว่าผลของหมู่ฟังก์ชัน N-H บนลิแกนด์ต่อการเร่งปฏิกิริยารีดักชันของคาร์บอนไดออกไซด์มีบทบาทน้อยลงในสภาวะการเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธ์ซึ่งมีน้ำและไบคาร์บอเนตเป็นสารให้พันธะไฮโดรเจนและแหล่งโปรตอนทดแทน นอกจากนี้สารเชิงซ้อนนิกเกิลที่มีองค์ประกอบของหมู่อะคริดีนและชิฟเบส ([NiLACR]2+) ถูกสังเคราะห์ขึ้นผ่านกลไกการจัดเรียงตัวใหม่ของไดเฟนิลเอมีน-2,2'-ไดคาร์บอกซัลดีไฮด์ และได้รับการวิเคราะห์คุณสมบัติทางไฟฟ้าเคมีเบื้องต้นผ่านการทดสอบการเร่งปฏิกิริยาการผลิตก๊าซไฮโดรเจนอีกด้วย |
Description: | Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2022 |
Degree Name: | Doctor of Philosophy |
Degree Level: | Doctoral Degree |
Degree Discipline: | Chemistry |
URI: | https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/82920 |
URI: | http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2022.73 |
metadata.dc.identifier.DOI: | 10.58837/CHULA.THE.2022.73 |
Type: | Thesis |
Appears in Collections: | Sci - Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
6172873123.pdf | 6.22 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.