Design and Development of Droplet-Assisted Electrocatalytic System for Selective Electro-Organic Reactions. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF PhD_Thesis_Mohammed Alathir_01-Sept-2022.pdf Restricted to Repository staff only until 18 September 2023. Download (4MB)

Arabic Abstract

تعد التفاعلات الكهروضوئية الانتقائية باستخدام الرش الكهربائي مجال بحث ناشئ. في الإمكانات المطبقة من خلال كيمياء القطيرات، يمكن تحقيق تفاعلات عضوية انتقائية متنوعة على نطاق مصغر. ان عمليات التفاعل الكهروكيميائية المتقدمة هي تقنية بديلة ومتقدمة تستخدم للأكسدة الانتقائية للمركبات العضوية. في هذه العملية، بدأت التفاعلات عن طريق تفاعلات نقل الإلكترون التي تولد الجذور عبر الإمكانات المطبقة خارجيًا. تسمح هذه الطريقة بتوليف المنتج ذي القيمة المضافة الرئيسية في ظل ظروف تفاعل أكثر اعتدالًا، على عكس توليف التفاعل التقليدي. ومع ذلك، هناك العديد من التحديات المهمة للتفاعلات الكهروكيميائية (1) الحركية البطيئة نسبيًا للعمليات التي تتطلب وقت معالجة أطول، و (2) الانتقائية الأقل للمحفز. تم فحص مفاعل كهروكيميائي يتدفق قطيرات للتحقيق في التفاعلات المقترحة. تُظهر الاتجاهات الحديثة أن كيمياء القطرات لها مزايا عديدة لتسريع حركية التفاعل ولتطبيق الإنتاجية العالية. في هذا العمل، تم توظيف العديد من المواد النانوية المركبة على مواد مسامية. تم تصنيع المحفزات الفعالة CoB مع أكسيد الحديد ونيتريد الكربون الغرافيتي باستخدام كيمياء هلام محلول غرواني. تم فحص آلية تدفق القطرات المساعدة لتعزيز أكسدة التحفيز الكهربائي لكحول البنزيل، 2-فينوكسي إيثانول، وهيدروكسي ميثيل فورفورال في درجة حرارة الغرفة. تم تمييز القطب الكهربائي المطلي بـ sol-gel باستخدام التحليل الطيفي TEM ومجهر إلكتروني ماسح ومطيافية تشتت الطاقة بالأشعة السينية ومطيافية الأشعة السينية بالإلكترون الضوئي ودراسة البلورات بالأشعة السينية، بالإضافة إلى الاستقرار الميكانيكي للأقطاب الكهربائية، والذي يتضمن قياسات الخشونة والصلابة

English Abstract

Selective electro-organic reactions using electrospray are an emerging research area. At applied potential through droplet chemistry, various selective organic reactions can be achieved on a miniaturized scale. The advanced electrochemical reaction processes are an alternative and advanced technique used for selective oxidation of organic compounds. In this process, the reactions were initiated by electron-transfer reactions that generate radicals via externally applied potentials. This method allows synthesizing the key value-added product under milder reaction conditions, unlike conventional reaction synthesis. However, there are several significant challenges for electrochemical reactions (i) relatively slow kinetics of the processes that require longer processing time, and (ii) the lower selectivity of the catalyst. A droplet flows electrochemical reactor was investigated for the investigation of the proposed reactions. Recent trends show that droplet chemistry has numerous advantages to speed up the reaction kinetics and for high throughput application. In this work, several composite nanomaterials were functionalized on porous materials. The active catalysts CoB with iron oxide and graphitic carbon nitride was synthesized using sol-gel chemistry. A droplet flow assisted was investigated mechanism to enhance the electrocatalytic oxidation of benzyl alcohol, 2-phenoxyethanol, and hydroxymethylfurfural at room temperature. The sol-gel coated electrode was characterized using TEM, SEM, EDS, XPS, and XRD spectroscopy, as well as the mechanical stability of the electrodes, which includes roughness and hardness measurements.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Chemistry
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemistry
Committee Advisor:	Chanbasha, Basheer
Committee Co-Advisor:	Jalilov, Almaz
Committee Members:	Alhooshani, Khalid and Siddiqui, Mohammad Nahid and Al-Saadi, Abdulaziz
Depositing User:	MOHAMMED SULIMAN (g201403100)
Date Deposited:	28 Sep 2022 11:32
Last Modified:	28 Sep 2022 11:32
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142217