Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/52561
Title: Preparation of titanium-based oxide and carbon nanotube composites for capacitor
Other Titles: การเตรียมคอมพอสิตของออกไซต์ฐานไทเทเนียมและท่อนาโนคาร์บอนสำหรับตัวเก็บประจุ
Authors: Narabhandhu Laohawich
Advisors: Orawon Chailapakul
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: corawon@chula.ac.th
Subjects: Titanium dioxide
Nanocomposites (Materials)
ไทเทเนียมไดออกไซด์
นาโนคอมพอสิต
Issue Date: 2008
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: In this work, the preparation of metal oxide (FeO and NiO) and titanium-based multi-walled nanotube (MWNTs) composites for capacitor electrodes was reported. The composite materials were synthesized via a chemical reduction method using metal salts and functionalized MWNTs. Structural and morphological characterizations of these composites were carried out via x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The synthesized composites were dispersed in an aqueous solvent via sonication, and then the composite solutions were then electrostatically sprayed onto the Pt/Si substrates which were heated to 1500C. Cyclic voltammetry, impedance spectroscopy and galvanostatic technique were employed to characterize the electrochemical performances of the composite thin films. Electrochemical characterization shows that there is an almost linear dependence of structure-specific capacitance on the amount of metal oxides on the MWNTs surface due to the surface’s pseudo-capacitive nature. From the results, the composite electrode obtained from NiO incorporated on TiO2/MWNTs provides a markedly enhanced specific capacitance of 180.40 F/g in 1 M H2SO4. Such an enhanced capacitance, as well as the cost-effectiveness of the NiO on TiO2/MWNTs composite, shows the advantages to the use of this composite as an effective alternative material for electrochemical capacitors.
Other Abstract: งานวิจัยนี้เป็นการสังเคราะห์โลหะออกไซด์สองชนิด ได้แก่ เหล็กออกไซด์และนิกเกิลออกไซด์ ร่วมกับวัสดุคอมพอสิตของท่อนาโนคาร์บอนผนังหลายชั้นกับไทเทเนียมไดออกไซด์ เพื่อใช้เป็นขั้วตัวเก็บประจุ โดยทั่วไปวัสดุคอมพอสิตดังกล่าวสามารถสังเคราะห์ด้วยวิธีทางเคมีจากสารประกอบเกลือของโลหะ และท่อนาโนคาร์บอนซึ่งผ่านการดัดแปรผิวหน้าด้วยกรดที่มีความเข้มข้นสูง แล้วจึงทำการศึกษาลักษณะโครงสร้างผลึกและสัณฐานวิทยาของวัสดุคอมพอสิตด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ (เอ็กซ์อาร์ดี) กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (เอสอีเอ็ม) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (ทีอีเอ็ม) การเตรียมขั้วเพื่อใช้ในการทดสอบสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของวัสดุคอมพอสิต เริ่มจากการนำวัสดุคอมพอสิตดังกล่าวผสมร่วมกับตัวทำละลายโดยผ่านกระบวนการอัลตราโซนิกอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 30 นาที ทำให้สารละลายที่ได้มีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกัน จากนั้นสารละลายดังกล่าวจะถูกพ่นเป็นละอองตามแนวแรงไฟฟ้าสถิตไปยังแผ่นรองรับซึ่งมีอุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียสด้วยเทคนิคอิเล็กโทรสทาทิกสเปรย์ดิโพสิชัน (อีเอสดี) ซึ่งก่อให้เกิดขั้วของวัสดุคอมพอสิตที่มีลักษณะเป็นแผ่นฟิล์มบาง เพื่อใช้ในการศึกษาลักษณะทางเคมีไฟฟ้าด้วยเทคนิคไซคลิกโวลแทมเมทรี เทคนิคอิมพีแดนซ์สเปกโทร สโกปี และเทคนิคกัลวาโนสทาทิกในสารละลายกรดซัลฟิวริกที่ความเข้มข้น 1 โมลาร์ จากการศึกษาพบว่า ความสามารถในการเก็บประจุของวัสดุคอมพอสิตขึ้นอยู่กับปริมาณของโลหะออกไซด์ชนิดต่างๆที่ถูกสังเคราะห์ร่วมกับท่อนาโนคาร์บอน เนื่องจากโลหะออกไซด์มีลักษณะเฉพาะที่ดีในการเก็บประจุ ที่สำคัญยังพบว่าวัสดุคอมพอสิตฐานของออกไซด์ฐานไทเทเนียมที่มีนิกเกิลออกไซด์เป็นส่วนประกอบ จะมีค่าการเก็บประจุสูงถึง 180.40 ฟารัดต่อกรัม โดยที่ค่าดังกล่าวนี้สูงกว่าค่าการเก็บประจุของวัสดุคอมพอสิตฐานไทเทเนียมไดออกไซด์ และนอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นวัสดุคอมพอสิตชนิดใหม่เพื่อใช้เป็นตัวเก็บประจุทางเคมีไฟฟ้า
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2008
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Petrochemistry and Polymer Science
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/52561
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2008.1742
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2008.1742
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
narabhandhu_la_front.pdf2.04 MBAdobe PDFView/Open
narabhandhu_la_ch1.pdf466 kBAdobe PDFView/Open
narabhandhu_la_ch2.pdf3.35 MBAdobe PDFView/Open
narabhandhu_la_ch3.pdf1.9 MBAdobe PDFView/Open
narabhandhu_la_ch4.pdf3.97 MBAdobe PDFView/Open
narabhandhu_la_ch5.pdf346.34 kBAdobe PDFView/Open
narabhandhu_la_back.pdf1.76 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.