Research Article

2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi

Volume: 10 Number: 1 January 31, 2022
EN TR

2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, 2,3-di(tiyofen-3-il)piperazin esaslı iletken polimer türevlerinin elektrokimyasal yük depolama özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla, ilk önce, ultrases destekli bir yöntem kullanılarak 2,3-di(tiyofen-3-il)piperazin halka sistemine sahip yeni elektroaktif monomerlerin sentezi gerçekleştirilmiştir. 2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin monomerleri elektrokimyasal olarak paslanmaz çelik substrat yüzeylerinde polimerleştirilmiş ve poli(2,3-di(tiyofen-3-il)piperazin (PTTP) ve poli(2,3-di(tiyofen-3-il)dekahidrokinoksalin (PTTQ) esaslı redoks aktif elektrot malzemeleri hazırlanmıştır. PTTP ve PTTQ redoks aktif malzemelerinin kapasitif performansları dönüşümlü voltametri (CV), galvanostatik şarj-deşarj (GCD) ve elektrokimyasal impedans spektroskopi (EIS) teknikleri kullanılarak araştırılmıştır. PTTP ve PTTQ esaslı elektrot malzemeleri 2,5 mAcm-2 sabit akım yoğunluğunda 175 Fg-1 ve 198 Fg-1 spesifik kapasitans değerlerine ulaşmıştır. Ayrıca, PTTP ve PTTQ, sırasıyla, 70,2 Whkg-1 ve 87,1 Whkg-1 enerji yoğunluğu değerleri ile 7 kWkg-1 ve 6,2 kWkg-1 güç yoğunluğu değerleri sergilemiştir. Bunun yanı sıra, PTTP ve PTTQ elektrot malzemeleri 10 000 şarj-deşarj döngüsü sonunda %80 ve %87,5 gibi oldukça yüksek uzun döngü ömrü kararlılıkları göstermiştir. Kapasitif performans test sonuçları PTTP ve PTTQ redoks aktif elektrot malzemelerinin yüksek performanslı pratik süperkapasitör uygulamalarında kullanılabilecek potansiyele sahip ümit vaat eden elektrot malzemeleri olduğunu ortaya koymuştur. 

Keywords

Ultrases destekli sentez, 3-di(tiyofen-3-il)piperazin türevleri, İletken polimerler, Redoks aktif elektrot malzemeleri, Süperkapasitörler

Supporting Institution

Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırmalar Kurumu (TÜBİTAK)

Project Number

KBAG-114Z167

Thanks

Yazar, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırmalar Kurumu’na (TÜBİTAK) KBAG-114Z167 nolu proje kapsamında sağlamış olduğu doktora sonrası araştırmacı bursu için teşekkür eder. Ayrıca, yazar, Prof. Dr. Mustafa GÜLLÜ’ ye (Ankara Üniversitesi, Fen Fakültesi, Kimya Bölümü) araştırma için sunmuş olduğu imkanlardan dolayı teşekkür eder.

References

  1. [1] D. Yiğit, Ş.O. Hacıoğlu, M. Güllü, L. Toppare, “Novel poly(2,5-dithienylpyrrole) (PSNS) derivatives functionalized with azobenzene, coumarin and fluorescein chromophore units: spectroelectrochemical properties and electrochromic device applications,” New Journal of Chemistry, vol. 39, no. 5, pp 3371-3379, 2015.
  2. [2] A. Chaudhary, D.K. Pathak, M. Tanwar, P. Yogi, P.R. Sagdeo, R. Kumar, “Polythiophene–PCBM-based all-organic electrochromic device: fast and flexible,” ACS Applied Electronic Materials, vol. 1, no.1, pp. 58-63, 2019.
  3. [3] M. Caliskan, M.C. Erer, S.T. Aslan, Y.A. Udum, L. Toppare, A. Cirpan, “Narrow band gap benzodithiophene and quinoxaline bearing conjugated polymers for organic photovoltaic applications,” Dyes and Pigments, vol. 180, pp. 108479, 2020.
  4. [4] T.M. Clarke, A.M. Ballantyne, J. Nelson, D.D. Bradley, J.R. Durrant, (2008), “Free energy control of charge photogeneration in polythiophene/fullerene solar cells: the influence of thermal annealing on P3HT/PCBM blends,” Advanced Functional Materials, vol. 18, no. 24, pp. 4029-4035, 2008.
  5. [5] C. Kok, C. Doyranli, B. Canımkurbey, S.P. Mucur, S. Koyuncu, “Effect of thiophene linker addition to fluorene-benzotriazole polymers with the purpose of achieving white emission in OLEDs,” RSC Advances, vol. 10, no. 32, pp. 18639-18647, 2020.
  6. [6] J. Ohshita, Y. Tada, A. Kunai, Y. Harima, Y. Kunugi, “Hole-injection properties of annealed polythiophene films to replace PEDOT–PSS in multilayered OLED systems,” Synthetic Metals, vol. 159, no. 3-4, pp. 214-217, 2009.
  7. [7] B. Li, D.N. Lambeth, “Chemical sensing using nanostructured polythiophene transistors,” Nano Letters, vol. 8, no. 11, pp. 3563-3567, 2008.
  8. [8] T. Minamiki, Y. Hashima, Y. Sasaki, T. Minami, “An electrolyte-gated polythiophene transistor for the detection of biogenic amines in water,” Chemical Communications, vol. 54, no. 50, pp. 6907-6910, 2018.
  9. [9] C. Li, G. Shi, “Polythiophene-based optical sensors for small molecules,” ACS Applied Materials & Interfaces, vol. 5, no. 11, pp. 4503-4510, 2013.
  10. [10] L. Torsi, A. Tafuri, N. Cioffi, M.C. Gallazzi, A. Sassella, L. Sabbatini, P.G. Zambonin, “Regioregular polythiophene field-effect transistors employed as chemical sensors,” Sensors and Actuators B: Chemical, vol. 93, no. 1-3, pp. 257-262, 2003.
APA
Yiğit, D. (2022). 2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi. Duzce University Journal of Science and Technology, 10(1), 398-415. https://doi.org/10.29130/dubited.944357
AMA
1.Yiğit D. 2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi. DUBİTED. 2022;10(1):398-415. doi:10.29130/dubited.944357
Chicago
Yiğit, Deniz. 2022. “2,3-Di(tiyofen-3-Il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması Ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi”. Duzce University Journal of Science and Technology 10 (1): 398-415. https://doi.org/10.29130/dubited.944357.
EndNote
Yiğit D (January 1, 2022) 2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi. Duzce University Journal of Science and Technology 10 1 398–415.
IEEE
[1]D. Yiğit, “2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi”, DUBİTED, vol. 10, no. 1, pp. 398–415, Jan. 2022, doi: 10.29130/dubited.944357.
ISNAD
Yiğit, Deniz. “2,3-Di(tiyofen-3-Il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması Ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi”. Duzce University Journal of Science and Technology 10/1 (January 1, 2022): 398-415. https://doi.org/10.29130/dubited.944357.
JAMA
1.Yiğit D. 2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi. DUBİTED. 2022;10:398–415.
MLA
Yiğit, Deniz. “2,3-Di(tiyofen-3-Il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması Ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi”. Duzce University Journal of Science and Technology, vol. 10, no. 1, Jan. 2022, pp. 398-15, doi:10.29130/dubited.944357.
Vancouver
1.Deniz Yiğit. 2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi. DUBİTED. 2022 Jan. 1;10(1):398-415. doi:10.29130/dubited.944357