Elaboration et caractérisation des nanostructures de ZnO sur FTO par voie électrochimique

Abstract

Dans ce présent travail l’électro-oxydation de l’éthanol a été effectuée sur une électrode électro-catalytique de ZnO/FTO. Les nanostructures de ZnO ont été électrodéposées sur un substrat de FTO à partir d’un bain mixte contenant 0.1 M NaNO3 et différentes concentrations de ZnCl2. La température, le potentiel et le temps de déposition sont fixés respectivement à 70 °C,-1 V et 15 min. Les spectres de DRX montrent que les échantillons obtenus à différentes concentration de ZnCl2 ont une structure hexagonale de type Wurtzite et présentent une orientation préférentielle selon l’axe c. Les images AFM présente une distribution totale de ZnO sur la surface de FTO avec un changement remarquable de la topographie avec l’augmentation de la concentration de Zn2+. Les nanostructures de ZnO électrodéposées à 10-3 M de ZnCl2 ont une action électro-catalytique efficace sur l'oxydation de l'éthanol dans un milieu alcalin. Ceci est traduit par la bonne répétabilité, la stabilité et la diminution significative du potentiel d'oxydation d'éthanol. Dans l'ensemble, ces résultats suggèrent que l'électrode à base de nanostructures de ZnO pourrait être un bon candidat pour l'oxydation de l'éthanol.

In this work the electro-oxidation of ethanol was performed on an electro-catalytic electrode of ZnO/FTO. Nanostructures of ZnO were electrodeposited on an FTO glass substrate from a mixed bath containing 0.1 M NaNO3 and various concentrations of ZnCl2. Temperature, potential and deposition time are set at 70°C, -1 V and 15 min, respectively. The DRX spectra show that samples obtained at different ZnCl2 concentrations have a Wurtzite hexagonal structure and have a preferential orientation along the c axis. AFM images show a total distribution of ZnO on FTO surface with a remarkable change in topography with increased Zn2+ concentration. ZnO nanostructures electrodeposited at 10-3 M ZnCl2 have an effective electrocatalytic action on ethanol oxidation in an alkaline medium. This is reflected in good repeatability, stability and significant decrease in ethanol oxidation potential. Overall, these results suggest that the electrode based on the ZnO nanostructures may be a good candidate for ethanol oxidation

في هذا العمل، تم إجراء الأكسدة الكهربائية للإيثانول على محفز كهربائي مصنوع من اكسيد الزنك فوق صفيحة من اكسيد القصدير المطعم بالفليور ZnO/FTO. تم ترسيب الهياكل النانوية ZnO على ركيزة FTO من خلال حمام مختلط يحتوي على0,1 مول\ل من نترات الصوديوم وتراكيزات مختلفة من كلور الزنك . درجة الحرارة والجهد ووقت الترسيب حددت عند 70 درجة مئوية ، -1 فولت و 15 دقيقة على التوالي. تظهر أطياف DRX أن العينات التي تم الحصول عليها بتركيزات مختلفة من كلور الزنك لها بنية سداسية من نوع Wurtzite ولها اتجاه تفضيلي على طول محور c. تُظهر صور AFM توزيعًا إجماليًا لـ ZnO على سطح FTO مع تغيير ملحوظ في التضاريس مع زيادة تركيز الزنك . هياكل ZnO النانوية التي يتم وضعها في 10-3 مول\ل من كلور الزنك لها عمل تحفيزي كهربائي فعال على أكسدة الإيثانول في وسط قلوي. ينعكس هذا في التكرار الجيد والاستقرار والانخفاض الكبير في إمكانات أكسدة الإيثانول. بشكل عام، تشير هذه النتائج إلى أن قطب البنيات النانوية لاكسيد الزنك قد يكون مرشحًا جيدًا لأكسدة الإيثانول.