ارتقاء عملكرد آرايه نانولوله‌هاي TiO2 با استفاده از تكنيك آلايش شيميايي در تفكيك فوتوكاتاليستي آب

كارشناسي ارشد

امروزه توليد سوخت سبز هيدروژن از طريق تفكيك فوتوالكتروكاتاليستي آب به عنوان يك منبع تجديدپذير انرژي توجه زيادي را به خود جلب كرده است. همچنين آرايه نانولوله‌هاي تيتانيوم دي‌اكسيد به دليل يك سري ويژگي‌هاي منحصر به فرد به عنوان يكي از محبوب‌ترين فوتوكاتاليست‌ها شناخته شده است. در اين تحقيق از روش آندايزينگ الكتروشيميايي براي سنتز آرايه نانولوله‌هاي تيتانيوم دي‌اكسيد استفاده شد. يكي از پارامترهاي حياتي در سامانه تفكيك فوتوالكتروكاتاليستي آب ولتاژ باياس است، چراكه اگر مقدار آن از يك حد بيشتر باشد فرآيند الكتروليز آب به فرآيند تفكيك فوتوالكتروكاتاليستي آب غلبه مي‌كند. در تحقيق حاضر از دو روش معادله نرنست و نتايج داده‌هاي آزمايشگاهي حاصل از نمودارهاي كرونوآمپرومتري استفاده شد و مقدار (V) 7/0 به عنوان ولتاژ باياس بهينه انتخاب شد. تيتانيوم دي‌اكسيد داراي يك سري مشكلات از قبيل نوتركيبي الكترون‌ها و حفره‌هاي برانگيخته بر اثر تابش نور و عريض بودن گاف انرژي است، كه اين امر باعث كاهش نرخ توليد هيدروژن مي‌شود. در اين تحقيق از روش آلايش شيميايي براي اصلاح آرايه نانولوله‌هاي تيتانيوم دي‌اكسيد استفاده شد. به اين منظور دو تكنيك آلايش همزمان با آندايزينگ و آلايش با حمام شيميايي در دو بخش آلايش شيميايي با قلع كلريد و آلايش شيميايي دوگانه با قلع كلريد و روي كلريد مورد بررسي قرار گرفت. در بخش آلايش شيميايي با قلع كلريد نرخ توليد هيدروژن در حالت آلايش همزمان با آندايزينگ 2/82 درصد و در حالت آلايش به روش حمام شيميايي 87/58 درصد نسبت به نمونه شاهد افزايش پيدا كرد. همچنين در بخش آلايش دوگانه با قلع كلريد و روي كلريد نرخ توليد هيدروژن توسط نمونه بهينه آلايش شده حين آندايزينگ، 84 درصد نسبت به نمونه شاهد افزايش پيدا كرد.

194952

دانشگاه علم و صنعت ايران

صنايع شيميايي معدني

دكتر علي اله وردي