کاهش کربن مونوکسید به هیدروکربن ها با نانوذره های فوتوکاتالیستی پلاسمونی طلا

نویسندگان

1 پژوهشگر پسادکترا، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

2 استادیار گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران.

3 دانشیار مهندسی برق دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

doi
10.30495/jacr.2023.1977531.2085
چکیده

بررسی برهم کنش بین نانوذره های پلاسمونی و گونه جذب شده بر آن برای کاربردهای فوتوکاتالیستی-پلاسمونی بسیار مهم است. شناسایی سازوکار واکنش ها در حالت پایه و تعیین ویژگی نوری در حالت‌های تحریک‌شده، به دلیل مسیرهای پیچیده حامل‌ها، چالش برانگیز است. در این پژوهش، کاهش فوتوکاتالیستی کربن مونو‌کسید (CO) به هیدروکربن ها بر سطح نانوذره های طلا با استفاده از نظریه تابع چگالی بررسی شد. بررسی انرژی‌های آزاد گیبس و سدهای انرژی فعال‌سازی واکنش ها نشان داد که نخستین گام در کاهش مولکول CO تشکیل *CHO به جای *COH است که از راه سازوکار ترجیحی انتقال مستقیم هیدروژن به CO پیش می رود. افزون براین، با محاسبه های نظریه تابع چگالی وابسته به زمان، جذب نوری وابسته به اندازه نانوذره های طلا (ساختار بیست وجهی) با توجه به تشدید پلاسمونی سطحی جای گیر بررسی شد. تجزیه جذب نوری، نوسان گروهی الکترون‌های ظرفیت را در لایه جذب شده مولکول های CO بر نانوذره طلا نشان ‌داد. این مطالعه راهگشای تولید پایدار سوخت با انرژی خورشیدی است.