تولید متان با استفاده از واکنش احیای فوتوکاتالیستی دی‌اکسید کربن در حضور فوتوکاتالیست‌های دی‌اکسید تیتانیوم اصلاح شده با نیکل و مس

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی شیمی و نفت

2 تهران، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی شیمی و نفت

3 تهران، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی شیمی و نفت

4 تهران، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی شیمی و نفت

5 تهران، پژوهشگاه نیرو، گروه پژوهشی شیمی و فرآیند

doi
10.22075/chem.2021.19404.1776
چکیده

احیای فوتوکاتالیستی دی‌اکسید کربن به عنوان یکی از روش‌های نوید بخش به منظور تولید طیف گسترده‌ای از سوخت‌های تجدیدپذیر هیدروکربنی با استفاده از نور خورشید و در حضور فوتوکاتالیست‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این پژوهش نمونه‌های فوتوکاتالیست دی‌اکسید تیتانیوم دوپ شده با نیکل (0.5، 1 و 1.5 درصد وزنی ) با استفاده از روش سل ژل سنتز شدند. بعد از انجام آزمایش‏های احیای فوتوکاتالیستی دی‌اکسید کربن و یافتن درصد بهینه نیکل، نمونه دی‌اکسید تیتانیوم با یک درصد وزنی نیکل (TNi1) بالاترین میزان فعالیت فوتوکاتالیستی را از خود نشان داد. سپس با استفاده اروش تلقیح، 3 درصد وزنی مختلف (1، 2 و 3) از مس بر روی ساختار TNi1 بارگذاری شد. در نهایت نمونه بارگذاری شده با یک درصد وزنی از مس بر روی دی‌اکسید تیتانیوم دوپ شده با یک درصد وزنی از نیکل (1Cu/TNi1) بالاترین میزان فعالیت فوتوکاتالیستی را از خود نشان داد با تولید متان برابر μmol/gcat 12.6 که این مقدار تقریبا 4 برابر میزان تولید متان در حضور TiO2 خالص است. نانوفوتوکاتالیست‌های سنتز شده با استفاده از آنالیزهای پراش اشعه ایکس (XRD)، آنالیز طیف سنجی بازتاب پخشی (DRS) و آنالیز فوتولومینسانس (PL) مشخصه یابی شدند. همچنین با استفاده از روش BET سطح ویژه آن‌ها اندازه‌گیری و با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی مورفولوژی ذرات بررسی شد.