تهیه نانوکامپوزیت WO3/g-C3N4/Cu2O و بررسی کاربرد آن به عنوان نانوکاتالیست در واکنش تکامل هیدروژن به روش شکافت فوتوکاتالیستی آب
نویسندگان
1 گروه محیط زیست، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران
2 گروه نیمههادیها، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران
3 گروه نانوفناوری، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان
4 گروه نانوفناوری، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران
doi
چکیده
در پژوهش حاضر، نانوچندسازههای WO3/g-C3N4 و WO3/g-C3N4/Cu2O حاوی نانوذرات تنگستن تری اکسید و مس (I) اکسید بر روی بستر کربن نیترید گرافیتی سنتز شدند. ویژگیهای ساختاری و مورفولوژی نانوساختارهای سنتز شده توسط روش های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) و طیفسنجی بازتاب نشری (DRS) بررسی شد. عملکرد نانوچندسازه ها به عنوان کاتالیست کاتد در فرایند شکافت فوتوکاتالیستی آب مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که نانوچندسازه WO3/g-C3N4/Cu2O بالاترین چگالی جریان و کمترین اضافه ولتاژ را در واکنش تکامل هیدروژن ایجاد می کند. این بهبود در عملکرد فوتوالکتروشیمیایی را می توان به افزایش مساحت سطح و افزایش انتقال الکترون ناشی از کوپل بستر کربنی با نانوذرات اکسیدی نسبت داد. افزونبر بررسیهای عملی، نانوکاتالیست WO3/g-C3N4/Cu2O با نرم افزار متریال استودیو شبیه سازی شد و الگوی XRD و ساختار الکترونی آن با نتایج عملی مقایسه شد. الگوی XRD نظری تطابق خوبی با الگوی XRD تجربی نشان داد. براین اساس، نانوچندسازه پیشنهادی میتواند به خوبی به عنوان کاتالیست کاتدی در تولید سوخت پاک هیدروژن مورد استفاده قرار گیرد.