تولید هیدروژن به روش تجزیه فتوکاتالیستی آلاینده ها با استفاده از نانوذرات نیمه هادی

در این تحقیق فتوکاتالیست تیتانیوم دی اکسید از تترا تیتانیوم ایزوپرپکسایدوایزوپروپیل الکل سنتز شد. به منظور افزایش فعالیت فتوکاتالیستی وپاسخ به نور مرئی فتوکاتالیست سنتزشده در نسبتهای مولی 5/0، 1، 3، 5 با اوره مخلوط وجهت انجام واکنش فاز جامد در دماهای بین 350 تا 700 درجه کلسینه شد. به این ترتیب فتوکاتالیست n-dopedtio2 با سطوح ویژه بالا بدست آمد. مشخصات نمونه های سنتز شده توسط روشهای xrd، sem، edx، bet، uv-visible spectrophotometer تعیین گردید. نتایج حاصل از آنالیزهای فوق، نشان دادند که نیتروژن یا بصورت مولکولهای n2 جذب سطح و یا بصورت اتمهای n، جایگزین اکسیژن در ساختار تیتانیوم دی اکسید شده اند که هر دو موقعیت در پاسخ دهی فتوکاتالیست به نور مرئی موثر بوده و سبب افزایش طیف جذب نوراز 388 نانومتر (حداکثر طول موج جذب شده توسط تیتانیوم دی اکسید تجاری) به طول موج بیش از620 نانومتر می شوند. واکنش فاز جامد بین اوره و تیتانیوم دی اکسید سبب افزایش سطح ویژه از 2/67متر مربع بر گرم به 4/130مترمربع برگرم گردیدکه برای افزایش بازده فتوکاتالیست نتیجه بسیار خوبی می باشد. فعالیت فتوکاتالیستی نمونه های سنتز شده در میزان هیدروژن آزاد شده از250میلی لیتر آب که در آن آلاینده آلی متانل، معرف فداکار بوده و بعنوان الکترون دهنده و یا گیرنده حفره های الکترونی عمل کرده ومانع از انجام واکنش برگشت و کاهش بازده فتوکاتالیست می شود، ارزیابی گردید و حداکثرمیزان هیدروژن آزاد شده تحت نور مرئی در محلول متانل ودر نسبت 1به 4/1 همراه با ا/0گرم از فتوکاتالیست n-dopedtio2 که در آن نسبت اوره به تیتانیوم دی اکسید برابربا 3 وکلسینه شده در دمای600درجه بود در حدود 300میکرومول بر ساعت در مقایسه با مقدار 6/3 میکرومول برساعت تحت نور فرابنفش بافتوکاتالیست تیتانیوم دی اکسید بدست آمد. نیتروژن جایگزین شده و نوع ساختار کریستالیn-dopedtio2 پارامترهای مهم در افزایش فعالیت فتوکاتالیست محسوب می شوند