اکسیدهای آلومینیوم یا منیزیم-منگنز به عنوان مدل هایی برای کمپلکس اکسیدکننده آب در فتوسیستم ii

در این تحقیق اکسیدهای کلسیم-منگنز، آلومینیوم-منگنز، منیزیم-منگنز و اکسید منگنز تثبیت شده در زئولیت فوجاسیت با روش نسبتاً ساده ای سنتز شدند و به وسیله آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، پراش اشعه ایکس (xrd)، طیف بینی اشعه ایکس متفرق کننده انرژی (edx)، پراکندگی نور پویا (dls)، طیف بینی مادون قرمز (ft-ir) و طیف بینی جذب اتمی (aas) شناسایی و تعیین ساختار شدند. الگوهای xrd این ترکیبات پیک هایی نزدیک 19 ~ ? و 5/5 ~ ? نشان می دهند که این الگوها مشابه به الگوهای xrd ساختارهای لایه ای گزارش شده هستند. تصاویر tem همچنین نشان می دهند که این ترکیبات ساختار لایه ای دارند. تصاویر sem نشان می دهند که ترکیبات اندازه ذراتی کمتر از 100 نانومتر دارند. ترکیبات سنتز شده در این پروژه می توانند به عنوان مدل هایی برای کمپلکس آزادکننده اکسیژن (oec) در فتوسیستم ii در نظر گرفته شوند. آزمایش های آزاد شدن اکسیژن با آمونیوم سریم(iv) نیترات، به عنوان یک اکسنده معمول در آزمایش های اکسایش آب، انجام شدند که نتایج نشان می دهد که این ترکیبات کاتالیزورهای خیلی موثری برای اکسایش آب هستند. سرعت تولید اکسیژن با افزایش غلظت سریم(iv) افزایش پیدا می کند و این افزایش در غلظت های پایین ce(iv) خطی است. با بهینه کردن شرایط سنتز اکسیدهای کلسیم-منگنز، سرعت تولید اکسیژن این ترکیب بهبود بخشیده شد (حدود 4 برابر بیشتر از بهترین اکسید کلسیم-منگنز گزارش شده). نتایج نشان می دهد که کاتیون های بین اکسیدهای منگنز لایه ای نمی توانند به کلسیم محدود شوند و حداقل یون های منیزیم و آلومینیوم می توانند جایگزین کلسیم شوند. تعدادی از فاکتورهای مهم در اکسایش آب مانند عدد اکسایش منگنز، سطح فعال، اندازه ذرات، ساختار و ریخت شناسی ترکیبات، ph، بار، محتوای منگنز، بلوری شدن، دمای خشک شدن، محتوای منگنز و مقدار آب ترکیب، بوسیله اکسیدهای منگنز سنتز شده در این پروژه، مورد مطالعه قرار گرفتند. با استفاده از نتایج بدست آمده در این پروژه یک مکانیسم احتمالی برای اکسایش آب توسط اکسیدهای منگنز ارائه شد. نتایج نشان می دهد دو فاکتور محتوای اکسید منگنز و دمای خشک شدن در فعالیت اکسندگی اکسید منگنز تثبیت شده در زئولیت فوجاسیت مهم هستند.