مطالعه اثرات پلاسمونیک نانو ساختارهای طلا بر فرایندهای فوتوکاتالیستی تجزیه آب

محدود بودن سوخت های فسیلی و مشکلات زیست محیطی ناشی از احتراق آن ها موجب گسترش تحقیقات در مورد استفاده از سوخت های جایگزین شده است. هیدروژن مناسب ترین ترکیب برای جایگزینی سوخت های فسیلی به نظر می رسد و ازاینرو روش های مختلف تولید آن به سرعت در حال گسترش می باشد. در این تحقیق اثر نانوساختارهای پلاسمونیک بر فرایندهای فوتوکاتالیستی تولید هیدروژن به روش جداسازی آب مورد مطالعه قرار گرفته است. فتوکاتالیست مورد استفاده tio2/au است که نانو لوله های دی اکسید تیتانیوم به روش آندیزاسیون سنتز و سپس نانو ذرات پلاسمونیک طلا به دو روش (لایه نشانی اسپاترینگ و ته نشینی رسوب) بر روی نانولوله ها نشانده شدند. برای بررسی خاصیت فوتوالکتروشیمیایی (pec) نمونه ها، ساختارهای tna خالص و tna/au لایه نشانی شده به روش اسپاترینگ و ته نشینی رسوب، درون سلول pec (حاوی محلول الکترولیت m koh 1) و تحت تابش منبع نور مرئی- فرابنفش با چگالی توان mwcm-2 40 قرار داده شدند. خواص نوری نمونه ها همچنین توسط تست تجزیه متیلن بلو تحت تابش نور طبیعی خورشید بررسی شد. نتایج حاصل از کرونوآمپرومتری چگالی جریان های نوری تولید شده برای نمونه ی tna/au لایه نشانی شده به روش ته نشینی رسوب را، مقدار macm-2 2.5 (تحت ولتاژ بایاس صفر ولت) نشان داد. این مقدار حدود 12 برابر مقدار چگالی جریان نوری تولید شده از ساختار tna خالص می باشد. نتایج تست تجزیه متیلن بلو افزایش 143 درصدی جذب نور برای نمونه ی لایه نشانی شده به روش ته نشینی رسوب نسبت به نمونه ی tna خالص را نشان داد که به دلیل تقویت میدان توسط نانو ذرات پلاسمونیک و جذب بهتر نور در ناحیه مریی است.