کاهش نوترکیبی الکترون/ حفره در نانوفوتوکاتالیست ها

فرایند فوتوکاتالیستی با استفاده از نیمه هادیها برای استفاده موثر از نور خورشید در کاهش آب برای تولید هیدروژن، تبدیل دی اکسید کربن به سوخت های شیمیایی و تخریب آلاینده ها برای اصلاح محیط زیست بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این فرآیند، الکترون ها به وسیله جذب فوتون هایی دارای انرژی برابر یا بزرگ تر از شکاف انرژی نیمه هادی، از نوار ظرفیت، به نوار هدایت برانگیخته شده و منجر به شکل گیری الکترون های نوار هدایت و حفره های نوار ظرفیت می گردد. واکنش الکترون/حفره با ملکول های اکسیژن و آب به ترتیب به عنوان گونه های پذیرنده و دهنده الکترون، موجب شکل گیری گونه های اکسایشی همچون رادیکال هیدروکسیل و سوپر اکسید می گردند. جفتهای الکترون حفره می توانند در سطح و یا توده ذره، طی چند نانوثانیه بازترکیب شوند؛ این مسئله موجب کاهش بازده نوری فوتوکاتالیست خواهد شد. لذا بهبود جدایی بار و ممانعت از بازترکیبی حاملان بار بسیار ضروری است. در این راستا استراتژیهای بسیاری پیشنهاد و به کار گرفته شده است. مانند دوپینگ با فلزات/غیر فلزات، بارگیری نانوذرات فلزی نجیب، حساس سازی با ملکول های رنگ و ترکیب با نیمه هادیها. هدف از این پژوهش، بررسی روش های افزایش نرخ جدایی الکترون/حفره در نانوفوتوکاتالیست ها می باشد.

کلیدواژه ها:

فوتوکاتالیست ، نانوساختارها ، نوترکیبی الکترون/حفره