افزایش تولید هیدروژن در کوپل CdS/BiFeO۳ در فرایند تجزیه فوتوکاتالیستی آب از طریق جایگزینی جزئی آهن توسط منگنز

در این مطالعه به منظور افزایش عملکرد کوپل فوتوکاتالیستی CdS/BeiFO۳ در تولید هیدروژن در فرایند تجزیه آب، یون آهن در بیسموت فریت به صورت جزئی به وسیله یون منگنز جایگزین شده است. با این جایگزینی عالوه بر احتمال انجام فرایند انتقال بارها در سیستم z-scheme خاصیت فروالکتریکی BiFeO۳ افزایش یافته و جداسازی بارها افزایش خواهد یافت. بیسموت فریت((BFO و سولفید کادمیوم به ترتیب از روشهای هیدروترمال و رسوب زای سنتز شده اند. خواص نوری فوتوکاتالیستها نیز توسط آنالیزهایPL و UV-vis بررسی شده است. آنالیز PL نشان میدهد که مقدار بازترکیبی در بیسموت فریت داپ شده کمتر از داپ نشده است. این کاهش بازترکیبی همچنین در کوپل با سولفید کادمیوم نیز دیده میشود. آنالیز UV-vis نیز نشان میدهد که طول باند گپ فوتوکاتالیست با داپ کردن کاهش و در نتیجه محدوده جذب افزایش میابد. این تغییرات در کنار سیستم z-scheme در نهایت باعث افزایش تولید هیدروژن در فرآیند تجزیه فوتوکاتالیستی آب میشود به گونه ای که مقدار تولید هیدروژن در کوپل۵۰ درصد وزنی CdS/BFO نسبت به CdS خالص ۵۰۰.۷۳ میکرومول بر ساعت بر گرم افزایش می یابد و این مقدار در کوپل CdS و BFO داپ شده )CdS/BFMO( به ۷۴۹.۴ کیکرومول بر ساعت بر گرم میرسد.

کلیدواژه ها:

تجزیه فوتوکاتالیستی آب ، CdS ، BiFeO۳ ، منگنز ، داپ کردن