مرادی محسن، لاریمی افسانه سادات، خراشه فرهاد، نعمت الهی رضا. احیای فوتوکاتالیستی دی اکسیدکربن به متان تجدیدپذیر توسط دی اکسیدتیتانیوم اصلاح شده با بیسموت و مس. پژوهشهای کاربردی مهندسی شیمی-پلیمر. 1399; 4 (3) :55-43
URL: http://arcpe.modares.ac.ir/article-38-41281-fa.html
1- دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف،تهران، ایران
2- گروه پژوهشی شیمی و فرایند، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران ، alarimi@nri.ac.ir
3- دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
چکیده: (2735 مشاهده)
تبدیل گاز گلخانهای دیاکسیدکربن به مواد شیمیایی با ارزش افزوده که به عنوان تکنولوژی سوختهای خورشیدی شناخته شده است به دلیل داشتن پتانسیل رفع همزمان مشکل گرمایش جهانی و محدودیت منابع انرژی، از آغاز قرن بیست ویکم توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در همین راستا، در پژوهش حاضر فوتوکاتالیست دیاکسیدتیتانیوم (TiO2) اصلاح شده با بیسموت و مس(CuBiT)، با استفاده از روش سل ژل و تلقیح مرطوب تهیه شده و به عنوان کاتالیزور در تبدیل فوتوکاتالیستی دیاکسیدکربن به متان تجدیدپذیر ارزیابی گردید. نتایج آنالیزهای پراش پرتو ایکس (XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) صحت ساخت نانوذرات TiO2 با اندازه کریستالهای حدود 20 نانومتر را تایید نمودند که با افزودن بیسموت به ساختار آن، اندازه ذرات کوچکتر شدند. همچنین، به کمک آنالیز های طیف سنجی انرژی پرتو ایکس (EDX) و آنالیز پراکندگی عناصر (Elemental mapping) مشخص شد که بیسموت و مس به طور یکنواخت در ساختار نانوذرات وارد شدهاند. آنالیز طیف سنجی بازتاب پخشی (DRS) نیز کوچکتر شدن گاف انرژی را در نمونه های حاوی بیسموت و مس نشان داد که موجب جذب نور در ناحیه مرئی میشود. بعلاوه، نتایج آنالیز طیف سنجی فوتولومینسانس (PL) نیز کاهش چشمگیر نرخ بازترکیبی الکترون و حفره ها را در نانوکامپوزیت تهیه شده نشان میدهد. نتایج آزمایشهای احیای دیاکسیدکربن مشخص کرد که واردکردن 3 درصد وزنی بیسموت و 1.5 درصد وزنی از مس در ساختار TiO2 میزان تولید متان را نسبت به TiO2 خالص تا 6.3 برابر افزایش خواهد یافت. این فعالیت فوقالعاده در تولید متان را میتوان به توانایی ترکیبات بیسموت در جذب و فعالسازی مولکولهای دیاکسیدکربن و جداشدن موثر حاملان بار که به وسیله مس ایجاد شده است، نسبت داد. مزید بر موارد مذکور، کوچکتر شدن اندازه ذرات در کنار افزایش سطح ویژه کاتالیست نیز نقش مثبت قابل توجی در بهبود سرعت احیای دیاکسیدکربن داشته است.
نوع مقاله:
پژوهشی اصیل |
موضوع مقاله:
نانوکاتالیزور دریافت: 1398/12/18 | پذیرش: 1399/3/24 | انتشار: 1399/10/13