احیای فوتوکاتالیستی دی اکسیدکربن به متان تجدیدپذیر توسط دی اکسیدتیتانیوم اصلاح شده با بیسموت و مس

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
پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر
Article 4, Volume 4, Issue 3 - Serial Number 13, 1399, Pages 55-43 PDF (897.8 K)
Document Type: پژوهشی اصیل
Authors
محسن مرادی¹; افسانه سادات لاریمی^* ²; فرهاد خراشه³; رضا نعمت الهی³
¹دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف،تهران، ایران
²گروه پژوهشی شیمی و فرایند، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران
³دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
Abstract
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.
Keywords
احیای فوتوکاتالیستی دی‌اکسیدکربن; اصلاح دی اکسید تیتانیوم; متان تجدیدپذیر; واردکردن بیسموت; تلقیح مس
References

Statistics Article View: 157 PDF Download: 122

Statistics

Number of Journals	45
Number of Issues	2,174
Number of Articles	24,685
Article View	25,082,201
PDF Download	17,779,884