افزايش توليد هيدروژن در كوپل CdS/BiFeO3 در فرايند تجزيه فوتوكاتاليستي آب از طريق جايگزيني جزئي آهن توسط منگنز

در اين مطالعه به منظور افزايش عملكرد كوپل فوتوكاتاليستي CdS/BeiFO3 در توليد هيدروژن در فرايند تجزيه آب، يون آهن در بيسموت فريت به صورت جزئي به وسيله يون منگنز جايگزين شده است. با اين جايگزيني علاوه بر احتمال انجام فرايند انتقال بارها در سيستم z-scheme خاصيت فروالكتريكي BiFeO3 افزايش يافته و جداسازي بارها افزايش خواهد يافت. بيسموت فريت(BFO) و سولفيد كادميوم به ترتيب از روشهاي هيدروترمال و رسوب زاي سنتز شده اند. خواص نوري فوتوكاتاليستها نيز توسط آناليزهاي PLو UV-vis بررسي شده است. آناليز PL نشان ميدهد كه مقدار بازتركيبي در بيسموت فريت داپ شده كمتر از داپ نشده است. اين كاهش بازتركيبي همچنين در كوپل با سولفيد كادميوم نيز ديده مي‌شود. آناليز UV-vis نيز نشان ميدهد كه طول باند گپ فوتوكاتاليست با داپ كردن كاهش و در نتيجه محدوده جذب افزايش ميابد. اين تغييرات در كنار سيستم z-scheme در نهايت باعث افزايش توليد هيدروژن در فرآيند تجزيه فوتوكاتاليستي آب مي‌شود به گونه اي كه مقدار توليد هيدروژن در كوپل50 درصد وزني CdS/BFO نسبت به CdS خالص 500.73 ميكرومول بر ساعت بر گرم افزايش مي يابد و اين مقدار در كوپل CdS و BFO داپ شده (CdS/BFMO) به 749.4 كيكرومول بر ساعت بر گرم مي‌رسد.