رشد بلورهاي BiVO4 با روش هيدروترمال و بدون استفاده از جوانه به منظور كاربرد در صنايع تصفيۀ آب و توليد هيدروژن

لايه‌‌هاي نازك بلورهاي بيسموت واناديت (BiVO4) با استفاده از روش هيدروترمال روي زيرلايۀ بدون پوشش FTO به منظور كاربرد در صنايع تصفيۀ آب و توليد هيدروژن نشانده شده‌اند. نمونه ها پس از لايه‌‌نشاني در بازۀ دمايي 450 تا 550 درجۀ سانتي‌گراد پخت شدهاند. الگوي بلورشناسي اشعۀ ايكس (XRD) كه براي لايههاي بيسموت واناديت آماده شده، تأييد‌كنندۀ ساختار مونوكلينيك اين بلور است. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) براي بلور، شكل دوهرمهاي برش داده‌شده را نشان ميدهد كه از نظر فوتوالكتروشيميايي فعال‌اند. با كنترل و بهينهسازي پارامترهايي همچون دما، مدت لايه‌نشاني، غلظت محلول پيش ماده و دماي پخت نمونه‌ها، لايهاي يكنواخت و با چسبندگي زياد از BiVO4 ايجاد شد. لايۀ بهينۀ BIVO4/FTO در دماي 120 درجۀ سانتيگراد در حداقل زمان (چهار ساعت) با به‌كارگيري محلولي به غلظت 27 ميليمولار از پيش‌مادههاي بيسموت واناديت كه در pH معادل 2/ 1 بود، به دست آمد. به عنوان معياري از عملكرد كريستالهاي رشد داده‌شده در واكنشهاي توليد هيدروژن و واكنشهاي تجزيۀ آلاينده هاي آلي آب، اندازهگيري ولتامتري روبش خطي نمونه‌ها انجام شده و با يكديگر مقايسه شده‌اند. نتيجۀ تستهاي ولتامتري روبش خطي پاسخ نوري نمونه را به ميزان 70 ميكروآمپر بر سانتيمتر مربع در ولتاژ 1 ولت (در مقايسه با الكترود مرجع Ag/AgCl) براي نمونه هاي پخت‌شده در دماهاي بيشتر از 500 درجه نشان ميدهد. همچنين، يك مدل ساده براي درك بهتر رفتار رشد بلورهاي BiVO4 تحت شرايط رشد مختلف پيشنهاد شد.