افزايش توليد فتوكاتاليستي هيدروژن از طريق بكارگيري تابش التراسوند در طول فرآيند سنتز فتوكاتاليست تيتانيا روي پايه كلينوپتيلوليت

Enhancement of Photocatalytic Hydrogen Evolution by Using Ultrasound Irradiation during Synthesis of TiO2 Supported Clinoptilolite Photocatalyst

در اين پژوهش، توليد هيدروژن از طريق فرآيند فتوكاتاليستي شكافت آب روي فتوكاتاليست نانوساختار TiO2/Clinoptilolite سنتز شده به روش سونوشيميايي مورد ارزيابي قرار گرفت و اثر بكارگيري تابش التراسوند در طول روش تلقيح به منظور نشاندن TiO2، بررسي شد. در اين راستا، فتوكاتاليست دي اكسيد تيتانيوم روي پايه كلينوپتيلوليت حاوي 10% وزني از TiO2 با استفاده از روش تلقيح در حضور و عدم حضور تابش التراسوند تهيه شد. نمونه ها تحت آناليزهاي XRD،ا FESEM،ا BET،ا EDX،ا FTIR،ا PL و UV-vis مورد شناسايي قرار گرفتند. نتايج تست هاي شناسايي نشان مي دهد كه تابش التراسوند، منجر به توليد فتوكاتاليستي با مورفولوژي يكنواخت تر، مساحت سطح ويژه بالاتر و توزيع ذرات بهتر خواهد شد. به علاوه، آناليزها بيانگر ايجاد كلوخه هاي كمتر، برهمكنش قوي تر بين ذرات تيتانيا و پايه و سرعت بازتركيب جفت هاي الكترون-حفره كمتر مي باشند. در نمونه فتوكاتاليست TiO2/Clinoptilolite تهيه شده به روش التراسوند (TiO2/CLT(UI))، توليد هيدروژن افزايش مي يابد. ميزان توليد هيدروژن بعد از گذشت زمان hr 4 برابر با μmol/gTio2 29/502 به دست آمد كه تقريبا هفت برابر مقدار آن توسط TiO2 خالص مي باشد. فتوكاتاليست TiO2/Clinoptilolite پس از 5 بار استفاده، كمترين افت فعاليت را داشت كه نشان از پايداري و قابليت استفاده مجدد از اين فتوكاتاليست در فرآيند شكافت آب مي باشد.

Hydrogen evolution via water splitting was investigated over the sonochemically synthesized TiO-2clinoptilolite photocatalysts with the aim of assessing the effect of ultrasonic irradiation during the impregnation procedure employing for TiO2 deposition. To this aim, photocatalysts containing 10wt% titania were prepared by an impregnation method in the presence and absence of ultrasound irradiation. The samples were characterized by XRD, FESEM, EDX, BET, FTIR, PL and UV-vis techniques. The characterization results indicated that ultrasound irradiation endowed the photocatalysts with uniform morphology, higher surface area and more homogenous dispersion. In addition, the analyses also exhibited less population of particle aggregates, a strong titania-support interaction and a lower electron-hole pair recombination rate. The high photocatalytic activity, 502.29, μmol/gTio2.h was obtained for TiO2/Clinoptilolite photocatalyst prepared by the ultrasound assisted the impregnation method (TiO2/CLT(UI)), which was about 7 times more than that of bare TiO2. Furthermore, TiO2/CLT(UI) photocatalyst showed sufficient reusability, making it a good choice for photocatalytic water splitting applications.