İkiz kristal yapılı fotokatalizör ile görünür ışığa duyarlı ZnCoS/ZnCdS'yi hazırlamak için bir sentez tekniği veH2 evrimi ve benzaldehit üretiminde fotokatalitik aktivitesi ve seçiciliğinin fotoredoks reaksiyonu test tekniği sunulmaktadır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Enerji Uygulamalarında Çok Fonksiyonlu Redoks Fotokatalizi için İkiz Kristal Yapılı ZnCoS/ZnCdS'nin Sentezi ve Performans Değerlendirmeleri
Bu makalede
Özet
Özet
Bu protokol, hem ikiz kristal yapılı fotokatalizör ile görünür ışığa duyarlı ZnCoS / ZnCdS'nin sentezini hem deH2 evrimi ve benzaldehit üretiminde fotokatalitik aktivitesinin ve seçiciliğinin fotoredoks reaksiyon testini sunar. Bu ZnCoS/ZnCdS heteroyapısı, ZnCdS yarı iletkeninin karışık fazlı bağlantı avantajını ve yüzey reaksiyonunu kolaylaştırmak için bir elektron rezervuarı görevi gören ZnCoS'un kokatalitik fonksiyonunu bütünleştirir. Özellikle, bir ZnCdS yarı iletkeni içindeki ikiz kristal yapının varlığı, iddiaya göre, benzersiz bir wurtzite/çinko blende (WZ/ZB) interfaz bağlantısına yol açan, uzun menzilli sıralı ikiz düzlemlerin alternatif bir düzenlemesi ile nano ölçekli bir ikiz süper kafes konfigürasyonu sunar. Bu interfaz bağlantısı, mükemmel bir fotouyarilmiş yük taşıyıcı ayrımı ve numune yüzeyine taşınması ile sonuçlanan, dolayısıyla redoks reaksiyonlarını kolaylaştıran bir arayüzey elektrostatik alanına sahiptir. ZnCoS'un katalizör yüzeyindeki fotoindüklenmiş elektronları yakalamada çok önemli bir rol oynadığı ikiz kristal yapıya sahip görünür ışığa duyarlı ZnCoS / ZnCdS'yi hazırlamak için basit bir hidrotermal yaklaşım rapor ediyoruz. Numunenin fotoabsorpsiyon kabiliyetini ve yüzey alanını belirlemek için sırasıyla UV-Vis dağınık yansıma spektroskopisi ve N2 fizyorpsiyon ölçümü yapılmıştır. Benzil alkol oksidasyonu ve çevrimiçi bir gaz kromatografisi ile birlikte güneş enerjisiyle çalışan H2 üretiminin ayrıntılı bir kurulumu gösterildi. ZnCoS / ZnCdS, hemH2 hem de benzaldehit oluşumunda muazzam bir gelişme sergiledi. ZnCdS'nin ZnCoS ko-katalizörü ve WZ/ZB faz bağlantıları arasındaki fotokatalitik davranışa yönelik korelasyon sistematik olarak değerlendirildi. Bu, çok çeşitli enerji uygulamaları için çift işlevli fotokatalizörlerin tasarımını optimize etmek için yeni bir fikir ortaya atıyor.
Giriş
Kimyasal yakıt üretimi için güneş enerjisinden yararlanan yapay fotosentez, yenilenebilir enerji sistemlerinde umut verici bir strateji olarak ortaya çıktı ve düşük karbonlu bir geleceğe doğru yeşil ve sürdürülebilir bir yol sunuyor 1,2. Yeşil hidrojen üretimi için su ayırma yoluyla güneş enerjisiyle çalışan hidrojen (H2) evrimine yönelik önemli akademik ve endüstriyel ilgiye rağmen, pratik uygulaması, yüksek aşırı potansiyeller, fotojenere yük taşıyıcılarının hızlı rekombinasyonu ve oksidatif yarı reaksiyonun yavaş kinetiği dahil olmak üzere temel zorlukla....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
Bu çalışmada kullanılan reaktifler ve ekipmanlar Malzeme Tablosunda listelenmiştir.
1. ZnCoS / ZnCdS fotokatalizörün hazırlanması
- ZnCoS ko-katalizörünün sentezi
- 40 mL etilen glikol çözeltisi içermesi için 100 mL'lik bir beher alın. Çözeltiye 0.22 g Zn(CH3COO)2·2H2O, 0.5 g(CH3COO)2·4H2Ove 0.3 g CH3CSNH2 dökün.
- Elde edilen çözeltiyi 0,5 saat boyunca ultrasonik bir işleme tabi tutun, ardından metal öncüllerin tamamen çözünmesini sağlamak için ortam sıcaklığı....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Morfoloji çalışmaları, 200 kV alan emisyon analitik elektron mikroskobu ile kurulan yüksek çözünürlüklü bir mikroskop kullanılarak, yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu (HRTEM) görüntüleri kullanılarak gerçekleştirilir. Yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu (HRTEM) görüntüleri, ZnCdS ve ZnCoS/ZnCdS'nin ikiz kristal yapı karakterizasyonu için Şekil 1'de gösterilmiştir. UV-Vis dağınık yansıma spektrumları (DRS), yansıma standardı ol.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Şekil 1A-C, bozulmamış ZnCdS ve ZnCoS/ZnCdS fotokatalizörlerinin HRTEM görüntülerini göstermektedir. Bozulmamış ZnCdS, yüksek kristalli nanoparçacıklardan oluşan granüler bir nanoyapı sergiler. Şekil 1A'da gösterildiği gibi, ZnCdS'nin sırasıyla ZB (111) ve WZ (100) kristal düzlemlerine karşılık gelen 0.32 nm ve 0.36 nm'lik kafes aralıkları gözlenir24. Ayna simetrik (zikza.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Teşekkürler
Yazarlar, Malezya Yüksek Öğretim Bakanlığı (MOHE) tarafından Temel Araştırma Hibe Programı (FRGS) kapsamında sağlanan mali desteğe teşekkür etmek isterler (Ref no: FRGS/1/2024/TK08/XMU/02/1). Bu çalışma, PETRONAS Research Sdn. Bhd. (PRSB) tarafından sağlanan PETRONAS-Academia İşbirliği Diyaloğu (PACD 2023) hibesi ile desteklenmiştir. Yazarlar, Stratejik Araştırma Fonu (SRF) (S.22015) kapsamında Malezya Bilim, Teknoloji ve Yenilik Bakanlığı'na (MOSTI) teşekkür eder. Yazarlar, kromatografi yoluyla katkılarından dolayı Agilent Technologies Malaysia Sdn Bhd'ye minnetle teşekkür eder. Yazarlar ayrıca Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (Ref no....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Benzil alkol | Sigma-Aldrich | 402834 | ACS reaktif derecesi, ≥ 99.0% |
| Kadmiyum asetat dihidrat (Cd(CH3COO)2· 2H2O) | Sigma-Aldrich | 289159 | Reaktif kalitesi, %98 |
| Kobalt(II) asetat tetrahidrat (Co(CH3COO)2· 4H2O) | Sigma-Aldrich | 403024 | ACS reaktifi, ≥ 98.0% |
| Etilen glikol | Sigma-Aldrich | 102466 | ReagentPlus, ≥ 99% |
| Gaz kromatografisi | Çevik | 8890 GC Sistemi | Özelleştirilmiş olarak, alev iyonizasyon dedektörü (FID), termal iletkenlik dedektörü (TCD), metanizer, iki MolSieve 5A 60/80 ağ kolonu ve üç HayeSep Q 80/100 ağ sütunundan oluşmaktadır |
| Yüksek performanslı sıvı kromatografi | Çevik | 1260 Infinity II LC Sistemi | Fotodiyot dizi dedektörü (PAD) ve Kinetex 2.6 μ m Fenil-Heksil 100 & Aring; sütun |
| Yüksek hızlı santrifüj | Thermo Fisher Scientific | 75009760 | Sorvall X1R Pro |
| Manyetik karıştırıcı | IKA | 3622000 | RET temel |
| Kütle akışı kontrolörü | Alicat | MC serisi | |
| Azot | Air Liquide | %99,9995 saflık | |
| Fırın | Memmert | MMT-UN55 | |
| Sodyum sülfür hidrat (Na2S· xH2O) | Sigma-Aldrich | 13468 | ≥ %60, ölçekler |
| Tiyoasetamide (CH3CSNH2) | Sigma-Aldrich | 163678 | ACS reaktif derecesi, ≥ %99,0, sağlam |
| Üç boyunlu üstten ışınlama cam reaktörü | PTL Cam Alüminyum | Özel -leştirilmiş | |
| Ultrasonikator banyosu | Cole-Parmer | CP/P-08895-15 | |
| Xenon lamba | Pekin Çin Eğitim Au-light | CEL-PF300-T6 | |
| Çinko asetat dihidrat (Zn(CH3COO)2· 2H2O) | Sigma-Aldrich | 383058 | ACS reaktifi, ≥ 98.0% |
Kaynaklar
- Wong, K. J., Foo, J. J., Siang, T. J., Ong, W. J. Shining light on carbon aerogel photocatalysts: Unlocking the potentials in the quest for revolutionizing solar-to-chemical conversion and environmental remediation. Adv Funct Mater. 33 (50), 2306014(2023).
- Wong, K. J., Foo, J. J., Siang, T. J., Ong, W. J.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
