ساخت، مشخصه‌يابي و بررسي رفتار فتوكاتاليستي نانوذرات اكسيد منگنزِ آلاييده‌شده با كلسيم و تقويت‌شده با پورفيرين در كاربرد شكافت آب

كمبود انرژيِ حاصل از سوخت‌هاي فسيلي، بشر را به جمع‌آوري و استفاده از انرژي تجديدپذير سوق داده است. توليد هيدروژن خورشيدي از طريق فرآيند شكافت آب، يك راه حل كاربردي جهت تأمين نيازهاي انرژي آينده است. در نتيجه، توليد يك كاتاليست كارآمد جهت اكسيداسيون آب كه نيم‌واكنش چالش‌برانگيزِ فرآيند شكافت آب محسوب مي‌شود؛ امري ضروري است كه مي‌توان با الهام از كاتاليست طبيعيِ موجود در مجموعه‌ي توليدكننده‌ي اكسيژن (OEC)، سيستم‌هاي فتوسنتز مصنوعي (APS) را توسعه بخشيد [1-3]. در اين مطالعه، نانوذرات Mn3O4، (CaMn)3O4 و نانوكامپوزيت‌هاي Mn3O4/TCPP، (CaMn)3O4/TCPP توليد شد [4-7]. مشخصه‌يابي نمونه‌ها جهت شناسايي فاز، تغيير اندازه‌ي ثابت شبكه، از طريق آناليز پراش اشعه‌ي ايكس (XRD)، جهت شناسايي عناصر موجود در نمونه از طريق طيف‌سنجي پراش انرژي اشعه‌ي ايكس (EDS)، جهت تعيين جذب سطحي پورفيرين و مكانيزم اتصال پورفيرين بر سطح اكسيد منگنز از طريق طيف‌سنجي تبديل فوريه‌ي مادون قرمز (FTIR)، و جهت تعيين اندازه‌ و شكل ظاهري ذرات از طريق ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FESEM) انجام شد. رفتار فتوكاتاليستي نمونه‌ها نيز تحت سيستم سه الكتروديِ فتوالكتروشيميايي مورد بررسي قرار گرفت. نمونه‌هايي كه آلايش‌گرِ عنصر كلسيم و تقويت‌كننده‌ي پورفيرين را شامل مي‌شدند، فعاليت فتوكاتاليستي بهتري نسبت به نمونه‌هاي بدون آلايش‌گر و بدون تقويت‌كننده، از خود نشان دادند.