بكارگيري كلينوپتيلوليت بعنوان پايه نانوتيتانيا بمنظور توليد هيدروژن در فرآيند شكافت آب

Utilization of Clinoptilolite as a Support of Nano-titania for Hydrogen Production via Water Splitting Process

در اين پژوهش، توليد هيدروژن از طريق فرآيند شكافت آب روي فتوكاتاليست نانوساختار TiO2/clinoptilolite مورد ارزيابي قرار گرفت و اثر حضور پايه كلينوپتيلوليت بر روي فعاليت فتوكاتاليست، بررسي شد. در اين راستا، فتوكاتاليست حاوي 30 وزني از نانوتيتانيا روي كلينوپتيلوليت با استفاده از روش توزيع حالت جامد SSD تهيه شد. نمونه ها تحت آناليزهاي XRD، FESEM، BET، EDX، FTIR، PL و UV-vis مورد شناسايي قرار گرفتند. نتايج آناليزهاي شناسايي بيانگر اين است كه حضور كلينوپتيلوليت علاوه بر اينكه منجر به كاهش بازتركيب جفت هاي الكترون-حفره مي شود، توزيع ذرات TiO2 را بهبود داده و از تشكيل كلوخه ها، روي سطح فتوكاتاليست، به ميزان قابل توجهي مي كاهد. ميزان توليد هيدروژن بعد از گذشت زمان 4 ساعت برابر با 134/16 به دست آمد كه تقريباً دو 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 اين فتوكاتاليست مي باشد.

Hydrogen evolution via water splitting was investigated over the nanostructured TiO2/clinoptilolite photocatalyst with the aim of exploring the natural zeolitic support potential on the photocomposite reactivity. To this aim, a clinoptilolite supported TiO2 photocatalyst with 30 wt% titania content was synthesized by the facile solid state dispersion (SSD) method. The samples were characterized by XRD, FESEM, EDX, BET, FTIR, PL and UV-vis techniques. The characterization results indicated that clinoptilolite utilization could not only reduce the recombination of electron–hole pairs but also promote the distribution of metallic particles and decrease the TiO2 particle agglomerations. The high photocatalytic activity, 134.16 µmol g-1 h-1, was obtained for the TiO2/clinoptilolite sample which was about 2 times more than that of bare TiO2. Furthermore, TiO2/clinoptilolite photocatalyst showed sufficient reusability, making it a good choice for photocatalytic water splitting applications.