احياي فوتوكاتاليستي دي اكسيدكربن به متان تجديدپذير توسط دي اكسيدتيتانيوم اصلاح شده با بيسموت و مس

تبديل گاز گلخانه اي دي اكسيدكربن به مواد شيميايي با ارزش افزوده كه به عنوان تكنولوژي سوخت هاي خورشيدي شناخته شده است به دليل داشتن پتانسيل رفع همزمان مشكل گرمايش جهاني و محدوديت منابع انرژي، از آغاز قرن بيست ويكم توجه زيادي را به خود جلب كرده است. در همين راستا، در پژوهش حاضر فوتوكاتاليست دي اكسيدتيتانيوم (TiO2) اصلاح شده با بيسموت و مس(CuBiT)، با استفاده از روش سل ژل و تلقيح مرطوب تهيه شده و به عنوان كاتاليزور در تبديل فوتوكاتاليستي دي اكسيدكربن به متان تجديدپذير ارزيابي گرديد. نتايج آناليز هاي پراش پرتو ايكس (XRD)، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني گسيل ميداني (FESEM) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) صحت ساخت نانوذرات TiO2 با اندازه كريستال هاي حدود 20 نانومتر را تاييد نمودند كه با افزودن بيسموت به ساختار آن، اندازه ذرات كوچكتر شدند. همچنين، به كمك آناليز هاي طيف سنجي انرژي پرتو ايكس (EDX) و آناليز پراكندگي عناصر (Elemental mapping) مشخص شد كه بيسموت و مس به طور يكنواخت در ساختار نانوذرات وارد شده اند. آناليز طيف سنجي بازتاب پخشي (DRS) نيز كوچكتر شدن گاف انرژي را در نمونه هاي حاوي بيسموت و مس نشان داد كه موجب جذب نور در ناحيه مرئي مي شود. بعلاوه، نتايج آناليز طيف سنجي فوتولومينسانس (PL) نيز كاهش چشمگير نرخ بازتركيبي الكترون و حفره ها را در نانوكامپوزيت تهيه شده نشان مي دهد. نتايج آزمايش هاي احياي دي اكسيدكربن مشخص كرد كه واردكردن 3 درصد وزني بيسموت و 1.5 درصد وزني از مس در ساختار TiO2 ميزان توليد متان را نسبت به TiO2 خالص تا 6.3 برابر افزايش خواهد يافت. اين فعاليت فوق العاده در توليد متان را مي توان به توانايي تركيبات بيسموت در جذب و فعال سازي مولكول هاي دي اكسيدكربن و جداشدن موثر حاملان بار كه به وسيله مس ايجاد شده است، نسبت داد. مزيد بر موارد مذكور، كوچك تر شدن اندازه ذرات در كنار افزايش سطح ويژه كاتاليست نيز نقش مثبت قابل توجي در بهبود سرعت احياي دي اكسيدكربن داشته است.