تهیه و بررسی ویژگیهای ساختاری و فوتوالکتروشیمیایی چندسازههای تیتانیم دیاکسید/روی اکسید
محورهای موضوعی : شیمی فیزیکمهناز سیاه سهلان 1 , ساجده محمدی عارف 2 , حمید نقش آرا 3 , رسول آزمایشکندرود 4
1 - دانشجوی دکترا دانشكده فیزیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.
2 - دانشیار دانشكده فیزیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
3 - دانشیار دانشكده فیزیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.
4 - دانشجوی دکترا دانشكده فیزیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
کلید واژه: آبشکافی, ویژگی فوتوالکتروشیمیایی, هیدروژن خورشیدی, تیتانیم دیاکسید/روی اکسید ,
چکیده مقاله :
چهار نمونه نانوچندسازهای تیتانیم دیاکسید/روی اکسید با درصد حجمی تقریبی0، 3، 5 و 7 از روی اکسید، با روش سل-ژل سنتز شدند. سنتز موفق نمونهها با الگوی پراش پرتو ایکس (XRD)، تأیید و ریختشناسی سطح لایهها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. برای بررسی ویژگی نوری لایهها، طیفنورسنجی UV-Vis و فوتولومینسانس و برای بررسی رفتار (I-V) نمونهها، گالوانوستات/پتانسیوستات سه الکترودی بهکارگرفته شدند. نتیجههای بهدستآمده حاکی از آن بود که افزودن روی اکسید به تیتانیم دیاکسید، انرژی کاف نواری آن را بهطور چشمگیری کاهش میدهد و بهبود قابلتوجهی در کارایی فوتوالکتروشیمیایی چندسازهها ایجاد میکند. نمونه حاوی 5 درصد حجمی از روی اکسید، باریکترین انرژی کاف نوار (28/3 الکترون ولت)، کمترین شدت طیف فوتولومینسانس و پایینترین مقدار مقاومت انتقال بار (80 کیلو اهم) را از خود نشان داد. همچنین، چگالی جریان پایدار این نمونه بیشترین مقدار را داشت (1/1 میلیآمپر بر سانتیمترمربع). کارایی برتر فوتوالکتروشیمیایی این نمونه در مقایسه با دیگر نمونهها، گواهی بر کارایی بالای آن است.
: Four nanocomposite samples of titanium dioxide/zinc oxide with approximate volume percentages of 0, 3, 5, and 7 of zinc oxide were synthesized using the sol-gel method. The success of the syntheses was confirmed by X-ray diffraction patterns. Morphology of the prepared samples was studied by scanning electron microscope (SEM). Properties of the samples were investigated by using UV-Vis spectrometry and photoluminescence spectrometry. The obtained results indicated that adding zinc oxide to titanium dioxide significantly decreased its band gap energy and substantially improved the photoelectrochemical performance of the composites. The sample containing 5% by volume of zinc oxide exhibited the narrowest band gap energy (3.28 eV), the lowest photoluminescence spectrum intensity, and the lowest charge transfer resistance (80 kΩ). Additionally, this sample showed the highest stable current density (1.1 mA/cm²). Furthermore, the superior photoelectrochemical performance of this sample compared to the others confirmed its high efficiency
