یک اکسی نیترید نوع پروسکایت پیچیده
چکیده
یکی از ساده ترین روش ها برای تجزیه آب به H2 و O2 توسط انرژی خورشیدی نیاز به استفاده از فوتوکاتالیست نیمه رسانا ی نوع ذره ای دارد. برای مهار موثر انرژی خورشیدی، یک فوتوکاتالیست تجزیه آب جدید که در محدوده گسترده ی طیف مرئی فعال است، توسعه یافته است. به ویژه، یک اکسی نیترید نوع پروسکایت پیچیده LaMg_x Ta_(1-x) O_(1 + 3x) N_(2-3x) (x≥1/3)، به طور کلی می تواند برای تجزیه آب در طول موج هایی تا 600 نانومتر بکار گرفته شود. دو استراتژی کارآمد برای تجزیه جامع آب توسعه داده شده است. اولین استراتژی مستلزم تنظیم دقیق ترکیبی فوتوکاتالیستی با تعدیل مجموعه ای از انرژی شکاف باند(bandgap) و موقعیت توسط تشکیل دنباله هایی از LaMg_x Ta_(1-x) O_(1 + 3x) N_(2-3x) می باشد. دومین روش بر اساس پوشش سطحی فوتوکاتالیست با یک لایه از هیدروکسید بی ریخت برای کنترل واکنش های سطحی Redox(رداکس) است. با ترکیب این دو استراتژی، می توان از تخریب فوتوکاتالیست و واکنش معکوس جلوگیری کرد که موجب موفقیت در تجزیه کلی آب می گردد.
تجزیه مستقیم آب به H2 و O2 در فوتوکاتالیست های نیمه رسانا اصلی ترین واکنش فتوسنتزی ساختگی است. یک واکنش فوتوکاتالیستی با کارایی بالا، با استفاده از نور خورشید، منابع جالبی از انرژی پاک و تجدید پذیر ارائه می دهد. همچنین انتظار می رود که این مسیری مقرون به صرفه و مقیاس پذیر برای تولید هیدروژن تجدید پذیر مقیاس بزرگ باشد. اگر چه انواع مختلفی از فوتوکاتالیست ها برای تجزیه آب تا به امروز گزارش شده است، اما اکثر اینها فقط تحت اشعه UV فعال هستند و تنها تعداد کمی از آنها تحت نور مرئی تا طول موج حدود 500 نانومتر عمل می کنند. از اینرو توسعه فتوکاتالیست های تجزیه آب با یک شکاف باند باریک تر و محدوده طول موج بزرگتر هدف مهمی برای تولید هیدروژن خورشیدی کارا است.
Abstract
One of the simplest methods for splitting water into H2 and O2 with solar energy entails the use of a particulate-type semiconductor photocatalyst. To harness solar energy efficiently, a new water-splitting photocatalyst that is active over a wider range of the visible spectrum has been developed. In particular, a complex perovskite-type oxynitride, LaMgxTa1xO1+3xN23x (x 1/3), can be employed for overall water splitting at wavelengths of up to 600 nm. Two effective strategies for overall water splitting were developed. The first entails the compositional fine-tuning of a photocatalyst to adjust the bandgap energy and position by forming a series of LaMgxTa1xO1+3xN23x solid solutions. The second method is based on the surface coating of the photocatalyst with a layer of amorphous oxyhydroxide to control the surface redox reactions. By combining these two strategies, the degradation of the photocatalyst and the reverse reaction could be prevented, resulting in successful overall water splitting.
Direct water splitting into H2 and O2 on semiconductor photocatalysts is the most fundamental artificial photosynthetic reaction. A high-efficiency photocatalytic reaction using sunlight would offer an attractive means of producing clean and renewable energy. This would also be expected to be the most scalable and cost-effective route for large-scale renewable hydrogen production.[1] Although various kinds of photocatalysts for water splitting have been reported to date, most of these are only active under UV irradiation, and only a few have been demonstrated to operate under visible light,[2] up to a wavelength of approximately 500 nm.[3] Thus, the development of water-splitting photocatalysts with a narrower bandgap and a larger wavelength range is a significant target for efficient solar hydrogen production.
چکیده
بخش آزمایشی
Abstract
Experimental Section
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه