Сборник тезисов докладов
ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ВЫДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДА НА КАТАЛИЗАТОРАХ CD
жүктеу/скачать 6,55 Mb. Pdf көрінісі
|
proceedings 2020
| ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ВЫДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДА НА КАТАЛИЗАТОРАХ CD
1-X MN X S ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ ВИДИМОГО ДИАПАЗОНА К.О. Потапенко 1,2 , А. Ю. Куренкова 1 , Е. А. Козлова 1,2 1
2 Новосибирский Государственный университет, Россия, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2, 630090 E-mail: potapenko@catalysis.ru
углеродсодержащего сырья возникает необходимость освоения новых видов возобновляемых источников энергии, особое внимание привлекает солнечная энергетика. В настоящее время работы в области солнечной энергетики ведутся в основном на двух направлениях: создании элементов, позволяющих преобразовывать энергию света непосредственно в электроэнергию, и разработке прямого преобразования солнечной энергии в энергию химических связей с помощью квантовых систем (фотокатализаторов). Поэтому одним из наиболее перспективных направлений развития солнечной энергетики будет являться прямое преобразование световой энергии в энергию химических связей. Одним из самых эффективных способов в этом случае может стать воспроизведение функций всех видов природного фотосинтеза путем создания фотокаталитических систем. Уникальные свойства водорода позволяют считать его универсальным и наиболее экологически чистым химическим энергоносителем. С этой точки зрения разработка новых эффективных технологий получения водорода за счет создания систем, воспроизводящих функцию природного фотосинтеза, является актуальным для решения задач водородной энергетики [1]. Сульфид кадмия привлёк к себе большое внимания благодаря узкой ширине запрещенной зоны (около 2,4 эВ), что позволяет ему абсорбировать видимый свет длиной волны ниже 520 нм. Однако в водных растворах сульфид кадмия подвергается фотокоррозии. Кроме того, из-за узкой ширины запрещенной зоны, происходит сверхбыстрая поверхностная и объемная рекомбинация электронов и дырок, что значительно уменьшает его фотокаталитическую активность. Одним из перспективных методов повышения активности и стабильности сульфида кадмия является образование твердых растворов с более широкозонными проводниками, таких как MnS, что приводит к варьированию ширины запрещенной зоны и смещению положений валентной зоны и зоны проводимости [2]. Исходя из вышеперечисленного, целью работы является синтез и исследование комплексом физико-химических методов новых фотокатализаторов на основе твердых растворов сульфидов кадмия и марганца Cd 1-x Mn
S для получения водорода под действием видимого света. В ходе работы были получены две серии образцов фтокатализаторов Cd 1-x Mn
S действием Na 2 S на водные растворы свежеосажденных гидроокисей металлов с последующей стадией гидротермальной обработки при 120 ºС. Значение параметра x варьировалось от 0 до 1. Активность полученных материалов определяли в реакции фотокаталитического выделения водорода под действием излучения оптического диапазона с основной длиной волны 450 нм. Так, наиболее высокую активность на уровне 0,4 мкмоль мин -1 проявили образцы - Cd 0.35 Mn 0.65 S и Cd 0.98
Mn 0.02
S/β- Mn 3 O 4 /MnOOH. Методом РФА было показано, что полученные образцы имеют сильно дефектную структуру. При этом можно заметить, что в случае серии без использования щёлочи, формирование твёрдых растворов происходит лучшим образом. Напротив, для серии образцов с использованием щёлочи, происходит образование различных марганецсодержащих фаз. В первом случае высокая активность в процессе выделения водорода обусловлена формированием твердого раствора с подходящими для выделения водорода значениями положений валентной зоны и зоны проводимости, а в другом случае – возникновением межфазных гетеропереходов.
жүктеу/скачать 6,55 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|