نانولولههای اکسید تیتانیوم با ساختار نواری اصلاحشده جهت کاربرد موثر در شکافت آب
نام عام مواد
[پایاننامه]
عنوان اصلي به زبان ديگر
TiO۲ nanotube arrays with modified band structure for efficient photoelectrochemical water splitting
نام نخستين پديدآور
/فاطمه حبیبی حق
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی مواد
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۹
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۸۶ص.
ساير جزييات
:
يادداشت کلی
متن يادداشت
زبان: فارسی
متن يادداشت
زبان چکیده: فارسی
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به مشخصات ظاهری اثر
متن يادداشت
مصور، جدول، نمودار
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
مهندسی مواد- نانو مواد
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۹/۱۲/۰۱
کسي که مدرک را اعطا کرده
صنعتی سهند
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
دراینپژوهش برای سنتز آرایههای نانولولهای دیاکسیدتیتانیوم از روش اکسیداسیون آندی دومرحلهای در شرایط ولتاژ ثابت و درمحلول آلی برپایه اتیلن گلیکول استفادهشد .بررسی مورفولوژی، ترکیب فازی و شیمیایی آرایههای سنتزشده بهترتیب با میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) ، آزمون پراشاشعهایکس (XRD)و طیفسنجی پراش انرژی اشعه ایکس(EDS) انجام شد .تاثیر نظم آرایههاینانولولهای برعملکرد فتوالکتروشیمیایی آبکافت موردبررسی قرارگرفت .براساس نتایج بهدست آمده مشاهدهشد که با افزایش زمان مرحله اول از۱ به۴ ساعت، نظم و مورفولوژی نانولولهها بهبودیافته و چگالی جریان نوری واکنش اکسیداسیون آب ازA.cm-۲۵/۲۱۲ بهA.cm-۵۱/۲۷۶ و بازده تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی بهاندازه ۲/۳۹ برابر افزایش یافتهاست .پارامتر دوم موردبررسی، تاثیر طول آرایههای نانولولهای بود که مشاهدهشد با افزایش زمان از۳۰ به۶۰ دقیقه، طول نانولولهها بهدلیل سطح بالای ناشی از حضور جاخالیهای اکسیژنی برای اکسیداسیون آب و تولید اکسیژن در فتوآند بهینه میشود .درنتیجه بازده فتوالکتروشیمیایی آبکافت از۰/۰۴۲ به۰/۰۴۵ افزایش مییابد .درنهایت برای افزایش جذب نورمرئی توسط نانولولههای دیاکسیدتیتانیوم، عملیات احیایالکتروشیمیایی برروی آنها انجامگرفت .ایجاد نواقص سطحیTi ۳+پس از احیا باعث افزایش چگالی جریان نوری ازA.cm -۵۵/۲۴۴ برای نانولولههای ذاتی بهA.cm-۱۰۰/۲۴۶ برای نانولولههای احیاشده و بهتبع آن۱/۵ برابرشدن بازده تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی شد .
متن يادداشت
In the present work, 2-step anodic oxidation method was used to fabricate TiO2 nanotubes at constant potential and in the organic solution based on ethylene glycol (EG). Morphology, phase and chemical composition of synthetized arrays were determined by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction analysis (XRD) and Energy-Dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The effect of orderliness of nanotube arrays on PEC water splitting efficiency was investi- gated. It was revealed that increasing the first step anodization time from 1 to 4 hours leads to inhanced morphology and orderliness of nanotubes, and consequently increased current density from 25.12 A.cm-2 to 51.76 A.cm-2. Therefore, the photoconversion efficiency was increased 2.39 times. The second parameter was the effect of nanotube length on PEC water splitting efficiency. Longer nanotubes was achieved as well as enhanced Oxygen evolution by increasing time from 30 to 60 minutes due to better active surface area. As a result, photoconversion effic- iency was increased from 0.042 to 0.045 . Finally, in order to improve visible light absorption, Electrochemical reduction of TiO2 NTs was performed. Introducing Ti3+ surface defects was the main reason for increasing current density (55.44 A.cm-2 for 4h-1h to 100.46 for 4h-R) and photoconversion efficiency ( 1.5 times improvement).
خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه
ba
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
TiO۲ nanotube arrays with modified band structure for efficient photoelectrochemical water splitting