Preparation of nano-structured composites of mixed metal oxides as efficient photocatalysts for energy related applications /
/ تحضير متراكبات نانوية التركيب من مخاليط أكاسيد معدنية لإستخدمها كعوامل حفز ضوئي ذات كفاءة في التطبيقات المتعلقة بالطاقة
by Ahmed Mohamed Abdelaal Ahmed ; supervisors: Prof. Dr. Ahmed A El-Sherif , Prof. Dr. Ahmed M.A. El-Naggar ,Yasmin M Ahmed.
- 88 pages : illustrations ; إيضاحيات ؛ 25 cm. + CD.
Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2023.
Bibliography: pages 74-88.
In the future, hydrogen has the ability to meet the requirements for a clean non-fossil fuel. The Photocatalytic synthesis of H2 by water splitting has been demonstrated, and considerable effort has been documented. The current study aims to improve the production of H2 during water splitting by using manufactured nanoparticles based on metal oxide semiconductors in a photochemical reaction with UV-light and methanol as a hole-scavenger. The synthesized nanoparticles were prepared using coprecipitation and ultrasound methods and their morphological structures were characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), energy dispersive analysis (Edax), diffused reflectance spectra (DRS), surface area (BET) photoluminescence analysis (PL) and Gas chromatography (GC). In general, increased semiconductor activity is most likely owing to effective charge separation of photogenerated electrons and holes in the semiconductors. As a result, using different semiconductors in combination can enable improved hydrogen generation. As a result, in this study, two different semiconductors with varying concentrations were injected, either singly or in combination. They then created a large amount of H2, which was identified and analyzed using gas chromatography. The data presented here show that the nano-structured semiconductors developed in this work are a good choice for producing an improved H2 flow under visible UV radiation. تم إدخال مركبين جديدين ، تم تصنيعهما عن طريق اقتران كل من NiO و Bi2O3 ، كمحفزات ضوئية في مجال تقسيم المياه في هذا العمل البحثي. تم إجراء الإعداد الناجح لهذه المركبات بطريقتين ؛ وهي ، عن طريق الخلط المادي والتجانس بالموجات فوق الصوتية من NiO و Bi2O3 المعدة بشكل فردي. كشفت الخصائص الهيكلية لهذين الهيكلين عن طبيعة بلورية كاملة كما ثبت من خلال تحليل XRD الخاص بهم. بالإضافة إلى ذلك ، تم تصنيع هذه المركبات بدرجة نقاء عالية حيث أظهرت أطياف XDE إشارات لعناصر O و iN و iB فقط.أظهرت الخصائص السطحية لهذه المركبات مواد من النوع الرابع ذات طبيعة مسامية ضيقة ولها قيم مساحة سطحية محددة معقولة. يمكن اكتشاف التوحيد السطحي ذو الطبيعة الخشنة ، بسبب دمج وتشتت جزيئات أكاسيد المعدن ، للمركبين من خلال التصوير MES. بالإضافة إلى ذلك ، تم التحقق من مسامية هذين الهيكلين من خلال خصائصهما المورفولوجية. يُظهر المركبان خصائص بصرية رائعة من حيث إظهار إعادة التركيب البطيء لزوج ثقب الإلكترون. لذلك ، فإن هذين المركبين قادرين على تحقيق أنشطة تحفيز ضوئي متزايدة. علاوة على ذلك ، كشفوا عن قيم منخفضة لفجوة نطاق الطاقة مما يعكس مدى ملاءمتها للعمل تحت الضوء المرئي غير المنطقي مع زيادة القدرة على تحقيق العديد من المنعطفات بمرور الوقت من المعالجة. تحفيزيًا ضوئيًا ، يمكن أن يعمل المركبان بنجاح كمقسم للماء لتوليد غاز الهيدروجين. يمكن تحقيق زيادة إنتاجية الهيدروجين التي وصلت إلى حوالي 700 ملي مول / ساعة من خلال المركبات التي تم إدخالها في هذه الدراسة. يمكن أن يكون لاستخدام جرعات مختلفة من المحفزات تأثير كبير على إنتاجيتها من الهيدروجين وكذلك على تركيز غاز الهيدروجين. يمكن الكشف عن أقصى تركيز للهيدروجين بحوالي 80٪ للغاز المنتج من خلال تقسيم الماء بواسطة المركب المصنوع بالموجات فوق الصوتية. يمكن أن يُظهر هذا الهيكل أيضًا قدرة عالية على التقاط غاز البقر ، وبالتالي ، يمكن تحسين تركيز غاز الهيدروجين بشكل واضح. تم العثور على هذا ليكون من فعل التحفيز الضوئي المتميز لهذا الهيكل عند مقارنته بأشكال أخرى من Photocatalysts المتوفرة من خلال الأدبيات. في الختام ، يمكن أن تكون نصف الميكوندوسين النانوي الذي تم إنشاؤه حديثًا في هذه الدراسة مرشحين قابلين للتطبيق لإ نتاج عوائد 2H متزايدة تحت تأثير تشعيع الضوء المرئي.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Inorganic Chemistry
semiconductors Photocatalytic synthesis photocatalysis mixed metal oxides hydrogen generation