إنتاج ضوئي رائع لـ H2/تحلل ملوثات التتراسيكلين عن طريق تصنيع محفز ضوئي ثلاثي جديد وقابل لإعادة التدوير قائم على g-C3N4: التوصيف/التحسين/الآلية/تقييم
24 آذار 2025
71 مشاهدة
يُظهر التحفيز الضوئي المُدار بالطاقة الشمسية كفاءةً فعّالة في إنتاج الهيدروجين عبر انقسام الماء، بالإضافة إلى تقليل ثاني أكسيد الكربون وتحلل الملوثات الخطرة في البيئة المائية، مما يُؤدي دورًا حيويًا في مواجهة التحديات المرتبطة بالأزمات البيئية وأزمة الطاقة. تُقدم هذه الدراسة تخليقًا لمحفز ضوئي من تيتانات السترونشيوم/أكسيد الزنك/نتريد الكربون الجرافيتي عبر طريقة تشريب كيميائي صوتي ورطب متكاملة. تم فحص كفاءة التحفيز الضوئي لمحتوى مُختلف (10%، 20%، 30%، و40% وزنيًا) من تيتانات/أكسيد الزنك بنسبة 40% وزنيًا مُحمّل على الكربون الجرافيتي، حيث أظهر التحميل بنسبة 30% الأداء الأمثل. تم إجراء تحديد كامل للمواد المُركّبة باستخدام تقنيات XPS، XRD، BET، TEM، DRS، SEM، EIS، Photocurrent تحليلات ESR وPL وMott-Schottky. أشار فحص BET إلى وجود معادلة حرارة من النوع الرابع مع تباطؤ هيدروجيني، مما يمثل بنية مسامية متوسطة. يعود التحسن في النشاط التحفيزي الضوئي للمركب المُحسَّن إلى خصائصه الهيكلية التي تُسهِّل فصل الإلكترونات عن الفجوات بكفاءة ونقل الشحنة. حدد تحسين RSM المعايير الرئيسية لتحقيق كفاءة عالية في تحلل السيفيكسيم (CFX) (96%) عند تركيز 29.91 ملغم/لتر من CFX، ودرجة حموضة 4.55، وزمن تفاعل 78 دقيقة، وجرعة حافز 0.65 غ/لتر. كشف تحليل LC-MS عن مسارين مقترحين للتحلل الضوئي للسيفيكسيم، كما أبرزت تجارب الاحتجاز وتحليل ESR وجود جذور الهيدروكسيل والفائق الأكسيد كمساهمين رئيسيين. أظهر المحفز الضوئي المُصنَّع استقرارًا ممتازًا وقابلية لإعادة الاستخدام على مدار خمس دورات. الهيدروجين. أظهر الإنتاج زيادة أولية مع تحميل تيتانات السترونشيوم/أكسيد الزنك، وبلغ ذروته عند 645.62 ميكرومول/جم/ساعة عند 30% وزناً، قبل أن ينخفض بسبب تأثيرات احتجاز الإلكترونات المحتملة. والجدير بالذكر أن المحفز الضوئي SrZg-30 أظهر معدل إنتاج ثاني أكسيد الكربون أعلى بكثير (0.97 ميكرومول/جم/ساعة) مقارنة بمكونات SrTiO3/ZnO وg-C3N4. يقدم هذا العمل نهجًا قابلاً للتطبيق لتطوير محفزات ضوئية صديقة للبيئة لمعالجة الأزمات البيئية والطاقة الملحة. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/