رشد بلور‏های BiVO4 با روش هیدروترمال و بدون استفاده از جوانه به منظور کاربرد در صنایع تصفیه آب و تولید هیدروژن

لایه های نازک بلورهای بیسموت وانادیت (BiVO4) با استفاده از روش هیدروترمال روی زیرلایه بدون پوشش FTO به منظور کاربرد در صنایع تصفیه آب و تولید هیدروژن نشانده شده اند. نمونه‏ها پس از لایه نشانی در بازه دمایی 450 تا 550 درجه سانتی گراد پخت شده‏اند. الگوی بلورشناسی اشعه ایکس (XRD) که برای لایه‏های بیسموت وانادیت آماده شده، تایید کننده ساختار مونوکلینیک این بلور است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای بلور، شکل دوهرم‏های برش داده شده‏ را نشان می‏دهد که از نظر فوتوالکتروشیمیایی فعال اند. با کنترل و بهینه‏سازی پارامترهایی همچون دما، مدت لایه نشانی، غلظت محلول پیش‏ماده و دمای پخت نمونه ها، لایه‏ای یکنواخت و با چسبندگی زیاد از BiVO4 ایجاد شد. لایه بهینه BIVO4/FTO در دمای 120 درجه سانتی‏گراد در حداقل زمان (چهار ساعت) با به کارگیری محلولی به غلظت 27 میلی‏مولار از پیش ماده‏های بیسموت وانادیت که در pH معادل 2/1 بود، به دست آمد. به عنوان معیاری از عملکرد کریستال‏های رشد داده شده در واکنش‏های تولید هیدروژن و واکنش‏های تجزیه آلاینده‏های آلی آب، اندازه‏گیری ولتامتری روبش خطی نمونه ها انجام شده و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتیجه تست‏های ولتامتری روبش خطی پاسخ نوری نمونه را به میزان 70 میکروآمپر بر سانتی‏متر مربع در ولتاژ 1 ولت (در مقایسه با الکترود مرجع Ag/AgCl) برای نمونه‏های پخت شده در دماهای بیشتر از 500 درجه نشان می‏دهد. همچنین، یک مدل ساده برای درک بهتر رفتار رشد بلورهای BiVO4 تحت شرایط رشد مختلف پیشنهاد شد.