تهیه نانوکامپوزیت WO3/g-C3N4/Cu2O و بررسی کاربرد آن به عنوان نانوکاتالیست در واکنش تکامل هیدروژن به روش شکافت فوتوکاتالیستی آب

در پژوهش حاضر، نانوچندسازه های WO3/g-C3N4 و WO3/g-C3N4/Cu2O حاوی نانوذرات تنگستن تری اکسید و مس (I) اکسید بر روی بستر کربن نیترید گرافیتی سنتز شدند. ویژگی های ساختاری و مورفولوژی نانوساختارهای سنتز شده توسط روش های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) و طیف سنجی بازتاب نشری (DRS) بررسی شد. عملکرد نانوچندسازه ها به عنوان کاتالیست کاتد در فرایند شکافت فوتوکاتالیستی آب مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که نانوچندسازه WO3/g-C3N4/Cu2O بالاترین چگالی جریان و کمترین اضافه ولتاژ را در واکنش تکامل هیدروژن ایجاد می کند. این بهبود در عملکرد فوتوالکتروشیمیایی را می توان به افزایش مساحت سطح و افزایش انتقال الکترون ناشی از کوپل بستر کربنی با نانوذرات اکسیدی نسبت داد. افزون بر بررسی های عملی، نانوکاتالیست WO3/g-C3N4/Cu2O با نرم افزار متریال استودیو شبیه سازی شد و الگوی XRD و ساختار الکترونی آن با نتایج عملی مقایسه شد. الگوی XRD  نظری تطابق خوبی با الگوی XRD تجربی نشان داد. براین اساس، نانوچندسازه پیشنهادی می تواند به خوبی به عنوان کاتالیست کاتدی در تولید سوخت پاک هیدروژن مورد استفاده قرار گیرد.