شماره راهنما :
1410 دكتري
پديد آورنده :
ايران نژاد، ندا
عنوان :
به كارگيري روش هاي اصلاح سطح و استفاده از كمپلكس طراحي شده بر مبناي نقره، ساختارهاي گرافيتي كربن نيتريد و نقاط كوانتومي به منظور بهبود فعاليت فوتوكاتاليستي و فوتوالكتروكاتاليستي تيتانيوم دي اكسيد
گرايش تحصيلي :
شيمي تجزيه
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
يازده، 183 ص. : مصور،جدول، نمودار
استاد راهنما :
بهزاد رضايي
استاد مشاور :
علي اصغر انصافي
توصيفگر ها :
نيمه رساناي تيتانيوم دي اكسيد , سلول خورشيدي حساس شده با رنگدانه , كمپلكس نقره , ساختارهاي گرافيتي كربن نيتريد , نقاط كوانتومي كربني , نانو گل هاي تيتانيوم دي اكسيد , سيستم خودگردان تخريب آلاينده , متيل ويولت
استاد داور :
محمد تقي جعفري، محمد ژياني، اسماعيل شمس سولاري
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/04/23
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/04/26
چكيده فارسي :
چکیده در این رساله هدف بهبود فعالیت فوتوکاتالیستی و فوتوالکتروکاتالیستی نانوساختارهای 2 TiO و بهرهگیری از آنها در بهبود عملکرد سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه و تخریب آالیندههای زیست محیطی میباشد در اولین بخش بهمنظور بهبود عملکرد سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه از کمپلکس نقره 4و4 دی سیانامیدو بی فنیل Ag DCBP استفاده شد بواسطه اثر پالسمون ایجاد شده در حضور نانوذرات نقره احتمال بازتحریک رنگدانهها و در نتیجه آن تعداد فوتوالکترونهای تولید شده بهطور قابل مالحظهای افزایش می یابد کاهش در مقاومت انتقال بار افزایش طول عمر الکترون و سرعت انتقال الکترون در نیمهرسانا و همچنین کاهش فرآیندهای بازترکیبی منجربه افزایش 96 در بازده تبدیل نور به الکتریسیته در سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگدانه طراحی شده برمبنای فوتوآند 2 Ag DCBP TiO با مشخصات 2 VOC 0 766 V JSC 12 4 mA cm و 71 5 در مقایسه با سلول طراحی شده با 2 TiO خالص با مشخصات 2 VOC 0 735 V JSC 7 92 mA cm و 60 3 شده است در بخش دوم از نقش همافزایی اثر پالسمون در بدام انداختن نور و امکان جدایش موثر حاملهای بار استفاده شد در همین راستا رفتار فوتوالکتروکاتالیستی 2 Pt C3N4 NTs Ag TiO در نقش فوتوآند سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگدانه مورد ارزیابی قرارگرفت در فوتوآند طراحی شده با د ستیابی به مساحت سطح ویژه باال میزان رنگدانه جذب شده بر سطح فوتوآند افزایش یافته که با بهرهگیری از نقش همافزایی پدیده پالسمون ایجاد شده در حضور نانوذرات نقره فوتوالکترونهای تولید شده در ساختار بهطور قابل مالحظهای افزایش مییابند کاهش در مقاومت انتقال بار افزایش طول عمر الکترون در نیمهرسانا و سرعت انتقال الکترون و همچنین کاهش فرآیندهای بازترکیبی منجربه افزایش 161 در بازده تبدیل نور به الکتریسیته در سلول های خورشیدی حساس شده با رنگدانه طراحی شده برمبنای فوتوآند 2 Pt C3N4 NTs 4 Ag TiO با مشخصات 2 VOC 0 759 V JSC 18 17 mA cm و 89 6 در مقایسه با سلولهای طراحی شده با 2 TiO خالص با مشخصات 2 VOC 0 768 V JSC 6 35 mA cm و 86 2 شد با توجه به اینکه نقاط کوانتومی قادر به نشر تابش مرئی و جدایش موثر حاملهای بار میباشند استفاده از این نانوساختارها میتواند نقش بسزایی در بدام انداختن نور و سرکوب فرآیندهای بازترکیبی ایفا کند در سومین بخش از نقاط کوانتومی زیست سازگار سنتز شده از برگهای گیاه رزماری با بهرهگیری از روش هیدروترمال استفاده شد کاهش در مقاومت انتقال بار افزایش طول عمر الکترون در نیمه رسانا و سرعت انتقال الکترون و همچنین کاهش فرآیندهای بازترکیبی منجربه افزایش 521 در بازده تبدیل نور به الکتریسیته در سلول های خورشیدی حساس شده با رنگدانه طراحی شده برمبنای فوتوآند 2 CDs 5 TiO با مشخصات 2 VOC 0 788 V JSC 16 94 mA cm و 23 7 در مقایسه با سلولهای طراحی شده با 2 TiO خالص با مشخصات 2 VOC 0 765 V JSC 7 92 mA cm و 52 3 شد در آخرین بخش بهبود خواص فوتوولتائیک و فوتوکاتالیستی نانوساختارهای 2 TiO با تغییر در مورفولوژی 2 TiO مورد توجه قرارگرفت برای این منظور از یک روش هیدروترمال ساده به منظور سنتز نانوگلهای 2 TiO استفاده شد در این بخش هدف طراحی یک سیستم خودگردان با بهرهگیری از سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه بهمنظور تخریب آالینده متیل ویولت میباشد بهمنظور دستیابی به حذف انتخابی و کارآمد آالینده متیل ویولت از نانوکامپوزیت اصالح شده با پلیمرهای حکاکی شده مولکولی استفاده شد نقش همافزایی نانوگلهای 2 TiO و پلیمرهای حکاکی شده مولکولی منجربه حذف موثر آالینده متیل ویولت شد در نانوگلهای 2 TiO کاهش در شکاف انرژی منجربه بهبود جذب در ناحیه مرئی شده است از سوی دیگر افزایش مساحت سطح ویژه داخلی و کاهش نقصهای تودهای و مرزهای دانهای عاملی برای کاهش مقاومت انتقال الکترون و جدایش موثر حاملهای بار میباشد تحت این شرایط در بازه زمانی 08 دقیقه تخریب 89 با استفاده از g C3N4 TiO2 MIP بهعنوان اصالحگر حاصل شد کلمات کلیدی نیمهرسانای تیتانیوم دی اکسید سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه کمپلکس نقره ساختارهای گرافیتی کربن نیترید نقاط کوانتومی کربنی نانوگلهای تیتانیوم دی اکسید سیستم خودگردان تخریب آالینده متیل ویولت ل
چكيده انگليسي :
138 Application of surface modification methods and silver complex graphitic carbon nitride structure and carbon quantum dots in order to improve the photocatalytic and photoelectrocatalytic activity of titanium dioxide Neda Irannejad Email Neda Irannejad@ch iut ac ir 2019 Department of Chemistry Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan IranSupervisor Prof Behzad Rezaei E mail Rezaei@cc iut ac irAdvisor Prof Ali A Ensafi Department Graduate Program Coordinator Assoc Prof Mohammad Dinari Department of Chemistry Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan Iran Tel 98 31 33912369 Fax 98 31 33912350Abstract Due to the environmental problems development of alternative energies has become an importantissue One of the most effective solutions for using solar energy is the use of semiconductor basedsystems Among the plentiful semiconductor materials titanium dioxide TiO2 is well known as amaterial with a high photocatalytic activity good stability low cost and easy availability However due to its large band gap about 3 2 eV and high rate of electron hole recombination improvementthe photocatalytic activity of the traditional TiO2 always has been considered as one of the promisingways Given that these defects led to the ineffective utilization of visible light and low quantumefficiency of photocatalytic reactions respectively In this thesis several methods have been used toimprove photocatalytic and photo electrocatalytic activity of titanium TiO2 In the first part for the first time a string shape of Ag 4 4 dicyanamidobiphenyl complex Ag DCBP was used as a modifier to develop a new photoanode structure with TiO2 nanoparticles Its application summarily led to achieving powerful light scattering a high specific surface area subsequent increases in the amount of dye adsorption long electron lifetime facile electron transportand finally less charge recombination properties In the string shaped Ag DCBP complex theefficiency of electron transport was increased due to the presence of strong intermolecular interaction Moreover the modified photoanode showed successful performance since the unique nanostructureof complex facilitated the separation of photo excited charges and enhanced the charge collectionefficiency Under optimal conditions the efficiency of the solar cell made based on Ag DCBP 1 5 TiO2 photoanode was 5 17 which was higher than that for pure TiO2 3 06 by 69 0 increasing This improvement in the conversion efficiency was due to the reality that Ag DCBP notonly enhanced the light harvesting led to increase the number of photoexcited electrons but alsoreduced the charge recombination rate by modifying the surface trapping Thus the transport ofelectrons inside TiO2 into the substrate was improved In the second part carbon nitride nanotubes doped with platinum nanoparticles were prepared Pt C3N4 NTs to decorate and activate the Ag TiO2 by a simple green and economic hydrothermalsynthesis for the first time This modification was investigated in order to improve the photoanodeperformance of DSSCs
استاد راهنما :
بهزاد رضايي
استاد مشاور :
علي اصغر انصافي
استاد داور :
محمد تقي جعفري، محمد ژياني، اسماعيل شمس سولاري
