سنتز و بررسی تاثیر نوع پیش ماده بر خصوصیات ساختاری هماتیت با استفاده از لایه نشانی شیمیایی بخار برای کاربردهای فوتوالکتروشیمیایی

فناوری فوتوکاتالیستی شکافتگی آب یکی از روش‌های نوینی است که از پتانسیل بالایی برای تولید هیدروژن برخوردار است. در این کار پژوهشی روش لایه نشانی شیمیایی بخار برای سنتز هماتیت بر بستر fto، به عنوان فوتوآند سلول فوتوالکتروشیمیایی به کار گرفته شد. برای تعیین نوع ساختار و بررسی مورفولوژی ساختارهای سنتز شده از طیف پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس استفاده شد که به خوبی سنتز اکسید آهن گونه هماتیت را بر بستر fto تایید کردند. در مرحله سنتز هماتیت مشخص شد که مراحل پیش شستشو، حضور ماده teos و مقدار آن، در یکنواختی و ضخامت لایه‌نشانی و نوع پیش ماده‌ی آهنی مورد استفاده درنوع ساختار و مورفولوژی هماتیت سنتز شده بر fto ، تاثیر بسزایی دارند. با استفاده از فروسن ساختارهای هرمی شکل هماتیت با ضخامت بهینه با مقدار 2 میلی لیتر teos بدست آمد و برای پنتاکربونیل آهن ساختارهای گل کلمی شکل در نسبت بهینه پنتاکربونیل آهن (ml 1) به teos (ml 5/0) 2: 1 حاصل شد. نتایج بررسی کارآرایی فوتوآندی هماتیت سنتز شده بر بستر fto مشخص که مقدار ضخامت هماتیت سنتز شده و نوع مورفولوژی ساختار هماتیت نقش ویژه‌ای در میزان جریان فوتونی دارند و ماکزیمم چگالی جریان فوتونی برای ساختارگل کلمی شکل هماتیت سنتز شده ma/cm^2 1/42 بدست آمد.

synthesis and investigation of the effect of precursor on hematite morphology using chemical vapor deposition layer for photoelectrochemical applications

photocatalytic water splitting technology is one of the new methods that has a high potential for hydrogen production. in this research, chemical vapor deposition method was used for the synthesis of hematite on fto substrate as a photoelectrochemical cell photoanode. to determine the structure of the synthesized iron oxide and study the morphology of the synthesized structures, x-ray diffraction spectroscopy, scanning electron microscopy and x-ray energy diffraction spectroscopy were used, which well confirmed the synthesis of hematite on fto substrate. in the hematite synthesis step, it was found that the prewash steps, the presence of teos and its amount in the uniformity and thickness of the layer and the type of precursor used in the structure and morphology of the synthesized hematite have a significant effect. using ferrocene, pyramidal structures of hematite with optimal thickness in the amount of 2 ml teos were obtained and for pentacarbonyl iron, cauliflower structures were obtained in the optimal ratio of pentacarbonyl iron (1 ml) / teos (0.5 ml) 2: 1. the results of photoanode efficiency of synthesized hematite on fto substrate showed that the thickness and morphology of hematite have a special role in the photon flux and the maximum photon flux was obtained 1.42 ma/cm2 for the synthesized hematite cauliflower structure.