Journal of Iranian Ceramic Society

fa بررسی خواص ساختاری، نوری و فوتوالکتریکی فوتوآندهای اکسید روی و دی‌اکسید تیتانیم برای تولید هیدروژن خورشیدی Investigation of Structural, Optical, and Photoelectrical Properties of ZnO and TiO2 Photoanodes for Solar Hydrogen Generation نانو مواد Nanomaterials پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">لایه‌های نازک نانوساختار بلوری اکسید روی و دی‌اکسید تیتانیم، با روش پوشش‌دهی چرخشی تهیه شدند. سپس، ویژگی‌های ساختاری و نوری آنها با استفاده از طیف پراش پرتو ایکس، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف جذب فرابنفش-مرئی و طیف فوتولومینسانس بدست آمد. همچنین، ویژگی‌های فوتوالکتروشیمیایی آنها با انجام آزمایشات سه الکترودی و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شد و نهایتاً پایداری الکتروشیمیایی کوتاه مدت و بلند مدت آنها در محیط‌های اسیدی، بازی و خنثی مورد مطالعه قرار گرفت.  نتایج نشان میدهد که مواد سنتز شده بلوری و نانوساختار هستند. گستره طیف جذب فرابنفش-مرئی اکسید روی بیشتر و ولتاژ آستانه آزمایش سه الکترودی آن به مقدار نظری تجزیه آب نزدیکتر است؛ مقدار فوتوجریان آن در محیط بازی بیشتر بوده و محیط اسیدی باعث خوردگی و تخریب آن می‌شود. از طرفی، امپدانس الکتروشیمیایی و میزان بازترکیب الکترون- حفره‌ی دی‌اکسید تیتانیم کمتر است و بنابراین، فوتوجریان و در نتیجه بازده آن بیشتر می‌شود؛ فوتوجریان آن در محیط اسیدی بیشتر بوده و خوردگی مشاهده نمی‌شود. نهایتاً، پایداری شیمیایی دی‌اکسید تیتانیم بهتر از اکسید روی ارزیابی شد.  </div> <div style="text-align: justify;">Crystalline nanostructured zinc oxide and titanium dioxide thin layers were prepared using the spin-coating method. Their structural and optical properties were characterized using X-ray diffraction spectroscopy, scanning electron microscopy, UV-visible absorption spectroscopy, and photoluminescence spectroscopy. Additionally, their photoelectrochemical properties were investigated by conducting three-electrode test and electrochemical impedance spectroscopy. Finally, their short-term and long-term electrochemical stability in acidic, alkaline, and neutral environments was studied. The results indicate that the synthesized materials are crystalline and nanostructured. The UV-visible absorption spectrum of zinc oxide exhibits a wider range, and its threshold voltage in the three-electrode test is closer to the theoretical value for water splitting; its photocurrent is higher in alkaline environments, while acidic conditions lead to corrosion and degradation. In contrast, the electrochemical impedance and recombination rate of electrons and holes in titanium dioxide are lower, resulting in a higher photocurrent and, consequently, increased efficiency; its photocurrent is greater in acidic conditions, with no corrosion observed. Ultimately, the chemical stability of titanium dioxide was assessed to be better than that of zinc oxide.</div> شکافت آب, خواص فوتوالکتروشیمیایی,هیدروژن خورشیدی, پایداری الکتروشیمیایی Water splitting, photoelectrochemical properties, solar hydrogen, electrochemical stability 73 84 http://jicers.ir/browse.php?a_code=A-10-1991-1&slc_lang=fa&sid=1 sajedeh mohammadiaref ساجده محمدی عارف mohammadiaref@tabrizu.ac.ir 10031947532846003850 10031947532846003850 Yes University of Tabriz دانشگاه تبریز Mahnaz Siahsahlan مهناز سیاه سهلان m.siahsahlan@tabrizu.ac.ir 10031947532846003851 10031947532846003851 No university of Tabriz دانشگاه تبریز hamid naghshara حمید نقش آرا naghshara@tabrizu.ac.ir 10031947532846003852 10031947532846003852 No university of Tabriz دانشگاه تبریز rasul Azemayesh Kondrood رسول آزمایش کندرود R.azmayesh@tabrizu.ac.ir 10031947532846003853 10031947532846003853 No university of Tabriz دانشگاه تبریز