Efecto Sinérgico del Co-Catalizador de Pd y Soporte Híbrido rGO-TiO2 para la Mejora del Fotoreformado de Oxigenados
Autores: Majeed, Imran; Arif, Ayesha; Idrees, Afifa; Ullah, Hafeez; Ali, Hassan; Mehmood, Arshad; Rashid, Ashi; Nadeem, Muhammad Arif; Nadeem, Muhammad Amtiaz
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Efecto Sinérgico del Co-Catalizador de Pd y Soporte Híbrido rGO-TiO2 para la Mejora del Fotoreformado de Oxigenados
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Fotoreformado
Residuos derivados de biomasa
Combustible de hidrógeno
Fotocatalizadores
óxido de grafeno
Nanorods de TiO2
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La fotoreformación de residuos derivados de biomasa, como el glicerol, en combustible de hidrógeno es una tecnología de generación de hidrógeno renovable que tiene el potencial de volverse importante debido a la producción inevitable de CO2 durante la reforma de vapor de metano. A pesar de los enormes esfuerzos, el desafío de desarrollar fotocatalizadores altamente activos a bajo costo sigue siendo esquivo. Aquí, desarrollamos un nuevo fotocatalizador con un soporte híbrido que comprende óxido de grafeno reducido (rGO) y nanorods de TiO2 (TNR). El rGO en el soporte híbrido no solo actuó como un excelente captador de electrones de la banda de conducción del semiconductor debido a su potencial electroquímico adecuado, sino que también funcionó como una autopista de transporte de electrones hacia el co-catalizador metálico, lo que de otro modo no sería posible simplemente aumentando la carga metálica debido al efecto de sombra. Se preparó una serie de soportes híbridos con diferentes proporciones de TNR y rGO mediante el método de deposición. Se depositaron nanopartículas de Pd sobre el soporte híbrido a través del método de reducción química. El fotocatalizador Pd/rGO-TNRs que contiene un 4% en peso de rGO en el soporte y una carga nominal de Pd del 1% demostró una actividad de producción de hidrógeno de aproximadamente 41 mmols h-1g-1, que es 4 y 40 veces mayor que el Au/TiO2 de referencia y el P25 virgen. Los hallazgos de este trabajo proporcionan una nueva estrategia para optimizar la extracción de carga de TiO2, que de otro modo ha permanecido imposible debido a un compromiso fijo entre la carga metálica y el efecto de sombra perjudicial.
Descripción
La fotoreformación de residuos derivados de biomasa, como el glicerol, en combustible de hidrógeno es una tecnología de generación de hidrógeno renovable que tiene el potencial de volverse importante debido a la producción inevitable de CO2 durante la reforma de vapor de metano. A pesar de los enormes esfuerzos, el desafío de desarrollar fotocatalizadores altamente activos a bajo costo sigue siendo esquivo. Aquí, desarrollamos un nuevo fotocatalizador con un soporte híbrido que comprende óxido de grafeno reducido (rGO) y nanorods de TiO2 (TNR). El rGO en el soporte híbrido no solo actuó como un excelente captador de electrones de la banda de conducción del semiconductor debido a su potencial electroquímico adecuado, sino que también funcionó como una autopista de transporte de electrones hacia el co-catalizador metálico, lo que de otro modo no sería posible simplemente aumentando la carga metálica debido al efecto de sombra. Se preparó una serie de soportes híbridos con diferentes proporciones de TNR y rGO mediante el método de deposición. Se depositaron nanopartículas de Pd sobre el soporte híbrido a través del método de reducción química. El fotocatalizador Pd/rGO-TNRs que contiene un 4% en peso de rGO en el soporte y una carga nominal de Pd del 1% demostró una actividad de producción de hidrógeno de aproximadamente 41 mmols h-1g-1, que es 4 y 40 veces mayor que el Au/TiO2 de referencia y el P25 virgen. Los hallazgos de este trabajo proporcionan una nueva estrategia para optimizar la extracción de carga de TiO2, que de otro modo ha permanecido imposible debido a un compromiso fijo entre la carga metálica y el efecto de sombra perjudicial.