Effect of CoB Loading Amount in gC3N4 Nanosheet in Photocatalytic Hydrogen Generation

ผลขอลปริมาณ CoB ที่ถูกโหลดบน gC3N4 nanosheet ในการผลิตไฮโดรเจนจากตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แสง

Name: Chayathorn Prapaitrakool

Abstract: Noble metals, such as Pt, Ru, and Ir, have been widely used as expensive catalyst promoters to enhance the photocatalytic hydrogen evolution reaction (HER). In contrast, other cheaper catalyst promoters that can also promote high HER performance have been developed, such as metal phosphides, and metal borides. Recently, nickel boride (NiB) loaded on graphitic carbon nitride nanosheet (gCNS) has exhibited promising HER performance under visible light. Thus, this research attempted to investigate HER performance of cobalt boride (CoB) as a cocatalyst on gCNS and compare to the HER performance of NiB. The amount of CoB loading was varied from 1-11 wt%CoB-gCNS (1-11CoB-gCNS). The reaction was carried out under 300W Xenon lamp equipped with visible light filter. Triethanolamine was employed as a sacrificial agent. The best HER performance was observed for 9CoB-gCNS at 60.71 µmole/g/h of H2 evolved. This result showed a significant enhancement in HER performance, compared with that of pure gCNS, which was attributed to better photoelectrochemical properties of the photocatalyst. The light absorbance and band gap energy (from UV-Vis spectra) of 9CoB-gCNS were significantly enhanced. Additionally, the recombination rate from PL and mobility of electron from EIS were lower which support the superior HER performance of 9CoB-gCNS which was better than that of 7NiB-gCNS (51.29 µmole/g/h).

Abstract: โลหะมีตระกูลราคาแพงเช่น Pt, Ru และ Ir ถูกใช้เป็นโปรโมเตอร์ของตัวเร่งปฎิกิริยาอย่างกว้างขวางเพื่อเร่งการผลิตไฮโดรเจนด้วยตัวเร่งปฎิกิริยาที่ใช้แสงในน้ำ ในทางกลับกัน โปรโมเตอร์ของตัวเร่งปฎิกิริยาราคาถูกอื่นๆซึ่งถูกพัฒนาสามารถเพิ่มประสิทธิภาพอัตราการผลิตไฮโดรเจนได้เช่นกัน เช่น โลหะฟอสไฟต์ โลหะคาร์ไบด์ และ โลหะบอไรด์ จากการศึกษาค้นคว้าที่ผ่านมา 7wt% นิเกิลบอไรด์ (NiB) ที่บรรจุลงบนกราฟิติกคาร์บอนไนไตรด์นาโนชีท (gCNS) ได้แสดงอัตราการผลิตไฮโดรเจนที่ดีภายใต้แสงในช่วงที่ตามองเห็น ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงพยายามที่จะตรวจสอบประสิทธิภาพในการผลิตไฮโดรเจนของโคบอลต์บอไรด์ (CoB) ในฐานะตัวช่วยเร่งปฏิกิริยาบน gCNS และเปรียบเทียบกับประสิทธิภาพการผลิตไฮโดรเจนของ NiB ปริมาณของการโหลด CoB เปลี่ยนแปลงจาก 1-11 wt%CoB-gCNS (1-11CoB-gCNS) ปฏิกิริยาการผลิตไฮโดรเจนด้วยตัวเร่งจากแสงถูกดำเนินการภายใต้หลอดไฟซีนอน 300W ที่ติดตั้งตัวกรองแสงที่มองเห็นได้ ไตรเอทาโนลามีนถูกใช้เป็นสารที่ใช้เอื้อปฏิกิริยาข้อสรุปของงานวิจัยนี้พบว่าประสิทธิภาพการผลิตไฮโดรเจนที่ดีที่สุดเกิดโดย 9CoB-gCNS ได้ 60.71 ไมโครโมล/กรัม/ชม. ผลลัพธ์นี้แสดงให้เห็นการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฮโดรเจนอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเทียบกับ gCNS ซึ่งเป็นผลมาจากคุณสมบัติการเดินทางของประจุที่ถูกกระตุ้นด้วยแสงที่ดีขึ้นซึ่งก็คือ การดูดกลืนแสงที่มองเห็นได้นั้นถูกพัฒนาขึ้นอย่างมากและพลังงานช่องว่างของแถบในการดูดแสงที่มองเห็นได้นั้นแคบลงจากการทดลองจาก UV-Vis Spectra และที่สำคัญคือ recombination rate ยังต่่ำลงจากการทดลอง PL และความสามารถในการเคลื่อนที่ของอีเล็กตรอนเร็วขึ้นเป็นอย่างมากจากการทดลอง EIS ซึ่งปัจจัยเหล่านี้เป็นเหตุผdลหลักของความสามารถในการผลิตไฮโดรเจนที่ดีที่สุดของ 9CoB-gCNS ยิ่งไปกว่านั้น ความสามารถการผลิตไฮโดรเจนของ9CoB-gCNS ยังคงมากกว่ากว่า 7NiB-gCNS (51.29 ไมโครโมล/กรัม/ชม.)

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Akawat Sririsuk

Role: Advisor

Name: Jeffrey Chi-sheng Wu

Role: Advisor

Created: 2021

Modified: 2024-01-08

Issued: 2024-01-08

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Chemical Engineering

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	6370350621.pdf	3.78 MB	1	2024-03-21 16:22:52

ใช้เวลา

0.031505 วินาที