بررسی نقش مکسن ها در کاربردهای فتوکاتالیستی

Abstract

امروزه بهره‌گیری از فتوکاتالیست‌ها به‌عنوان یکی از روش‌های کارآمد جهت زدودن انواع آلودگی‌های محیط زیست (در آب و هوا و ...) شناخته می‌شوند. در این راستا، انواع نیمه‌رساناها به عنوان فتوکاتالیست مورد استفاده قرار می‌گیرند، لیکن هرکدام علی رغم داشتن مزایای مختلف، دارای محدودیت‌هایی هستند. یکی از معایب عمده انواع فوتوکاتالیستها، مقاومت انتقال بار آنها (نرخ بازترکیب بالای الکترون- حفره تولید شده) می‌باشد که برای غلبه بر این محدودیت، روشهای مختلفی تاکنون پیشنهاد شده است که یکی از مهمترین آنها، بهره‌گیری از مواد دوبعدی با رسانایی بالا می‌باشد. اخیرا در بین انواع رساناهای دوبعدی، نانوساختارهای دوبعدی مکسن‌ مورد توجه قرار گرفته‌اند. مکسن‌ها، مواد دوبعدی با لایه‌های اتمی کاربیدها، نیتریدها یا کربنیتریدهای فلزات واسطه هستند. ویژگی‌هایی چون سطح ویژه گسترده، گروه‌های سطحی تنظیم‌پذیر و رسانایی قابل‌توجه سبب شده است تا در کاربردهای مختلف بخصوص در حوزه کاربردهای فتوکاتالیستی مورد توجه قرار گیرند. در بین انواع ساختارهای مکسن، Ti3C2 به دلیل ویژگی‌های الکترونیکی خاص و فرآیند ساده‌ای که برای اصلاح آن وجود دارد، بیشتر مورد مطالعه قرار گرفته است. این ماده به تسریع جداسازی جفت الکترون‌- حفره‌های تولیدشده توسط نیمه‌رسانا و کاهش بازترکیب آنها در کاربردهای فوتوکاتالیستی کمک کرده که منجر به بهبود عملکرد نهایی آنها می‌شود. این مطالعه، درک جامعی از روش‌های به‌کار گرفته شده برای ساخت و اصلاح Ti3C2 ارائه داده و همچنین عملکرد این ماده را جهت ارتقای بازده سامانه‌های فوتوکاتالیستی مورد بررسی قرار می دهد.