Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Hydrogen production from water splitting under visible light irradiation using sensitized mesoporous-assembled TiO₂-SiO₂ mixed oxide photocatalysts

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การผลิตไฮโดรเจนจากการแตกโมเลกุลของน้ำภายใต้สภาวะที่มีแสงในช่วงตามองเห็นโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาออกไซด์ผสมระหว่างไททาเนียมไดออกไซด์และซิลิคอนไดออกไซด์ที่เกาะตัวกันจนมีรูพรุนขนาดเมโซพอร์ที่ถูกกระตุ้น

Year (A.D.)

2011

Document Type

Thesis

First Advisor

Thammanoon Sreethawong

Second Advisor

Sumaeth Chavadej

Faculty/College

The Petroleum and Petrochemical College (วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Petrochemical Technology

DOI

10.58837/CHULA.THE.2011.2268

Abstract

Alternative energy resources, especially hydrogen, are now being recognized as an ideal energy source for the future. The photocatalytic water splitting is an ideal method for producing hydrogen by using solar light as the energy source and water as the feedstock. This work focused on hydrogen production from photocatalytic water splitting under visible light irradiation using Eosin Y-sensitized mesoporous-assembled Ti02-Si02 mixed oxide photocatalysts loaded with monometallic and bimetallic Pt-Au cocatalysts, of which the mesoporous-assembled TiC2-Si02 mixed oxide photocatalyst with various TiC2-to-Si02 molar ratios were synthesized by a sol-gel process with the aid of a structure-directing surfactant. Various parameters affecting the photocatalytic activity, including calcination temperature, phase composition, and Pt and Au loadings, were investigated. The experimental results showed that without metal loading, the TiO2 –SiO2 photocatalyst with a Ti02-to-Sio2 molar ratio of 97:3 calcined at 500 c provided the maximum photocatalytic hydrogen production activity. Moreover, the monometallic and bimetallic Pt-Au loadings with suitable contents by the photochemical deposition method were found to greatly enhance the photocatalytic activity of the TiO2-Si02 photocatalyst.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ในปัจจุบันแหล่งพลังงานทางเลือกใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งไฮโดรเจน ถูกพิจารณาว่าเป็นแหล่งพลังงานในอุดมคติในอนาคต ปฏิกิริยาการแตกโมเลกุลของนำโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบใช้แสงร่วมเป็นกระบวนการในอุดมคติในการผลิตไฮโดรเจน โดยการใช้แสงเป็นแหล่งพลังงานและใช้นำเป็นสารตั้งต้น งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการผลิตไฮโดรเจนจากกระบวนการแตกโมเลกุลของน้ำด้วยปฏิกิริยาแบบใช้แสงร่วมภายใต้สภาวะที่มีแสงในช่วงที่ตามองเห็น โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบใช้แสงร่วมชนิดออกไซด์ผสมระหว่างไททาเนียมไดออกไซด์และซิลิคอนไดออกไซด์ที่มีการเติมตัวเร่งปฏิกิริยาร่วมโลหะแบบเดี่ยวของแพลทินัม และโลหะแบบผสมของแพลทินัมและทอง โดยมีการกระตุ้นด้วยสีย้อม โดยตัวเร่งปฏิกิริยาแบนใช้แสงร่วมชนิดออกไซด์ผสมดังกล่าวที่มีอัตราส่วนโดยโมลของไททาเนียมไดออกไซด์ต่อซิลิคอนไดออกไซด์ที่ค่าต่างๆนี้ถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยกระบวนการโซลเจลควบคู่กับการใช้สารลดแรงตึงผิวเป็นสารต้นแบบ โดยได้ศึกษาถึงตัวแปรต่างๆที่มีผลต่อประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาแบบใช้แสงร่วมของตัวเร่งปฏิกิริยา ได้แก่ อุณหภูมิในการแคลไซน์ องค์ประกอบเฟสของตัวเร่งปฏิกิริยา และการเติมแพลทินัมและทอง จากผลการทดลองพบว่าในกรณีที่ไม่มีการเติมโลหะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาร่วม ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบใช้แสงร่วมที่มีค่าอัตราส่วนโดยโมลของไททาเนียมไดออกไซด์ต่อซิลิคอนไดออกไซด์ ที่ค่า 97 ต่อ 3 และแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส มีประสิทธิภาพในการผลิตไฮโดรเจนมากที่สุด นอกจากนี้การเติมโลหะแบบเดี่ยวของแพลทินัม และโลหะแบบผสมของแพลทินัมและทอง ในปริมาณที่เหมาะสมลงบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาแบบใช้แสงร่วมด้วยวิธีการยึดเกาะด้วยกระบวนการเคมีโดยใช้แสงร่วม ถูกพบว่าช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฮโดรเจนของตัวเร่งปฏิกิริยาแบบใช้แสงร่วมชนิดออกไซด์ผสมระหว่างไททาเนียมไดออกไซด์และซิลิคอนออกไซด์อย่างมาก

Link to Full Text

Share

COinS