انجمن آبخیزداری ایران مجله اکوهیدرولوژی 2423-6098 5 4 2018 12 22 Hydrothermally in-situ Deposited BiVO4 Crystals Via a Seed-free Approach and its Application in Water Treatment and Hydrogen Generation رشد بلور‏های BiVO4 با روش هیدروترمال و بدون استفاده از جوانه به منظور کاربرد در صنایع تصفیۀ آب و تولید هیدروژن 1355 1369 69054 10.22059/ije.2018.269611.986 FA محمدرضا ناظم‌زادگان دانشجوی دکتری دانشکدۀ علوم و فنون دانشگاه تهران رقیه قاسم‌پور استادیار دانشکدۀ علوم و فنون، دانشگاه تهران حسین یوسفی دانشیار دانشکدۀ علوم و فنون دانشگاه تهران 0000-0002-6372-5127 Journal Article 2018 08 23 Thin films of Bismuth Vanadate (BiVO₄)crystals are deposited on bare FTO substrates using hydrothermal method. The samples are annealed in a temperature range from 450 ^oC to 550 ^oC. X-Ray Diffraction (XRD) pattern of the prepared BiVO₄ thin films confirms its monoclinic structure. Scanning Electron Microscopy (SEM) images determine the truncated bipyramid shape of the crystals while a significant number of crystals expose their high photoelectrochemically active facet. By controlling and optimizing parameters such as temperature, deposition time, precursor concentration, and annealing temperature, a uniform and robust BiVO₄ layer is synthesized. Finally, the optimum BiVO₄/FTO layer is prepared at 120 ^oC for at least 4 hours by using a 0.027M BiVO₄ precursor solution with a pH of 1.2. In order to have a measurement for the application of the fabricated crystals in water treatment and Hydrogen generation, the linear sweep voltammetry (LSV) measurements of samples are measured and compared. The LSV tests show a photo-response up to 70 µA/cm² at V=1 V (vs Ag/AgCl) for BiVO₄/FTO samples annealed at temperatures higher than 500 ^oC. In addition,  a simple model are proposed to understand the growth behavior of BiVO₄ crystals under different growth conditions. لایه‌‌های نازک بلورهای بیسموت وانادیت (BiVO₄) با استفاده از روش هیدروترمال روی زیرلایۀ بدون پوشش FTO به منظور کاربرد در صنایع تصفیۀ آب و تولید هیدروژن نشانده شده‌اند. نمونه‏ها پس از لایه‌‌نشانی در بازۀ دمایی 450 تا 550 درجۀ سانتی‌گراد پخت شده‏اند. الگوی بلورشناسی اشعۀ ایکس (XRD) که برای لایه‏های بیسموت وانادیت آماده شده، تأیید‌کنندۀ ساختار مونوکلینیک این بلور است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای بلور، شکل دوهرم‏های برش داده‌شده‏ را نشان می‏دهد که از نظر فوتوالکتروشیمیایی فعال‌اند. با کنترل و بهینه‏سازی پارامترهایی همچون دما، مدت لایه‌نشانی، غلظت محلول پیش‏ماده و دمای پخت نمونه‌ها، لایه‏ای یکنواخت و با چسبندگی زیاد از BiVO₄ ایجاد شد. لایۀ بهینۀ BIVO₄/FTO در دمای 120 درجۀ سانتی‏گراد در حداقل زمان (چهار ساعت) با به‌کارگیری محلولی به غلظت 27 میلی‏مولار از پیش‌ماده‏های بیسموت وانادیت که در pH معادل 2/1 بود، به دست آمد. به عنوان معیاری از عملکرد کریستال‏های رشد داده‌شده در واکنش‏های تولید هیدروژن و واکنش‏های تجزیۀ آلاینده‏های آلی آب، اندازه‏گیری ولتامتری روبش خطی نمونه‌ها انجام شده و با یکدیگر مقایسه شده‌اند. نتیجۀ تست‏های ولتامتری روبش خطی پاسخ نوری نمونه را به میزان 70 میکروآمپر بر سانتی‏متر مربع در ولتاژ 1 ولت (در مقایسه با الکترود مرجع Ag/AgCl) برای نمونه‏های پخت‌شده در دماهای بیشتر از 500 درجه نشان می‏دهد. همچنین، یک مدل ساده برای درک بهتر رفتار رشد بلورهای BiVO₄ تحت شرایط رشد مختلف پیشنهاد شد. https://ije.ut.ac.ir/article_69054_f9c37e3ca809b60f81ff642e2cd3b9cb.pdf