Fotoeletrodos de CuFeO2 : eletrossíntese e caracterização - Oliveira, Lucas Agostinho de (2024)
Resumo: Devido às preocupações ambientais nas últimas décadas novas fontes de energia sustentáveis estão sendo, cada vez mais, levadas em consideração para o uso na sociedade atual Neste sentido, o hidrogênio produzido a partir da radiação solar pode ser considerado uma energia alternativa Portanto existe um grande interesse na síntese e identificação a baixo custo/benefício de semicondutores do tipo p baseados em óxidos ativos na faixa do visível Neste contexto, a síntese de filmes finos de CuFeO2 foi realizada por eletroprecipitação potenciostática e pulsada via redução de nitrato e de CuFeO2 na forma de pó nanoestruturado pelo método de síntese de combustão em solução (SCS) utilizando como combustíveis separadamente ácido cítrico, alanina, glicina e uréia na presença e na ausência do surfatante Tween 8® e sua caracterização física e fotocatalítica As eletroprecipitações pulsada e potenciostática apresentaram-se eficazes para a síntese eletroquímica de filmes finos de CuFeO2 Os melhores potenciais para eletroprecipitação de Cu e Fe foram -,1 V e -,9 V, respectivamente, e a melhor razão molar Cu/Fe na solução precursora foi de 1:1 O filme obtido por eletroprecipitação pulsada apresentou-se mais cristalino e homogêneo que o filme obtido por eletroprecipitação a potencial fixo, no entanto, os filmes apresentaram fases de CuFeO2, CuFe2O4 e CuO Os filmes apresentaram transição direta entre as BV e BC, com Ebg correspondente à CuFeO2 de 1,7 eV e 1,52 eV para os filmes eletroprecipitados a potencial fixo e pulsado, respectivamente O filme obtido por eletroprecipitação pulsada apresentou fotocorrente de 36 µA e o filme eletroprecipitado a potencial fixo de 9 µA Os potenciais eletroquímicos das BV e BC são de -,3 e 1,4 para o filme eletrodepositado a potencial fixo, respectivamente, e de -,27 e 1,25 para o filme eletrodepositado a potencial pulsado As amostras obtidas por SCS apresentaram em suas composições CuFeO2, CuFe2O4, CuO e Fe2O3 Ambas as amostras sintetizadas por SCS com razão molar de combustível/metais de 1:1 e 2:1 e a amostra obtida por síntese em estado sólido calcinadas a 6°C apresentaram a mesma atividade fotocatalítica, enquanto a amostra sintetizada por SCS calcinada a 1°C apresentou atividade fotocatalítica aproximadamente 5 % maior que as outras A presença de Tween 8® aumentou a atividade fotocatalítica das amostras sem o surfatante, tendência apresentada também pelos difratogramas A amostra obtida pela alanina na presença do surfatante apresentou a maior atividade fotocatalítica, enquanto a amostra sintetizada apenas com a alanina apresentou a menor atividade fotocatalítica entre todos os combustíveis utilizados