Influência do substrato e do fluxo de oxigênio sobre a atividade fotocatalítica de filmes finos de óxido de nióbio

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Prestes, Erick Pizarro
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Óxido de nióbio; Filmes; Fotocatálise; Sputtering; Films; Niobium oxide; Photocatalysis
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/250760

Estudos recentes vêm destacando que os óxidos de nióbio são uma importante alternativa de fotocatalisador. Em consequência o número de estudos que investigam suas propriedades vem crescendo, em especial na última década. Para contribuir com esse tema, filmes finos de pentóxido de nióbio (Nb2O5) foram crescidos por magnetron sputtering reativo em substratos de Si, SiO2 e óxido de estanho dopado com flúor (FTO) usando diferentes atmosferas de oxigênio. O objetivo foi analisar a influência do fluxo de oxigênio, rugosidade, tipo de substrato (semicondutor, isolante e condutor) e a espessura nas propriedades fotocatalíticas dos filmes. Com as medidas de espalhamento Raman e difração de Raios-X foi possível verificar que os filmes não apresentam estrutura cristalina definida. Por meio de medidas UV-Vis foi possível verificar a espessura e o bandgap óptico das amostras. Para avaliar a rugosidade dos filmes foi utilizada a microscopia confocal e a microscopia de força atômica e nos testes de fotocatalise utilizou-se o corante azul de metileno. Os filmes depositados em FTO exibiram uma degradação do corante melhor que a SiO2 e o Si, possivelmente relacionada a sua maior rugosidade. Para testar essa hipótese os substratos de Si e SiO2 foram submetidos a um tratamento mecânico com lixa. As amostras depositadas nos substratos tratados exibiram uma melhora considerável na degradação do corante, comparadas ao Si e SiO2 com superfície polida. Comparando-se amostras de diferentes espessuras, observou-se um aumento na degradação do corante ao utilizar os filmes de 30 nm como fotocatalisadores. A hipótese principal para essa melhora na atividade é que a espessura de algumas dezenas de nanômetros possibilita a interação dos portadores, gerados no filme, com as bandas eletrônicas dos substratos, alterando o tempo de vida. O melhor catalisador foi obtido com a combinação do tratamento mecânico no substrato de Si com a espessura de 30 nm do filme.