Deposition of nickel on polymeric carbon nitride via magnetron sputtering aiming for photocatalytic hydrogen production

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Khattak, Muhammad Rameez Khan
• Orientador(a): Thesing, Anderson
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Fotocatalisadores; Nitreto de carbono; Hidrogênio verde
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/281987

O design e a síntese de fotocatalisadores artificiais com alta atividade têm atraído significativa atenção científica global como uma potencial solução para a crise energética e ambiental mundial. O nitreto de carbono polimérico (CN) tem mostrado considerável potencial no campo da fotocatálise devido às suas propriedades únicas. No entanto, a alta taxa de recombinação dos pares elétron-buraco fotoinduzidos limita severamente a eficiência fotocatalítica do CN puro. Este estudo investiga a síntese e caracterização do CN e sua melhoria através da deposição de cocatalisadores de níquel (Ni) visando a produção fotocatalítica de hidrogênio (H2). A pesquisa foca em entender as propriedades estruturais, composicionais e optoeletrônicas dos sistemas CN-Ni. O CN foi sintetizado via policondensação térmica de melamina e, subsequentemente, Ni foi depositado usando a técnica de magnetron sputtering, com a quantidade de Ni controlado pela variação do tempo de deposição (de 0 a 10 minutos). Análises detalhadas foram conduzidas utilizando espectroscopia UV-Vis, espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS), espectroscopia de absorção de raios X (XAS), FTIR, microscopia eletrônica de varredura (SEM) e difração de raios-X (XRD). Os resultados indicam que o níquel está presente no estado Ni2+ como espécies NiOx e Ni(OH)x. A deposição induz mudanças no ambiente químico do CN, particularmente nos estados de ligação do nitrogênio, que se acredita que podem influenciar o desempenho fotocatalítico. Este estudo oferece percepções sobre o papel dos cocatalisadores de metais não nobres na fotocatálise, demonstrando uma abordagem promissora para a produção de H2.