Obtenção e caracterização de uma junção WO3|Cu2O para aplicação em fotoeletrocatálise

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Vaz, Maurício de Oliveira
• Orientador(a): Teixeira, Sergio Ribeiro
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Fotoeletrocatálise; Óxido de tungstênio; Anodização; Óxido de cobre; Microscopia eletrônica de varredura; Semicondutores
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/252773

Neste trabalho será apresentado a síntese e caracterização de filmes de óxido de tungstênio (WO3) e de óxido de cobre (Cu2O) e a sua aplicação em uma junção WO3|Cu2O. Filmes de WO3 foram obtidos através de deposição de tungstênio por magnetron sputtering, que foi posteriormente convertido a WO3 por duas rotas: i) oxidação térmica e ii) oxidação por anodização. Filmes de Cu2O foram obtidos por duas rotas: i) oxidação térmica e ii) magnetron sputtering reativo. Filmes de WO3 e Cu2O foram submetidos a tratamento térmico em atmosfera de argônio e em ar atmosférico. Os semicondutores foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, perfilometria, espectroscopia na região do Uv-vis, medidas de fotoluminescência e foram realizadas medidas fotoeletroquímicas. Análises mostram que tanto por oxidação térmica quanto por anodização é obtido WO3 monoclínico e os filmes apresentam perfil espectral parecido. Análises morfológicas mostram que a maior rugosidade foi obtida por oxidação térmica a 600 oC por 3h. Os maiores valores de fotocorrente foram registrados em filmes obtidos por oxidação térmica a 600 oC por 3 horas. Filmes de Cu2O foram obtidos com sucesso pelo método de sputtering reativo, enquanto o processo de oxidação térmica resultou em um filme de CuO. Análises de XRD mostraram que a fase Cu2O quando submetida a tratamento térmico de 600 ºC só se torna estável quando o processo é conduzido em atmosfera de argônio, portanto a junção WO3|Cu2O foi obtida em atmosfera livre de oxigênio. Análises de perfilometria mostram que filme de CuO apresenta maior rugosidade do que o filme de Cu2O. As medidas de fotocorrente mostram na tensão de 0,6V (vs AgCl), o Cu2O, que é a fase obtida por sputtering reativo, apresentam densidade de fotocorrente aproximadamente 5 vezes maior que a do CuO, que é a fase obtida por oxidação térmica. Na etapa final deste trabalho foi obtida a junção WO3|Cu2O que apresentou valor de fotocorrente inferior ao esperado. Sugerimos que este resultado é devido a degradação da camada de Cu2O observada na junção. A junção obtida por Cu2O sobre WO3 gerado por oxidação térmica produziu maior fotocorrente que a junção obtida por Cu2O sobre WO3 gerado por anodização e este resultado é devido ao maior número de elétrons fotoexcitados na junção sobre WO3 obtido por oxidação.