Eletrooxidação de H2O2 aprimorada plasmonicamente por nanofios de MnO2 decorados com nanopartículas de Au

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Miguel, Vítor Mendes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Au; Electrocatalysis; Eletrocatálise; H2O2; MnO2; Plasmons
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-11112021-160914/

O MnO2 é um material barato e versátil, sendo capaz de atuar como catalisador para diferentes reações eletroquímicas. A adição de pequenas quantidades de nanopartículas de Au possibilita o estudo do efeito de ressonância plasmônica de superfície localizada (RPSL) para aprimorar as propriedades eletroquímicas do MnO2. O efeito plasmônico pode acelerar diversas reações com a irradiação de luz visível, melhorando a separação de cargas e as propriedades de absorção de luz dos semicondutores. Utilizando nanofios de MnO2 decorados com nanopartículas de Au (MnO2-Au), foi demonstrado que a atividade catalítica do MnO2 foi aprimorada drasticamente pela RPSL no sistema. As propriedades catalíticas do semicondutor foram estudadas para a oxidação de H2O2 como uma reação modelo. Um claro aumento na corrente de oxidação para H2O2 foi observada com os nanofios decorados com Au sob irradiação de luz, com um aumento de 116% de sensibilidade quando comparado com condições de escuro. Um estudo do mecanismo indicou que a melhora na performance pode ser relacionada com uma separação de cargas mais eficiente gerado pela formação plasmônica de hot elétrons e buracos. Os resultados obtidos apresentam uma abordagem para alcançar uma melhor absorção de luz e desempenho na região do visível para semicondutores, inspirando o uso de heteroestruturas plasmônicas para a eletrocatálise.