Fotoeletrodos de CuFeO2 : eletrossíntese e caracterização

• Autor(a) principal: Lucas Agostinho de Oliveira
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEL
• Texto Completo: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000190556

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 80® 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 -0,1 V e -0,9 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 1,70 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 -0,3 e 1,4 para o filme eletrodepositado a potencial fixo, respectivamente, e de -0,27 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 600°C apresentaram a mesma atividade fotocatalítica, enquanto a amostra sintetizada por SCS calcinada a 1000°C apresentou atividade fotocatalítica aproximadamente 50 % maior que as outras. A presença de Tween 80® 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.