Estudo comparativo de filmes finos de sulfeto de bismuto para aplicação fotoeletrocatalitica

• Autor(a) principal: Aragão, Erhon Leonetti
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/266264
• topic: Sulfeto de bismuto; Hidrogênio; Fotoeletrocatálise; Bismuth sulfide; Hydrogen; Photoelectrocatalysis

O presente trabalho tem como objetivo a avaliação dos parâmetros de síntese e a caracterização de filmes finos de Bi2S3 com o propósito de investigar sua eficiência como fotoeletrocatalisador na produção de hidrogênio verde indireta a partir da desassociação da molécula de água. Os filmes de Bi foram depositados por Magnetron Sputtering e depois transformadas em Bi2S3 por sulfurização. Além de transformar os filmes de Bi para Bi2S3 direto por sulfurização os filmes de Bi foram oxidados em forno de mufla e depois foram sulfurizadas. No trabalho será avaliada a capacidade do semicondutor de efetuar a fotoeletrocatálise da água com a atuação de um reagente de sacrifício (Na2S), tendo como foco a comparação entre a síntese direta, e na síntese que possui como etapa intermediária a calcinação, de modo a observar as diferenças de resultados que podem ser obtidas por meio de dois síntese diferentes. Os resultados obtidos permitiram identificar a espessura mais adequada do Bi2S3 e a temperatura de calcinação mais favorável para maximizar sua atividade fotocatalítica, contribuindo para o desenvolvimento de materiais fotoeletrocatalíticos mais eficientes e sustentáveis. Em comparação com Bi oxidado, os filmes de Bi utilizados diretos para síntese de Bi2S3 produziram melhor fotocorrente que pode ser relacionado os defeitos induzidos por oxigênio. As análises apontaram que o filme de melhor desempenho foi o BiS_200, obtido através da sulfurização direta de uma camada de bismuto metálico com espessura intermediária de 200 nm. Em comparação com os filmes calcinados, o BiS_200 alcançou uma densidade de corrente de 4,9 mA/cm2, demonstrando resultados superiores às demais rotas sintéticas.