Segregação do antimônio na superfície e no contorno de grão do dióxido de titânio e seu efeito na foto reatividade.

• Autor(a) principal: Gandelman, Henry
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-28102021-104937/
• topic: Artificial photosynthesis; Fotocatálise; Fotossíntese artificial; Nanomateriais; Nanomaterials; Segregação; Segregation; TiO2

Com mudanças climáticas ocorrendo no mundo e acordos internacionais sendo selados para tentar revertê-las ou controlá-las, a busca por novas fontes de energia se torna imperativa. Uma dessas fontes é a fotossíntese artificial, que visa replicar o sistema natural que armazena a energia solar em ligações químicas. Diversos sistemas de óxidos semicondutores conseguem realizar as reações necessárias sob irradiação solar, porém a eficiência destes ainda não atingiu níveis que os tornem viáveis. Esse estudo vem, portanto, para explorar o papel do contorno de grão na eficiência desses materiais, pela análise do óxido semicondutor dióxido de titânio (TiO2) dopado com antimônio (Sb). Trabalhos anteriores já revelaram que a dopagem ocorre com o Sb na forma de cátion Sb3+ e Sb5+, que há segregação superficial e que há melhora na atividade fotocatalítica. O material utilizado neste trabalho foi sintetizado pelo método de Pechini, com dopagens entre 0,05% e 2% molar, calcinado à 350ºC, além do TiO2 puro, para referência. Os difratogramas de raios X mostraram estabilização da fase rutilo com o aumento da dopagem, apesar do anatásio ser a fase principal em todas as amostras. Também foi observada a redução dos tamanhos de cristalito nas amostras com maiores dopagens.Os espectrogramas de infravermelho indicaram a possível anulação de um sítio de adsorção de dióxido de carbono (CO2) com o aumento da dopagem, assim como os ensaios de lixiviação superficial mostram segregação do dopante na superfície. O ensaio fotocatalítico mostrou maior degradação para a menor dopagem utilizada, 0,05%Sb, com a reatividade caindo conforme aumentava-se o teor de Sb da amostra.