Síntese e caracterização estrutural e fotocatalítica de heteroestruturas BiVO4/Bi2S3
Óxidos metálicos baseados em bismuto tem ganhado atenção para aplicação em fotocatálise devido suas características eletrônicas e óticas. Particularmente o vanadato de bismuto (BiVO4) tem mostrado resultados promissores devido seu intervalo de banda, estabilidade química e baixa toxicidade. Porém, d...
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:www.lume.ufrgs.br:10183/297344 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10183/297344 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Compostos inorgânicos Sulfeto de bismuto Fotocatálise BiVO4 Bi2S3 BiVO4/Bi2S3 Heterostructure Photocatalysis |
| Sumario: | Óxidos metálicos baseados em bismuto tem ganhado atenção para aplicação em fotocatálise devido suas características eletrônicas e óticas. Particularmente o vanadato de bismuto (BiVO4) tem mostrado resultados promissores devido seu intervalo de banda, estabilidade química e baixa toxicidade. Porém, devido a recombinação de cargas e por não apresentar geração de hidrogênio devido ao alinhamento da banda de condução em relação ao potencial de redução da água, tem-se realizados pesquisas com o objetivo de melhorar isso, sendo a fabricação de heteroestruturas uma estratégia. Heteroestruturas com sulfeto de bismuto (Bi2S3) tem boas propriedades para esse objetivo devido à absorção na região do visível, intervalo de banda e por ter fotoatividade na produção de hidrogênio devido seu posicionamento de banda. Nesse trabalho, caracterizou-se o BiVO4 sintetizado por rota hidrotérmica com técnicas de difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, análise por adsorção de nitrogênio por B.E.T., absorção no UVVis e avaliou-se a eficiência fotocatalítica na reação de fotólise da água com cromatografia gasosa. Também foi sintetizado Bi2S3 e caracterizado por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e absorção no UV-Vis. Em seguida, uma heteroestrutura de BiVO4/Bi2S3 foi sintetizada por rota hidrotérmica e caracterizada da mesma maneira e comparada. Foi obtido BiVO4 puro na fase monoclínica com intervalo de banda de 2,44 eV, enquanto que o Bi2S3 foi obtido na fase ortorrômbica, sendo que a heteroestrutura apresentou intervalo de banda de 1,25 eV. A análise morfológica em MEV mostra um material com diferentes morfologias (agregados de bastões alongados e grãos irregulares para o BiVO4, e agulhas concêntricas com o Bi2S3) e diminuição de tamanho de micropartícula, de 6,141 μm para 4,982 μm de comprimento. Com XPS foi possível confirmar os estados de oxidação dos elementos, a presença de Bi, V, O e S nos materiais e inferir que o sulfeto de bismuto recobre o vanadato de bismuto na heteroestrutura. A fotocatálise foi avaliada em termos de produção de H2 e O2 em diferentes agentes de sacrifício. Verificou-se que a heteroestrutura apresenta produção de H2 em Na2S. |
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