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Efeito de dopantes em nanoestruturas semicondutoras e seu impacto no desempenho fotocatalítico

Processo: 13/05471-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2013
Vigência (Término): 27 de setembro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Flavio Leandro de Souza
Beneficiário:Waldemir Moura de Carvalho Junior
Instituição-sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais nanoestruturados   Hematita

Resumo

O uso de óxido de ferro como fotoânodos em células fotoeletroquímicas para geração de hidrogênio tem sido intensivamente estudado nos últimos anos. Neste sentido, um número significativo de grupos de pesquisa tem buscado novas metodologias de síntese para obtenção de nanoestruturas com diferentes morfologias com intuito de melhorar a eficiências desses dispositivos. Neste projeto de doutorado nanoestruturas de óxido de ferro na forma de bastões verticalmente orientadas sobre substratos condutores transparentes serão sintetizadas por um método que envolve condições hidrotérmicas. O foco principal desse projeto será compreender os parâmetros fundamentais que controlam o desempenho fotocatalítico da hematita produzida pelo método proposto. Ainda será estudada a influência de dopantes e deposição de pré-camadas (antes da camada principal de óxido de ferro) de compostos, tais como SnO2, TiO2 e SiO2, nas propriedades estruturais, morfológicas, físico-químicas e o desempenho fotocatalítico dos materiais modificados. Em estudos sobre esse sistema no grupo foi descoberto que a temperatura de tratamento térmico desempenha um papel importante nas propriedades do material, determinando o equilíbrio entre a morfologia desejada e a porcentagem de conversão da fase hidratada para a fase hematita. Mais recentemente, com uso de diferentes substratos como suporte das nanoestruturas bem como algumas modificações no método hidrotérmico tem resultado em fotoânodos com excelente desempenho fotocatalíticos. Assim, a compreensão desses novos resultados obtidos a partir de modificações no método de síntese (inserção de pré-camadas, dopantes e troca de precursores) serão essências para produzir materiais com propriedades e dispositivos com melhores e mais competitivo desempenho.

Publicações científicas (5)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
CARVALHO-JR, W. M.; MENDONCA-FERREIRA, L.; COSTA, F. N.; FERREIRA, F. F.; MUCHE, D. N. F.; TOFANELLO, R. A.; CASTRO, R. H. R.; SOUZA, F. L. Annealing control of hydrothermally grown hematite nanorods: Implication of structural changes and Cl concentration on weak ferromagnetism. Journal of Alloys and Compounds, v. 799, p. 83-88, AUG 30 2019. Citações Web of Science: 0.
CARVALHO-JR, WALDEMIR M.; SOUZA, FLAVIO L.; SANTOS, SYDNEY FERREIRA; BOBET, JEAN-LOUIS. Rapid microwave-assisted synthesis of zirconium aluminide. Materials Chemistry and Physics, v. 211, p. 249-257, JUN 1 2018. Citações Web of Science: 2.
ITO, NATHALIE MINKO; CARVALHO, JR., WALDEMIR MOURA; MUCHE, DERECK NILLS FERREIRA; CASTRO, RICARDO HAUCH RIBEIRO; DALPIAN, GUSTAVO MARTINI; SOUZA, FLAVIO LEANDRO. High temperature activation of hematite nanorods for sunlight driven water oxidation reaction. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 19, n. 36, p. 25025-25032, SEP 28 2017. Citações Web of Science: 6.
CARVALHO, JR., WALDEMIR M.; SOUZA, FLAVIO L. Hematite Surface Activation by Chemical Addition of Tin Oxide Layer. ChemPhysChem, v. 17, n. 17, p. 2710-2717, SEP 5 2016. Citações Web of Science: 5.
CARVALHO-, JR., WALDEMIR M.; SOUZA, FLAVIO L. Thermal enhancement of water affinity on the surface of undoped hematite photoelectrodes. SOLAR ENERGY MATERIALS AND SOLAR CELLS, v. 144, p. 395-404, JAN 2016. Citações Web of Science: 8.

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