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Elucidação da mobilidade dos portadores de carga fotoinduzidos em fotocatalisadores passivados por recobrimentos finos contínuos para a melhora da eficiência da fotólise da água

Processo: 16/23178-8
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 01 de abril de 2017
Vigência (Término): 31 de março de 2018
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
Pesquisador responsável:Ana Flávia Nogueira
Beneficiário:Saulo Do Amaral Carminati
Supervisor no Exterior: Frank Erich Osterloh
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of California, Davis (UC Davis), Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:15/23775-3 - Nanocompósitos de óxidos metálicos com óxido de grafeno reduzido e suas aplicações em reações de water splitting e fotorredução de CO2, BP.DR
Assunto(s):Fotocatálise

Resumo

A síntese e caracterização de semicondutores de Fe2O3, BiVO4 e Cu2O passivados por recobrimentos contínuos de TiO2, Al2O3 e SnO2 em suspensão serão propostas neste projeto. Embora os semicondutores Fe2O3 e o BiVO4 absorvam luz na região visível do espectro solar, os mesmos apresentam uma elevada taxa de recombinação dos pares elétron-buraco, o que impede a obtenção de uma alta eficiência de conversão de luz solar em hidrgênio através da fotólise da água. Além disso, a banda de condução desses semicondutores não é adequada para a geração de H2, o que exige a aplicação de um potencial externo. Já para o Cu2O, a posição da sua banda de condução é favorável para a reação de redução, porém esse semicondutor sofre fotodegradação em soluções aquosas. Uma vez que as principais desvantagens apresentadas por esses semicondutores são atribuídas aos processos de recombindação de cargas na sua superfície e no bulk, tentativas para extinguir ou minimizar tais limitações são necessárias. O uso de recobrimentos contínuos (conformal coatings) sobre semicondutores já mostraram uma melhora nos processos de transferência e separação de cargas na interface semicondutor/eletrólito e consequentemente no aumento de fotocorrente. Este projeto visa estudar o efeito da passivação dos semicondutores Fe2O3, BiVO4 e Cu2O em suspensão por recobrimentos finos de TiO2, Al2O3 e SnO2 no desempenho como fotocatalisadores para as reações de water splitting. Uma investigação detalhada usando a técnica de espectroscopia de fotovoltagem de superfície (SPS) será realizada para a obtenção de informações sobre os processos de geração, separação e transporte de cargas fotogeradas na interface.

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