Síntese assistida por micro-ondas de nanoestruturas de vanadato de bismuto e óxido de tungstênio com aplicação no desproporcionamento fotoeletroquímico da água

• Processo: 17/26633-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2018
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2020
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Juliana dos Santos de Souza Silva
• Beneficiário: Bárbara Scola Rodrigues
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/00904-3 - Análise in situ de intermediários superficiais em fotoanodos de (W)BiVO4/WO3 utilizando uma abordagem combinada de microscopia de varredura eletroquímica, BE.EP.MS
• Assunto(s): Materiais nanoestruturados Nanotecnologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Desproporcionamento fotoeletroquímico de água | Filmes organizados de óxido de tungstênio | Nanoestruturas de vanadato de bismuto | Nanomateriais | Nanotecnologia | síntese assistida por micro-ondas | Nanomateriais

Resumo

Hidrogênio é considerado o combustível do futuro, por esta razão, o desenvolvimento de dispositivos capazes de gerar esta espécie é especialmente interessante. Dentre as rotas possíveis para alcançar este objetivo, o desenvolvimento de fotoanodos para o desproporcionamento fotoeletroquímico da água, gerando H2 e O2, utilizando luz solar como fonte de energia tem ganhado destaque. Óxidos semicondutores são amplamente empregados no desenvolvimento destes dispositivos, principalmente aqueles capazes de absorver a componente visível do espectro eletromagnético, porção majoritária da radiação solar. Vanadato de bismuto dopado com tungstênio (W-BiVO4) é um material extremamente promissor, devido suas propriedades físico-químicas e baixa energia de band-gap (~2.4 eV). Trióxido de tungstênio também é bastante adequado, possuindo energia de band-gap de aproximadamente 2,8 eV. Contudo, os dois materiais exibem propriedades que limitam sua aplicabilidade no desproporcionamento fotoeletroquímico da água.Deste modo, o presente projeto propõe a obtenção de eletrodos formados pela heterojunção dos dois óxidos semicondutores, resultando em um efeito sinérgico que se contrapõe às desvantagens associadas aos materiais individuais. Serão obtidos eletrodos organizados, onde nanoestruturas de W-BiVO4 deverão ser depositadas homogeneamente sobre filmes organizados de WO3, evitando a formação de agregados. Em adição, será investigada a influência da morfologia e estrutura cristalina dos nanomateriais sobre a atividade fotoeletrocatalítica. Para isso, diversas nanoestruturas serão sintetizadas variando-se os parâmetros reacionais em metodologias de síntese assistidas por micro-ondas, que permitem acelerar imensamente a velocidade dos processos. (AU)

Publicações científicas

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(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)

CLAUDINO, CAROLINE H.; KUZNETSOVA, MARIA; RODRIGUES, BARBARA S.; CHEN, CHANGQIANG; WANG, ZHIYU; SARDELA, MAURO; SOUZA, JULIANA S.. Facile one-pot microwave-assisted synthesis of tungsten-doped BiVO4/WO3 heterojunctions with enhanced photocatalytic activity. Materials Research Bulletin, v. 125, MAY 2020. (17/11395-7, 17/26633-0)

KUZNETSOVA, MARIA; OLIVEIRA, SIBILA A. A.; RODRIGUES, BARBARA S.; SOUZA, JULIANA S.. Microwave-Assisted Synthesis of Bismuth Niobate/Tungsten Oxide Photoanodes for Water Splitting. TOPICS IN CATALYSIS, v. 64, n. 13-16, SI, p. 748-757, NOV 2021. (17/26633-0, 17/11395-7)

RODRIGUES, BARBARA SCOLA; BRANCO, CAROLYNE MARTINS; CORIO, PAOLA; SOUZA, JULIANA S.. Controlling Bismuth Vanadate Morphology and Crystalline Structure through Optimization of Microwave-Assisted Synthesis Conditions. Crystal Growth & Design, v. 20, n. 6, p. 3673-3685, JUN 3 2020. (16/21070-5, 17/11395-7, 17/26633-0, 19/26010-9)

KUZNETSOVA, MARIA; OLIVEIRA, SIBILA A. A.; RODRIGUES, BARBARA S.; SOUZA, JULIANA S.. Microwave-Assisted Synthesis of Bismuth Niobate/Tungsten Oxide Photoanodes for Water Splitting. TOPICS IN CATALYSIS, JUL 2020. (17/26633-0, 17/11395-7)