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

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)