Contribution of thin films of ZrO2 on TiO2 nanotubes electrodes applied in the photoelectrocatalytic CO2 conversion

Autor(es)

Lima Perini, Joao A. ^[1] ; Cardoso, Juliano C. ^[1] ; de Brito, Juliana F. ^[1] ; Boldrin Zanoni, Maria V. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Sao Paulo State Univ UNESP, Inst Chem, Rua Francisco Degni 55, BR-14800060 Araraquara, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: JOURNAL OF CO2 UTILIZATION; v. 25, p. 254-263, MAY 2018.
• Citações Web of Science: 6

Resumo

Zirconium dioxide (ZrO2) nanoparticles deposited on TiO2 nanotube (NT) surfaces (30 nm of diameter) improved the photoelectrocatalytic conversion of carbon dioxide to fuel alcohol. The deposition of ZrO2 nanoparticles was performed by a wet chemical deposition method, which provided excellent interaction with the nanotubular catalyst, as confirmed by surface analysis techniques. Methanol (485 mu mol L-1) and ethanol (268 mu mol L-1) were the main products generated under optimized condition after 60 min of the photoelectrochemical reduction of dissolved CO2 in 0.1 mol L-1 Na2SO4 solution (pH 4.0) by Ti/TiO2NT-ZrO2 at -0.3 V vs. Ag/AgCl (3.0 mol L-1 KCl), under irradiation from an Hg lamp (120 mW cm(-2)). The ZrO2 deposits on Ti/TiO2NT electrode surface amplified the photocurrent around 282% in -0.7 V, compared to Ti/TiO2NT, increasing methanol and ethanol formation by 1054 and 2934%, respectively, after 60 min of the photoelectrocatalysis process. These results demonstrated the potential of using composites of Ti/TiO2NT-ZrO2 in photoelectrocatalytic reduction of dissolved CO2 and contribute to the development of efficient technologies for fuel production and the reduction of pollutants emissions to the environment. (AU)

• Processo FAPESP: 15/18109-4 - Contribuição dos Materiais Nanoestruturados na Eletroanálise de Fármacos e Corantes, na Oxidação e Redução Fotoeletrocatalítica de Poluentes Orgânicos e Inorgânicos e Desinfecção de Água
• Beneficiário: Maria Valnice Boldrin
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 16/18057-7 - Redução de CO2 visando à geração de compostos de valor agregado por fotocatálise/fotoeletrocatálise utilizando líquido iônico em reator pressurizado
• Beneficiário: João Angelo de Lima Perini
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/25343-8 - Oxidação Simultânea de Compostos Orgânicos da Água Residual de Petróleo e Redução de CO2 Dissolvido por Fotoeletrocatálise
• Beneficiário: Juliana Ferreira de Brito
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado