Defeitos superficiais em titanato de estrôncio visando fotossíntese artificial

Abstract

O aumento da quantidade de gases de efeito estufa na atmosfera e as severas mudanças climáticas resultantes destacam a urgência de uma transição da matriz energética mundial para fontes de energia menos prejudiciais ao meio ambiente. Neste contexto, o hidrogênio verde (H2) surge como uma alternativa promissora aos combustíveis fósseis, sendo a fotocatálise um método de particular interesse para a sua produção devido à sua simplicidade de implementação e potencial para baixo custo dos materiais aplicados e alta eficiência. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo a obtenção de um fotocatalisador eficiente sintetizado por reação de estado sólido e modificado através de reações com NaBH4 e deposição de cocatalisadores metálicos. As propriedades de amostras de SrTiO3 obtidas selecionadas foram avaliadas a partir das técnicas de DRX, XPS e UV-Vis. As medidas de DRX mostram picos correspondentes à estrutura cúbica do SrTiO3 para todas as amostras. As medidas de UV-Vis permitiram estimar o gap de banda indireto das amostras como ∼ 3,28 eV. Medidas de XPS revelam a presença de Sr, Ti, O, C e Na nas amostras, além de uma variação da concentração superficial relativa entre os estados de oxidação Ti3+ e Ti4+ na amostra tratada a 850 °C. A posição do MBV das amostras também foi estimado a partir de medidas de XPS, notando-se o aumento de sua energia com o aumento da temperatura de reação entre SrTiO3 e NaBH4.

The increase in the amount of greenhouse gases in the atmosphere and the resulting severe climate changes highlight the urgency of a transition from the world’s energy matrix to less environmentally impactful energy sources. In this context, green hydrogen (H2) emerges as a promising alternative to fossil fuels, with photocatalysis being a method of particular interest for its production, due to the simplicity of its implementation and potential for low cost of used materials and high efficiency. With this in mind, this work aims to obtain an efficient photocatalyst synthesized by a solid-state reaction and modified by reactions with NaBH4 and metal cocatalysts deposition. The properties of selected SrTiO3 samples obtained were assessed through XRD, XPS and UV-Vis. XRD measurements show peaks corresponding to the cubic structure of SrTiO3 for all samples. UV-Vis measurements allowed estimating the band gap for the samples as ∼ 3,28 eV. XPS measurements reveal the presence of Sr, Ti, O, C and Na on the samples, as well as a change in the relative superficial concentration between the Ti3+ and Ti4+ oxidation states for the sample treated at 850 °C. The position for the VB maximum of the samples was also estimated through XPS measurements, where an increase of its energy was noticed for increasing reaction temperatures between SrTiO3 and NaBH4.