Bi-doped NaTaO3 photocatalysts for hydrogen production under simulated sunlight: band gap narrowing and structural transitions (2021)
- Authors:
- Autor USP: ALVES, GUSTAVO ANDRADE SILVA - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCM
- Subjects: FÍSICA DA MATÉRIA CONDENSADA; MUDANÇA DE FASE
- Keywords: Divisão fotocatalítica da água; Dopagem; Doping; Phase transition; Photocatalytic water splitting; Transição de fase
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Em vista do cenário global de crescentes preocupações ambientais a respeito da atual dependência em combustíveis fósseis, a divisão fotocatalítica da água tem sido considerada uma das mais promissoras estratégias para a produção limpa de hidrogênio (H2) a partir da água e da luz solar. Apesar dos avanços recentes, observa-se que poucos materiais podem ser aplicados de forma eficiente como fotocatalisadores para esta reação. Neste contexto, o tantalato de sódio (NaTaO3) mostra-se altamente ativo para a evolução de H2, ainda que sua larga banda proibida de 4.0 eV impeça sua aplicação prática sob luz solar. Portanto, diversos métodos para o estreitamento desta banda proibida tem sido recentemente propostos, sendo um destes a dopagem com bismuto. Neste trabalho, NaTaO3 dopado com Bi foi produzido de forma simples pelo método de sal fundido, de modo que a substituição atômica Bi3+-Ta5+ promove a formação de estados eletrônicos na região da banda proibida, permitindo assim a absorção de luz solar simulada (espectro AM 1.5G). Resultados de difração de raios-X revelam que a estrutura da perovskita ortorrômbica, característica do NaTaO3 puro, se converte para uma perovskita pseudocúbica sob baixas concentrações do dopante (0.5-4 mol% Bi). Como consequência destas modificações, o fotocatalisador dopado com Bi apresenta uma significativa evolução de H2 sob luz solar simulada, em contraste com a atividade nula do NaTaO3 puro, sob estas mesmas condições. As mais altas taxas de produçãode hidrogênio foram obtidas com NaTaO3 dopado a 3 mol% Bi, possivelmente como resultado conjunto do band gap de 3.6 eV com os ângulos Ta-O-Ta retificados na rede pseudocúbica. Subsequentemente, a atividade catalítica é potencializada e se mantém estável por 110h após a deposição do cocatalisador Ni por pulverização catódica, evidenciando que as nanopartículas de Ni provém abundantes sítios ativos para a evolução de H2 na superfície do NaTaO3 dopado com Bi
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2021
- Data da defesa: 26.04.2021
-
ABNT
ALVES, Gustavo Andrade Silva. Bi-doped NaTaO3 photocatalysts for hydrogen production under simulated sunlight: band gap narrowing and structural transitions. 2021. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-03092021-154745/. Acesso em: 18 out. 2024. -
APA
Alves, G. A. S. (2021). Bi-doped NaTaO3 photocatalysts for hydrogen production under simulated sunlight: band gap narrowing and structural transitions (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-03092021-154745/ -
NLM
Alves GAS. Bi-doped NaTaO3 photocatalysts for hydrogen production under simulated sunlight: band gap narrowing and structural transitions [Internet]. 2021 ;[citado 2024 out. 18 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-03092021-154745/ -
Vancouver
Alves GAS. Bi-doped NaTaO3 photocatalysts for hydrogen production under simulated sunlight: band gap narrowing and structural transitions [Internet]. 2021 ;[citado 2024 out. 18 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-03092021-154745/ - Developing photosynthetic systems for energy generation from water and sunlight: band-gap engineering of NaTaO3 towards water splitting
- NaTaO3 dopado com Bi para a divisão fotocatalítica da água sob luz solar simulada: uma transição pseudo-cúbica induzida por dopagem
- Preparação de microcubos de NaTaO3 pelo método de sal fundido para a fotossíntese artificial
- Preparação de microcubos de NaTaO 3 pelo método do sal fundido aplicados na fotossíntese artificial
- Band Gap narrowing of Bi-doped NaTaO3 for photocatalytic hydrogen evolution under simulated sunlight: a pseudocubic phase induced by doping
- A methodology to identify the releasing of the amide-containing β-glucan from the usnea lichen: a spectroscopic study
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