13ª Semana Integrada do Instituto de Física de São Carlos

Desenvolvimento de nanoestruturas de g-C3N4 à partir da pirólise da ureia: estudo da atividade fotocatalítica para geração de H2 verde

21 de ago. de 2023 09:00

1h 30m

Salão de Eventos USP

Prêmio YPM 9h00 - 10h30

Descrição

A fotocatálise da água é um processo promissor para a conversão da energia solar em hidrogênio verde, abordando questões globais relacionadas à energia e ao meio ambiente. Entre os materiais utilizados nesse processo, as nanoestruturas de nitreto de carbono grafítico (g-C$_3$N$_4$) se destacam por sua síntese relativamente simples e não tóxica, além de apresentarem características estruturais e eletrônicas suficientemente adequadas para reduzir e oxidar a molécula da água. (1) No presente trabalho, foram sintetizadas amostras de g-C$_3$N$_4$ em três temperaturas diferentes: 600°C, 650°C e 700°C. Realizamos estudos detalhados das propriedades ópticas e eletrônicas dos materiais sintetizados, utilizando técnicas como difração de raios X, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e espectroscopia UV-Vis. Adicionalmente, foram realizadas deposições de co-catalisadores nas amostras, utilizando uma solução de rutênio em concentrações de 0,5%, 1% e 2% em massa. Nossos resultados demonstraram que a deposição dos co-catalisadores aumentou significativamente a produção de H2, sendo que a amostra sintetizada a 650°C e impregnada com 0,5% de rutênio apresentou a maior produção. As reações de fotólise da água foram conduzidas em um sistema de reator de quartzo acoplado a um cromatógrafo gasoso. Como fonte de irradiação, utilizamos uma lâmpada de xenônio juntamente com um filtro AM 1.5 G para simular a luz solar.

Referências

1 ZHANG, B.; SUN, L. Artificial photosynthesis: opportunities and challenges of molecular catalysts. Chemical Society Reviews, v. 48, n. 7, 2216-2264, Apr. 2019.