Synthesis and Evaluation of the Photocatalytic Activity of Nanostructured Composites Based on SiO2 Recovered by TiO2

Produção de hidrogênio por via fotocatalítica empregando novos compósitos à base de SiO2 revestidos com TiO2

“…Com base na fotossíntese das plantas (Figura 2a) em que a energia luminosa é convertida em energia química, a fotossíntese artificial utiliza-se do mesmo princípio para pradução de H2 a partir da hidrólise da água utilizando materiais sintetizados pelo homem O trabalho pioneiro sobre a fotólise da água através da fotocatálise foi relatado em 1972 por Fujishima e Honda, pela constatação da evolução de H2 a partir da decomposição da água empregando um sistema de fotoeletrodo que consistia em um fotoanodo de dióxido de titânio (TiO2) irradiado pela luz solar e um catodo de platina (Pt), sem aplicação de voltagem externa (Fujishima e Honda, 1972). Desde então, a fotocatálise tem fascinado pesquisadores de todas as áreas da ciência (química, física e engenharia) e diferentes materiais foram desenvolvidos e testados como fotocatalisadores na decompoisção da água (water splitting) (Bahnemann e Schneider, 2013;Serrano et al, 2014;Patrocínio et al, 2015;Machado et al, 2019).…”

“…A partir da pesquisa de Fujishima e Honda, o TiO2 tem sido intensivamente investigado em diversas áreas, devido às suas características físicas e químicas e a possibilidade de inúmeras aplicações, desde mais convencionais (pigmentos, cosméticos, creme dental e tintas), até mais nobres como tratamentos biomédicos (Ruso et al 2013;Wu et al, 2014), sensores químicos (Alev et al, 2015), células fotovoltaicas (Etgar et al, 2012), células fotoeletroquímicas (Cho et al, 2013), células solares sensibilizadas por corantes (DSSCs) (Gratzel, 2001;Patrocinio et al, 2014), fotocatálise ambiental (Machado et al, 2012;Santos et al, 2015b;El-Sheikh et al, 2017) e produção de H2 (Patrocinio et al, 2015;Kuang e Zang, 2016;Machado et al, 2019 A fase rutilo é a mais estável termodinamicamente dentre os polimorfos do TiO2, podendo ser obtida por meio das demais fases cristalinas (metaestáveis) aplicando temperaturas superiores a 800 ºC (Shon et al, 2011). Embora apresente um Eg interessante de 3,00 eV, sua atividade fotocatalítica é baixa devido a elevada recombinação dos pares fotoinduzidos, isto ocorre porque os buracos estão muito próximo da superfície e são transferidos facilmente ocorrendo a recombinação (Gupta e Tripathi, 2011).…”

“…A fase broquita é a menos investigada dentre os três polimorfos, devido à dificuldade de obtê-la na forma isolada. Geralmente, esta fase coexiste juntamente com as demais fases cristalinas, em virtude a sua estabilidade termodinâmica intermediaria (Zhang et al, 2014a (Jiang et al, 2014;Machado et al, 2016), associações com diferentes óxidos (compósitos) (Paula, 2018;Machado et al, 2019), uso de cocatalisadores (Zhang et al, 2014b;Zhou et al, 2015) e diferentes reagentes de sacrifícios (Jiang et al, 2015;Bowker et al, 2015).…”

“…Os reagentes de sacrifício orgânicos mais comumente utilizados são os álcoois, dentre eles se destacam o metanol (Machado et al, 2019), glicerol (Jiang et al, 2015),…”

“…Para fins comparativos de diferentes sistemas fotocatalíticos, além da quantidade em mols de H2 produzida, os resultados podem ser expressados em termos de taxas de produção de H2 (Lin e Shis, 2016;Machado et al, 2019).…”