Análise estrutural de filmes finos de hematita produzidos por spin-coating para geração de hidrogênio

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2010
Autor(a) principal: Lima, Bruno Henrique Ramos de
Orientador(a): Leite, Edson Roberto lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/830
Resumo: Water photolysis at semiconductors is a clean and renewable method for solar energy conversion into hydrogen fuel. Hematite (-Fe2O3) thin films have been presented as a promissory material for water photolysis due to it s abundance, chemical stability, environmental compatibility and appropriate band gap energy to absorb a large part of the solar spectrum and for the water photooxidation process. In this work the influence of synthesis and deposition parameters on the microstructure and photoelectrochemical properties were studied. The films were produced on FTO substrates by spin-coating deposition of Fe+3 polymeric resin prepared by complex polymerization method using ethanol as a solvent. Doped films were prepared by addition of tetraethylortosilicate (TEOS) in Fe+3 resin. Characterizations were made by xrays diffraction, UV-Visible spectroscopy and scanning electronic microscopy. Photoelectrochemical properties were measured in a three-electrode standard electrochemical cell, with the film as a work electrode, platinum as a counter electrode and Ag/AgCl in KCl satured solution as reference electrode. Results have shown that substrate-film interface is responsible for the formation of three regions with distinct morphologies and have shown that just a small percentage of the films are in direct contact with the substrate and contributes with photocurrent. The better silicon incorporation in hematite structure using ethanol as a solvent was also observed. The best photocurrent density were obtained by one layer silicon doped films, at 0,6 V in 1M NaOH electrolyte.
id SCAR_4b40c483fd348e94be030a979164a84f
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/830
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str
spelling Lima, Bruno Henrique Ramos deLeite, Edson Robertohttp://lattes.cnpq.br/1025598529469393http://lattes.cnpq.br/50962295318318979b0e821b-66eb-4d26-bdbc-8f914149cff72016-06-02T19:12:08Z2011-02-022016-06-02T19:12:08Z2010-08-06LIMA, Bruno Henrique Ramos de. Structural analysis of hematite thin films produced by spin-coating for hidrogen generation. 2010. 97 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2010.https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/830Water photolysis at semiconductors is a clean and renewable method for solar energy conversion into hydrogen fuel. Hematite (-Fe2O3) thin films have been presented as a promissory material for water photolysis due to it s abundance, chemical stability, environmental compatibility and appropriate band gap energy to absorb a large part of the solar spectrum and for the water photooxidation process. In this work the influence of synthesis and deposition parameters on the microstructure and photoelectrochemical properties were studied. The films were produced on FTO substrates by spin-coating deposition of Fe+3 polymeric resin prepared by complex polymerization method using ethanol as a solvent. Doped films were prepared by addition of tetraethylortosilicate (TEOS) in Fe+3 resin. Characterizations were made by xrays diffraction, UV-Visible spectroscopy and scanning electronic microscopy. Photoelectrochemical properties were measured in a three-electrode standard electrochemical cell, with the film as a work electrode, platinum as a counter electrode and Ag/AgCl in KCl satured solution as reference electrode. Results have shown that substrate-film interface is responsible for the formation of three regions with distinct morphologies and have shown that just a small percentage of the films are in direct contact with the substrate and contributes with photocurrent. The better silicon incorporation in hematite structure using ethanol as a solvent was also observed. The best photocurrent density were obtained by one layer silicon doped films, at 0,6 V in 1M NaOH electrolyte.A fotólise da água em semicondutores é um método limpo e renovável para a conversão de energia solar em hidrogênio combustível. Filmes finos de hematita (-Fe2O3) têm sido apresentados como um material promissor para a fotólise de água devido sua abundância, estabilidade química, compatibilidade ambiental e banda proibida de energia adequada para absorção de grande parte do espectro solar e para o processo de fotooxidação da água. Nesse trabalho foi estudada influência dos parâmetros de síntese e deposição sobre a microestrutura e propriedades fotoeletroquímicas dos filmes. Os filmes foram produzidos por spin-coating através da deposição em substrato de óxido de estanho dopado com flúor (Fluorine Tin Oxide FTO) de resina polimérica contendo Fe+3 preparada pelo método de polimerização de complexos usando etanol como solvente. Os filmes dopados com silício foram preparados com a adição de tetraetilortosilicato (TEOS) na solução de Fe+3. A caracterização dos filmes foi feita através de difração de raios-x, espectroscopia UV-Visível e microscopia eletrônica de varredura. A propriedade fotoeletroquímica foi medida em uma célula eletroquímica padrão com três eletrodos, sendo o filme o eletrodo de trabalho, platina o contra-eletrodo e Ag/AgCl em KCl saturado o eletrodo de referência. Os resultados mostraram que a interface substrato-filme é responsável pela formação de três regiões com morfologias diferentes e que apenas uma pequena porcentagem do filme está de fato em contato direto com o substrato e contribui para a fotocorrente. Também se observou que o uso de etanol como solvente melhora a incorporação do silício pela rede da hematita. Os melhores resultados de densidade de fotocorrente foram obtidos pelos filmes de uma camada dopados com silício, medidos a 0.6 V e em eletrólito de1M NaOH.Universidade Federal de Minas Geraisapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarBRMaterial cerâmicoFilmes finosHematitaFotooxidaçãoHidrogênioENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::CERAMICAAnálise estrutural de filmes finos de hematita produzidos por spin-coating para geração de hidrogênioStructural analysis of hematite thin films produced by spin-coating for hidrogen generationinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis9c25e6a7-a2cd-4058-97ed-441bc2793123info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARTEXT3403.pdf.txt3403.pdf.txtExtracted texttext/plain102871https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/2ec1e759-bf81-4754-abfe-5a94381f8c66/download5b29fe87fac7cd468fe6b36717233a15MD53falseAnonymousREADORIGINAL3403.pdfapplication/pdf7607513https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/08ead28f-44e5-44c3-8f6e-3cfba3d5c845/downloade2b51a38285b4e741ca3303f5cddf999MD51trueAnonymousREADTHUMBNAIL3403.pdf.jpg3403.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6554https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/1c64aa36-6dfb-4948-8a32-d0458cf03834/download559f74d237fd13d1a0870f3c98414460MD52falseAnonymousREAD20.500.14289/8302025-02-06 04:36:55.928open.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/830https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-06T07:36:55Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Análise estrutural de filmes finos de hematita produzidos por spin-coating para geração de hidrogênio
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Structural analysis of hematite thin films produced by spin-coating for hidrogen generation
title Análise estrutural de filmes finos de hematita produzidos por spin-coating para geração de hidrogênio
spellingShingle Análise estrutural de filmes finos de hematita produzidos por spin-coating para geração de hidrogênio
Lima, Bruno Henrique Ramos de
Material cerâmico
Filmes finos
Hematita
Fotooxidação
Hidrogênio
ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::CERAMICA
title_short Análise estrutural de filmes finos de hematita produzidos por spin-coating para geração de hidrogênio
title_full Análise estrutural de filmes finos de hematita produzidos por spin-coating para geração de hidrogênio
title_fullStr Análise estrutural de filmes finos de hematita produzidos por spin-coating para geração de hidrogênio
title_full_unstemmed Análise estrutural de filmes finos de hematita produzidos por spin-coating para geração de hidrogênio
title_sort Análise estrutural de filmes finos de hematita produzidos por spin-coating para geração de hidrogênio
author Lima, Bruno Henrique Ramos de
author_facet Lima, Bruno Henrique Ramos de
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5096229531831897
dc.contributor.author.fl_str_mv Lima, Bruno Henrique Ramos de
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Leite, Edson Roberto
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1025598529469393
dc.contributor.authorID.fl_str_mv 9b0e821b-66eb-4d26-bdbc-8f914149cff7
contributor_str_mv Leite, Edson Roberto
dc.subject.por.fl_str_mv Material cerâmico
Filmes finos
Hematita
Fotooxidação
Hidrogênio
topic Material cerâmico
Filmes finos
Hematita
Fotooxidação
Hidrogênio
ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::CERAMICA
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::CERAMICA
description Water photolysis at semiconductors is a clean and renewable method for solar energy conversion into hydrogen fuel. Hematite (-Fe2O3) thin films have been presented as a promissory material for water photolysis due to it s abundance, chemical stability, environmental compatibility and appropriate band gap energy to absorb a large part of the solar spectrum and for the water photooxidation process. In this work the influence of synthesis and deposition parameters on the microstructure and photoelectrochemical properties were studied. The films were produced on FTO substrates by spin-coating deposition of Fe+3 polymeric resin prepared by complex polymerization method using ethanol as a solvent. Doped films were prepared by addition of tetraethylortosilicate (TEOS) in Fe+3 resin. Characterizations were made by xrays diffraction, UV-Visible spectroscopy and scanning electronic microscopy. Photoelectrochemical properties were measured in a three-electrode standard electrochemical cell, with the film as a work electrode, platinum as a counter electrode and Ag/AgCl in KCl satured solution as reference electrode. Results have shown that substrate-film interface is responsible for the formation of three regions with distinct morphologies and have shown that just a small percentage of the films are in direct contact with the substrate and contributes with photocurrent. The better silicon incorporation in hematite structure using ethanol as a solvent was also observed. The best photocurrent density were obtained by one layer silicon doped films, at 0,6 V in 1M NaOH electrolyte.
publishDate 2010
dc.date.issued.fl_str_mv 2010-08-06
dc.date.available.fl_str_mv 2011-02-02
2016-06-02T19:12:08Z
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-06-02T19:12:08Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv LIMA, Bruno Henrique Ramos de. Structural analysis of hematite thin films produced by spin-coating for hidrogen generation. 2010. 97 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2010.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/830
identifier_str_mv LIMA, Bruno Henrique Ramos de. Structural analysis of hematite thin films produced by spin-coating for hidrogen generation. 2010. 97 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2010.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/830
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.authority.fl_str_mv 9c25e6a7-a2cd-4058-97ed-441bc2793123
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/2ec1e759-bf81-4754-abfe-5a94381f8c66/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/08ead28f-44e5-44c3-8f6e-3cfba3d5c845/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/1c64aa36-6dfb-4948-8a32-d0458cf03834/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 5b29fe87fac7cd468fe6b36717233a15
e2b51a38285b4e741ca3303f5cddf999
559f74d237fd13d1a0870f3c98414460
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv repositorio.sibi@ufscar.br
_version_ 1851688906011967488