Desenvolvimento de fotoanodos à base de W-BiVO4/V2O5 para fotooxidação da água e produção de hidrogênio

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Oliveira, Andreia Teixeira de
Orientador(a): Pereira, Márcio César
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: UFVJM
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: https://acervo.ufvjm.edu.br/items/3cdf500d-df0f-4fb5-9fbf-63951d0023e7
Resumo: O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001.
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spelling Oliveira, Andreia Teixeira dePereira, Márcio CésarMonteiro, Douglas SantosRodrigues, Jairo LisboaLima, Diana QuintãoPereira, Ana Rosa PassosOliveira, Luiz Carlos Alves deUniversidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)Pereira, Márcio César2019-11-21T18:42:08Z2019-11-21T18:42:08Z20182018-11-01OLIVEIRA, Andreia Teixeira de. Desenvolvimento de fotoanodos à base de W-BiVO4/V2O5 para fotooxidação da água e produção de hidrogênio. 2018. 74 p. Tese (Doutorado) – Programa de Pós-graduação em Biocombustíveis, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, 2018.https://acervo.ufvjm.edu.br/items/3cdf500d-df0f-4fb5-9fbf-63951d0023e7O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001.A grande dependência mundial de combustíveis fósseis traz consigo sérios problemas ambientais, sendo necessário o desenvolvimento de novas tecnologias a partir de fontes de energia limpa e renovável. Neste estudo, objetivou-se desenvolver um dispositivo fotoeletroquímico, baseado na heterojunção do Vanadato de Bismuto (BiVO4) dopado com Tungstênio (W) e Pentóxido de Vanádio (V2O5), para a clivagem da água em H2 e O2. Foram produzidos sete diferentes fotoanodos baseados em W-BiVO4 e V2O5. A fotoatividade desses fotoanodos foi investigada na reação de oxidação fotoeletroquímica da água sob irradiação de luz visível. As propriedades estruturais, morfológicas e ópticas dos fotoanodos foram avaliadas por Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia UV-vis. As imagens TEM e MEV mostraram que a estrutura de heterojunção foi sintetizada com sucesso, e os padrões DRX mostraram picos característicos indexados à forma monoclínica do W-BiVO4 e V2O5 ortorrômbico. Os espectros UV-vis mostraram que os filmes absorvem luz na região do visível com bandgap na ordem de 2,3 e 2,5 eV para o V2O5 e W-BiVO4, respectivamente. O desempenho fotoeletroquímico foi realizado por voltametria cíclica, cronoamperometria, potenciometria e espectroscopia de impedância eletroquímica, mostrando resultados surpreendentes para as heterojunções formadas, respondendo efetivamente à excitação com luz, com excelentes densidades de fotocorrentes geradas, demonstrando que a heterojunção W-BiVO4/V2O5 desempenha um papel importante nos comportamentos cinéticos (incluindo separação, transporte e recombinação) de cargas fotogeradas. Diante disso, os semicondutores se apresentam como materiais com grande potencial para aplicação em fotoeletrocatálise.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Tese (Doutorado) – Programa de Pós-graduação em Biocombustíveis, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2018.The world's major dependence on fossil fuels brings with it serious environmental problems, requiring the development of new technologies from clean and renewable energy sources. In this study, the objective was to develop a photoelectrochemical device based on the heterojunction of Bismuth Vanadate (BiVO4) doped with Tungsten (W) and Vanadium Pentoxide (V2O5), for water cleavage in H2 and O2. Seven different photoanodes based on W-BiVO4 and V2O5 were produced. The photoactivity of these photoanodes was investigated in the photoelectrochemical oxidation reaction of water under visible light irradiation. The structural, morphological and optical properties of the photoanodes were evaluated by X-ray Diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), Scanning Electron Microscopy (SEM) and UV-vis spectroscopy. The TEM and SEM images showed that the heterojunction structure was successfully synthesized, and the DRX patterns showed characteristic peaks indexed to the monoclinic form of the W-BiVO4 and orthorhombic V2O5. UV-vis spectra have shown that films absorb light in the visible region with bandgap on the order of 2.3 and 2.5 eV for V2O5 and W-BiVO4, respectively. The photoelectrochemical performance was performed by cyclic voltammetry, cronoamperometry, potentiometry and electrochemical impedance spectroscopy, showing surprising results for the heterojunctions formed, responding effectively to light excitation, with excellent photocurrent densities generated, demonstrating that W-BiVO4/V2O5 heterojunction plays an important role in kinetic behavior (including separation, transport and recombination) of photogenerated charges. Therefore, the semiconductors are presented as materials with great potential for application in photoelectrocatalysis.porUFVJMA concessão da licença deste item refere-se ao à termo de autorização impresso assinado pelo autor, assim como na licença Creative Commons, com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri e o IBICT a disponibilizar por meio de seus repositórios, sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, e preservação, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessDesenvolvimento de fotoanodos à base de W-BiVO4/V2O5 para fotooxidação da água e produção de hidrogênioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisFotoanodosHeterojunção W-BiVO4/V2O5FotoeletroquímicaPhotoanodesHeterojunction W-BiVO4/V2O5Photoelectrochemistryreponame:Repositório Institucional da UFVJMinstname:Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)instacron:UFVJMTHUMBNAILandreia_teixeira_oliveira.pdf.jpgandreia_teixeira_oliveira.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2766https://acervo.ufvjm.edu.br//bitstreams/511a348e-1e01-49f9-860b-2d6a7de424e9/downloade83a01d4e1f978db3eed0cfd4791f960MD58falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; 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