Estudo da eficiência e estabilidade fotocatalítica de filmes de TiO2 e TiO2/TiO2-x - Escaliante, Lucas Caniati [UNESP] (2022)
O dióxido de titânio, TiO2, é um semicondutor usado em diferentes tipos de aplicação, tais como em sensores de gás, células solares e especialmente em fotocatálise, objeto de estudo deste trabalho. Sendo este material amplamente utilizado para aplicações fotocatalíticas, filmes de TiO2 depositados por RF sputtering reativo foram submetidos a testes de fotocatálise e avaliados. Com o objetivo de avaliar a estabilidade da atividade fotocatalítica, um primeiro com conjunto de filmes de TiO2 foi escolhido. Os filmes correspondentes foram submetidos a 16 ciclos de fotocatálise, totalizando-se mais de 100 horas de exposição. Não foram observadas perdas sistemáticas na atividade fotocatalítica dessas amostras. Esses resultados indicam que as amostras de TiO2 depositadas pela técnica de sputtering são estáveis quanto à exposição à irradiação UV em solução contendo azul de metileno. Com o intuito de promover melhoras na eficiência da atividade fotocatalítica, um segundo conjunto de filmes de TiO2 foi analisado. Amostras foram feitas sob regime de interrupção do fluxo de O2 durante as deposições por sputtering reativo. Essas interrupções duraram 10 s, 38 s, 45 s e 70 s, produzindo filmes que contém uma modulação do conteúdo de oxigênio ao longo do eixo de crescimento. Nos testes de fotocatálise, foi utilizada uma solução aquosa de azul de metileno e lâmpadas UV de vapor de mercúrio. Verificou-se uma melhora da atividade fotocatalítica em amostras desse segundo conjunto de filmes, que foram depositados sob regime de interrupções do fluxo de O2, quando comparadas com o TiO2 homogêneo, ou seja, que foi depositado sob fluxo contínuo de O2. A melhor resposta fotocatalítica foi observada na amostra correspondente a interrupções de 10 s. Os resultados mostram que a quantidade de corante degradado aumentou em média 1,67 vezes na amostra de fluxo interrompido por 10 s em comparação com o filme homogêneo de TiO2 depositado em condições semelhantes. Nesse sentido, pôde-se concluir que os filmes depositados por sputtering são quimicamente estáveis e que o procedimento de depositar os filmes sob interrupções do fluxo de O2 pode produzir melhorias significativas na atividade dos fotocatalisadores à base de TiO2.