FOTOANODOS BASEADOS EM TIO2 E ÓXIDO DE GRAFENO PARA APLICAÇÃO NA PRODUÇÃO DE GÁS HIDROGÊNIO
O desproporcionamento fotoeletroquímico da água em H2 e O2 usando materiais semicondutores como fotoeletrodos é uma abordagem promissora para a obtenção do gás hidrogênio (H2). Fotoanodos à base de TiO2 têm sido amplamente investigados para esta aplicação devido à sua abundância natural, estabilidade química, não toxicidade, alta resistência à fotocorrosão e baixo custo de produção. No entanto, o TiO2 apresenta limitações como baixa condutividade elétrica, tempo limitado no estado excitado e pequena distância de difusão. A incorporação do grafeno ao TiO2 aumenta a atividade fotoeletroquímica do material resultante, devido ao alinhamento favorável das bandas dos dois semicondutores e às propriedades do grafeno que facilitam a separação de cargas. Aqui relatamos como as interações únicas de micro-ondas com o meio reacional podem produzir compósitos de TiO2-grafeno com propriedades aprimoradas. O método de síntese utilizado foi adaptado da síntese convencional relatada na literatura, com adaptações para condições de micro-ondas. Além disso, sulfato de amônio foi adicionado como agente de capeamento para guiar o crescimento do TiO2. Dados de Raman mostram que foi possível formar TiO2 anatase em todas as condições de síntese investigadas. Adicionalmente, foi possível avaliar o grau de redução do grafeno, visto que o óxido de grafeno reduzido é mais condutivo. A adição de sulfato de amônio ao meio de reação também aumenta o grau de redução do óxido de grafeno quando a reação é assistida por micro-ondas, mas não tem impacto na síntese convencional. Essas diferenças mostram que os efeitos únicos da irradiação por micro-ondas permitem obter materiais com características distintas daquelas observadas em materiais produzidos por rotas tradicionais.