FOTOANODOS BASEADOS EM TIO2 E ÓXIDO DE GRAFENO PARA APLICAÇÃO NA PRODUÇÃO DE GÁS HIDROGÊNIO
TiO2 e α-Fe2O3 são óxidos amplamente investigados para uso como fotoanodos em processos como o desproporcionamento fotoeletroquímico da água em H2 e O2. Apesar de materiais promissores, tais óxidos apresentam algumas desvantagens. O TiO2 apresenta como a elevada energia de band-gap (3.2 eV) tornando-o sensível somente à radiação UV. A banda de condução da hematita não possui potencial adequado para realizar a redução de H+ a H2, fazendo com que a reação não ocorra em potencial de circuito aberto, necessitando da aplicação de potencial externo para ocorrer. Uma estratégia para superar estas desvantagens consiste em preparar heterojunções destes materiais, que podem resultar em fotoeletrocatalisadores com propriedades melhoradas. Neste contexto, o uso de radiação micro-ondas na síntese destas heterojunções se torna muito atraente. Neste trabalho, foi realizada a síntese de uma heterojunção de TiO2, α-Fe2O3 e óxido de grafeno, utilizando método one pot assistido por micro-ondas. Os materiais foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman, difração de raios X, espectroscopia vibracional na região do Infravermelho, e potencial zeta, onde foi possível identificar a presença de TiO2 na fase anatase, de óxido de grafeno reduzido e Fe2O3. Também foram realizadas caracterizações eletroquímicas como voltametria linear, cronoamperometria e medida da eficiência de conversão de fóton incidente em corrente elétrica (IPCE) para determinação da fotoeletroatividade dos materiais. Os resultados sugerem um melhor desempenho fotoeletroquímico para o sistema que contêm a heterojunção se comparada ao sistema em que não foi incorporado o ferro. Entretanto, o desempenho apresentado ainda é inferior ao esperado incialmente, fato que pode estar relacionado a problemas no transporte de massa e quantidade de óxido de grafeno na heterojunção, limitando a eficiência do fotoeletrodo.