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Pontas metálicas em fotocatalisadores nanocristalinos de heteroestruturas piramidais PbSe/CdSe/Cd
Última alteração: 25-10-2013
Resumo
A fotocatálise é um processo utilizado em diversos tipos de reações, como redução da água, do dióxido de carbono e degradação de fenol. Para aumentar sua eficiência, esforços tem sido realizados para aproveitar o espectro da luz solar de forma efetiva. Nanocristais de calcogenetos metálicos, tais como seleneto de cádmio ou chumbo, apresentam potencial para responder a esta demanda. Sua morfologia e composição revelaram-se como aspectos de grande importânca na otimização de seu desempenho. A capacidade de separação de elétrons e buracos (cargas negativas e positivas) é uma característica fundamental para as aplicações em fotocatálise. Devido à sua melhor capacidade de separação dessas cargas, nanocristais heteroestruturados (HNCs) do tipo caroço/casca mostraram um desempenho superior aos nanocristais homogêneos em fotocatálise. HNCs, após receberem nanocristais de ouro, aumentaram seu desempenho, por conta da capacidade destes em prover um reservatório de elétrons às heteroestruturas, facilitando a transferência dos elétrons ao meio reacional. Neste trabalho, estruturas piramidais, caroço/casca/casca, compostas de PbSe/CdSe/CdS foram sintetizadas, seguido do crescimento em solução aquosa de nanocristais de ouro em seus vértices. O caroço, composto de PbSe foi sintetizado a partir do método de injeção a quente, onde o precursor de selênio (TOP-Se) é adicionado à uma solução de difenil-éter e oleato de chumbo a 170 °C. A estrutura caroço/casca, PbSe/CdSe, foi formada pelo método de troca catiônica, na qual o precursor de oleato de cádmio é adicionado à solução contendo o substrato nanocristalino de PbSe. A heteroestrutura final, PbSe/CdSe/CdS, foi obtida através do método de sucessivas adsorções e reações em camada iônica, que consiste em injeções alternadas dos precursores de cádmio e enxofre para a formação da casca de CdS. A formação dos nanocristais de ouro nos vértices das estruturas piramidais foi revelada através dos padrões de difração de raios-X. A morfologia das heteroestruturas sintetizadas foi caracterizada por Microscopia Eletrônica de Transmissão. Em baixas concentrações (Au:HNC = 1200:1), a caracterização mostrou que quatro pontas metálicas nanocristalinas se desenvolveram nos vértices da pirâmide. Diferentemente do esperado, quando a concentração do precursor de ouro (ácido cloroáurico) aumentou (Au:HNC = 2300:1), apenas uma grande ponta de ouro cresceu, às custas das outras três presentes na estrutura.
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