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Óxido de Zinco - Dióxido de Titânio

 

Aplicações: células solares, sensores de gás, fotocatalisadores [3,4] .

 

Características:

  • ZnO é uma material atrativo em função de ser um semicondutor gap de banda larga com boa mobilidade transportadora [1];

  • TiO2 tem sido amplamente utilizado em processos fotocatalíticos por ser muito estável, não tóxico, e barato [6];

  • A mobilidade dos elétrons é muito maior em ZnO do que emTiO2 [1];

  • A extremidade da banda de condução de ambos os materiais situa-se aproximadamente ao mesmo nível de TiO2 [1] (~3 -3,2 eV) [7];

  • ZnO possui duas principais desvantagens em sua utilização: altas temperaturas de operação e seletividade relativamente baixa. Isto pode ser superado através da introdução de TiO2 em matrizes de ZnO, resultando em melhoria da sensibilidade do sensor e seletividade [5];

  • Em comparação com o elemento único de  ZnO e TiO2, ZnO acoplado compósito / TiO2 exibe uma atividade fotocatalítica largamente melhorada [2];

  • Os sistemas de material de ZnO-TiO2 têm maiores propriedades físicas e químicas do que a de os individuais, o que resulta da modificação de seus estados eletrônicos [3];

  • Os elétrons fotogerados e furos nos sistemas de materiais de ZnO-TiO2 podem ser eficazmente separadas "naturalmente" devido ao seu alinhamento de banda do tipo II, o que pode aumentar muito o tempo de vida do transportador de carga excitônica [3,5];

  • O compósito melhorou o desempenho funcional nos dispositivos de sensoriamento para compostos orgânicos voláteis (VOCs) [5].

 

 

Referências:

  1. JIANG, Yh ; YAN, Y ; ZHANG, Wl ; NI, La ; SUN, Ym ; YIN, Hb. Synthesis of cauliflower-like ZnO–TiO2 composite porous film and photoelectrical properties. Applied Surface Science, v.257, n.15, p.6583-6589, 2011.
     

  2. CHENG, Chun ; AMINI, Abbas ; ZHU, Chao ; XU, Zuli ; SONG, Haisheng ; WANG, Ning. Enhanced photocatalytic performance of TiO2-ZnO hybrid nanostructures. Scientific Reports, v.4, 2014.
     

  3. SHAO, Dali ; SAWYER, Shayla ; SUN, Hongtao ; XIN, Guoqing ; LIAN, Jie. High quality ZnO–TiO2 core–shell nanowires for efficient ultraviolet sensing. Applied Surface Science, v. 314, p.872-876, 2014.
     

  4. GARCÍA-RAMÍREZ, E. ; MONDRAGÓN-CHAPARRO, M.; ZELAYA-ANGEL, O. Band gap coupling in photocatalytic activity in ZnO-TiO2 thin films. Applied Physics A: Materials Science and Processing, v.108, n.2, p.291-297, 2012.
     

  5. BARRECA, D ; COMINI, E ; FERRUCCI, AP ; GASPAROTTO, A ; MACCATO, C ; MARAGNO, C ; SBERVEGLIERI, G ; TONDELLO, E. First example of ZnO-TiO2 nanocomposites by chemical vapor deposition: Structure, morphology, composition, and gas sensing performances. Chemistry of Materials, v.19, n.23, p.5642-5649, 2007.
     

  6. Malekshoar, G ; Pal, K ; He, Q ; Yu, AP ; Ray, Ak. Enhanced Solar Photocatalytic Degradation of Phenol with Coupled Graphene-Based Titanium Dioxide and Zinc Oxide. Industrial and Engineering Chemistry Research, v.53, n.49, p.18824-18832, 2014.
     

  7. NUÑEZ, LUCIANA. Síntese e caracterização de nanopartículas e filmes finos de óxidos semicondutores. Brasil, 2009. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Estadual Paulista, Araraquara, 2009.

São Leopoldo, 2014.

Desenvolvido por: Manuela Prediger; Eliana Hoffmeister; Sofia Kohl; Giovanna Pierezan; Bruna Ruschel.

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