Mejora de la oxidación del agua en los fotocatalizadores Ta3N5 mediante la modificación con sales de metales...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La fotocatálisis por fotocatálisis.
• Energía renovable Energía renovable.

Sus antecedentes:

• El nitruro de tántalo (Ta(3) N(5) es un fotocatalizador potencial para la división solar del agua debido a los potenciales de borde de banda adecuados para la actividad de la luz visible.
• La baja cristalinidad y la recombinación de carga en Ta(3) N(5) limitan su eficiencia fotocatalítica.

Objetivo del estudio:

• Para mejorar el rendimiento fotocatalítico de Ta(3) N(5) para la división solar del agua.
• Para investigar el efecto de la modificación de la sal de metal alcalino (AM) en los precursores Ta{2}O{5}.

Principales métodos:

• Modificación de la superficie de Ta(2)O(5) con sales de metales alcalinos antes de la nitruración térmica.
• Caracterización del Ta(3) N(5) resultante utilizando varias técnicas analíticas.
• Evaluación de la actividad fotocatalítica para la evolución del oxígeno bajo luz visible.

Principales resultados:

• El Ta3N5 modificado con sales de AM exhibió una mejor cristalinidad, un tamaño de partícula más pequeño y superficies más lisas en comparación con el Ta3N5 convencional.
• Se observó una mejora de seis veces en la actividad fotocatalítica para la evolución de O{\displaystyle O} (2).
• La eficiencia cuántica aparente alcanzó el 5,2% a 500-600 nm cuando se cargó con un cocatalizador CoO (x).
• El mecanismo implica la disolución parcial de la nucleación Ta(2) O(5) y NaTaO(3), mejorando la cristalinidad y la morfología.

Conclusiones:

• El pretratamiento de sales de metales alcalinos fáciles mejora significativamente las propiedades físicas y la actividad fotocatalítica de Ta(3) N(5).
• Este enfoque ofrece una estrategia viable para el desarrollo de fotocatalizadores avanzados para la división eficiente del agua solar.