Estudio de las heterouniones p-n de CoFe2O4/Cu2O y NiFe2O4/Cu2O para la producción de hidrógeno mediante la separación fotocatalítica de la molécula de agua.

Jorge Luis Domínguez Arvizu (2022, [Tesis de doctorado])

A la fecha, la síntesis de materiales activos bajo luz visible para la producción de

hidrógeno mediante la separación fotocatalítica de la molécula de agua, es uno de los retos en la

fotocatálisis con potencial para futuras aplicaciones como los reactores fotocatalíticos con

energía solar o celdas foto electroquímicas. De esta manera, la síntesis de heterouniones es una

alternativa para mejorar las propiedades electrónicas de los materiales semiconductores con la

finalidad de obtener mayores producciones de hidrógeno con luz solar en comparación con los

materiales en fase pura. En el presente trabajo de tesis, se llevó a cabo la generación de

heterouniones de CoFe2O4/Cu2O y NiFe2O4/Cu2O mediante el método de impregnación variando

la proporción en masa del Cu2O desde 25 al 75 %, mientras que los materiales prístinos CoFe2O4

y NiFe2O4 fueron sintetizados con el método de Pechini y el Cu2O mediante la reacción de

Benedict. Los materiales prístinos y las heterouniones fueron caracterizadas por las técnicas de

XRD, TGA, MEB, MET, BET, XPS, UPS y UV-Vis. Se midieron los portadores de carga de

todos los materiales mediante efecto Hall y sus coeficientes de absorción y dispersión mediante

espectroscopia UV-Visible y un modelo denominado modelo de seis flujos. Finalmente, la

actividad fotocatalítica para la producción de hidrógeno se evaluó mediante cromatografía de

gases por un periodo de 8 horas y se tomó una lectura final a las 24 horas encontrando que las

heterouniones mejoraron su actividad fotocatalítica considerablemente con respecto de los

materiales prístinos y que los portadores de carga y el coeficiente de absorción de los materiales

está directamente relacionado con la producción de hidrógeno.

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