Um Fotocatalisador Ag-ZnO Altamente Eficiente: Síntese, Propriedades e Mecanismo

Um ZnO modificado com prata, altamente ativo fotocataliticamente, foi preparado e o efeito da modificação com prata foi estudado. As propriedades estruturais e ópticas foram caracterizadas por difração de raios-X, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier, calorimetria diferencial de varredura, área de superfície BET, espectroscopia de Raman, UV−vis e fotoluminescência. A atividade fotocatalítica desses materiais foi estudada pela análise da degradação de um corante orgânico, a rodamina 6G (R6G), e constatou-se que 3 mol % de ZnO modificado com prata a 400 °C apresenta uma taxa de degradação aproximadamente quatro vezes maior que a do ZnO não modificado e uma taxa três vezes maior que a do fotocatalisador comercial TiO2 Degussa P-25. Também foi observado que a atividade fotocatalítica para a amostra de ZnO modificado era cinco vezes maior que a da amostra não modificada usando luz solar. O efeito da prata em aumentar a atividade fotocatalítica foi estudado analisando as propriedades de emissão tanto do ZnO quanto do ZnO modificado com prata na presença (a emissão aumenta) e ausência (a emissão diminui) de R6G. Atribuímos essas observações à extensão da produção de buracos na banda de valência e ao papel da prata na captura dos elétrons da banda de condução (CB) na ausência de R6G. Na presença de R6G, o corante preserva a população de elétrons da banda de condução no óxido de metal, preservando e aumentando assim a intensidade de emissão. A propriedade de sensibilização do corante e a capacidade de captura de elétrons da prata contribuem juntas para o processo de transferência de carga interfacial de tal forma a utilizar os elétrons fotoexcitados.