Nanotubos de titanato tem atraído muita atenção devido a suas propriedades únicas,
que permitem sua aplicação em catálise, fotocatálise, e no desenvolvimento de dispositivos de
conversão de energia. No entanto, esses materiais são capazes de absorver somente radiação
UV, o que torna necessária sua sensibilização frente à radiação visível que pode ser feito
através da dopagem ou sensibilização com corantes. Neste trabalho, nanotubos de titanato
foram preparados através da síntese hidrotérmica alcalina e dopados usando um método de
troca iônica seguida por uma etapa de calcinação a 200 ºC e 400 ºC, resultando em duas séries
de catalisadores: nanotubos de titanato dopados com nitrogênio (NTiNTs) e nanotubos de
dióxido de titânio dopados com nitrogênio (NTiO2NTs), respectivamente. A caracterização
destes materiais revelou que a temperatura de calcinação afeta a intensidade de cor, área
superficial, energia band gap e natureza da espécie de nitrogênio dopante. Os catalisadores
NTiO2NTs reúnem as propriedades que os qualificam como melhores fotocatalisadores, sendo
capazes de degradar de 1,8% (m/m, massa de corante degradado por 100g de catalisador) a
2,9%, enquanto os NTiNTs foram capazes de degradar somente de 0,17%mg mg-1 a 0,60%.
Os catalisadores NTiNTs e NTiO2NTs também foram sensibilizados com ftalocianina
de cobre(II) tetracarboxilada. Observou-se que a sensibilização não afeta a forma nem a
estrutura cristalina dos nanotubos, no entanto, ela promove alterações nas propriedades
superficiais levando a interações diferenciadas entre os tubos. Esses materiais foram aplicados
na degradação de rodamina B através de mecanismos de fotocatálise e catálise mediada por
H2O2. Observou-se que os catalisadores sensibilizados apresentam eficiência fotocatalítica
cerca de 50% menor do que os materiais não sensibilizados. No caso da catálise mediada por
H2O2 a sensibilização aumenta a atividade catalítica, podendo atingir 100% de eficiência.
Por fim, foram desenvolvidos novos eletrodos multi-hierárquicos baseados em filmes
de nanobastões de óxido de zinco (ZnONR) decorados com nanotubos de titanato, utilizando
glicina como uma ponte para promover o aumento da interação entre as estruturas. Estes
eletrodos foram aplicados como fotoanodos no desproporcionamento fotoeletroquímica da
água, gerando O2 e H2. Os resultados mostraram que a heterojunção dos dois óxidos metálicos
leva a um aumento da eficiência fotoeletroquímica. Desse modo, os eletrodos multihierárquicos
são capazes de produzir correntes de geração de O2 de 0,90 mA cm-2 (a 1,23 V vs
ERHE), enquanto os eletrodos de ZnONR puros produzem 0,45 mA cm-2. O potencial de
evolução de O2 também diminui de 0,8 V (vs ERHE) para eletrodos de TiNTs para 0 V no
caso dos eletrodos multi-hierárquicos.