Fotocatalisadores de Nb-TiO2 obtidos por meio de síntese assistida por radiação micro-ondas: caracterização e avaliação do potencial fotocatalítico (2019)
- Authors:
- Autor USP: ROCHA, DOUGLAS NEGRI - FFCLRP
- Unidade: FFCLRP
- Sigla do Departamento: 593
- Subjects: NIÓBIO; FOTOCATÁLISE; POLUIÇÃO AMBIENTAL
- Keywords: C.I. Reactive Orange 107; Fotocatálise heterogênea; Heterogeneous photocatalysis; Microwave-assisted synthesis; Niobium; Síntese assistida por micro-ondas; TiO2
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Neste trabalho, investigamos um processo de síntese sol-gel assistido por radiação micro-ondas para obter fotocatalisadores de TiO2 com variável concentração de nióbio (15, 30, 45 e 70% mol Nb) e/ou concentrações fixas de nitrogênio ou enxofre (5% mol em relação à soma Ti+Nb). As técnicas de caracterização (difração de raios-X, DRX; microscopia eletrônica de varredura, MEV; espectroscopia de energia dispersiva, EDS; termogravimetria diferencial, DTG; calorimetria exploratória diferencial, DSC; espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier, FT-IR, e reflectância difusa) sugerem a inclusão do Nb na estrutura cristalina do TiO2. Todavia, evidências da dopagem efetiva do TiO2 com N ou S permanecem não esclarecidas. Os valores de Egap dos fotocatalisadores preparados nesta Dissertação variaram entre 3,09 e 3,23 eV, próximos do valor do TiO2 da literatura (Egap = 3,2 eV). Conduzimos experimentos utilizando a oxidação fotocatalítica do metanol como reação modelo e a fotodegradação do corante C.I. Reactive Orange 107 (RO107) como medida da eficiência fotocatalítica. As amostras de TiO2 contendo 15 ou 30% mol de Nb apresentaram melhores taxas de foto-oxidação do metanol (2,86 e 2,10 x 10-6 mol L-1 min-1) em relação ao TiO2 puro (1,65 x 10-6 mol L-1 min-1). Fotocatalisadores com maiores concentrações de Nb (45 e 70% mol Nb) apresentaram baixa atividade fotocatalítica porque o precursor de nióbio (complexo oxalato de amônio e nióbio) se degradou parcialmente. Isto levouà formação de material amorfo e o Nb não foi completamente incluso na rede cristalina do TiO2. Os fotocatalisadores TiO2 codopados com 5% mol S ou N e 15 ou 30% mol de nióbio (Nb15-TiO2, S,Nb15-TiO2, N,Nb30-TiO2 e S,Nb30-TiO2) apresentaram maior cristalinidade, menores agregados de partículas, e as maiores taxas de oxidação fotocatalítica do metanol (desde 2,58 até 2,91 x 10-6 mol L-1 min-1). A degradação fotocatalítica do RO107 na presença dos fotocatalisadores Nb15-TiO2, S,Nb15-TiO2, N,Nb30-TiO2 e S,Nb30-TiO2 após 6 h de exposição sob luz UV-Visível promoveu a remoção de 87 a 99% do corante. Os óxidos Nb15-TiO2, S,Nb15-TiO2 e S,Nb30-TiO2 foram submetidos a fotodegradações sucessivas do corante RO107 em experimentos de reciclagem. Após cinco ciclos de degradação, estas amostras mantiveram suas atividades fotocatalíticas sob radiação UV-Vis. O S,Nb15-TiO2 apresentou a maior constante de degradação aparente média ao longo dos cinco ciclos (10,3 ± 1,2 x 10-3 min-1). Isto ilustra o potencial de aplicação deste fotocatalisador na fotodegradação de compostos orgânicos. A codopagem com Nb e S melhorou as propriedades do TiO2. Novas investigações são necessárias para detalhar melhor o efeito destes dois elementos na atividade fotocatalítica do TiO2
- Imprenta:
- Publisher place: Ribeirão Preto
- Date published: 2019
- Data da defesa: 05.09.2019
-
ABNT
ROCHA, Douglas Negri. Fotocatalisadores de Nb-TiO2 obtidos por meio de síntese assistida por radiação micro-ondas: caracterização e avaliação do potencial fotocatalítico. 2019. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2019. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-11112019-195124/. Acesso em: 13 maio 2024. -
APA
Rocha, D. N. (2019). Fotocatalisadores de Nb-TiO2 obtidos por meio de síntese assistida por radiação micro-ondas: caracterização e avaliação do potencial fotocatalítico (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-11112019-195124/ -
NLM
Rocha DN. Fotocatalisadores de Nb-TiO2 obtidos por meio de síntese assistida por radiação micro-ondas: caracterização e avaliação do potencial fotocatalítico [Internet]. 2019 ;[citado 2024 maio 13 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-11112019-195124/ -
Vancouver
Rocha DN. Fotocatalisadores de Nb-TiO2 obtidos por meio de síntese assistida por radiação micro-ondas: caracterização e avaliação do potencial fotocatalítico [Internet]. 2019 ;[citado 2024 maio 13 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-11112019-195124/
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
