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Síntese e caracterização de eletrodos de 'TiOIND.2'/'WOIND.3', nanotubos de 'TiOIND.2'/'WOIND.3' e nanotubos de TiO2/titanato para aplicação no tratamento fotoeletrocatalítico dos interferentes endócrinos bisfenol-A e propilparabeno (2017)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: MARTINS, ALYSSON STEFAN - IQSC
  • USP Schools: IQSC
  • Subjects: ELETROQUÍMICA
  • Language: Português
  • Abstract: Tecnologias efetivas para o tratamento de águas e efluentes representam um dos grandes desafios da nossa sociedade; dentre as opções, a fotoeletrocatálise pode ser considerada como uma técnica alternativa e de interesse. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver eletrodos de TiO2 modificados visando o tratamento fotoeletrocatalítico de interferentes endócrinos. Realizou-se inicialmente a síntese de nanotubos de TiO2 (TiO2-NT) sobre substrato de Ti metálico via anodização eletroquímica em eletrólito NaH2PO4/HF. Para minimizar as limitações inerentes ao TiO2 realizou-se a eletrodeposição de WO3 sobre os nanotubos de TiO2 (Ti/TiO2-NT/WO3) e diretamente sobre o substrato de Ti metálico. Este último revelou a formação de uma camada fina de TiO2 sobre a superfície, posterior ao tratamento térmico, formando um compósito (Ti/TiO2/WO3). A análise de difração de raios-X confirmou a formação da fase monoclínica de WO3 para ambas as sínteses e a fase anatase para os eletrodos de Ti/TiO2-NT/WO3. Para as duas sínteses, as medidas de energia dispersiva de raios-X revelaram uma quantidade crescente de W na composição dos eletrodos com o aumento do tempo de eletrodeposição. Teores elevados de W (acima de 1,2 %) apresentaram uma diminuição expressiva nos valores de fotocorrente. No entanto, baixos teores de W (entre 0,4 e 1,2 %) indicaram um aumento de 20 % nos valores de fotocorrente para os eletrodos de Ti/TiO2-NT/WO3 (20 mA cm-2) e Ti/TiO2/WO3 (17 mA cm-2) comparados aos não modificados, no potencial de +2,0 V. As análises de reflectância difusa mostraram uma baixa energia de bandgap (≈ 2,90 eV, eletrodos de Ti/TiO2-NT/WO3) e um aumento na absorção da irradiação UV-Vis. Posteriormente, os eletrodos modificados foram aplicados na oxidação fotoeletrocatalítica (FE) dos compostos bisfenol-A (BPA) e propilparabeno (PPB), sob irradiação UV-VisPosteriormente, os eletrodos modificados foram aplicados na oxidação fotoeletrocatalítica (FE) dos compostos bisfenol-A (BPA) e propilparabeno (PPB), sob irradiação UV-Vis. O método FE apresentou um excelente desempenho em condições ácidas, aplicando-se potencial de +1,50 V e +0,50 V para os eletrodos Ti/TiO2-NT/WO3 e Ti/TiO2/WO3, respectivamente. A mineralização dos compostos BPA e PPB foi superior a 80 % tanto para o Ti/TiO2-NT/WO3 como para o Ti/TiO2/WO3. Quanto à taxa de remoção, o BPA e PPB foram completamente removidos após 45 e 60 min, respectivamente, para os eletrodos de Ti/TiO2/WO3 e após 30 minutos para os eletrodos de Ti/TiO2-NT/WO3. Adicionalmente, os eletrodos apresentaram um baixo consumo energético e boa estabilidade química. Comparada à técnica de fotocatálise (FC), a FE revelou uma eficiência de mineralização 2 vezes superior para o Ti/TiO2-NT/WO3 e mais de 20 % superior para o Ti/TiO2/WO3. Logo, as modificações dos eletrodos de TiO2 com WO3 constituíram importantes contribuições para o desempenho dos materiais, sendo um passo importante para a aplicação em tratamentos alternativos de descontaminação de águas residuárias. Ainda foi de interesse neste trabalho propor um método para a inserção de nanotubos (TiNT) e nanofolhas (TiNS) de titanatos no interior de nanotubos de TiO2 via eletroforeseO estudo possibilitou o desenvolvimento de um método simples e eficiente para a modificação de nanoestruturas complexas. A movimentação do contra eletrodo sobre a superfície do eletrodo de trabalho, adaptado com uma escova nas laterais, reduziu a espessura da camada de TiNS/TiNT. O potencial aplicado (20 V) e a estimulação mecânica da superfície foram importantes para a incorporação das nanoestruturas dentro dos poros de TiO2-NTs. Como resultado, os eletrodos apresentaram um aumento da hidrofobicidade e uma melhora na capacidade de oxidação direta comparado ao eletrodo não modificado
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 26.10.2017
  • Acesso online ao documento

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    BibliotecaCód. de barrasNúm. de chamada
    IQSC30800042881T3035R
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    • ABNT

      MARTINS, Alysson Stefan; LANZA, Marcos Roberto de Vasconcelos. Síntese e caracterização de eletrodos de 'TiOIND.2'/'WOIND.3', nanotubos de 'TiOIND.2'/'WOIND.3' e nanotubos de TiO2/titanato para aplicação no tratamento fotoeletrocatalítico dos interferentes endócrinos bisfenol-A e propilparabeno. 2017.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-16012018-094702/publico/AlyssonStefanMartinsrevisada.pdf >.
    • APA

      Martins, A. S., & Lanza, M. R. de V. (2017). Síntese e caracterização de eletrodos de 'TiOIND.2'/'WOIND.3', nanotubos de 'TiOIND.2'/'WOIND.3' e nanotubos de TiO2/titanato para aplicação no tratamento fotoeletrocatalítico dos interferentes endócrinos bisfenol-A e propilparabeno. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-16012018-094702/publico/AlyssonStefanMartinsrevisada.pdf
    • NLM

      Martins AS, Lanza MR de V. Síntese e caracterização de eletrodos de 'TiOIND.2'/'WOIND.3', nanotubos de 'TiOIND.2'/'WOIND.3' e nanotubos de TiO2/titanato para aplicação no tratamento fotoeletrocatalítico dos interferentes endócrinos bisfenol-A e propilparabeno [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-16012018-094702/publico/AlyssonStefanMartinsrevisada.pdf
    • Vancouver

      Martins AS, Lanza MR de V. Síntese e caracterização de eletrodos de 'TiOIND.2'/'WOIND.3', nanotubos de 'TiOIND.2'/'WOIND.3' e nanotubos de TiO2/titanato para aplicação no tratamento fotoeletrocatalítico dos interferentes endócrinos bisfenol-A e propilparabeno [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-16012018-094702/publico/AlyssonStefanMartinsrevisada.pdf