Efeito da temperatura de síntese do nitreto de carbono (g-C3N4) na degradação fotocatalítica da rodamina B
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/69672 |
Resumo: | Pollution of water bodies is a problem of great relevance, considering that it affects human health and exacerbates water scarcity. In particular, pollution caused by dyes is of concern due to the stability and toxicity of these substances. In this context, photocatalysis emerges as an efficient technology to degrade these organic compounds, converting them into CO2 and H2O. Thus, in this work, g-C3N4 (carbon nitride) photocatalysts were prepared at different temperatures (350 °C, 400 °C, 450 °C, 500 °C and 550 °C), using urea as a precursor. The catalysts obtained were characterized by scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, zeta potential measurements and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy and their performance was evaluated in the photodegradation of Rhodamine B under visible and UV light. The characterization results demonstrated that incomplete polymerization of urea occurs at temperatures below 450 ºC and showed an increase in the polymeric network of g-C3N4 with the increase in the temperature of synthesis. Photocatalytic assays indicated that the degradation efficiency of Rhodamine B depends on the synthesis temperature and the light source used. Materials calcined at 400°C and 550°C showed better photocatalytic performance under UV light and visible light, respectively. The generation mechanism of the reactive species involved in the degradation of Rhodamine B for the materials was investigated, with the valence band holes having a major contribution in the studied photocatalytic reaction. |
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Efeito da temperatura de síntese do nitreto de carbono (g-C3N4) na degradação fotocatalítica da rodamina BEffect of carbon nitride (g-C3N4) synthesis temperature on the photocatalytic degradation of Rhodamine Bg-C3N4Degradação de rodamina BFotocatáliseEfeito da temperaturaPollution of water bodies is a problem of great relevance, considering that it affects human health and exacerbates water scarcity. In particular, pollution caused by dyes is of concern due to the stability and toxicity of these substances. In this context, photocatalysis emerges as an efficient technology to degrade these organic compounds, converting them into CO2 and H2O. Thus, in this work, g-C3N4 (carbon nitride) photocatalysts were prepared at different temperatures (350 °C, 400 °C, 450 °C, 500 °C and 550 °C), using urea as a precursor. The catalysts obtained were characterized by scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, zeta potential measurements and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy and their performance was evaluated in the photodegradation of Rhodamine B under visible and UV light. The characterization results demonstrated that incomplete polymerization of urea occurs at temperatures below 450 ºC and showed an increase in the polymeric network of g-C3N4 with the increase in the temperature of synthesis. Photocatalytic assays indicated that the degradation efficiency of Rhodamine B depends on the synthesis temperature and the light source used. Materials calcined at 400°C and 550°C showed better photocatalytic performance under UV light and visible light, respectively. The generation mechanism of the reactive species involved in the degradation of Rhodamine B for the materials was investigated, with the valence band holes having a major contribution in the studied photocatalytic reaction.A poluição dos corpos hídricos é um problema de grande relevância, considerando que afeta a saúde humana e agrava a escassez de água. Em particular, a poluição causada pelos corantes traz preocupação devido a estabilidade e toxicidade dessas substâncias. Nesse contexto, a fotocatálise surge como uma tecnologia eficiente para degradar esses compostos orgânicos, convertendo-os em CO2 e H2O. Assim, neste trabalho foram preparados fotocatalisadores de g-C3N4 (nitreto de carbono) em diferentes temperaturas (350 °C, 400 °C, 450 °C, 500 °C e 550 °C), usando ureia como precursor. Os catalisares obtidos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia na região do infravermelho, análise termogravimétrica, medidas de potencial de carga superficial e espectroscopia de reflectância difusa no UV-Vis e a performance destes foi avaliada na fotodegradação da rodamina B sob luz visível e luz UV. Os resultados das caracterizações demonstraram que ocorre polimerização incompleta da ureia nas temperaturas abaixo de 450 ºC e evidenciaram um aumento da rede polimérica do g-C3N4 com a elevação da temperatura de síntese. Os ensaios fotocatalíticos indicaram que a eficiência de degradação da rodamina B depende da temperatura de síntese e da fonte de luz empregada. Os materiais calcinados em 400°C e 550 °C apresentaram melhor desempenho fotocatalítico sob luz UV e luz visível, respectivamente. O mecanismo de geração das espécies reativas envolvidas na degradação da rodamina B para os materiais foi investigado, tendo a vacância da banda de valência contribuição majoritária na reação fotocatalítica estudada.Longhinotti, ElisaneMatos, Maria Angelica Freitas2022-12-06T21:40:13Z2022-12-06T21:40:13Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfMATOS, Maria Angelica Freitas. Efeito da temperatura de síntese do nitreto de carbono (g-C3N4) na degradação fotocatalítica da rodamina B. 2022. 52 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/69672porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-12-06T21:40:14Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/69672Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T18:39:38.791293Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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Pollution of water bodies is a problem of great relevance, considering that it affects human health and exacerbates water scarcity. In particular, pollution caused by dyes is of concern due to the stability and toxicity of these substances. In this context, photocatalysis emerges as an efficient technology to degrade these organic compounds, converting them into CO2 and H2O. Thus, in this work, g-C3N4 (carbon nitride) photocatalysts were prepared at different temperatures (350 °C, 400 °C, 450 °C, 500 °C and 550 °C), using urea as a precursor. The catalysts obtained were characterized by scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, zeta potential measurements and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy and their performance was evaluated in the photodegradation of Rhodamine B under visible and UV light. The characterization results demonstrated that incomplete polymerization of urea occurs at temperatures below 450 ºC and showed an increase in the polymeric network of g-C3N4 with the increase in the temperature of synthesis. Photocatalytic assays indicated that the degradation efficiency of Rhodamine B depends on the synthesis temperature and the light source used. Materials calcined at 400°C and 550°C showed better photocatalytic performance under UV light and visible light, respectively. The generation mechanism of the reactive species involved in the degradation of Rhodamine B for the materials was investigated, with the valence band holes having a major contribution in the studied photocatalytic reaction. |
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