Espinélios Zn2Sn1-xTixO4 (0≤x≤1) obtidos pelo Método Pechini modificado: avaliação das propriedades fotocatalíticas na descoloração de azo corante

• Autor(a) principal: Sousa, Amanda Soares de
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPB
• Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/25381
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Espinélio; método Pechini modificado; fotocatálise

O estanato (Zn2SnO4) e o titanato de zinco (Zn2TiO4) são óxidos do tipo espinélio inverso, e tem sido bastante estudados em função de suas variadas aplicações, inclusive como fotocatalisadores. Neste trabalho, os dois materiais foram combinados com a finalidade de obter uma solução sólida Zn2Sn1-xTixO4, nas composições x= 0; 0,25; 0,50; 0,75 e 1,0, utilizando o método Pechini modificado, de modo a investigar a influência da substituição dos íons Sn4+ por íons Ti4+ na rede do espinélio para aplicação como fotocatalisadores na descoloração do corante remazol vermelho 133%. Estas amostras foram obtidas por três metodologias, na primeira o material foi calcinado a 700°C; na segunda foi realizado um pré-tratamento térmico em atmosfera oxidante; e na terceira metodologia, as amostras foram tratadas com uma solução ácida. Os fotocatalisadores foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho, espectroscopia na região do ultravioleta visível e espectroscopia Raman. Os resultados de DRX mostraram para as amostras das três metodologias, óxidos organizados a longo alcance, mostrando que o tratamento térmico foi eficaz sobre as propriedades do material, porém foi observado ZnO, como fase secundária nas metodologias 1 e 2. A lavagem com solução ácida não alterou a fase cristalina do espinélio, mas produziu modificações nos fotocatalisadores. Os espectros de IV e Raman confirmaram a presença dos octaedros [ZnO6], [TiO6], [SnO6] e tetraedro (ZnO4) nas três metodologias. Os parâmetros utilizados na descoloração do corante foram: massa fixa de catalisador e tempos de radiação. A capacidade de adsorção do corante nas amostras da metodologia 1 e 3 são insignificantes (1-3%). Por outro lado, eles tornam-se melhores adsorventes na metodologia 2, levando a 11% de remoção do corante por adsorção. A eficiência fotocatalítica após 5 horas de reação é maior quando as amostras lavadas são usadas, com destaque para o fotocatalisador x = 75, que na metodologia 1 degrada 70% do corante após 5 horas, enquanto que o mesmo, após o tratamento ácido, atinge essa mesma porcentagem de degradação após 1 hora de reação e 90% com 3 horas de radiação UV. No entanto, para os fotocatalisadores tratados, observou-se que a maior capacidade de adsorção não favorece a eficiência fotocatalítica, o que sugere que diferentes mecanismos fotocatalíticos podem estar presentes. Foi observado que à medida que o estanho foi substituído pelo titânio na estrutura do espinélio, a eficiência do catalisador foi decrescendo, independente da metodologia