Síntese, caracterização e atividade fotocatalítica de nanofibras cerâmicas eletrofiadas de óxido de zinco dopadas e co-dopadas com níquel e magnésio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Medeiros, Leonardo Gomes de
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55740
Resumo: O azul de metileno é um conhecido corante presente em efluentes de diversos tipos de indústrias e é causador de vários impactos negativos na qualidade da água e de vida dos organismos vivos. A nanotecnologia tem contribuído de muitas maneiras na degradação de contaminantes, em especial no âmbito das nanofibras eletrofiadas e na fotocatálise. A eletrofiação é dita como uma das técnicas mais empregadas e versáteis para a síntese de fibras de escala nano- e micrométrica, tendo as fibras eletrofiadas aplicações que vão desde inserções industriais até funções biomédicas. Nanofibras cerâmicas de óxido de zinco (ZnO) sintetizadas por eletrofiação e pós tratamento térmico (calcinação) têm sido relatadas como nanoestruturas de ótimo desempenho como fotocatalisadores. Nesse sentido, este estudo objetivou sintetizar pelo método de eletrofiação nanofibras cerâmicas de ZnO dopadas e co-dopadas com níquel (Ni) e magnésio (Mg), bem como investigar o efeito da dopagem na fotodegradação de azul de metileno em soluções aquosas. Os padrões de DRX indicam a não formação de fase secundária, indicando o sucesso na dopagem e na obtenção do óxido por eletrofiação e calcinação. Imagens de MEV provaram a formação de fibras de tamanho médio nanométrico. Quanto ao efeito da dopagem nas propriedades ópticas e de fotodegradação das nanofibras cerâmicas de óxido de zinco, a adição de Ni e Mg aumentou a energia de gap e o desempenho fotocatalítico foi melhor na amostra 8% molar de Mg, degradando 98,74% do corante.
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A nanotecnologia tem contribuído de muitas maneiras na degradação de contaminantes, em especial no âmbito das nanofibras eletrofiadas e na fotocatálise. A eletrofiação é dita como uma das técnicas mais empregadas e versáteis para a síntese de fibras de escala nano- e micrométrica, tendo as fibras eletrofiadas aplicações que vão desde inserções industriais até funções biomédicas. Nanofibras cerâmicas de óxido de zinco (ZnO) sintetizadas por eletrofiação e pós tratamento térmico (calcinação) têm sido relatadas como nanoestruturas de ótimo desempenho como fotocatalisadores. Nesse sentido, este estudo objetivou sintetizar pelo método de eletrofiação nanofibras cerâmicas de ZnO dopadas e co-dopadas com níquel (Ni) e magnésio (Mg), bem como investigar o efeito da dopagem na fotodegradação de azul de metileno em soluções aquosas. Os padrões de DRX indicam a não formação de fase secundária, indicando o sucesso na dopagem e na obtenção do óxido por eletrofiação e calcinação. Imagens de MEV provaram a formação de fibras de tamanho médio nanométrico. Quanto ao efeito da dopagem nas propriedades ópticas e de fotodegradação das nanofibras cerâmicas de óxido de zinco, a adição de Ni e Mg aumentou a energia de gap e o desempenho fotocatalítico foi melhor na amostra 8% molar de Mg, degradando 98,74% do corante.Methylene blue is a well-known dye present in effluents from different types of industries and causes several negative impacts on the quality of water and the life of living organisms. Nanotechnology has contributed in many ways to the degradation of contaminants, especially in the context of electrospun nanofibers and photocatalysis. Electrospinning is said to be one of the most widely used and versatile techniques for the synthesis of nano- and micrometer-scale fibers, with electrospun fibers having applications ranging from industrial insertions to biomedical functions. Zinc oxide (ZnO) ceramic nanofibers synthesized by electrospinning and post-heat treatment (calcination) have been reported as nanostructures with excellent performance as photocatalysts. In this sense, this study aimed to synthesize ZnO ceramic nanofibers doped and co-doped with nickel (Ni) and magnesium (Mg) using the electrospinning method, as well as investigating the effect of doping on the photodegradation of methylene blue in aqueous solutions. The XRD patterns indicate the non-formation of a secondary phase, indicating the success in doping and obtaining the oxide by electrospinning and calcination. SEM images proved the formation of nanometer-sized fibers. Regarding the effect of doping on the optical and photodegradation properties of zinc oxide ceramic nanofibers, the addition of Ni and Mg increased the band gap energy and the photocatalytic performance was better in the 8 mol% Mg sample, degrading 98.74% of the dye.Universidade Federal do Rio Grande do NorteCurso de Graduação em Engenharia QuímicaUFRNBrasilDepartamento de Engenharia QuímicaAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAóxido de zincoeletrofiaçãofotocatáliseazul de metilenoSíntese, caracterização e atividade fotocatalítica de nanofibras cerâmicas eletrofiadas de óxido de zinco dopadas e co-dopadas com níquel e magnésioSynthesis, characterization and photocatalytic activity of electrospun zinc oxide ceramic nanofibers doped and co-doped with nickel and magnesiuminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALMEDEIROS_2023_MONOGRAFIA.pdfMEDEIROS_2023_MONOGRAFIA.pdfapplication/pdf2106347https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/55740/1/MEDEIROS_2023_MONOGRAFIA.pdf29fdab253390d65b6b597b8d50a5236cMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/55740/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81484https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/55740/3/license.txte9597aa2854d128fd968be5edc8a28d9MD53123456789/557402023-12-11 12:24:48.055oai:https://repositorio.ufrn.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-12-11T15:24:48Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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