Síntese e avaliação da atividade fotocatalítica de compósitos nanoestruturados de TiO2/SiO2

• Autor(a) principal: Alves, Higor de Oliveira
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27955
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::FOTO-QUIMICA INORGANICA; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::CINETICA QUIMICA E CATALISE; Dióxido de titânio; Síntese sol-gel; Compósito TiO2/SiO2; Fotocatálise heterogênea; Produção de hidrogênio

No presente trabalho, dióxido de silício (SiO2) recoberto por uma camada de dióxido de titânio (TiO2) foi sintetizado pelo processo sol- gel, com o intuito de desenvolver óxidos semicondutores com atividade fotocatalítica melhorada, para aplicação em processos fotocatalíticos. O recobrimento das nanopartículas de sílica (SiO2) foi comprovado por medidas de microscopia eletrônica de varredura e espectroscópicas na região do infravermelho. Medidas de difração de raios X revelaram que as nanopartículas de TiO2 foram formadas predominantemente pela fase anatase. Visando avaliar a eficiência fotocatalítica do material, foram realizados ensaios fotocatalíticos em escala de bancada para degradação do corante Ponceau 4R. Em torno de 100% do corante foi descolorido em 140 minutos de reação, a uma constante cinética de degradação (K) de 2,2 x 10 -2 min -1 , nos primeiros 80 minutos de reação, e K = 5,2 x 10 -2 min -1 , nos últimos 60 minutos de reação, sugerindo que nesta segunda etapa os fragmentos são mais facilmente descoloridos. Também foram realizados ensaios fotocatalíticos em escala de bancada, na presença de platina, visando avaliar a capacidade de produção de hidrogênio, resultando na produção de 5,463 mmol de H2 em 5 horas de reação. Um valor bastante expressivo quando comparado com outros fotocatalisadores apresentados na literatura, e coerente com a área superficial de 70 m2 g-1, estimada por medidas de adsorção/dessorção de N2 pelo método BET, e porosidade de 15%. Por outro lado, a energia de band gap (Eg) estimada para este material, igual a 3,34 eV, pode estar relacionada à associação entre estados eletrônicos do SiO2 e do TiO2 no compósito. Deste modo, o nanocompósito TiO2/SiO2 apresenta alto potencial para aplicação em processos fotocatalíticos, sobretudo na produção de hidrogênio.