Fotoatividade de heterojunções de SrTiO3, TiO2 e CaO

• Autor(a) principal: Coleto, Ubirajara Junior
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/191192
• topic: Fotocatálise; Cerâmica eletrônica; Heteroestruturas; Semicondutores - Defeitos; Nanocompósitos (Materiais); Photocatalysis; Electronic ceramics; Heterostructures; Semiconductors - Defects; Nanocomposites (Materials)

O presente trabalho buscou desenvolver fotocatalisadores cerâmicos por meio da produção de heterojunções inovadoras à base de SrTiO3, TiO2 e CaO, que tiveram suas fotoatividades avaliadas pela descoloração do corante Rodamina B (RhB) e pela obtenção de biodiesel, utilizando luz ultravioleta. As amostras TiO2, CaO e SrTiO3 foram obtidas pelo método de precursores poliméricos, método Pechini, e as heterojunções TiO2/SrTiO3, CaO/SrTiO3 e CaO/CaTiO3 foram preparados por rota sol-gel. Após síntese e tratamento térmico, as amostras foram caracterizadas por difração de Raios-X (DRX) para verificar as fases cristalinas formadas, por espectroscopia de infravermelho com transformada de fourier (FT-IR) e termogravimetria/análise térmica diferencial (TG/DTA) para verificar e quantificar a formação de CaCO3 e Ca(OH)2, por espectroscopia de refletância difusa (UV/Vis/NIR DRS) para determinar a energia de band gap, por Brunauer, Emmett e Teller (B.E.T.) para determinar a área específica, por microscopia eletrônica de varredura acoplada a espectroscopia de energia dispersiva de Raios-X (FE-SEMEDS) para estimar o tamanho das partículas, sua morfologia e composição elementar, por espectroscopia de fotoelétrons excitados por Raios-X (XPS) para conhecer a composição elementar presente na superfície da amostra e seus estados de oxidação, por espectroscopia de fotoluminescência (PL) para verificar a formação de defeitos estruturais, por microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM) para confirmar a formação da heterojunção. A descoloração da Rodamina B foi medida por espectroscopia de absorção molecular no UV/Vis e a conversão do óleo em biodiesel foi analisada por cromotografia gasosa (CG). As heteroestruturas apresentaram melhor atividade fotocatalítica que seus precursores, devido aos defeitos gerados na formação da heterojunção, que atuam como aprisionadores de carga, aumentando o tempo de recombinação entre os éxcitons fotogerados. O estudo permitiu verificar que para fotocatalisadores à base de Ti (IV) o buraco eletrônico foi a espécie fotogerada mais ativa na descoloração da RhB, enquanto para fotocatalisadores à base de Ca (II) a espécie mais fotoativa foi o radical superóxido, e que os defeitos mais eficientes na separação dos portadores cargas foram as vacâncias de oxigênio monoionizadas.