Otimização da obtenção de nanotubos de dióxido de titânio suportados visando aplicação em fotocatálise : emprego do método de planejamento experimental Taguchi

• Autor(a) principal: Bervian, Alexander
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/205768
• topic: Dióxido de titânio; Nanotubos; Fotocatálise; Anodização; Titanium dioxide nanotubes; Photocatalytic activity; Discoloration of methylene blue; Photoelectrochemical performance; Anodizing process

O objetivo do presente trabalho é otimizar nanotubos de dióxido de titânio suportados em titânio metálico obtidos por meio do processo de anodização visando o aumento do desempenho fotocatalítico e na descoloração de azul de metileno ainda não reportado na literatura. A morfologia dos nanotubos tem influência direta sobre a eficiência da atividade fotocatalítica, o que justifica, o estudo da variação dos parâmetros de obtenção. Para isso foi empregado o método de planejamento experimental Taguchi permitindo otimizar as condições experimentais e estimar a variabilidade da resposta do sistema em termos de parâmetros controláveis e sinais aleatórios. Dessa forma, pretende-se avaliar a influência dos seguintes parâmetros: pré-tratamento químico superficial, teor de fluoretos, teor de água e potencial aplicado sobre a morfologia obtida de nanotubos de dióxido de titânio sintetizados em mistura orgânica a partir do processo de anodização. O método de planejamento experimental Taguchi estabeleceu um ranking de importância dos fatores que influenciam a obtenção de estruturas adequadas para aplicações fotocatalíticas. Para a obtenção de nanotubos ideais para aplicação em fotocatálise, o potencial aplicado durante o processo de anodização apresentou maior influência no quesito dimensões de nanotubos. O fator que mais influenciou na formação de nanograss foi o pré-tratamento químico empregado sobre a amostra antes do processo de anodização. O teor de água foi o segundo fator que mais influenciou nas características estudadas. A morfologia dos nanotubos mostrou influência direta sobre a eficiência da atividade fotocatalítica. As amostras contendo nanotubos com os maiores diâmetros e área superficial apresentaram os melhores resultados nos ensaios fotocatalíticos na descoloração de azul de metileno sob irradiação ultravioleta. Na etapa desse trabalho que visa estabelecer uma relação entre a formação de nanograss sobre a superfície dos nanotubos com evolução da morfologia nanotubular, foram realizadas caracterizações quanto a estrutura, morfologia e desempenho fotoeletroquímico para diferentes tempos de anodização. Os resultados mostraram consideráveis variações de desempenho fotoeletroquímico em função do tempo de anodização e morfologias dos nanotubos obtidos.