Estudo fotocatalítico de filmes de nanocristais de TiO2 incorporados com nanobastões de ouro

• Autor(a) principal: Santos, Roberta Caroline dos
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27528
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Materiais nanoestruturados; Catálise heterogênea; Dióxido de titânio; Ouro; Nanostructured materials; Heterogeneous catalyses; Titanium dioxide; Gold

O avanço tecnológico demanda cada vez mais o desenvolvimento de materiais com propriedades químicas e físicas únicas e diferenciadas. Tais propriedades podem ser obtidas pela elaboração de um sistema nanoparticulado de dióxido de titânio (TiO2) incorporado com nanobastões de ouro (AuNR’s). O primeiro sendo um semicondutor altamente implementado na área de fotocatálise devido ao seu baixo custo, e o segundo, um metal nobre utilizado em baixas concentrações para a incorporação do efeito de ressonância plasmônica no sistema energético acionado via luz ultravioleta/visível. Neste sentido, o presente estudo teve por objetivo sintetizar, caracterizar e analisar o efeito fotocatalítico destas nanopartículas, quando expostas a um meio reacional contendo moléculas orgânicas do grupo Rodamina. Esse sistema mostrou melhores desempenhos fotocatalíticos na degradação do corante, com eficiência de até 97,8% em 90 minutos, quando utilizada uma morfologia do AuNR’s com a razão de aspecto (AR) maior, apresentando uma forte dependência dos AuNR’s carregados. A amostra incorporada com nanopartículas de baixa razão de aspecto, tendendo a uma morfologia esférica, não modificou sua intensidade de absorção durante o tempo proposto apresentando uma eficiência de 2,67%, havendo apenas pequenos deslocamentos de picos durante o processo. Isso pode estar associado ao fato de que esse nanomaterial apresenta baixo comprimento longitudinal, e com isso ocorrem menores oscilações de plasmon na superfície do ouro. As maiores eficiências de degradação foram apresentadas nos nanobastões de ouro com maiores razões de aspectos, a 90 minutos de irradiação, tempo final de análise. Como comparativo, os resultados de eficiência encontrados foram crescentes de TiO2 / 55 μL AuNR’s < (TiO2) Isolado < TiO2 / 125 μL AuNR’s < TiO2 / 160 <AuNR’s. As amostras com nanobastões de ouro de largo comprimento longitudinal desempenharam eficiência superior à de sistemas utilizando apenas TiO2, com o diferencial de estar ocorrendo sobre a incidência de comprimentos de ondas maiores (no espectro visível). Este resultado mostra que uma mistura das duas estruturas de Au/TiO2 podem otimizar significativamente as propriedades fotocatalíticas das nanopartículas, e consequentemente, possibilita com que esse efeito ocorra sobre incidência da luz solar.