Soluções sólidas α-Ag2-xCuxWO4 (0 ≤ x ≤ 0,1) obtidas por síntese hidrotermal: uma abordagem acerca das propriedades estruturais, morfológicas e fotocatalíticas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Nascimento, Marcus Valério Botelho do
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: UFAM - Universidade Federal do Amazonas; Faculdade de Tecnologia - FT; Brasil; Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
• Palavras-chave em Português: Tungstatos de prata dopados com cobre; Fotocatálise; Mudança morfológica; Solução sólida; ENGENHARIAS CIENCIAS EXATAS E DA TERRA: QUIMICA
• Link de acesso: https://deposita.ibict.br/handle/deposita/474

Nas últimas décadas, o fornecimento de água potável no mundo tornou-se uma fonte restrita e preocupante por conta da escassez desse valioso recurso, principalmente devido ao crescimento populacional e ao descarte inapropriado de efluentes com distinta capacidade carcinogênico, tóxico e bioacomulativo. Nessas circunstâncias, a presente dissertação baseia-se no desenvolvimento e integração de novas tecnologias na descontaminação de compostos orgânicos persistentes, na região visível sob irradiação de LEDs azuis. Para tanto, foram sintetizadas soluções sólidas α-Ag2-xCuxWO4 (x = 0; 0,01; 0,02; 0,06 e 0,1 mol) mediante dopagem substitucional dos átomos de prata por átomos de cobre no α-Ag2WO4 puro via método hidrotermal convencional a 140 ºC durante 24h. Posteriormente, a avaliação do efeito da inserção do cobre na matriz foi realizada por diversas técnicas analíticas e comprovada sua eficiência fotocatalítica frente ao corante RhB. Os resultados de DRX mostram elevado grau de pureza, cristalinidade e estabilidade a longo alcance indexados à fase ortorrômbica para todas as amostras, com ausência conspícua de fases secundárias e impurezas. Através do refinamento de Rietveld foi possível notar a substituição favorecida dos átomos de cobre preferencialmente no eixo a, sobretudo pela substituição dos clusters angulares e tetraédricos de prata originando os clusters [CuOy], y = 2, 4 e 6. Os espectros de FTIR e Raman exibem claramente os modos ativos da estrutura ortorrômbica do α-Ag2WO4 e as variações dos comprimentos de ligação das soluções sólidas, bem como maior resolução e aparecimento de novos modos evidenciam a formação dos materiais. Os resultados de UV-Vis DRS confirmam a inserção do cobre na matriz ortorrômbica pelo deslocamento para o vermelho e expressivo decréscimo no valor de Egap, obtendo-se 3,12 eV para x = 0 mol e 3,07 eV, 3,00 eV, 3,08 eV e 3,04 eV para x = 0,01 mol; 0,02 mol; 0,06 mol e 0,1 mol, respectivamente, corroborando com a aparência visual da cor dos pós obtidos por colorimetria, de bege claro para verde amarelado. As imagens de MEV revelam grande estresse superficial devido a inserção de cobre e transformação de microcristais em formato de bastões para cúbicos facetados. Os resultados de DLS confirmam a polidispersabilidade do tamanho conforme o incremento de cobre e cristais em escala micro e sub-micro. O ZP mostra caráter aniônico para todas as amostras em conjunto com o aumento da estabilidade da suspensão. De acordo com os experimentos fotocatalíticos, todas as soluções sólidas possuem eficiência superior em comparação ao α-Ag2WO4 puro, com destaque para a solução sólida de composição x = 0,02 mol, a qual revelou atividade em uma ampla faixa de pH mantendo a eficiência acima de 80% e o PZC revelou que este catalisador possui regiões dependentes do pH. Ao final, a performance catalítica da solução sólida x = 0,02 mol é bastante superior em comparação ao α-Ag2WO4 puro e fotólise, com taxas de degradação e constantes de velocidade 10,61 maior e 37,77 vezes mais eficiente.