Aperfeiçoamento e avaliação da estrutura eletrônica de óxidos de nióbio dopados com cério e titânio para fotocatálise

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Menezes, Bruno Antonio Trajano
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Química
• Palavras-chave em Português: Doping; Semiconductors; Nanomaterials; Photocatalysis; Organic pollutants; Dopagem; Fotocatálise; Semicondutores; Bandgap; Nanomaterias; Poluentes orgânicos; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::FOTO-QUIMICA INORGANICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/19323

A aplicação de semicondutores na degradação de poluentes orgânicos em meios aquosos tem sido avaliada devido a sua capacidade de interação com a radiação UV e com estes compostos através da fotocatálise heterogênea. Essa tese propõe alternativas de aumento da eficiência na fotocatálise, destacando-se processos de inclusão de elementos que sejam capazes de gerar defeitos superficiais, evitar altas taxas de recombinação e alterar a energia de gap da rede cristalina de óxidos de nióbio (Nb2O5). Elementos como cério e titânio podem apresentar excelentes propriedades optoeletrônicas. Buscou-se a obtenção de novos materiais nanoestruturados de Nb2O5 sintetizados em pH= 1 e 3, carregados com titânio e/ou cério na proporção de 0,5 a 1% com potencial absortividade na região do UV e/ou UV-Vis e eficientes na fotodegradação de poluentes. Os materiais foram obtidos por rota hidrotermal e avaliados quanto suas propriedades estruturais (FTIR, Raman, BET, DRX, TGA e XPS), morfológicas (SEM) e ópticas (DRS no UV-Vis). Os materiais foram obtidos na fase Ortorrômbica ou mistura entre Ortorrômbica e Monoclínica e a quantidade do dopante afetou a energia de gap, diminuindo de 2,97 eV para 2,01 eV em pH=1 e aumentando de 1,78 eV para 2,77 eV em pH=3. Os Nb2O5 contendo Ce e Ti se mostraram aptos a degradação fotocatalítia do corante alaranjado de metila e do fármaco ibuprofeno. Nos testes fotocatalíticos, todos os materiais foram capazes de degradar todos os poluentes, sendo o material dopado com 0,8% em pH=1 o mais promissor para o corante e o 0,5% para o fármaco.