Estudo da degradação de pesticidas fotocatalisada por AgNP/TiO2 e monitorada por espectroscopia SERS

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Oliveira, Rafael de
• Orientador(a): Sant’Ana, Antonio Carlos
• Banca de defesa: Costa, Jean Claudio Santos , Andrade, Gustavo Fernandes Souza
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Química
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: 2,4-D; Tebuconazole; Fotocatálise heterogênea; Nanopartículas plasmônicas; Monitoramento SERS; Heterogeneous photocatalysis; Plasmonic nanoparticles; SERS monitoring
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2022/00429; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14415

O presente trabalho teve como alvos a síntese e caracterização de catalisador plasmônico baseado em nanopartículas de prata (AgNP) e semicondutor dióxido de titânio (TiO2), e sua aplicação na degradação fotocatalítica por radiação na região do visível dos pesticidas Tebuconazole (TEB) e ácido 2,4-diclorofenóxiacético (2,4-D). As AgNP e o catalisador híbrido foram sintetizados segundo metodologias já reportadas em literatura, sendo que na fabricação do último foram acrescidas diferentes concentrações de AgNP ao TiO2. Além da síntese original, seis adaptações da síntese de AgNP foram realizadas, as quais foram caracterizadas principalmente por espectroscopia eletrônica de absorção UV– VIS, onde verificou-se a reprodução com sucesso da síntese reportada em literatura, e por espalhamento dinâmico de luz (DLS), a partir da qual se determinou os diâmetros hidrodinâmicos em cada uma das sete sínteses realizadas. Os catalisadores sintetizados, com diferentes proporções molares Ag:TiO2 também foram devidamente caracterizados por espectroscopia de espalhamento Raman, difração de raios X por policristais, DLS, pH de ponto isoelétrico (por medidas de potencial-ζ); e reflectância difusa UV–VIS; a partir destas técnicas, verificou-se que as propriedades características do semicondutor não sofreram grandes alterações com a modificação com AgNP. Análise semiquantitativa do catalisador com maior nível de AgNP (AT320) por espectroscopia de fluorescência de raios X demonstrou que este possuia cerca de 4,8 % m/m de Ag. Os catalisadores foram inicialmente testados em procedimentos de degradação com cristal violeta, onde observou alta eficiência na remoção do analito (> 90%) com apenas 100 minutos de irradiação visível do catalisador AT320. Em estudo dos sistemas em separado (AgNP/Vis e TiO2/Vis), nenhuma ação catalítica foi observada, o que confirma a grande sinergia entre os dois materiais. Inesperadamente, sistema AT320/Vis não se mostrou eficiente na remoção dos pesticidas estudados. Verificou-se que a troca de radiação incidente de visível para UV-A, bem como com o ajuste de outros valores de pH do meio reacional, se mostraram efetivos na degradação de 2,4-D e TEB. O monitoramento pela espectroscopia SERS destas reações permitiu confirmar a degradação, também observada por UV–VIS, mas se mostrou pouco conclusivo com a proposta de produtos e intermediários de reação formados. Alguns produtos puderam ser inferidos, como compostos fenólicos clorados e não clorados (para ambos pesticidas), formação de 1,2,4-triazol para degradação de TEB e ácidos glicólico e glioxílico para 2,4-D.