Avaliação do potencial fotocatalítico do molibdato de cério obtido pelo método EDTA/citrato na degradação do azul de metileno

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Sena, Michael Segundo
• Orientador(a): Souza, Carlson Pereira de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Molibdato de cério; Caracterização do pó; Síntese pelo método EDTA-citrato; Planejamento experimental; Fotocatálise; Azul de metileno
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22545

Neste trabalho, foram sitetizados materiais cerâmicos nanométricos da família das scheelitas, o molibdato de cério, através do método de complexação combinada EDTA-Citrato. Realizou-se um planejamento experimental fatorial 2³ com três repetições no ponto central para avaliar a influência dos parâmetros de síntese, pH (5, 7,5 e 10), taxa de aquecimento (5, 7 e 10 °C.min-1) e tempo de calcinação (3, 4 e 5 h), na formação da fase, no tamanho médio de cristalito e no band gap do material. Os pós foram caracterizados através das análises TG/DSC, DRX, EDX, MEV e DRS-UV/Vis. Através da curva da análise TG/DSC, observou-se a decomposição dos orgânicos até a temperatura de 600 °C, temperatura a qual foi utilizada na calcinação dos precursores. Os difratogramas dos pós obtidos foram indexados com a ficha cristalográfica JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standards) com código de referencia 01-070-1382 de estrutura monoclínica do tipo Scheelita e grupo espacial C2/c. Não foram identificadas fases secundárias. Os difratogramas foram refinados pelo método Rietveld, onde foram obtidos os parâmetros de rede e volume de célula unitária. As análises de EDX (% atômica) mostram que há desvios máximos de 15 e 10% entre as porcentagens atômicas teóricas e experimentais de Ce e Mo, respectivamente. Através das imagens de MEV, observou-se que os pós são formados por aglomerados de partículas de tamanhos e formato heterogêneos, formando um material poroso. O estudo do tamanho de cristalito foi feito baseado na interpretação dos dados dos difratogramas. Utilizou-se os métodos de Halder-Wagner-Langford (HWL) e de Scherrer, revelando tamanho médio de cristalitos variando entre 11,67 e 32,75 nm. As propriedades ópticas das nanopartículas foram avaliadas por meio da análise de DRS-UV/Vis através da qual foram medidos os band gap ópticos que variaram entre 2,33 e 2,43 eV, característico de materiais semicondutores com potencial para aplicações fotocatalíticas utilizando a luz visível como fonte de radiação. O método de síntese utilizado mostrou-se eficiente para produção de um material cristalino, monofásico e de tamanho nanométrico. Observou-se que a síntese realizada com pH 5, taxa de aquecimento de 5°C.min-1 e tempo de calcinação de 3h se mostrou mais adequada para produção do material com as características desejadas de tamanho de cristalito e band gap. Os testes de fotocatálise indicaram que o material sintetizado possui alto potencial de adsorção do corante em pH 2, alcançando uma remoção de quase 95% do corante em 30 minutos de contato, sem irradiação de luz. O estudo do efeito da concentração de catalisador indicou que a diminuição da concentração de molibdato de cério para 0,125 g.L-1 aumentou o potencial de remoção de corante para 99% em 3 horas de reação. Observou-se ainda através dos testes fotocatalíticos que a diminuição da concentração do corante ocorreu pela adsorção do azul de metileno na superfície do material sem degradação da matéria orgânica, dentro das condições experimentais adotadas. Os resultados de cinética de adsorção indicaram que a adsorção do azul de metileno nas partículas de molibdato de cério pode ser descrita pelo modelo de pseudo-segunda ordem para as condições estudados no trabalho.