Síntese de niobato de sódio e potássio (K1-xNaxNbO3) com propriedades fotocatalíticas e fotoluminescentes - Assis, Raimison Bezerra de (2017)
Nos últimos anos, a fotoluminescência e a fotocatálise têm se mostrado um campo abrangente para a pesquisa e desenvolvimento de tecnologia de materiais. O desenvolvimento de novos materiais tem aberto novas perspectivas para a produção de dispositivos com propriedades fotoluminescentes e fotocatalíticas altamente eficientes. Dentre os materiais promissores de interesse tecnológico, destacam-se os semicondutores niobatos de sódio e potássio (KNN), que apresentam bom desempenho em propriedades ópticas e fotocatalíticas. Neste trabalho, estruturas perovskitas de niobato de sódio e potássio (K1-xNaxNbO3) para x = 0; 30; 50; 70; 100% (mol) foram sintetizadas pelo método dos precursores poliméricos e tratadas termicamente à 600°C, 700°C, 800°C e 900°C, com o propósito de investigar suas propriedades fotocatalíticas e fotoluminescentes. As amostras foram caracterizadas por análises térmicas (TG/ DSC), difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman, espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), espectroscopia de absorção óptica UV-vis, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS), fotoluminescência (PL) e testes fotocatalíticos na degradação do corante azul de metileno. Os resultados da difração de raios X confirmaram a formação da fase ortorrômbica da perovskita KNN, K1-xNaxNbO3 apresentando organização a longo alcance. Os espectros FTIR confirmaram os dados da difração de raios X ao apresentarem uma redução das bandas referentes às vibrações curtas relacionadas às ligações duplas do Nb=O. As imagens de MEV revelaram que as amostras de niobatos KNN apresentam morfologia na forma de cubos com diferentes tamanhos de partículas, com a presença de aglomerados e regiões parcialmente sinterizadas. Os espectros de absorção óptica por UV-vis caracterizaram os niobatos como semicondutores, indicando “gap óptico” entre 2,59 eV e 3,35 eV, além de revelarem que o aumento da temperatura de tratamento térmico e a concentração de sódio promoveram um aumento da banda de gap. Os espectros de fotoluminescência indicaram a diminuição da intensidade de emissão FL com o aumento da concentração de sódio na matriz KNbO3, apresentando emissão à temperatura ambiente na região do violeta (433 nm) ao vermelho (642 nm). As amostras de niobatos KN, KNN30, KNN50, KNN70 e NN apresentaram taxas de degradação satisfatórias, apresentando excelentes resultados para o NaNbO3 (NN) tratado termicamente à 600°C com degradação de 95,95% do corante. O aumento da concentração de sódio melhorou o desempenho fotocatalítico do sistema KNN, mostrando-se eficiente para aplicações fotocatalíticas. Os resultados obtidos indicam o potencial de aplicação dos niobatos de sódio e potássio em fotocatálise e fotoluminescência.