Síntese, caracterização e avaliação das propriedades fotocatalíticas de nanocompósitos de Fe2O3-SnO2 sintetizados pelo método poliol

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Lima, Vinícius Bertuzzo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Síntese de material nanoestruturado; Nanocompósitos; Fotocatálise; Descoramento da Rodamina-B; Método Poliol; Óxido de ferro III; Dióxido de estanho; Synthesis of nanostructured material; Nanocomposites; Photocatalysis; Bleaching performance of Rhodamine-B
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/215666

A fotocatálise baseada em materiais semicondutores vem sendo bastante estudada com vistas a aplicação em dispositivos que promovem a restauração de aquíferos por meio da degradação dos resíduos industriais despejados, tais como corantes orgânicos. Para o presente estudo foram selecionados dois destes materiais multifuncionais: Fe2O3, SnO2, com o objetivo de serem avaliados como agentes descorantes da Rodamina-B. Além da preparação pelo método Poliol de partículas do Fe2O3 e do SnO2, produziu-se também o compósito Fe2O3-SnO2, cujo desempenho descorante foi analisado comparativamente aos seus componentes na atuação individual. Após uma primeira síntese dos materiais, novos parâmetros foram testados chegando a menores tempos de refluxo para a síntese de partículas de Fe2O3 e mais baixas temperaturas para a obtenção do nanocompósito desejado. Para avaliação da decomposição térmica dos materiais diretamente sintetizados, foram feitas as análises térmicas simultâneas TGA/DTA até 1000°C, nas quais se constatou a conversão em α-Fe2O3 em temperatura próxima de 400°C e a conversão em SnO2 em torno de 650°C, para os casos de síntese dos óxidos isolados. No caso do compósito obtido pela síntese conjunta observou-se a necessidade de aplicação de tratamento em temperatura mínima de 700°C. A análise por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura dos materiais sintetizados e tratados termicamente revelou tratar-se de partículas nanoestruturadas dos respectivos óxidos. Análises por adsorção de nitrogênio gasoso (BET) mostraram curvas de histerese com características de material não poroso. Os cálculos indicaram área superficial específica de 18, 45 e 20 m²/g para as amostras preparadas de Fe2O3, SnO2 e o compósito, respectivamente. Por meio de dados de refletância difusa estimou-se os band gaps de 1,9 eV, 3,5 eV e 1,8 eV para Fe2O3, SnO2 e para o Fe2O3-SnO2, respectivamente. Os ensaios de descoramento de Rodamina-B feitos em pH 5,5 e sob irradiação de luz visível e ultravioleta mostraram o desempenho de cada um dos materiais preparados. As partículas de Fe2O3 apresentaram uma capacidade grande de adsorção física do corante testado, reduzindo a absorção de luz em 75% nos primeiros 15 minutos de exposição. Porém, sua capacidade de descoramento se manteve estável ao longo dos 75 minutos seguintes. Os ensaios realizados na presença do SnO2 mostraram descoramento máximo de 45%. Após 120 minutos de exposição. O descoramento obtido para o nanocompósito ao fim de 180 minutos foi de 20%. Este comportamento foi atribuído ao total revestimento da superfície das partículas do óxido de ferro com as nanopartículas de SnO2.