Avaliação da atividade fotocatalítica de heterojunções entre halogenetos de bismuto e hematita na degradação de compostos orgânicos em fase líquida sob radiação visível

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Rocha, Kevin Lucas Silva da
• Orientador(a): Lansarin, Marla Azario
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Fotocatálise; Bismuto; Hematita
• Palavras-chave em Inglês: Heterojunction; Catalyst; BiOX; Hematite; Visible-ligth
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/283286

Neste trabalho foram sintetizados fotocatalisadores a partir da construção de heterojunções do tipo p-n entre os oxihalogenetos de bismuto BiOX (X = I ou Br) com a hematita (α-Fe2O3) visando obter melhor desempenho na fotodegradação de poluentes em meio aquoso sob radiação visível. Os BiOX foram sintetizados a partir de variações do método solvotérmico e coprecipitação. A hematita foi adicionada por tratamento hidrotérmico. Todos os materiais foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de reflectancia difusa (EDR) e ensaios de adsorção com N2. Os ensaios fotocatalíticos foram conduzidos em reator batelada agitado mecanicamente com o catalisador em suspensão e lâmpada tipo LED, emissão de radiação apenas na região do visível, como moléculas modelos foram utilizadas a rodamina B e o fenol. Os ensaios para os catalisadores foram realizados segundo planejamentos fatoriais de experimentos 2² com repetição no ponto central. A caracterização dos BiOX mostrou que os métodos solvotérmicos sintetizaram precursores com maior área superficial e uniformidade estrutural que os obtidos via coprecipitação. O tratamento hidrotérmico reduziu a área superficial e a uniformidade dos precursores obtidos via rota solvotérmica, por outro lado promoveu aumento da uniformidade e área superficial dos precursores obtidos por coprecipitação. Os precursores de BiOI (M, T, Z e H) apresentaram kap para rodamina B de 0,0054, 0,0167, 0,0101 e 0,0104 min-1 respectivamente. Enquanto para os precursores de BiOBr (L-ET, L-EG, H e Y) o kap calculado para rodamina B foi de 0,1016, 0,0947, 0,0675 e 0,0515 min-1 respectivamente. O planejamento realizado com o catalisador BiOI-M teve como resultado que tempos de síntese superiores a 13 horas acarretavam queda acentuada na atividade, por essa razão se optou por manter fixo esse valor nas demais etapas. O planejamento para os demais catalisadores mostrou que a relação Fe/Bi é a variável com maior impacto sobre a atividade, a temperatura exerceu pouca influência sobre os catalisadores de BiOI, mas maior impacto sobre os catalisadores de BiOBr. Os catalisadores de BiOI (T, Z e H) apresentaram kap nos melhores pontos de 0,0419, 0,0229 e 0,0213 min-1 respectivamente. Os catalisadores de BiOBr (L-ET, L-EG, H e Y) apresentaram kap nos melhores pontos de 0,1144, 0,1087, 0,0890 e 0,1082 min-1 respectivamente. Os catalisadores obtidos foram capazes de degradar o fenol, confirmando atividade fotocatalítica da superfície do catalisador.