Preparação e imobilização de óxidos metálicos do tipo perovesquite para aplicações ambientais - Amorim, Leida Jusimira Gando (2022)
Vários foram os estudos apresentados na literatura em que óxidos de estrutura do tipo perovesquite são usados em suspensão para a degradação fotocatalítica de poluentes. No entanto, um dos grandes problemas relacionado com o uso dos fotocatalisadores em suspensão é a sua recuperação, levando à sua utilização na forma imobilizada. Assim, o presente trabalho teve como objetivos a preparação e caracterização dos óxidos do tipo perovesquite, Sr0,93Bi0,07TiO3, imobilização em diferentes filmes/suportes e o estudo da aplicação destes fotocatalisadores imobilizados na degradação do corante AO7, sob ação da radiação ultravioleta ou visível. O Sr0,93Bi0,07TiO3 foi sintetizado pelo método cerâmico, através da dopagem do titanato de estrôncio com bismuto. A caracterização estrutural e morfológica dos pós sintetizados por difração de raios X e microscopia eletrónica de varrimento, comprova a formação da estrutura cúbica ideal da perovesquite e a morfologia esferóide dos pós com diâmetro médio na ordem dos 100 nm. Estes pós de perovesquite foram imobilizados em diferentes filmes/suportes, nomeadamente em: pastilhas de resina epóxida, filmes de híbrido di-ureiasil baseadas em cadeias de oligo(oxipropileno) e siloxano ligados através de nós-reticulação di-ureia, filmes de nafion em substratos de vidro e placas de acrílico, filmes de polimetacrilato de metilo em mistura e/ou em camadas e filmes de nafion em suportes de titânio. Os filmes com os pós foram testados na degradação de uma solução aquosa do corante AO7, com a concentração de 10 ppm, através de ensaios de fotocatálise, eletrocatálise e fotoeletrocatálise, num intervalo de tempo de 6 a 12 h, sob ação da radiação visível ou ultravioleta. O suporte de titânio para além de dar estrutura ao filme foi também utilizado como elétrodo nos ensaios de eletro e fotoeletrocatálise, com uma densidade de corrente aplicada de 1 mA cm-2, utilizando-se como eletrólito o sulfato de sódio com concentração de 5 g L-1. Os ensaios foram monitorizados por espectrofotometria de absorção molecular no ultravioleta-visível, determinação do carbono orgânico total e cromatografia líquida de alta eficiência. De entre os vários filmes preparados, os que demonstraram melhores resultados foram os filmes de nafion + pós em suporte de titânio Ti/NA/P e P/NA/Ti/NA/P nos ensaios de fotoeletrocatálise sob radiação UV com taxas de remoção de absorvância de 97,2 % e 95,2 %, respetivamente, e com estes mesmos filmes notou-se uma remoção significativa de TOC, TC e IC. Por sua vez, os filmes de PMMA 7, 8 e 9 nos ensaios de fotocatálise sob ação da radiação UV, também se destacaram na degradação do AO7 com taxas de remoção de absorvância de 68,4 %, 70,2 % e 82,4 %, respetivamente. Relativamente ao HPLC, as amostras analisadas foram as dos ensaios de fotocatálise sob ação da radiação UV, durante 6 h com os filmes 7, 8 e 9 de PMMA, e foi possível perceber o decaimento do AO7 ao longo do tempo, o que indica a eficiência destes filmes.