Estudo da fotodegradação no visível do corante Reactive Black 5 por catalisadores plasmônicos híbridos Ag∕ZnO e Cu∕ZnO

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Santos, Patrícia Barros
• Orientador(a): Andrade, Gustavo Fernandes Souza
• Banca de defesa: Ponzio, Eduardo Ariel , Sousa, Rafael Arromba de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Química
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Fotocatálise; Plasmônica; Raman; Reactive Black 5; Photocatalysis; Plasmonics
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4408

O presente trabalho consistiu na síntese e caracterização de catalisadores plasmônicos nanoestruturados híbridos metal∕semicondutor, para aplicação na fotodegradação do corante têxtil Reactive Black 5 (RB5), utilizando irradiação no visível. Foram sintetizadas nanopartículas de óxido de zinco, cobre (CuNPs) e prata (AgNPs), bem como catalisadores plasmônicos híbridos do tipo Cu∕ZnO e Ag∕ZnO que foram submetidos a diversas técnicas de caracterização como, espectroscopia Raman, UV-VIS, DRX de policristais, MEV e MET. Os processos de fotodegradação foram realizados em um reator labmade, no qual a solução de corante (1×10-5mol L-1) foi irradiada utilizando lâmpada fluorescente (11W) e∕ou incandescente (100W) como fontes de irradiação no visível. A fotodegradação do corante RB5 foi monitorada através de espectroscopia eletrônica no UV-VIS, espectroscopia vibracional Raman ressonante (RR) e intensificada por superfície (SERS), sendo possível observar mudanças relacionadas ao processo de fotodegradação. A espectroscopia no UV-VIS mostrou a queda na intensidade da banda de absorção do grupo cromóforo com o tempo de irradiação; por outro lado, RR e SERS permitiram observar a formação de espécies fluorescentes e mudanças no perfil espectral vibracional. Não ocorreu a fotólise do corante por nenhuma das duas fontes de irradiação utilizadas. AgNPs não promoveram a fotodegradação do RB5, porém nanopartículas de ZnO degradaram cerca de 66% das moléculas de corante, sob irradiação no visível (lâmpada incandescente). Fotocatalisadores plasmônicos do tipo Ag∕ZnO foram utilizados nos processos de degradação do RB5 utilizando ambas as fontes de irradiação no visível, sendo adicionados ao meio do corante de formas diferentes. Quando utilizado diretamente em suspensão e sob irradiação da lâmpada fluorescente o percentual de fotodegradação foi de 97%. Já com a adição do catalisador no estado sólido à solução de corante e sob irradiação da lâmpada fluorescente 72% das moléculas de RB5 foram degradadas. Esse último resultado pode ser comparado ao obtido utilizando ZnO como catalisador, e mostra um ganho de 22% na eficiência catalítica no visível na presença do material plasmônico AgNP/ZnO.