Obtenção e caracterização de nanocompósitos TiO2 –OGR para aplicações fotocatalíticas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Bruno de Souza Gonçalves
• Orientador(a): Eduardo Henrique Martins Nunes
• Banca de defesa: Eduardo Henrique Martins Nunes, Manuel Noel Paul Georges Houmard, Glaura Goulart Silva, Elidia Maria Guerra, Tarcizo da Cruz Costa de Souza
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas
• Departamento: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: TiO2; Sol-gel; Óxido de grafeno; Nanocompósitos; Síntese hidrotermal; Corantes orgânicos; Fotodegradação
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/30287

Corantes orgânicos são amplamente utilizados em vários segmentos industriais, sendo responsáveis pela produção de milhares de toneladas de rejeitos por ano. Esses resíduos orgânicos, quando descartados em rios e mares alteram a coloração da água e impedem a passagem de luz solar através dela, prejudicando assim a atividade fotossintética das plantas existentes naquele ecossistema. Vários estudos encontrados na literatura indicam que a titânia (TiO2) possui expressiva atividade catalítica, sendo bastante utilizada na fotodegradação de contaminantes orgânicos. O grafeno, por apresentar propriedades como elevada área superficial específica e expressiva condutividade elétrica, tem sido bastante utilizado na produção de compósitos com materiais semicondutores. De fato, é reportado que compósitos TiO2-óxido de grafeno reduzido (OGR) demostram uma significativa atividade fotocatalítica, associada em grande parte a uma eficiente transferência de portadores de carga entre o TiO2 e o OGR. Nesse estudo foram sintetizados nanopartículas de TiO2 e nanocompósitos TiO2-OGR utilizando etanol (EtOH) ou isopropanol (IPA) como solvente. A atividade fotocatalítica dos materiais preparados foi avaliada em termos da taxa de degradação do corante azul de metileno (AM) sob irradiação ultravioleta (UV). Notou-se que de forma geral, os materiais obtidos com IPA apresentaram maiores áreas superficiais específicas em relação aos materiais sintetizados com EtOH. É relatado na literatura que o uso de álcoois ramificados como o IPA pode promover a formação de partículas com uma maior densidade de defeitos superficiais do que álcoois lineares como o EtOH. Foram preparados nanocompósitos com concentrações de OGR variando entre 0,5 e 20 % p/p. Verificou-se que o material de maior atividade fotocatalítica foi aquele contendo teor de OGR de 1 % p/p. Acredita-se que quanto maior a carga de OGR nos materiais produzidos, maior será o grau de aglomeração das suas nanofolhas. Esse efeito pode impedir que a luz UV incidente atinja as nanopartículas de TiO2, comprometendo assim a atividade fotocatalítica dos materiais preparados.