Síntese e caracterização de dióxido de titânio decorado com terras raras aplicado à fotocatálise - Benuto, Beatriz Caetano (2024)
Resumo: Novos processos oxidativos avançados visando a degradação de poluentes vêm sendo estudados em todo o mundo, sendo a fotocatálise heterogênea uma dessas tecnologias, onde um semicondutor sob radiação suficientemente energética promove a formação de pares elétron-lacuna e radicais oxidantes responsáveis pela degradação de moléculas orgânicas Pelo fato da excitação eletrônica em alguns óxidos semicondutores ocorrer em regiões mais energéticas do espectro, principalmente sob ultravioleta, a eficiência destes óxidos, comparado a óxidos que absorvem luz na região do visível, torna-se reduzida Dessa forma, o objetivo principal deste trabalho foi sintetizar e caracterizar nanopartículas de TiO2 decoradas com o par Er3+/Yb3+ empregando o método de Pechini, buscando aumentar a eficiência fotocatalítica do óxido por meio das propriedades fotoluminescentes dos terras raras Er3+ e Yb3+, através de processos de conversão ascendente de energia (up-conversion) Um planejamento fatorial analisando a resposta de degradação do azul de metileno permitiu verificar que há uma tendência de maior eficiência à medida que se aumenta a temperatura (5°C) e diminui-se a concentração (,1 mol % Er3+/Yb3+) em maior tempo (8h) de calcinação Para estes níveis foram sintetizadas partículas com maior proporção de rutilo (> 63 %) com energia de band gap em média 2,96 eV e decoração abaixo da concentração de saturação das espécies Er3+ e Yb3+ na superfície do TiO2, suficiente para promover emissões pontuais e diretas sobre a superfície do fotocatalisador nas regiões verde (525 e 55 nm) e vermelha (665 nm) do espectro solar Em uma segunda etapa, o óxido decorado de maior eficiência fotocatalítica sob radiação infravermelha foi aplicado na degradação do fármaco cloridrato de sertralina (poluente emergente), apresentando uma taxa de degradação em torno de 8 % maior, após 9 minutos de irradiação, quando comparada a do TiO2 não decorado