Efeito da temperatura de síntese do nitreto de carbono (g-C3N4) na degradação fotocatalítica da rodamina B

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Matos, Maria Angelica Freitas
Orientador(a): Longhinotti, Elisane
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
g-C3N4
Degradação de rodamina B
Fotocatálise
Efeito da temperatura
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/69672
Resumo: Pollution of water bodies is a problem of great relevance, considering that it affects human health and exacerbates water scarcity. In particular, pollution caused by dyes is of concern due to the stability and toxicity of these substances. In this context, photocatalysis emerges as an efficient technology to degrade these organic compounds, converting them into CO2 and H2O. Thus, in this work, g-C3N4 (carbon nitride) photocatalysts were prepared at different temperatures (350 °C, 400 °C, 450 °C, 500 °C and 550 °C), using urea as a precursor. The catalysts obtained were characterized by scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, zeta potential measurements and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy and their performance was evaluated in the photodegradation of Rhodamine B under visible and UV light. The characterization results demonstrated that incomplete polymerization of urea occurs at temperatures below 450 ºC and showed an increase in the polymeric network of g-C3N4 with the increase in the temperature of synthesis. Photocatalytic assays indicated that the degradation efficiency of Rhodamine B depends on the synthesis temperature and the light source used. Materials calcined at 400°C and 550°C showed better photocatalytic performance under UV light and visible light, respectively. The generation mechanism of the reactive species involved in the degradation of Rhodamine B for the materials was investigated, with the valence band holes having a major contribution in the studied photocatalytic reaction.
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The catalysts obtained were characterized by scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, zeta potential measurements and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy and their performance was evaluated in the photodegradation of Rhodamine B under visible and UV light. The characterization results demonstrated that incomplete polymerization of urea occurs at temperatures below 450 ºC and showed an increase in the polymeric network of g-C3N4 with the increase in the temperature of synthesis. Photocatalytic assays indicated that the degradation efficiency of Rhodamine B depends on the synthesis temperature and the light source used. Materials calcined at 400°C and 550°C showed better photocatalytic performance under UV light and visible light, respectively. The generation mechanism of the reactive species involved in the degradation of Rhodamine B for the materials was investigated, with the valence band holes having a major contribution in the studied photocatalytic reaction.A poluição dos corpos hídricos é um problema de grande relevância, considerando que afeta a saúde humana e agrava a escassez de água. Em particular, a poluição causada pelos corantes traz preocupação devido a estabilidade e toxicidade dessas substâncias. Nesse contexto, a fotocatálise surge como uma tecnologia eficiente para degradar esses compostos orgânicos, convertendo-os em CO2 e H2O. Assim, neste trabalho foram preparados fotocatalisadores de g-C3N4 (nitreto de carbono) em diferentes temperaturas (350 °C, 400 °C, 450 °C, 500 °C e 550 °C), usando ureia como precursor. Os catalisares obtidos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia na região do infravermelho, análise termogravimétrica, medidas de potencial de carga superficial e espectroscopia de reflectância difusa no UV-Vis e a performance destes foi avaliada na fotodegradação da rodamina B sob luz visível e luz UV. Os resultados das caracterizações demonstraram que ocorre polimerização incompleta da ureia nas temperaturas abaixo de 450 ºC e evidenciaram um aumento da rede polimérica do g-C3N4 com a elevação da temperatura de síntese. Os ensaios fotocatalíticos indicaram que a eficiência de degradação da rodamina B depende da temperatura de síntese e da fonte de luz empregada. Os materiais calcinados em 400°C e 550 °C apresentaram melhor desempenho fotocatalítico sob luz UV e luz visível, respectivamente. O mecanismo de geração das espécies reativas envolvidas na degradação da rodamina B para os materiais foi investigado, tendo a vacância da banda de valência contribuição majoritária na reação fotocatalítica estudada.g-C3N4Degradação de rodamina BFotocatáliseEfeito da temperaturaEfeito da temperatura de síntese do nitreto de carbono (g-C3N4) na degradação fotocatalítica da rodamina BEffect of carbon nitride (g-C3N4) synthesis temperature on the photocatalytic degradation of Rhodamine Binfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL2022_dis_mafmatos.pdf2022_dis_mafmatos.pdfapplication/pdf3842481http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/69672/3/2022_dis_mafmatos.pdfd239641ec2564e4592af9ac4a4de417dMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/69672/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54riufc/696722022-12-06 18:40:14.151oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2022-12-06T21:40:14Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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description Pollution of water bodies is a problem of great relevance, considering that it affects human health and exacerbates water scarcity. In particular, pollution caused by dyes is of concern due to the stability and toxicity of these substances. In this context, photocatalysis emerges as an efficient technology to degrade these organic compounds, converting them into CO2 and H2O. Thus, in this work, g-C3N4 (carbon nitride) photocatalysts were prepared at different temperatures (350 °C, 400 °C, 450 °C, 500 °C and 550 °C), using urea as a precursor. The catalysts obtained were characterized by scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, zeta potential measurements and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy and their performance was evaluated in the photodegradation of Rhodamine B under visible and UV light. The characterization results demonstrated that incomplete polymerization of urea occurs at temperatures below 450 ºC and showed an increase in the polymeric network of g-C3N4 with the increase in the temperature of synthesis. Photocatalytic assays indicated that the degradation efficiency of Rhodamine B depends on the synthesis temperature and the light source used. Materials calcined at 400°C and 550°C showed better photocatalytic performance under UV light and visible light, respectively. The generation mechanism of the reactive species involved in the degradation of Rhodamine B for the materials was investigated, with the valence band holes having a major contribution in the studied photocatalytic reaction.
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