Propriedades fotocatalíticas de BFO sintetizado pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Knuth, Flávio Airton
Orientador(a): Cava, Sergio da Silva
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Amorfo
Fotocatálise
Poluentes
Micro-ondas
Hidrotérmico
Amorphous
Photocatalysis
Pollutants
Microwave
Hydrothermal
Área do conhecimento CNPq:
ENGENHARIAS
Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14698
Resumo: A ferrita de bismuto, cuja fórmula é BiFeO3 (BFO) é amplamente estudada por suas propriedades fotovoltaicas e fotocatalíticas. Neste estudo, foi empregado o método hidrotérmico assistido por micro-ondas para sintetizar quimicamente compostos de óxido de bismuto-ferro. O processo de síntese utilizou a proporção molar de 1:1 de nitrato de bismuto para nitrato de ferro, com adição de hidróxido de potássio, como mineralizador, à solução aquosa. Duas sínteses foram conduzidas em temperaturas diferentes, 140 °C e 160 °C. Posteriormente, amostras selecionadas de cada síntese foram submetidas a tratamento térmico a 750 °C. A análise de difração de raios-X revelou que as amostras sintetizadas estavam em estado amorfo imediatamente após a síntese. Notavelmente, a amostra sintetizada a 140 °C e tratada a 750 °C exibiu uma combinação das fases BiFeO3 e Bi2Fe4O9. Em contraste, a amostra sintetizada a 160 °C e tratada a 750 °C apresentou formação predominante de Bi2Fe4O9 quase monofásico, com BiFeO3 residual. Foram realizadas medições fotocatalíticas para avaliar a capacidade desses materiais em decompor a Rodamina-B. As amostras amorfas demonstraram o desempenho fotocatalítico mais promissor, enquanto a amostra contendo BiFe4O9 exibiu o pior desempenho. A amostra sintetizada a 140 °C descoloriu com sucesso a solução em 60 min, sugerindo sua potencial aplicação em processos fotocatalíticos para remoção de poluentes orgânicos de efluentes.
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spelling 2024-12-19T14:39:48Z2024-12-19T14:39:48Z2024-09-27KNUTH, Flávio Airton. Propriedades fotocatalíticas de BFO sintetizado pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas. 2024. 92 f. Tese (Doutoradoo) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. Centro de Desenvolvimento Tecnológico. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2024.http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14698A ferrita de bismuto, cuja fórmula é BiFeO3 (BFO) é amplamente estudada por suas propriedades fotovoltaicas e fotocatalíticas. Neste estudo, foi empregado o método hidrotérmico assistido por micro-ondas para sintetizar quimicamente compostos de óxido de bismuto-ferro. O processo de síntese utilizou a proporção molar de 1:1 de nitrato de bismuto para nitrato de ferro, com adição de hidróxido de potássio, como mineralizador, à solução aquosa. Duas sínteses foram conduzidas em temperaturas diferentes, 140 °C e 160 °C. Posteriormente, amostras selecionadas de cada síntese foram submetidas a tratamento térmico a 750 °C. A análise de difração de raios-X revelou que as amostras sintetizadas estavam em estado amorfo imediatamente após a síntese. Notavelmente, a amostra sintetizada a 140 °C e tratada a 750 °C exibiu uma combinação das fases BiFeO3 e Bi2Fe4O9. Em contraste, a amostra sintetizada a 160 °C e tratada a 750 °C apresentou formação predominante de Bi2Fe4O9 quase monofásico, com BiFeO3 residual. Foram realizadas medições fotocatalíticas para avaliar a capacidade desses materiais em decompor a Rodamina-B. As amostras amorfas demonstraram o desempenho fotocatalítico mais promissor, enquanto a amostra contendo BiFe4O9 exibiu o pior desempenho. A amostra sintetizada a 140 °C descoloriu com sucesso a solução em 60 min, sugerindo sua potencial aplicação em processos fotocatalíticos para remoção de poluentes orgânicos de efluentes.Bismuth ferrite, whose formula is BiFeO3 (BFO) is widely studied for its photovoltaic and photocatalytic properties. This study employed the microwave-assisted hydrothermal method to synthesize bismuth-iron oxide compounds chemically. The synthesis process utilized a 1:1 molar ratio of bismuth nitrate to iron nitrate, with the addition of potassium hydroxide, as mineralizer to the aqueous solution. Two syntheses were conducted at different temperatures, specifically at 140 °C and 160 °C. Subsequently, selected samples from each synthesis were subjected to thermal treatment at 750 °C. X-ray diffraction analysis revealed that the samples synthesized were in an amorphous state immediately after synthesis. Remarkably, the sample synthesized at 140 °C and treated at 750 °C exhibited a combination of BiFeO3 and Bi2Fe4O9 phases. In contrast, the sample synthesized at 160 °C and treated at 750 °C consisted predominantly of nearly monophasic Bi2Fe4O9, with residual BiFeO3. We conducted photocatalytic measurements to assess the ability of these materials to decompose Rhodamine B. The amorphous samples demonstrated the most promising photocatalytic performance, whereas the sample containing Bi2Fe4O9 exhibited the poorest performance. The sample synthesized at 140 °C successfully decolorized the solution within 60 min, suggesting its potential application in photocatalytic processes for removing of organic pollutants from effluents.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUFPelBrasilCC BY-NC-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessENGENHARIASENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAAmorfoFotocatálisePoluentesMicro-ondasHidrotérmicoAmorphousPhotocatalysisPollutantsMicrowaveHydrothermalPropriedades fotocatalíticas de BFO sintetizado pelo método hidrotermal assistido por micro-ondasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://lattes.cnpq.br/1619805858482409https://orcid.org/0000-0002-0907-7739http://lattes.cnpq.br/2853098230406981Cava, Sergio da SilvaKnuth, Flávio Airtonreponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELORIGINALTese Flávio Airton Knuth.pdfTese Flávio Airton Knuth.pdfapplication/pdf5021598http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/14698/1/Tese%20Fl%c3%a1vio%20Airton%20Knuth.pdfa5776314a9eaef02e17d688548999a1bMD51open accessTEXTTese Flávio Airton Knuth.pdf.txtTese Flávio Airton Knuth.pdf.txtExtracted texttext/plain163032http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/14698/3/Tese%20Fl%c3%a1vio%20Airton%20Knuth.pdf.txt677858e1e04fa0442f450e3b9b2a083aMD53open accessTHUMBNAILTese Flávio Airton Knuth.pdf.jpgTese Flávio Airton Knuth.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1272http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/14698/4/Tese%20Fl%c3%a1vio%20Airton%20Knuth.pdf.jpg4976048470ccdd8bc6b54cd558d9df0fMD54open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81960http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/14698/2/license.txta963c7f783e32dba7010280c7b5ea154MD52open accessprefix/146982024-12-20 03:04:08.695open accessoai:guaiaca.ufpel.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufpel.edu.br/oai/requestrippel@ufpel.edu.br || repositorio@ufpel.edu.br || aline.batista@ufpel.edu.bropendoar:2024-12-20T06:04:08Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca - Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)false
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