Características estruturais e fotocatalíticas do compósito oxihidróxido de nióbio/vermiculita

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Batista, Luana Márcia Bezerra
• Orientador(a): Guedes, Ana Paula de Melo Alves
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Vermiculita; Oxihidróxido de nióbio; Adsorção; Oxidação; Oxidação fotocatalítica
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/19674

A preparação de novos compósitos usando argilas naturais como suporte, vem sendo estudada na literatura, em virtude das mesmas serem encontradas na natureza e como consequência, apresentarem um baixo preço. As argilas podem ser empregadas como suportes para óxidos metálicos aumentando a quantidade de sítios ativos presentes na sua superfície, e assim, podem ser aplicadas para os mais variados fins como adsorção, catálise e fotocatálise. Uns dos materiais que estam em destaque são os compostos de nióbio, em especial os óxidos, por apresentarem ótimas propriedades oxidativas e fotocatalíticas. Neste cenário, o trabalho teve como objetivo sintetizar o compósito oxihidróxido de nióbio (NbO2OH)/vermiculita, bem como avaliar sua eficácia com relação à vermiculita sódica (V0) e ao NbO2OH. O compósito foi preparado através do método de precipitação-deposição. Em seguida, foi caracterizado por difratometria de raios-X (DRX), espectroscopia de absorção do infravermelho (IV), espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS), análise termogravimétrica (TG/DTG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), adsorção e dessorção de N2 pelo método B.E.T e investigação da distribuição de carga. A aplicação do material NbO2OH/V0 foi dividida em duas etapas: (I) através dos métodos de adsorção e oxidação e (II) por meio da oxidação fotocatalítica usando a irradiação solar. Os estudos de adsorção, oxidação e oxidação fotocatalítica foram monitorados com relação a porcentagem de remoção da cor do corante azul de metileno (AM) através da espectroscopia de UV-Vis. Os resultados de DRX evidenciaram diminuição e alargamento na reflexão d(001) da argila após modificação, o IV indicou a presença tanto da argila quanto do oxihidróxido de nióbio ao apresentar bandas em 1003 e 800 cm-1 referentes, respectivamente, ao estiramento Si-O e Nb-O. A presença do nióbio foi confirmada também por EDS que indicou quantidade 17 % em massa do metal. A análise térmica constatou a estabilidade do compósito em 217 ºC e as micrografias mostraram que houve diminuição no tamanho das partículas da argila. A investigação da distribuição de carga do NbO2OH/V0 constatou que o material apresentou uma superfície heterogênea com cargas negativas baixa, média e elevada. O teste de adsorção mostrou que o compósito NbO2OH/V0 apresentou maior capacidade adsortiva conseguindo remover 56 % da cor do AM, enquanto o material V0 removeu apenas 13 %. O NbO2OH não apresentou capacidade adsortiva em virtude da formação de agregados-H. A porcentagem de remoção da cor do corante para os testes de oxidação apresentou pouca diferença com relação a adsorção, sendo 18 e 66 % de remoção da cor do corante para V0 e NbO2OH/V0, respectivamente. O material NbO2OH/V0 apresentou excelente atividade fotocatalítica conseguindo remover em apenas 180 minutos 95,5 % da cor do AM comparado a 41,4 % da V0 e 82,2 % do NbO2OH, comprovando a formação de um novo compósito com propriedades distintas dos seus precursores.