Heteroestruturas de Niobato de Sódio e Potássio dopadas com Tungstênio e Nitrogênio para a remediação de contaminantes orgânicos - Praxedes, Fabiano Rafael (2023)
Partículas esféricas nanoestruturadas baseadas em niobato de sódio e potássio foram sintetizadas pelo método de spray pirólise ultrassônico e aplicadas em reações fotocatalíticas de degradação de corante (modelo de poluente ambiental) e na oxidação da molécula de água (geração de energia verde). O trabalho compreende o estudo em quatro etapas: (i) síntese do niobato de sódio e potássio (KNN), K0,5Na0,5NbO3, e síntese do niobato de sódio e potássio dopado com tungstênio (KNW), K0,5Na0,5(WxNb1-x)O3, onde x = 1–3 % em mol; (ii) síntese da heteroesttrutura autogerada in situ do sistema KNW/g-C3N4; (iii) Estudo fotocatalíticos dos pós obtidos nas etapas (i-ii) sobre a degradação do corante Basic Blue 41, como modelo de poluente ambiental; (iv) Estudo fotoeletrocatalítico dos pós obtidos nas etapas (i-ii) para geração de energia verde por meio da reação de evolução de oxigênio pela oxidação da molécula de água. Os sistemas destacados nas etapas (i) e (ii) foram sintetizados pelo método de síntese por spray pirólise, sendo obtidos pelo rápido tratamento térmico (600 – 700°C) de um aerossol produzido por pulverização ultrassônica da solução precursora (50 mmol L–1). Este método permitiu a obtenção de pós nanoestruturados, homogêneos em composição e em tamanho de partículas, além da geração in situ de heteroestruturas KNW/g-C3N4. Os pós foram caracterizados por difração de raios X (DRX), com o refinamento dos parâmetros estruturais pelo Método de Rietveld. Outras caracterizações foram realizadas por meio da espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho (FTIR) e espectroscopia de absorção na região do ultravioleta-visível (DR|UV-Vis), e por microscopias eletrônicas de varredura (MEV) e de transmissão (MET). Além disso, a análise textural das partículas foi caracterizada por fisissorção de N2 pelo método de BET. As heteroestruturas autogeradas KNW/g-C3N4 foram caracterizadas por análise elementar CHN e por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS). Por fim, estudos sistemáticos envolvendo processos fotocatalíticos, para degradação do corante Basic Blue 41, e fotoeletrocatalíticos, para evolução de oxigênio pela oxidação da molécula de água, foram conduzidos sob luz ultravioleta e visível e o mecanismo de reação foi estabelecido.