Propriedades morfológicas e estruturais e rendimento quântico de geração de radicais hidroxila em amostras sintetizadas de dióxido de titânio

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

No presente trabalho foram empregadas três diferentes metodologias de síntese (sol-gel, macroemulsão, precipitação do dióxido de titânio (TiO2), a partir da hidrólise do tetraisopropóxido de titânio solvatado por diferentes monoalcoóis), para a obtenção de nanomateriais fotoativos baseados TiO2. As diferentes amostras obtidas foram caracterizadas por técnicas instrumentais que permitiram estimar a área superficial específica (BET), a estrutura (DRX), o band gap (DRS) e a morfologia (MEV-FEG). A obtenção de pós de TiO2 utilizando o método sol-gel e macroemulsão geraram diferentes distribuições de polimorfos nos materiais. A introdução de íons modificadores induziu a formação de fases secundárias, agregados dispersos na superfície das partículas, e aumentou a fotoatividade desses materiais. A síntese baseada na precipitação do TiO2 a partir da hidrólise do tetraisopropóxido de titânio solvatado por diferentes monoalcoóis, levou à formação de microesferas de TiO2 com diferentes tamanhos, as quais apresentaram o interior preenchido com nanoesferas. O polimorfo anatase foi a estrutura cristalina majoritariamente encontrada nos pós obtidos por esse método. O tamanho dos cristalitos de anatase variou de 19 nm a 28 nm, e o tamanho médio das nanoesferas foi de 25 nm. A fotoatividade do TiO2 sintetizado foi estimada através da sua capacidade em fotogerar radicais hidroxila (OH●). O ΦOH● estimado foi correlacionada com a área superficial específica da fração do polimorfo anatase encontrada nos diferentes TiO2 sintetizados. A partir desse parâmetro foi possível estabelecer um vínculo entre o método de produção do TiO2 e sua ação fotocatalítica aparente. Dos óxidos sintetizados, o mais promissor segundo esse parâmetro foi o obtido a partir da hidrólise 2-G do tetraisopropóxido de titânio solvatado em 2-propanol, que apresentou ΦOH● = 4,3%, o valor mais próximo do estimado para o TiO2 P25 (6,0%) na série dos óxidos sintetizados. A simplificação das etapas de síntese e a minimização do consumo de reagentes para a obtenção de TiO2 fotoativo para emprego em fotocatálise heterogênea e em sistemas de conversão de energia solar em elétrica, constituíram-se em estratégias empregadas no desenvolvimento do trabalho.

ASSUNTO(S)

fotoatividade dióxido de titânio photoactivity heterogeneous photocatalysis rendimento quântico de produção de radicais hidroxila quantum yield of production of hydroxyl radicals conversão de energia quimica fotocatálise heterogênea tio2 Águas residuais - purificação fotocatálise energy conversion

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