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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/30104
Tipo: TCC
Título: Compósitos a base de Ag/TiO2 aplicados em processos fotocatalíticos
Autor(es): Santos, Taiane Silva dos
Primeiro Orientador: Santos, Iêda Maria Garcia dos
Resumo: A ampla utilização de fertilizantes nitrogenados eleva ao aumento da concentração nitrato (NO3 - ) nas águas naturais, causando eutrofização e apresentando grandes riscos à saúde pública. Contudo, formas baratas e eficientes de tratamento de águas contaminadas com nitrato ainda não são uma realidade. Uma das formas de remediação, que pode apresentar baixo custo, é a fotocatálise. Nesse projeto, foi avaliada a redução do nitrato assistida por UV usando como fotocatalisador, o composto de Ag/TiO2 na presença de ácido fórmico como eliminador de buracos e como fonte de H+ . O compósito de Ag/TiO2 foi preparado pelo método de fotodeposição da Ag, e suas propriedades físico-químicas foram determinadas através da Colorimetria, difração de raios-X (DRX), espectroscopia de absorção no infravermelho, espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo com análise química por espectroscopia de energia dispersiva (MEV-EC/EDS). As técnicas utilizadas permitiram confirmar a deposição da Ag sobre o TiO2 comercial, em especial a espectroscopia UV-vis e o MEV-EC/EDS. Inicialmente, a redução do nitrato a amônio ou a nitrogênio molecular foi realizada com irradiação UVC por até 24 h. No decorrer do processo, foram realizados ajustes nas quantidades do solvente e do fotocatalisador para melhorar a atividade. Além disso, a deposição da Ag aumentou a atividade fotocatalítica. Dados da literatura indicam que a Ag depositada na superfície do óxido doa elétrons para o O2, gerando os superóxidos. No presente caso, a avaliação do mecanismo de reação foi realizada a partir de substâncias que evitam a formação dessas espécies reativas, retirando-as da solução e reduzindo a atividade fotocatalítica. Para se retirar buracos da solução, foi utilizado o EDTA, para evitar a reação dos elétrons com O2 dissolvido na água, a reação foi feita em fluxo de N2, que foi borbulhado na solução durante a fotohidroxilação do ácido tereftálico. Foi observado que os compósitos não tiveram uma redução significativa na geração de radicais hidroxila, ao retirar o O2 da solução pela injeção de N2, enquanto na retirada dos buracos da solução, a redução foi eficiente. Isso indica que as nanopartículas de Ag ao serem adicionadas ao semicondutor, agem como armadilhas de elétrons, impedindo a recombinação elétron-buraco, porém sem a geração de radicais superóxido.
Abstract: The widespread use of nitrogen fertilizers increases the nitrate (NO3 - ) concentration in natural waters, causing eutrophication and presenting major risks to public health. However, cheap and efficient ways of treating water contaminated with nitrate are not yet a reality. One of the forms of remediation, which can be low-cost, is photocatalysis. In the present work, TiO2-based photocatalysts were used to reduce nitrate to ammonium or molecular nitrogen with UVC irradiation, in the presence of in the presence of formic acid, used as a hole scavenger and as a source of H+ . The Ag/TiO2 composite was prepared by the photodeposition method and its physicochemical properties were determined using colorimetry, X-ray diffraction (XRD), infrared absorption spectroscopy, Raman spectroscopy and field emission - scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy (FEG-EDS). These techniques confirmed the deposition of Ag on commercial TiO2, especially UV-vis and FEG-EDS. Firstly, the photocatalytic reduction of nitrate to ammonium was done by UVC irradiation up to 24 h. During the process, adjustments were made to the amounts of solvent and photocatalyst to improve activity. Moreover, it was confirmed that Ag deposition improved the photocatalytic activity. Literature data indicate that Ag deposited on the surface of the oxide will donate electrons to O2, generating superoxides. In the present case, the reaction mechanisms were evaluated by the use of substances that avoid the formation of these reactive species, removing them from the solution and reducing photocatalytic activity during terephthalic acid photohydroxilation. To remove holes from the solution, EDTA was used; and reaction of electrons with O2 dissolved in water was avoided by the flow of N2, which was bubbled into the solution. Results indicated that the composites had no meaningful decrease in the formation of hydroxyl radicals when O2 was taken out of the solution by N2 flow, while holes withdrawn led to a meaningful decrease of activity. This indicates that Ag addition onto the semiconductor acts as electron trap avoiding electron-hole recombination, without formation of superoxide radicals.
Palavras-chave: Química
Composto de Ag/TiO2
Fotocatálise
Redução de NO3
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Química
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/30104
Data do documento: 23-Fev-2024
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