Skip navigation

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/30506
Tipo: TCC
Título: Avaliação fotocatalítica de nanoestruturas de ZnO obtidas pelo método solvotérmico assistido por micro-ondas
Autor(es): Nascimento, Jordan Meireles do
Primeiro Orientador: Santos, Ieda Maria Garcia dos
Primeiro Coorientador: Oliveira, André Luiz Menezes de
Resumo: As indústrias têxteis são grandes responsáveis pela poluição dos rios e lagos pelo derramamento de vários litros de corantes orgânicos por dia em nossos corpos hídricos. Com a finalidade de amenizar os problemas causados por esse tipo de poluição, diversos trabalhos utilizando materiais fotocatalisadores capazes de degradar moléculas de corantes, utilizando energia solar, vêm sendo desenvolvidos. A busca por materiais com característica semicondutora para serem empregados como fotocatalisadores vem se tornando cada dia mais comum. Dessa maneira, neste trabalho, foram sintetizados materiais cristalinos nanoestruturados a base de ZnO em diferentes meios reacionais (meio aquoso, etanólico e uma mistura 50:50 água e etanol), pelo método solvotérmico assistido por micro-ondas, a fim de estudar a influência da morfologia das partículas na fotodegradação de um corante orgânico, o azul de metileno (AM). Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (IV), espectroscopia de absorção na região do Ultravioleta-Visível no estado sólido (UV-Vis), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-EC), microscopia eletrônica de transmissão (MET) com mapeamento elementar por espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX) e espectroscopia por ressonância paramagnética (EPR). Conforme os resultados de DRX, amostras monofásicas de ZnO com uma boa cristalinidade foram obtidas; bandas de vibração características do óxido de interesse foram observadas nos espectros de IV; os valores de band gap de energia de 3,30 eV estimados para os materiais utilizando UV-Vis estão dentro dos padrões da literatura; as imagens de MEV-FEG em combinação com MET indicaram que todas as amostras de ZnO são formados por nanopartículas com morfologias e tamanhos distintos que variam de acordo com as condições de síntese empregadas. Os materiais sintetizados apresentaram diferentes potenciais fotocatalíticos, apresentando a eficiência desejada na degradação do corante azul de metileno, com a amostra sintetizada em meio aquoso. A maior eficiência fotocatalítica utilizando esta amostra como catalisador foi de 65 e 91% de degradação em 4 h sob exposição no UV-C e visível, respectivamente. Esta atividade está relacionada ao tipo de morfologia tipo flores das partículas de ZnO e ao balanço de defeitos eletrônicos presentes nos materiais evidenciados por EPR.
Abstract: Textile industries are largely responsible for the pollution of rivers and lakes by spilling large amount of organic dyes per day into the water bodies. To minimize problems caused by this type of pollution, several works using photocatalyst materiais capable of degrading dye molecules under solar irradiation have been developed. The search for materiais with semiconductor characteristics to be used as photocatalysts is becoming more common every day. Thus, herein, nanostructured crystalline materiais based on ZnO were synthesized by microwave-assisted solvothermal method in different reaction media (aqueous, ethanolic and 50:50 mixture of water and ethanol). This allows us to study the influence of particle morphology in the photodegradation of an organic dye, methylene blue (MB). The synthesized materiais were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV­Vis), Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), transmission electron microscopy (TEM) with elemental mapping by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and paramagnetic resonance spectroscopy (EPR). According to the XRD results, single-phase ZnO samples with good crystallinity were obtained; IR vibrational modes characteristic of the oxide were observed in the IR spectra; the band gap energy values of 3.30 eV estimated for the materiais by UV-Vis spectra are in agreement with the literature data; FE-SEM images in combination with TEM indicated that all ZnO samples are formed by nanoparticles with distinct morphologies and sizes that vary according to the synthesis conditions. The ZnO materiais presented different photocatalytic potentials, presenting a desired efficiency in the degradation of MB dye when the sample synthesized in aqueous medium was used as photocatalyst. This sample presented the highest photocatalytic efficiency reaching 65 and 91 % of MB degradation in 4 h under UV-C and visible light exposure, respectively. This activity was related to the flower-like morphology of the ZnO particles and to the balance of electronic defects present in the material evidenced by EPR.
Palavras-chave: Óxido de zinco
Nanopartículas
Hidrotermal
Micro-ondas
Fotocatálise
Química
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/123456789/30506
Data do documento: 10-Nov-2023
Aparece nas coleções:TCC - Química

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
JMN01072024.pdf11,33 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.