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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35189
Tipo: | Dissertação |
Título: | Síntese e caracterização da heterojunção de g-C3N4 com ZnO impregnado com nanopartículas de prata |
Autor(es): | Soares, Moises da Costa |
Primeiro Orientador: | Rojas, Leopoldo Oswaldo Alcazar |
Primeiro Coorientador: | Madeira, Vivian Stumpf |
Resumo: | Este estudo detalha a síntese e caracterização da heterojunção formada entre o óxido de zinco (ZnO) e o nitreto de carbono grafítico (g-C3N4) impregnado com nanopartículas de prata (NpsAg), visando investigar as propriedades estruturais e ópticas desse material para aprimorar seu desempenho em reações de redução e oxidação por via fotocatalítica. As heterojunçoes foram obtidos através do método simples de combinação, que inclui etapas de mistura, sonicação e tratamento térmico. Os resultados das técnicas de caracterização, como DRX, DRS e fotolumi- nescência, confirmaram a interação desses materiais. O DRX identificou as fases cristalinas de g-C3N4 e ZnO e as interações com NPsAg, enquanto a análise de fotoluminescência revelou uma diminuição na recombinação na heterojunção em comparação com o g-C3N4 puro. O cálculo do Band Gap a partir da análise de DRS do g-C3N4 puro e fotocatalisadores modificados apresentaram valores similares aqueles encontrados na literatura. As heterojunções g-C3N4/ZnO e g-C3N4/Ag/ZnO demonstraram boa eficiência na reação de redução do íon Fe2+ a Fe0 em relação ao g-C3N4 e g-C3N4/Ag, quando ao serem submetidas irradiação de luz solar simulada. Os resultados demonstraram que as heterojunções g-C3N4/ZnO e g-C3N4/Ag/ZnO adsorveram 10 vezes mais Fe2+ do que o g-C3N4 puro, devido ao efeito de transferência de carga e à presença de ZnO. A adição de 1% de Ag aumentou significativamente a adsorção nas heterojunções e intensificou a eficiência fotocatalítica, resultando em um aumento do coeficiente cinético da reação de fotorredução. |
Abstract: | This study details the synthesis and characterization of the heterojunction between zinc oxide (ZnO) and graphitic carbon nitride (g-C3N4) impregnated with silver nanoparticles (NPsAg), aiming to investigate the structural and optical properties of these materials to enhance their performance in photoreduction. The materials were obtained through a simple combination method, which includes mixing, sonication, and thermal treatment steps. Characterization tech- niques such as X-ray diffraction (XRD), UV-Vis spectroscopy, and photoluminescence confirmed the interaction between these materials. XRD identified the crystalline phases of g-C3N4 and ZnO and their interactions with NPsAg, while photoluminescence analysis revealed reduced recombination in the heterojunction compared to pure g-C3N4. Band gap calculations from diffuse reflectance spectroscopy (DRS) for pure g-C3N4 and modified photocatalysts showed values consistent with those reported in the literature. The g-C3N4/ZnO and g-C3N4/Ag/ZnO heterojunctions demonstrated high efficiency in reducing Fe2+ to Fe0 compared to pure g-C3N4 and g-C3N4/Ag. Results showed that the g-C3N4/ZnO and g-C3N4/Ag/ZnO heterojunctions adsorbed 10 times more Fe2+ than pure g-C3N4, attributed to charge transfer effects and the presence of ZnO. The addition of 1% Ag significantly increased adsorption in the heterojunctions and enhanced photocatalytic efficiency, resulting in a higher reaction rate coefficient for photoreduction. |
Palavras-chave: | Engenharia química Heterojunção Fotorredução Semicondutor Ressonância plasmônica Heterojunction Photoreduction Semiconductor Plasmonic resonance |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Engenharia Química |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35189 |
Data do documento: | 29-Ago-2024 |
Aparece nas coleções: | Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
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