Photodegradation of pollutant compounds using titanium based ordered mesoporous materials

• Grant number: 08/00749-3
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Scientific Initiation
• Start date: June 01, 2008
• End date: May 31, 2009
• Field of knowledge: Physical Sciences and Mathematics - Chemistry
• Principal Investigator: Renato Sanches Freire
• Grantee: Débora Romero Barcellos
• Host Institution: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brazil

Abstract

Materiais a base titânio têm despertado muita atenção em virtude de suas propriedades ópticas e eletrônicas que conferem características favoráveis a diversas aplicações, tais como: sensores, células solares e fotocatalisadores. Óxidos de titânio são semicondutores, que excitados com radiações eletromagnéticas de comprimentos de onda adequados, catalisam a fotodegradação de uma série de compostos orgânicos poluentes. Paralelamente, nanomateriais mesoporosos ordenados, geralmente, apresentam altas áreas superficiais, elevados tamanhos de poros e alta estabilidade térmica/hidrotérmica. Desta forma, a obtenção de TiO2 nanoestruturado pode conduzir a materiais com atividades fotocatalíticas maiores que as observadas em materiais maciços.Neste projeto pretende-se investigar a atividade fotocatalítica de óxidos de titânio nanoestruturados frente à degradação de alguns compostos poluentes alvo, principalmente compostos fenólicos. Para este fim, um dos objetivos do presente projeto é sintetizar TiO2 nanoestruturado empregando dois tipos de direcionadores de estruturas: "soft templates" - copolímeros triblocos com segmentos PEO-PPO-PEO (óxidos de polietileno e polipropileno, respectivamente) e "hard templates" - sílicas mesoporosas ordenadas (SMO). Também será avaliada a modificação destes materiais via a incorporação de lantanídeos, especificamente cério, a fim de se buscar uma maior atividade fotocatalítica com a irradiação de luz na região visível do espectro eletromagnético. As características morfológicas e estruturais dos materiais sintetizados serão investigadas por espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS), adsorção de nitrogênio e técnicas de microscopia eletrônica de transmissão e varredura (TEM e SEM). Já a eficiência do processo de fotocatálise será avaliada pela cinética e teor de degradação/mineralização dos compostos poluentes alvo.