Heteroestruturas baseadas em nanocristais semicondutores: síntese e avaliação do potencial na fotocatálise da degradação de contaminantes orgânicos em águas

Resumo

A contaminação de águas por compostos orgânicos recalcitrantes, como grande parte dos corantes e pesticidas comerciais, ainda demanda o desenvolvimento de métodos e materiais eficientes para sua degradação e consequente reutilização da água. Entre os materiais de grande interesse, heteroestruturas formadas por diferentes óxidos semicondutores nanoparticulados vêm sendo extensivamente estudados devido ao aumento na sua eficiência como fotocatalisadores da degradação destes compostos. No entanto, os mecanismos envolvidos na sua diferente fotoatividade, bem como quais combinações óxidas são as mais adequadas, ainda não foram elucidados. Assim, este projeto propõe um estudo detalhado acerca da formação de heteroestruturas contendo TiO2 (anatase ou rutilo) e outros semicondutores como WO3, V2O5, Nb2O5 e SnO2 obtidos principalmente pelo método dos peróxidos oxidantes (OPM) e sob condições hidrotermais para cristalização, além de investigar as propriedades fotocatalíticas do material obtido em diferentes razões de Ti:M (M = Sn, W, V ou Nb). A rota OPM será utilizada por ser consideravelmente simples e isenta de aditivos orgânicos/ inorgânicos que possam ser modificar o comportamento intrínseco dos óxidos. A morfologia, as propriedades físicas e químicas serão estudadas através de técnicas convencionais como difração de raios X, espectroscopia Raman, potencial Zeta, área superficial, espectroscopia de Fotoluminescência, microscopia eletrônica de varredura e técnicas avançadas como microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução e espectroscopia de Absorção de Raios X. Ensaios de eficiência fotocatalítica, utilizando-se moléculas de diferente fotoatividade como substratos para degradação, serão realizados utilizando-se radiação UV e Vis, observando-se a degradação dos compostos e correlacionando-a à caracterização, para comparação entre os diferentes materiais analisados. (AU)