Exploração de multi-material na fabricação de fibras de vidro fotocatalíticos semicondutores para a supressão da poluição

Resumo

Neste projeto, esforços significativos de pesquisa serão dedicados ao desenvolvimento e caracterização de novos óxidos de metais pesados semicondutor com energias de bandgap na faixa de 2,8 a 3,4 eV e ao desenvolvimento de processos de compósitos de fibra de vidro multi-materiais. Este desenvolvimento será alcançado através de novos materiais, particularmente compostos de vidro contendo WO3, contendo Sb2O3 e ZnO, e um novo design da fibra. A chave para alcançar a abordagem multi-material na fabricação de fibras de vidro fotocatalíticas semicondutoras é selecionar compostos de vidro que exibam a mesma viscosidade, expansão térmica e estabilidade térmica frente a cristalisaçao. Com estas diretrizes, a polarização elétrica e as funcionalidades catalíticas podem ser integradas em uma mesma fibra combinando pelo menos três compostos de materiais diferentes, mas termodinamicamente compatíveis, na mesma fibra. Por exemplo, as funcionalidades catalíticas das fibras podem ser habilitadas com um composto de vidro semicondutor WO3-Sb2O3-ZnO contendo uma energia de banda larga eletrônica de Eg> 2,8 eV correspondente ao potencial de oxidação de HO*. Os testes fotocatalíticos de fibra serão implementados usando uma grande variedade de fontes de luz UV, incluindo laseres Nd: YAG triplicados de 355 nm, LEDs UV e luz solar concentrada, através da utilização de instalações e equipamentos disponíveis na UNESP. As fibras de vidro semicondutoras serão imersas em águas residuais contaminadas (como águas contendo solventes) e a eficiência do efeito fotocatalítico será testada em relação aos processos clássicos de fotocatálise de Fenton.