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Heteroestruturas Baseadas em Niobatos para a Remediação de Contaminantes Orgânicos

Processo: 20/00781-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de dezembro de 2020 - 30 de novembro de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Silvania Lanfredi
Beneficiário:Silvania Lanfredi
Instituição-sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
Pesq. associados: Juan Matos Lale ; Marcos Augusto de Lima Nobre
Assunto(s):Cerâmicas  Remediação ambiental  Niobatos  Heteroestruturas  Fotocatálise heterogênea 

Resumo

Este projeto consiste, em uma primeira etapa, na preparação, pelo método de spray pirólise, do sistema K0,5Na0,5(WxNb1-x)O3-deltaNdelta, e da sua heterojunção com Bi2WO6, pelo método hidrotermal, resultando no sistema K0,5Na0,5(WxNb1-x)O3-deltaNdelta-Bi2WO6, onde 1,0 d x d 3,0 % em mol e 0 d delta d 10 % em massa de glicina, como fonte de nitrogênio. O método de spray pirólise consiste na pirólise de um aerossol produzida por pulverização ultrassônica. Este método permite a obtenção de pós nanoestruturados, homogêneos em composição e em tamanho de partículas, garantindo uma excelente reprodutibilidade. A síntese hidrotérmica apresenta a vantagem da utilização de condições brandas para a obtenção de heteroestruturas. Tais heteroestruturas são construídas com o intuito de aumentar a eficiência fotocatalítica e reduzir o processo de recombinação elétron-buraco na fotocatálise. Os pós obtidos serão caracterizados por difração de raios X, com o refinamento dos parâmetros estruturais pelo Método de Rietveld. Também serão caracterizadas por espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho (I.V.) e ultravioleta-visível (UV-Vis), medidas de análises térmicas (DSC e ATG), análise de potencial zeta, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por microscopia eletrônica de transmissão (MET). A quantificação de nitrogênio nas heteroestruturas será realizada pela análise elementar CHN. A segunda etapa consiste na análise do potencial fotocatalítico na descoloração de contaminantes orgânicos. A análise textural das partículas obtidas de K0,5Na0,5(WxNb1-x)O3-deltaNdelta acopladas com Bi2WO6, serão caracterizadas por adsorção de N2, utilizando o método BET. O sítio catalítico nos materiais será investigado pelas técnicas de Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios X (XPS) e Espectroscopia de Absorção de Raios X (XAS). A atividade fotocatalítica das heteroestruturas sintetizadas será avaliada na descoloração dos contaminantes orgânicos, rodamina 6G e bisfenol A em solução. O estudo da produção de combustíveis solares e a remediação solar de água poluída terá a supervisão do Prof. Dr. Juan Matos, o qual tem ampla experiência na área de fotocatálise heterogênea, bem como em design de reatores e fotorreatores: coletores solares; na conversão de gás natural e na produção de hidrogênio como energias alternativas. Assim, pretende-se estabelecer uma cooperação com o Prof. Matos, do Instituto de Ciencias Químicas Aplicadas, Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma do Chile, com a finalidade de aprendizado no desenvolvimento de metodologias para diferentes reações fotocatalíticas, bem como a sua colaboração no treinamento dos alunos de pós-graduação, do grupo LaCCeF, na realização dos teses fotocatalíticos durante o desenvolvimento do projeto. Também é esperado que se estabeleça um acordo oficial de cooperação entre as duas instituições, que permita colaborações e intercâmbios de estudantes. A transferência de tecnologia, prevista neste projeto, e os estudos de materiais sintetizados por spray pirólise, serão de grande importância para a produção de energia limpa e a remediação ambiental. (AU)