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Avaliação da atividade fotocatalítica de heterojunções g-C3N4/Nb2O5 no abatimento de poluentes em fase gasosa

Processo: 15/12304-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2015
Vigência (Término): 31 de agosto de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Cauê Ribeiro de Oliveira
Beneficiário:Kele Tatiane Gomes Carvalho
Instituição-sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:18/01258-5 - Novos processos catalíticos e fotocatalíticos para a conversão direta de metano e CO2 em produtos, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):18/04558-0 - Redução fotocatalítica de CO2 sobre heteroestruturas de g-C3N4/Nb2O5 a produtos com alto valor agregado utilizando Luz Visivel, BE.EP.PD
Assunto(s):Heteroestruturas   Fotocatálise   Materiais cerâmicos

Resumo

Um dos grandes desafios da área ambiental diz respeito ao desenvolvimento de técnicas eficientes para a remoção de poluentes gasosos, tais como, os óxidos de nitrogênio (NOx), os óxidos de enxofre (SOx), os óxidos de carbono (CO e CO2) e os compostos orgânicos voláteis (VOCs). O abatimento fotocatalítico de tais compostos utilizando um semicondutor como catalisador tem sido proposto como um processo alternativo e promissor devido principalmente ao seu baixo custo operacional e à sua alta eficiência. No entanto, estudos sistemáticos sobre a efetividade desse método na remoção de poluentes em fase gasosa ainda são necessários, especialmente quando estudadas novas classes de catalisadores sintéticos. Sistemas heteroestruturados vêm sendo extensivamente pesquisados devido ao significativo aumento na eficiência catalítica e por ampliar a faixa de absorção do espectro eletromagnético, quando comparados aos componentes isolados. Neste contexto, o presente projeto tem por objetivo explorar a versatilidade da técnica de fotocatálise para uso em efluentes gasosos, testando uma nova combinação de semicondutores, a heteroestrutura g-C3N4/Nb2O5, ainda não relatada na literatura. Para isto, propõe-se desenvolver uma metodologia de síntese que permita ter controle das características físico-químicas e morfológicas deste material e avaliar suas propriedades na remoção de poluentes gasosos, dos quais o óxido nítrico será utilizado como composto modelo. Pretende-se, ainda, investigar a influência de parâmetros operacionais de reação, como a temperatura, radiação UV ou visível, massa inicial do fotocatalisador, concentração inicial do gás e presença de vapor de água. Por fim, espera-se realizar estudos cinéticos para a remoção de contaminantes em fase gasosa e determinar/quantificar intermediários do processo de transformação, utilizando técnicas cromatográficas e de espectrometria de massa.

Publicações científicas (9)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
CARVALHO, KELE T. G.; LOPES, OSMANDO F.; FERREIRA, DEBORA C.; RIBEIRO, CAUE. ZnO:ZnWO4 heterostructure with enhanced photocatalytic activity for pollutant degradation in liquid and gas phases. Journal of Alloys and Compounds, v. 797, p. 1299-1309, AUG 15 2019. Citações Web of Science: 0.
ROMERO T. BUENO; OSMANDO F. LOPES; KELE T. G. CARVALHO; CAUE RIBEIRO; HENRIQUE A. J. L. MOURÃO. Semicondutores heteroestruturados: uma abordagem sobre os principais desafios para a obtenção e aplicação em processos fotoquímicos ambientais e energéticos. Química Nova, v. 42, n. 6, p. 661-675, Jun. 2019.
CARVALHO, KELE T. G.; ARAUJO SILVA, DOMINGOS S.; URQUIETA-GONZALEZ, ERNESTO A. Generation of 3D-Intracrystalline Diffusion Structures from a 1D/12MR HZSM-12 Zeolite: Improvements in the Catalytic Stability. Industrial & Engineering Chemistry Research, v. 58, n. 17, p. 7044-7051, MAY 1 2019. Citações Web of Science: 0.
LOPES, OSMANDO F.; CARVALHO, KELE T. G.; AVANSI, JR., WALDIR; MILORI, DEBORA M. B.; RIBEIRO, CAUE. Insights into the photocatalytic performance of Bi2O2CO3/BiVO4 heterostructures prepared by one-step hydrothermal method. RSC ADVANCES, v. 8, n. 20, p. 10889-10897, 2018. Citações Web of Science: 4.
DA SILVA, GELSON T. S. T.; CARVALHO, KELE T. G.; LOPES, OSMANDO F.; RIBEIRO, CAUE. g-C3N4/Nb2O5 heterostructures tailored by sonochemical synthesis: Enhanced photocatalytic performance in oxidation of emerging pollutants driven by visible radiation. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 216, p. 70-79, NOV 5 2017. Citações Web of Science: 29.
DA SILVA, GELSON T. S. T.; CARVALHO, KELE T. G.; LOPES, OSMANDO F.; GOMES, ELIZIANA S.; MALAGUTTI, ANDREA R.; MASTELARO, VALMOR R.; RIBEIRO, CAUE; MOURAO, HENRIQUE A. J. L. Synthesis of ZnO Nanoparticles Assisted by N Sources and their Application in the Photodegradation of Organic Contaminants. CHEMCATCHEM, v. 9, n. 19, p. 3795-3804, OCT 10 2017. Citações Web of Science: 11.
LOPES, OSMANDO F.; CARVALHO, KELE T. G.; AVANSI, JR., WALDIR; RIBEIRO, CAUE. Growth of BiVO4 Nanoparticles on a Bi2O3 Surface: Effect of Heterojunction Formation on Visible Irradiation-Driven Catalytic Performance. Journal of Physical Chemistry C, v. 121, n. 25, p. 13747-13756, JUN 29 2017. Citações Web of Science: 13.
CARVALHO, KELE T. G.; NOGUEIRA, ANDRE E.; LOPES, OSMANDO F.; BYZYNSKI, GABRIELA; RIBEIRO, CAUE. Synthesis of g-C3N4/Nb2O5 heterostructures and their application in the removal of organic pollutants under visible and ultraviolet irradiation. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 43, n. 4, p. 3521-3530, MAR 2017. Citações Web of Science: 17.
DA SILVA, LUIS F.; LOPES, OSMANDO F.; DE MENDONCA, VAGNER R.; CARVALHO, KELE T. G.; LONGO, ELSON; RIBEIRO, CAUE; MASTELARO, VALMOR R. An Understanding of the Photocatalytic Properties and Pollutant Degradation Mechanism of SrTiO3 Nanoparticles. Photochemistry and Photobiology, v. 92, n. 3, p. 371-378, MAY-JUN 2016. Citações Web of Science: 12.

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