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Preparação, modificação e avaliação catalítica de fotocatalisadores híbridos TiO2/xerogel de carbono

Processo: 16/04244-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de maio de 2016
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2016
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Liana Alvares Rodrigues
Beneficiário:Nicolas Perciani de Moraes
Instituição-sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais não metálicos   Dióxido de titânio   Xerogel   Degradação   Catalisadores   Condutividade elétrica   Espectroscopia   Difração por raios X   Microscopia eletrônica de varredura   Varredura diferencial de calorimetria

Resumo

Este projeto irá gerar conhecimentos científicos que possam fornecer meios para aumentar a competitividade e a base tecnológica da EEL/USP no desenvolvimento de novos materiais. Pretende se explorar o desenvolvimento de fotocatalisadores híbridos TiO2/Xerogel de carbono, visando aumentara eficiência quântica do processo de degradação de corantes orgânicos. Especificamente, será estudada a preparação do híbrido TiO2-xerogel de carbono, sendo esta, a maior inovação tecnológica deste projeto, considerando que o efeito catalítico deste híbrido foi pouco estudado na literatura. O uso do xerogel de carbono na preparação do semicondutor-material carbonoso é justificado pela excelente condutividade elétrica, elevada área superficial e porosidade, além de sua estrutura porosa ser facilmente manipulada por modificações nos parâmetros de síntese. A escolha do tanino como precursor do xerogel visa à diminuição de custos e impactos ambientais, além de acrescentar valor à inovação tecnológica proposta. Os óxidos metálicos serão preparados pelo método da precipitação convencional. A ação fotocatalítica do material será avaliada através da decomposição de azul de metileno, que será determinada através da espectroscopia no UV-Visível. A espectroscopia por refletância difusa será a técnica empregada para determinação da energia de gap das amostras e da quantidade de corante adsorvido nas mesmas. A porosidade, a morfologia, a análise elementar, o teor de metal, e a estrutura cristalina dos materiais obtidos serão determinadas por isotermas de adsorção dessorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura, espectrômetria de energia dispersiva, espectrometria de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado e difratometria de raios X, respectivamente. A técnica de calorimetria exploratória diferencial será utilizada para obtenção de informações sobre eventos químicos e físicos sofridos durante o aquecimento e a termogravimetria para a determinação da estabilidade térmica dos materiais.

Publicações científicas (8)
(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)
DE MORAES, NICOLAS PERCIANI; BACETTO, LETICIA ARAUJO; DOS SANTOS, GABRIELA SPIRANDELLI; CAETANO PINTO DA SILVA, MARIA LUCIA; BARROS MACHADO, JOAO PAULO; BASTOS CAMPOS, TIAGO MOREIRA; THIM, GILMAR PATROCINIO; RODRIGUES, LIANA ALVARES. Synthesis of novel ZnO/carbon xerogel composites: Effect of carbon content and calcination temperature on their structural and photocatalytic properties. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 45, n. 3, p. 3657-3667, FEB 15 2019. Citações Web of Science: 1.
DE MORAES, NICOLAS PERCIANI; BACETTO, LETICIA ARAUJO; PAIVA, LIVIA KENT; DOS SANTOS, GABRIELA SPIRANDELLI; CAETANO PINTO DA SILVA, MARIA LUCIA; RODRIGUES, LIANA ALVARES. Novel and inexpensive Nb2O5/tannin-formaldehyde xerogel composites as substitutes for titanium dioxide in photocatalytic processes. Journal of Sol-Gel Science and Technology, v. 89, n. 2, p. 571-585, FEB 2019. Citações Web of Science: 1.
DE MORAES, NICOLAS PERCIANI; NEVES, GABRIEL COSTA; TOREZIN, FERNANDA AZZONI; CAETANO PINTO DA SILVA, MARIA LUCIA; RODRIGUES, LIANA ALVARES. Effect of synthesis route in the photocatalytic, structural and morphological properties of carbon xerogel-Nb2O5 composites. Inorganic Chemistry Communications, v. 98, p. 145-149, DEC 2018. Citações Web of Science: 1.
DE MORAES, NICOLAS PERCIANI; CAETANO PINTO DA SILVA, MARIA LUCIA; RODRIGUES, LIANA ALVARES. Effect of metal doping in the photocatalytic properties of carbon xerogel-Nb2O5 composite towards visible light degradation of methylene blue. Materials Letters, v. 228, p. 486-489, OCT 1 2018. Citações Web of Science: 1.
DE MORAES, NICOLAS PERCIANI; SILVA, FERNANDA NASCIMENTO; CAETANO PINTO DA SILVA, MARIA LUCIA; BASTOS CAMPOS, TIAGO MOREIRA; THIM, GILMAR PATROCINIO; RODRIGUES, LIANA ALVARES. Methylene blue photodegradation employing hexagonal prism-shaped niobium oxide as heterogeneous catalyst: Effect of catalyst dosage, dye concentration, and radiation source. Materials Chemistry and Physics, v. 214, p. 95-106, AUG 1 2018. Citações Web of Science: 10.
DE MORAES, NICOLAS PERCIANI; CAETANO PINTO DA SILVA, MARIA LUCIA; BASTOS CAMPOS, TIAGO MOREIRA; THIM, GILMAR PATROCINIO; RODRIGUES, LIANA ALVARES. Novel synthetic route for low-cost carbon-modified TiO2 with enhanced visible light photocatalytic activity: carbon content and calcination effects. Journal of Sol-Gel Science and Technology, v. 87, n. 2, p. 380-390, AUG 2018. Citações Web of Science: 2.
DE MORAES, NICOLAS PERCIANI; BACANI, REBECA; CAETANO PINTO DA SILVA, MARIA LUCIA; BASTOS CAMPOS, TIAGO MOREIRA; THIM, GILMAR PATROCINIO; RODRIGUES, LIANA ALVARES. Effect of Nb/C ratio in the morphological, structural, optical and photocatalytic properties of novel and inexpensive Nb2O5/carbon xerogel composites. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 44, n. 6, p. 6645-6652, APR 15 2018. Citações Web of Science: 9.
DE MORAES, NICOLAS PERCIANI; CARVALHO, THAIS; CAETANO PINTO DA SILVA, MARIA LUCIA; BASTOS CAMPOS, TIAGO MOREIRA; THIM, GILMAR PATROCINIO; RODRIGUES, LIANA ALVARES. A novel synthesis route of titanium dioxide with (NH4)(0.3)TiO1.1F2.1 as by-product. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 43, n. 16, p. 13677-13682, NOV 2017. Citações Web of Science: 2.

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