Desenvolvimento de fotocatalisadores sensíveis a radiação infravermelho/visível para aplicações fotocatalíticas empregando luz solar

• Processo: 15/22875-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de julho de 2016
• Vigência (Término): 30 de setembro de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Sidney José Lima Ribeiro
• Beneficiário: Sajjad Ullah
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Assunto(s): Processo sol-gel Dióxido de titânio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Core@shell nanoparticles | Ir | sol-gel | TiO2 | upconversion crystals | Visible Light Photocatalysis | water purification | Photoactive materials

Resumo

A degradação fotocatalítica de poluentes empregando semicondutores (TiO2, ZnO) como fotocatalisadores é um dos métodos mais eficientes e promissores para purificação de água e mio ambiente. Entretanto, as aplicações práticas destes fotocatalisadores são limitadas pela necessidade de fornecimento constante de radiação UV e por conta do baixo rendimento quântico das reações fotocatalíticas, devido a processos de recombinação dos carreadores de carga (recombinação e--h+). Neste projeto, propomos preparar 2 classes de fotocatalisadores compósito: (i) fotocatalisadores compósito sensivel ao Luz UV-visível (VLPC). Nesses fotocatalisadores, os componentes ativos (WO3, TiO2 e Ag) serão suportados em configuração core@shell na superfície de partículas sub-micrométricas de SiO2, de acordo com estratégias já desenvolvidas em nosso grupo de pesquisa (Ullah et. al. 2015). Espera-se que o catalisador compósito seja fotossensível tanto à radiação UV quanto à luz visível, além de apresentar desempenhos fotocatalítico e antibacteriano aprimorados; (ii) fotocatalisadores compósito sensivel ao Luz Infra-Vermelho (IRLPC). Os IRLPC serão preparados pela combinação de TiO2 (e/ou WO3) com materiais que apresentem propriedades fotoluminescentes de upconversion (UC), tais como cristais dopados com íons de terras-raras (NaYF4:Nd3+:Yb3+,Tm3+). A absorção de radiação infravermelho (~800 nm) pelo componente UC desencadeia a emissão de luz UV, que poderá ser utilizada para foto-excitar a camada de TiO2 depositada sobre a superfície das particulas UC. A atividade fotocatalítica dos fotocatalisador será avaliada em função de sua composição e arquitetura, assim como do modo de iluminação (iluminação pulsada ou constante) na presença de radiação UV e luz visível (para os materiais VLPC) e Luz infravermelho (somente para os materiais IRLPC). Finalmente, o fotocatalisador compósito será testado para desinfecção de água em um foto-reator protótipo sobre condições de iluminação otimizadas.

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)

ULLAH, SAJJAD; HAZRA, CHANCHAL; FERREIRA-NETO, ELIAS P.; SILVA, TARCIO C.; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA P.; RIBEIRO, SIDNEY J. L.. Microwave-assisted synthesis of NaYF4: Yb3+/Tm3+ upconversion particles with tailored morphology and phase for the design of UV/NIR- active NaYF4: Yb3+/Tm3+@TiO2 core@shell photocatalysts. CrystEngComm, v. 19, n. 25, p. 3465-3475, JUL 7 2017. (15/18733-0, 15/22875-4)

ULLAH, S.; FERREIRA-NETO, E. P.; HAZRA, C.; PARVEEN, R.; ROJAS-MANTILLA, H. D.; CALEGARO, M. L.; SERGE-CORREALES, Y. E.; RODRIGUES-FILHO, U. P.; RIBEIRO, S. J. L.. Broad spectrum photocatalytic system based on BiVO4 and NaYbF4:Tm3+ upconversion particles for environmental remediation under UV-vis-NIR illumination. APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL, v. 243, p. 121-135, APR 2019. (18/01934-0, 15/18733-0, 15/22875-4)

CORREALES, YORK E. SERGE; HAZRA, CHANCHAL; ULLAH, SAJJAD; LIMA, LAIS R.; RIBEIRO, SIDNEY J. L.. Precisely tailored shell thickness and Ln(3+) content to produce multicolor emission from Nd3+-sensitized Gd3+-based core/shell/shell UCNPs through bi-directional energy transfer. NANOSCALE ADVANCES, v. 1, n. 5, p. 1936-1947, MAY 1 2019. (14/05948-5, 15/22875-4, 15/18733-0, 18/15791-7)

HAZRA, CHANCHAL; ULLAH, SAJJAD; SERGE CORREALES, YORK E.; CAETANO, LAIS G.; RIBEIRO, SIDNEY J. L.. Enhanced NIR-I emission from water-dispersible NIR-II dye-sensitized core/active shell upconverting nanoparticles. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, v. 6, n. 17, p. 4777-4785, MAY 7 2018. (15/18733-0, 15/22875-4)

HAZRA, CHANCHAL; ULLAH, SAJJAD; CAETANO, LAIS G.; RIBEIRO, SIDNEY J. L.. Eu(III)-coordination polymer sub-micron fibers: material for selective and sensitive detection of Cu2+ ions via competition between photoinduced electron transfer and energy transfer. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, v. 6, n. 1, p. 153-161, JAN 7 2018. (15/18733-0, 15/22875-4)

NOVELETTO, JULIA CRISTINA; FERREIRA-NETO, ELIAS PAIVA; GONCALVES, LIDIANE PATRICIA; ULLAH, SAJJAD; DONATTI, DARIO ANTONIO; LIMA RIBEIRO, SIDNEY JOSE; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA PEREIRA. Plasmonic silver-based reversible photochromism in Ag+-doped organomodified silicates-phosphotungstate hybrid films. Optical Materials, v. 92, p. 233-242, JUN 2019. (18/01934-0, 15/22875-4)

STAYKOV, ALEKSANDAR; FERREIRA-NETO, ELIAS PAIVA; YBARRENA SANTA CRUZ, JEAN MINA; ULLAH, SAJJAD; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA PEREIRA. The stability of titania-silica interface. International Journal of Quantum Chemistry, v. 118, n. 4, FEB 15 2018. (13/24948-3, 15/22875-4)

SIMOES, MATEUS BATISTA; ULLAH, SAJJAD; HAZRA, CHANCHAL; MAN, MICHEL WONG CHI; LIMA RIBEIRO, SIDNEY JOSE; RODRIGUES-FILHO, UBIRAJARA PEREIRA. Eco-friendly polydimethylsiloxane-based self-supporting film containing europium-polyoxometalate: A flexible luminescent material for white light generation. Journal of Luminescence, v. 201, p. 384-389, SEP 2018. (15/18733-0, 15/22875-4)