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

• Processo: 17/16826-6
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de janeiro de 2018
• Vigência (Término): 31 de dezembro de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Younes Messaddeq
• Beneficiário: Joy Sankar Roy
• Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/22828-6 - Ultrapassando as fronteiras de fibras ópticas: da fotônica até optogenética e monitoramento de meio ambiente, AP.SPEC
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/12212-9 - Fabricação de reator monolítico de fibra óptica para tratamento de efluentes fotocatalíticos, BE.EP.PD
• Assunto(s): Fotocatálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fibras dopas com semicondutores | fotocatalise | Vidros de metais pesados | Vidros semicondures

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.

Publicações científicas

(4)

(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)

ROY, JOY SANKAR; MESSADDEQ, YOUNES; RIBEIRO, SIDNEY J. L.. Formation and optical properties of new glasses within Sb2O3-WO3-ZnO ternary system. JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN ELECTRONICS, v. 30, n. 18, SI, p. 16798-16805, SEP 2019. (15/22828-6, 17/16826-6)

ROY, JOY SANKAR; DUGAS, GABRIEL; MORENCY, STEEVE; MESSADDEQ, YOUNES. Rapid degradation of Rhodamine B using enhanced photocatalytic activity of MoS2 nanoflowers under concentrated sunlight irradiation. PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES, v. 120, JUN 2020. (15/22828-6, 17/16826-6)

ROY, JOY SANKAR; MORENCY, STEEVE; DUGAS, GABRIEL; MESSADDEQ, YOUNES. Development of an extremely concentrated solar energy delivery system using silica optical fiber bundle for deployment of solar energy: Daylighting to photocatalytic wastewater treatment. Solar Energy, v. 214, p. 93-100, JAN 15 2021. (19/12212-9, 17/16826-6, 15/22828-6)

ROY, JOY SANKAR; DUGAS, GABRIEL; MORENCY, STEEVE; RIBEIRO, SIDNEY J. L.; MESSADDEQ, YOUNES. Enhanced photocatalytic activity of silver vanadate nanobelts in concentrated sunlight delivered through optical fiber bundle coupled with solar concentrator. SN APPLIED SCIENCES, v. 2, n. 2, FEB 2020. (17/16826-6, 15/22828-6)