"Desenvolvimento de Materiais 2D a base de Sulfeto e Óxido de Estanho Dopados com Íons Terras Raras para Aplicação em Fotocatálise Heterogênea assistida por luz visível"

• Processo: 24/05947-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Rogéria Rocha Gonçalves
• Beneficiário: Ana Carla da Costa
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/08111-2 - Materiais conversores de luz à base de terras raras: marcadores luminescentes, sensores e amplificadores ópticos, AP.TEM
• Assunto(s): Fotocatálise Luminescência Óxido de estanho Terras raras
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: conversao ascendente de energia | fotocatalise | luminescência | Óxido de Estanho | sulfeto de estanho | Terras Raras | Materiais funcionais avançados

Resumo

A presença de antibióticos em águas residuárias é um problema universal crescente que pode afetar a saúde humana e o meio ambiente. Tendo isso em vista, estudos e novas tecnologias para a remoção destes resíduos farmacêuticos são encontrados na literatura, dentre os quais a fotocatálise heterogênea é um processo promissor na busca por soluções sustentáveis para esses desafios ambientais, principalmente quando aliada a luz solar. A aplicação de materais 2D a base de semicondutores, como sulfeto e óxido de estanho, representa uma alternativa de materiais para o processo fotocatalítico devido especialmente às suas propriedades multifuncionais como boa estabilidade química e térmica, baixa toxicidade, elevada área superficial, absorção na região do UV-A e luz visível, além de apresentarem defeitos em sua estrutura, o que pode favorecer as suas propriedades catalíticas, e variação do band gap para regiões de menor energia (visível). Este projeto consiste na síntese e caracterização de materiais 2D a base de sulfeto e óxido de estanho dopados com íons terras raras através de diferentes rotas sintéticas visando aplicações no processo de fotocatálise heterogênea, para a remoção de antibióticos presentes em águas residuárias. Será realizado um estudo sistemático dos compostos e de suas propriedades ópticas, estruturais, morfológicas e espectroscópicas (vibracional e eletrônica) buscando obter materiais multifuncionais para aplicações em Fotônica. Como íons lantanídeos serão usados como dopantes os íons Eu3+ como sondas de estrutura, permitindo a investigação da estrutura local do sítio de simetria ocupado pelos íons lantanídios no composto; além de outros íons lantanídeos (como Er3+, Tm3+ e Yb3+ ) que apresentem níveis de energia e processos fotofísicos atrativos para ampliação da faixa de absorção do espectro solar para aplicação do processo de fotocatálise assistida por conversão ascendente de energia do infravermelho próximo para o visível.Especificamente, o projeto apresenta as seguintes etapas: i) síntese e caracterização dos materiais 2D a base de SnS2, síntese de SnO2 e compostos híbridos contendo tanto SnS2 como SnO2 variando suas propriedades estruturais e eletrônicas e ii) dopados com íons Eu3+, Er3+ e Yb3+; iii) deposição na forma de filmes de espessura nanométrica e estudo de propriedades ópticas; iv) Formação de SnS2, 2D, na superfície de partículas luminescentes com elevado rendimento quântico de conversão ascendente de energia (fluoretos de terras raras e estanato de ítrio co-dopados com íons Er3+ e Yb3+ e Tm3+ e Yb3+ e ), excelentes conversores de infravermelho próximo para a região do visível para explorar o conceito de fotocatálise assistida por conversão ascendente de energia; v) Aplicação dos materiais no processo de fotocatálise heterogênea na degradação dos antibióticos cloridrato de tetraciclina, sulfametoxazol, ciprofloxacina, cefalexina e amoxicilina em água purificada; e por fim vi) Investigação da performance dos sistemas catalíticos na remoção de antibióticos presentes em águas residuárias hospitalares (estudo de caso).

Publicações científicas

(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)

GUIDORZI, MARIA VITORIA; BORGES, FERNANDA HEDIGER; DA COSTA, ANA CARLA; FU, LIANSHE; FERREIRA, RUTE A. S.; GONCALVES, ROGERIA ROCHA. Stabilization of pyrochlore phase of nanostructured Eu³+-doped Y₂Sn₂O₇: A potential material for imaging via time-resolved luminescence analysis. Journal of Alloys and Compounds, v. 1010, p. 11-pg., 2024-12-31. (24/05947-0, 20/00277-6, 21/08111-2, 23/13509-0, 17/11301-2, 20/05319-9)