Propriedades fotocatalíticas do TiO2, β-Ag2MoO4 e da heteroestrutura TiO2/Ag2MoO4: síntese e caracterização

Autor(es)

Cibele Aparecida de Oliveira

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Araraquara. 2016-07-11.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Química. Araraquara
• Data de defesa: 2016-06-23
• Orientador: Elson Longo; Diogo Paschoalini Volanti; Carlos Eduardo Vergani

Resumo

Neste trabalho propôs-se sintetizar partículas fotocatalisadoras de óxido de titânio (TiO2), beta molibdato de prata (β-Ag2MoO4) e a heteroestrutura TiO2/Ag2MoO4 para principal aplicação em fotocatálise. As partículas de TiO2 e a heteroestrutura foram sintetizadas utilizando o método solvotérmico assistido por micro-ondas (SAMO), enquanto que as partículas de β-Ag2MoO4 foram sintetizadas pelo método de co- precipitação. As sínteses foram realizadas a partir das soluções diluídas dos sais de partida, em diferentes solventes, tempos de reação e temperaturas para o controle do tamanho e forma dos cristais. A atividade fotocatalítica destes materiais foi analisada para a degradação dos corantes orgânicos alaranjado de metila e rodamina 6G sob irradiação com lâmpada ultravioleta (UV) de 254 nm. Foram realizadas caracterizações por difração de raios X (DRX), espectroscopia vibracional na região do infravermelho, fotoluminescência (FL) e medida de área de superfície específica (método BET). As morfologias dos cristais foram analisadas por intermédio de microscopia eletrônica de varredura de alta resolução e feixe de íon focalizado (FIB). As propriedades ópticas foram investigadas por espectroscopia na região do ultravioleta-visível (UV-vis). Os resultados de DRX mostram uma estrutura tetragonal para os pós de TiO2 e uma estrutura cúbica do tipo espinélio para as partículas de β-Ag2MoO4. Os espectros de infravermelho apresentaram bandas de absorção caraterísticas para cada material. A bandas de FL indicaram ampla emissão com o máximo no comprimento de onda de 605 nm, correspondente à emissão na região do amarelo para os pós de TiO2. Para os pós de β-Ag2MoO4 foram observadas bandas de emissão em torno de 467 nm que corresponde à emissão na faixa do azul e também sub-bandas em 600 e 739 nm, que correspondem à emissão na faixa do amarelo e vermelho, respectivamente. Para a FL da heteroestrutura houve uma diminuição na intensidade fotoluminescente com banda de emissão mais intensa na faixa do azul, caracterizando a adsorção do β- Ag2MoO4 nas partículas de TiO2 e, na decomposição desta mesma banda foi possível observar tanto emissão no verde como no vermelho. Nos espectros de absorção óptica na região do UV-Vis foram observados band gap de 3,26 eV para os pós de TiO2 que corresponde a fase anatase sintetizada. Para os pós de β-Ag2MoO4 foi encontrado o valor de band gap de 3,33 eV, correspondente a existência de níveis intermediários de energia. Para os pós da heteroestrutura não se obteve um resultado válido para o valor de band gap devido a amostra ter coloração preta. Por fim, foi realizado o teste da concentração inibitória mínima (MIC) para as estruturas sintetizadas sendo que as partículas de β-Ag2MoO4 apresentaram melhor resultado bactericida contra a bactéria Echerichia coli (E. coli). Verificou-se, através deste estudo, que a otimização do tamanho das partículas foi importante na formação da heteroestrutura e também na degradação dos corantes orgânicos, alcançando boa atividade fotocatalítica. (AU)

• Processo FAPESP: 12/09980-5 - TiO2@Ag2MoO4 multifuncional: propriedades antimicrobianas e fotocatalíticas
• Beneficiário: Cibele Aparecida de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado