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This study is focused on the evaluation of the Rhodamine B photodegradation using ZnO/carbon xerogel composite as a photocatalyst, in order to enhance the photocatalytic process efficiency under visible light. The proposed synthesis employs tannin as a precursor for the carbon xerogel, which enhances the economic and environmental aspect of the composite. The synthesized materials have the hexagonal structure of the zinc oxide (wurtzite), which is homogeneously distributed on the carbonaceous matrix. The diffuse reflectance test shows that light absorption was significantly enhanced for the composite. The solar light-driven photodegradation results revealed that the synthesized composite achieved virtually complete degradation of the dye present in the solution in less than 3 h, in all concentrations tested. The results of visible light driven photocatalysis showed that the carbonaceous material presents better photoactivity than the pure oxide (70% and 40% degradation of Rhodamine B, respectively), due to the synergistic effect between the carbon xerogel and zinc oxide on the properties of the composite. The photocatalytic mechanism main active species are the photogenerated vacancies and superoxide radicals.

RESUMO O desenvolvimento de novos compósitos oxalato de zinco (ZnC2O4)/xerogel de carbono para aplicações fotocatalíticas foi avaliado. O uso do xerogel de carbono é justificado por sua alta condutividade, que facilita a separação de cargas geradas na estrutura do oxalato de zinco. A eficiência fotocatalítica dos materiais foi avaliada pela decomposição do azul de metileno. Os materiais foram produzidos pela dispersão do oxalato de zinco em gel de carbono, durante sua policondensação em meio ácido. Os difratogramas de raios-X evidenciam a existência da fase ?-ZnC2O4 no compósito desenvolvido. O material apresenta significativa absorção de radiação na faixa de comprimentos de onda visível. O compósito apresentou degradação completa do azul de metileno (10 mg L-1, 0.5 L) no sistema após 3 h sob luz solar simulada, com dosagem de 50 mg L-1 de catalisador, evidenciando o potencial uso desse material em processos de tratamento de efluentes.

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RESUMO Explorou-se a influência de diferentes precursores carbonosos no desenvolvimento de fotocatalisadores g-C3N4/xerogel de carbono/ZnO. O acoplamento entre o óxido de zinco e o nitreto de carbono grafítico é adequado para impulsionar a degradação de poluentes orgânicos. A função do xerogel de carbono é melhorar a transferência de cargas e aumentar a atividade do catalisador sob radiação solar. Foram usados diferentes taninos comerciais (PHENOTAN AP, AG e BS) para avaliar o efeito do precursor carbonoso nas propriedades do compósito. O óxido de zinco possui estrutura cristalina hexagonal. A espectroscopia de reflectância difusa mostrou que os materiais absorvem radiação na região do espectro visível, sendo o material preparado com PHENOTAN AP o que apresentou maior capacidade de absorção. A análise de microscopia eletrônica de varredura mostrou que os materiais são compostos por aglomerados de partículas que tendem a esfericidade. A análise de espectroscopia de energia dispersiva, feita apenas para o material PHENOTAN AP, mostrou que os elementos que compõe o material estão homogeneamente distribuídos na matriz. Por meio da isoterma de nitrogênio, observou-se que os materiais possuem isoterma do tipo IV-H3, sendo que o material PHENOTAN AP apresentou a maior área superficial. A análise de distribuição de poros mostrou que o diâmetro de maior ocorrência se encontra entre 20 e 40 nm. Por meio da termogravimetria, observou-se o material sintetizado com PHENOTAN AP apresenta maior estabilidade térmica. Foi observado que o precursor utilizado na síntese dos compósitos influencia significativamente a atividade fotocatalítica dos materiais. O compósito que apresentou a maior eficiência na fotodegradação do 4-clorofenol sob radiação solar foi o preparado com PHENOTAN AP devido à sua capacidade de absorção de radiação superior, maior área superficial e maior volume de poros. Não houve adsorção significativa do 4-clorefenol nos materiais produzidos, assim como não foi verificada lixiviação dos fotocatalisadores ternários durante o processo.