Photosensitized and photocatalyzed degradation of azo dye using Lnn+-TiO2 sol in aqueous solution under visible light irradiation

Xie, Yibing; Chen, Yuan; Li, Xiangzhong

doi:10.1016/j.mseb.2004.12.073

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“…Os elementos da série dos lantanídeos apresentam facilidade para a complexação com bases de Lewis [56][57][58] . Desta forma, a dopagem de fotocatalisadores com o cério aumenta a capacidade de adsorção dos poluentes, (tais como ácidos orgânicos, aldeídos, aminas e álcoois) sobre a superfície do fotocatalisador, o que pode favorecer o processo de fotodegradação dos poluentes 57,58 .…”

Section: Figura 3 Representação Do Mecanismo De Atuação Do Catalisadunclassified

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Cério: propriedades catalíticas, aplicações tecnológicas e ambientais

Martins¹,

Hewer²,

Freire³

2007

Quím. Nova

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Recebido em 13/11/06; aceito em 2/3/07; publicado na web em 25/10/07 CERIUM: CATALYTIC PROPERTIES, TECHNOLOGICAL AND ENVIRONMENTAL APPLICATIONS. Cerium based-compounds have great importance in a wide range of technological applications, such as: fuel cell devices development; metallurgic processes, petroleum refining; glass and ceramic production. Recently, its catalytic properties have been also explored for environmental applications, especially those to prevent or to control atmospheric and water pollution. Subjects covered in this work include a brief description of the fundaments of cerium catalytic properties and some relevant technological applications. Special attention is given to its photocatalytic activity and its ability to degrade pollutants. Recent results and future prospect about these applications are also evaluated.Keywords: lanthanide; catalysis; heterogeneous photocatalyst. INTRODUÇÃOO cério, elemento químico de número atômico 58, é um dos 15 elementos classificados como lantanídeos (La ao Lu), que juntamente com Sc e Y formam a família das Terras Raras. Cério é o mais abundante das Terras Raras. Sua abundância na crosta terrestre é da ordem de 60 ppm, o que o torna o 26º elemento em freqüência de ocorrência, sendo quase tão abundante quanto cobre e níquel. Apesar de o cério ser o lantanídeo de maior ocorrência, é encontrado em muitos minerais somente em níveis traço, sendo a bastinasita e monasita os minerais mais importantes como fonte de cério e suprem a maior parte da demanda mundial deste elemento [1][2][3][4][5][6] . Estes dois minerais, dependo da localidade dos depósitos, possuem cerca de 65-70% (bastinasita) e 49-74% (monasita) de terras céricas (La-Gd), sendo que, considerando-se a porcentagem de lantanídeos na bastinasita e monasita como 100%, a quantidade de CeO 2 corresponde a aproximadamente 49 e 47%, respectivamente 5 .O cério, que tem a configuração eletrônica [Xe]4f 1 5d 1 s 2 , é muito eletropositivo e suas interações são predominantemente iônicas devido ao baixo potencial de ionização (3,49 kJ mol -1 ) para a remoção dos três primeiros elétrons 1-3 . Assim como outros lantanídeos, o estado de oxidação mais estável deste elemento é o (+III). O cério trivalente tem propriedades semelhantes a outros íons lantanídeos com mesmo estado de oxidação 3,5 , com exceção da sua fácil oxidação para Ce 4+ e instabilidade em ar e água. Seus sais, em geral, mais estáveis que os de Ce 4+ , são pouco hidrolisáveis e muito utilizados como precursores para vários compostos de cério [1][2][3][4][5][6] . Diferentemente dos demais elementos dessa classe, o estado de oxidação (+IV) também é estável, principalmente em virtude da configuração eletrônica semelhante à de um gás nobre ([Xe]4f 0 ). Este elemento é o único lantanídeo, no estado tetravalente, estável em solução aquosa, porém a influência da carga maior e tamanho iônico menor faz com que os sais do íon Ce 4+ sejam hidrolisados em soluções aquosas com mais facilidade que o íon Ce 3+ e, em conseqüência disso, estas soluções são fortemente ác...

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Section: Figura 3 Representação Do Mecanismo De Atuação Do Catalisadunclassified

“…Xie e colaboradores 58 , respectivamente. Efetivamente a incorporação dos íons lantanídeos proporcionou um aumento na capacidade de adsorção na superfície das partículas dos catalisadores, através da interação dos lantanídeos com o grupo N=N do azocorante.…”

Section: Figura 3 Representação Do Mecanismo De Atuação Do Catalisadunclassified

Cério: propriedades catalíticas, aplicações tecnológicas e ambientais

Martins¹,

Hewer²,

Freire³

2007

Quím. Nova

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“…Aqueous TiO 2 hydrosol prepared at low temperature (< 100 °C) has several advantages of: (1) finer particle size with more uniform distribution and better dispersion in water; (2) stronger interfacial adsorption ability; and (3) easy coating on various supporting materials [12]. Some researchers used aqueous peroxotitanium acid gel derived from titanium metal [13] or compounds [14] to synthesize peroxo-modified anatase sol under autoclave conditions [15][16][17].…”

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confidence: 99%

Effects of peptizing conditions on nanometer properties and photocatalytic activity of TiO2 hydrosols prepared by H2TiO3

Liu

2008

Journal of Hazardous Materials

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TiO 2 hydrosols were prepared from metatitanic acid (H 2 TiO 3 ) by chemical precipitation-peptization method under various peptizing conditions. The effects of peptizing conditions on nanosized properties and photocatalytic activity of TiO 2 hydrosols were investigated. The crystal structure, crystallinity, particle size distribution, and transparency (T%) of as-obtained hydrosols were characterized by means of X-ray diffraction, transmission electron microscopy, light-scattering size analyzer, and UV-Visible transmittance spectra. The results showed that the properties of hydrosols depended on peptizing conditions including a molar ratio of H + /Ti, temperature, and solid content.The photoactivity of TiO 2 hydrosols were evaluated in terms of the degradation of Rhodamine B (RhB) in aqueous solution, and formaldehyde (HCHO) and methyl mercaptan (CH 3 SH) in gaseous phase. The results showed that increase in H + /Ti ranging 0.19 to 0.75 led to the decrease in particle size and the increase in transparency. With increasing of temperature, particle sizes increased while the transparency and photoactivity decreased steadily when the temperature was higher than 65 °C.The particle size, transparency and photoactivity of the hydrosols hardly depended on solid content when it was no less than 2%. It should be confirmed that the hydrosols with higher crystallinity, smaller particle size and higher transparency could have the higher photoactivity for the degradation of RhB, CH 3 SH, and HCHO. In this study, the optimal peptizing conditions were determined to be H + /Ti = 0.75, temperature = 65 °C and solid content = 2 -6%.

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“…Various synthetic routes like sol-gel method, 24 hydrothermal method, 25 coprecipitation-peptization methods 26 have been studied for hetero-atom doped TiO 2 nanocrystallites. Among these methods, the sol-gel process leads to the greatest possible homogeneous distribution of the dopant in the host matrix and high surface area TiO 2 particles.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…13 The sol-gel process involves the low temperature synthesis of an inorganic network by a chemical reaction in solution, generally the hydrolysis and subsequent peptization of metallic alkoxides. 26 Many variables can influence the quality of the final product, for example, the choice of the solvent, use of acid or base catalysis, and use of stabilizing agents. One of the many advantages of the sol-gel process is the possibility of forming well-controlled mixed oxides, by a judicious choice of the used precursors.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Optical Absorption Property and Photo‐catalytic Activity of Tin Dioxide‐doped Titanium Dioxides

Xia

Jiang

et al. 2008

Chin. J. Chem.

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SnO 2 -doped TiO 2 films and composite oxide powders have been prepared by a sol-gel method. Ti(OC 4 H 9 ) 4 and SnCl 4 •5H 2 O were used as precursors and C 2 H 5 OH was used as solvent. The optical absorption measurements indicate that the composite oxide SnO 2 -TiO 2 thin films exhibit smaller optical energy band gaps than pure TiO 2 thin films and the optical energy band gap decreases as calcining temperature increases. X-ray diffraction was used to characterize the phase transition for the composite oxide powders at different calcining temperatures. Aanatase phase is the main crystal structure in both pure

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Photosensitized and photocatalyzed degradation of azo dye using Lnn+-TiO2 sol in aqueous solution under visible light irradiation

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Cério: propriedades catalíticas, aplicações tecnológicas e ambientais

Cério: propriedades catalíticas, aplicações tecnológicas e ambientais

Effects of peptizing conditions on nanometer properties and photocatalytic activity of TiO2 hydrosols prepared by H2TiO3

Optical Absorption Property and Photo‐catalytic Activity of Tin Dioxide‐doped Titanium Dioxides

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