Síntese, caracterização e atividade fotocatalítica de catalisadores nanoestruturados de TiO2 dopados com metais

Abstract

Recebido em 18/4/12; aceito em 9/10/12; publicado na web em 18/2/13 SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND PHOTOCATALYTIC ACTIVITY OF NANOSTRUCTURED TiO 2 CATALYSTS DOPED WITH METALS. Titanium dioxide nanostructured catalysts (nanotubes) doped with different metals (silver, gold, copper, palladium and zinc) were synthesized by the hydrothermal method in order to promote an increase in their photocatalytic activity under visible light. The catalysts were characterized by X-ray diffraction, diffuse reflectance spectroscopy, transmission electron microscopy and specific area and pore volume determination. The materials' photocatalytic activity was evaluated by rhodamine B decomposition in a glass batch reactor. Under UV radiation, only nanotubes doped with palladium were more active than the TiO 2 P25, but the samples doped with silver, palladium and gold exhibited better results than the undoped samples under visible light.Keywords: photocatalysis; TiO 2 nanotubes; metal doped TiO 2 . INTRODUÇÃOOs processos oxidativos avançados (POAs) vêm atraindo interesse por apresentarem simplicidade operacional e elevada eficiência na degradação de compostos orgânicos tóxicos e persistentes, características importantes para o tratamento de efluentes industriais. 1Dentre os POAs, a fotocatálise heterogênea, processo que envolve reações redox induzidas pela radiação que ocorrem na superfície de semicondutores, vem sendo amplamente estudada. 2-4O catalisador mais empregado para o estudo e desenvolvimento de processos fotocatalíticos heterogêneos é o dióxido de titânio (TiO 2 ), na forma de anatase. Apesar de suas inúmeras vantagens, o TiO 2 apresenta energia de band gap em torno de 3,2 eV, o que faz com que seja eficaz em radiações de até 385 nm, inviabilizando a sua utilização sob a irradiação visível. Para aumentar seu campo de aplicação, é possível utilizá-lo na forma de nanocompostos, associado a outros semicondutores, 5-7 ou dopado com metais. 8-10 Também pode ser empregado na forma de nanotubos, que podem ser mais facilmente recuperados quando estão em solução. Além disso, em alguns casos, os NTTs podem ser reciclados e reutilizados em vários ciclos fotocatalíticos. 11A síntese de NTTs pode ser feita por diferentes métodos, dentre os quais se destacam o molde químico, a oxidação anódica eletroquímica e o tratamento hidrotérmico. 7,[12][13][14][15] Os dopantes podem ser introduzidos através de impregnação, coprecipitação e dopagem ou processo sol-gel. A escolha da rota desempenha um papel significativo na atividade fotocatalítica, pois é possível que uma amostra dopada tenha boa absorção na região do visível, porém sem ação fotocatalítica. 16 Embora a literatura apresente vários trabalhos estudando diferentes tipos de catalisadores dopados, 17-22 ainda se faz necessário um estudo que mostre as relações entre as variáveis de preparação do catalisador na forma de nanotubos e a sua atividade fotocatalítica, considerando não somente o efeito do metal dopante, mas a forma de preparação do material base, no caso os nanotubos de titânio. ...

Study of the structural and morphological properties of copper catalysts supported on Al2O3 and TiO2 synthesized by the impregnation method

“…The crystal size influences the surface area of the catalyst, this knowledge is very important to surface reactions, the large crystal size may allow direct contact between the metal oxide and the catalytic support, The catalysts were calcinated at 500°C, in general, the crystallization of TiO 2 takes place at temperatures greater than 400 ° C. Silva et al [31] worked with TiO 2 and obtained similar results. Yanan liu et al [32] showed that calcination temperature plays a dominant role in the degree of crystallinity.…”

Síntese e aplicação do Óxido misto de Zinco e Estanho (IV) na degradação fotocatalítica do Cloridrato de Ciprofloxacino / Synthesis and application of Mixed Zinc-Tin Oxide (IV) in the photocatalytic degradation of Ciprofloxacin Hydrochloride

“…2021 destacam os Processos Oxidativos Avançados (POA), os quais se baseiam na utilização de espécies altamente oxidantes para promover uma degradação mais efetiva do poluente a ser tratado (BRITO & SILVA, 2012). Dentre os POA, a fotocatálise heterogênea, processo que envolve reações redox induzidas pela radiação que ocorrem na superfície de catalisadores semicondutores, vem sendo amplamente estudada (SILVA & LANSARIN, 2013).…”

Membranas de Borracha natural crua utilizados como suporte para partículas de Dióxido de Titânio: Síntese, Caracterização e Avaliação térmica por TG-DTG e DSC

“…O dióxido de titânio (TiO 2 ) na fase cristalina anatase é o catalisador mais conhecido e utilizado em processos de fotocatálise heterogênea, na purificação e desinfecção de água e ar. O TiO 2 é um semicondutor fotoelétrico, assim, quando irradiado com fótons de energia (hν) adequada, os elétrons (e⎯) da banda de valência (BV) podem atingir a banda de condução (BC) deixando uma lacuna (h + ) ou buraco na BV [1,2].…”