Recebido em 8/1/09; aceito em 15/6/09; publicado na web em 25/11/09 ZnO/TiO 2 SEMICONDUCTOR NANOCOMPOSITES. PHOTOCATALYTIC TESTS. Titanium dioxide is an efficient photocatalist, being possible to improve its efficiency with better charge separation which occurs when it is coupled with other semiconductors. Nanometric particles of ZnO were used to impregnate TiO 2 P25 in order to optimize its photocatalytic properties. ZnO/TiO 2 composites were obtained at different proportions and were characterized by X-ray diffraction (XRD), micro-Raman and diffuse reflectance spectroscopies, measurement of surface area (BET) and scanning electron microscopy (SEM). Raman spectroscopy data revealed a change on the TiO 2 surface due the presence of ZnO which was observed by an enlargement of TiO 2 peaks and a change on the relation rate between anatase and rutile phases of the composites. The photodegradation of azo-dye Drimaren red revealed better efficiency for ZnO/TiO 2 3% nanocomposite and for ZnO pure.Keywords: semiconductor nanocomposites; photocatalysis, Raman spectroscopy.
INTRODUĂĂOO diĂłxido de titĂąnio Ă© um semicondutor (E gap = 3,2 eV) que se encontra principalmente na forma de trĂȘs estruturas cristalinas, anatĂĄsio, rutilo e brokita. A forma anatĂĄsio Ă© aquela que apresenta maior atividade fotocatalĂtica, 1,2 sendo grandemente usado como fotocatalisador devido Ă sua alta eficiĂȘncia e baixo custo. Algumas aplicaçÔes de grande relevĂąncia envolvendo o semicondutor TiO 2 sĂŁo: fotocatĂĄlises assistidas por semicondutor para produzir combustĂveis, tais como hidrogĂȘnio e, cĂ©lulas solares baseadas em nanoestruturas de semicondutor. 3 O princĂpio de funcionamento do TiO 2 como fotocatalisador baseia-se na geração do par elĂ©tron-lacuna positiva, atravĂ©s da absorção de energia. 4 A luz UV Ă© a fonte de energia mais comumente empregada. Sob irradiação, elĂ©trons da banda de valĂȘncia recebem energia suficiente para transpor a lacuna de energia do TiO 2 e podem, desta forma, serem transferidos para a banda de condução. As lacunas positivas sĂŁo fortes agentes oxidantes e sĂŁo responsĂĄveis pela mineralização de vĂĄrios compostos orgĂąnicos. 5 Nos Ășltimos 30 anos, vĂĄrios estudos tĂȘm sido realizados para investigar as possĂveis aplicaçÔes do TiO 2 como fotocatalisador. A maior parte desses estudos estĂĄ concentrada no tratamento de sistemas aquosos contaminados por poluentes orgĂąnicos considerados potencialmente tĂłxicos. 6 Materiais semicondutores nanoparticulados tĂȘm algumas propriedades peculiares e a elucidação destas propriedades tem levado Ă descoberta de diferentes campos da ciĂȘncia e da tecnologia. 7 NanopartĂculas de ZnO recentemente tĂȘm recebido grande atenção devido a uma variedade de aplicaçÔes tais como, absorção no UV, desodorização e tratamento antibacteriano. 8,9 O semicondutor ZnO tem um bandgap de 3,37 eV em temperatura ambiente e Ă© um dos mais importantes materiais inorgĂąnicos, com propriedades catalĂtica, 10,11 elĂ©trica, 12,13 opticoeletrĂŽnica, 14,15 e fotoquĂmica, 16 o que tem estimulado cada vez mais a ampla investigação em...