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Tipo: Dissertação
Título: Estudo de Nanopartículas de TiO2 dopadas com V: Avaliação da Eficiência Catalítica
Autor(es): Caio Tabox de Freitas
Primeiro orientador: André Luis de Jesus Pereira
Resumo: Atualmente muitos pesquisadores têm como objetivo contribuir para o desenvolvimento de novas tecnologias que sejam harmônicas com o meio ambiente, ecologicamente limpas, seguras e sustentáveis. A degradação de contaminantes orgânicos por meio dos processos catalíticos de adsorção que utilizam reações de semicondutores dopados com elevada área superficial que interagem com o adsorvato tem sido bastante estudada. Dentre os óxidos semicondutores, o dióxido de titânio TiO2 tem sido o catalisador mais estudado para a degradação de diferentes corantes. No entanto, devido as grandes limitações do TiO2 como catalisador na oxidação de corantes, outros meios podem ser utilizados para melhorar sua eficiência. Assim, a busca por novos materiais que apresentam boa atividade catalítica para adsorver e degradar contaminantes está aumentando. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo preparar nanoestruturas dopadas com TiO2 dopadas com diferentes concentrações de vanádio (V) para estudar suas propriedades estruturais, ópticas e eletrônicas e, consequentemente, sua eficiência nos processos de degradação de corantes orgânicos. As nanoestruturas de TiO2, que foram preparadas utilizando o método dos precursores poliméricos, foram dopadas com as seguintes porcentagens de concentrações teóricas em mol de V em relação à concentração de Ti 0,0% (amostra pura), 0,2%, 0,5%, 1,0%, 2,0% e 3,0%. A caracterização das amostras foi realizada por meio de medidas de difração de raios X (DRX), espalhamento Raman, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios X por dispersão em energia (EDX), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS). Os resultados indicam que as amostras cristalizam majoritariamente na fase anatase independente da concentração de V incorporado. Além disso, há um indicativo de que o vanádio incorpora de maneira substitucional ao Ti na rede do TiO2. Foram realizados testes de adsorção (no escuro) de azul de metileno e foi constatado que o aumento da concentração de V incorporado promove um aumento significativo da adsorção do azul de metileno (AM) pelas nanopartículas e, ao mesmo tempo, o aumento da concentração de V promove uma diminuição de eficiência catalítica das nanopartículas.
Abstract: Currently, many researchers aim to contribute to the development of new technologies that are harmonic with the environment, ecologically clean, safe and sustainable. The degradation of organic contaminants by catalytic process, which uses reactions of doped semiconductors with high surface area that interacts with adsorbate. Among the semiconductor oxides, titanium dioxide (TiO2) has been the most studied catalyst used for the degradation of different dyes. However, due a great limitation of TiO2 as catalyst in order to oxides dyes another ways may be used to improve their efficiency. Thus, the search for new materials that present a good catalytic activity to adsorb and degrade contaminants is increasing. In this context, this work aimed to prepare nanostructures of TiO2 doped with different concentrations of vanadium (V), To study their structural, vibrational, optical and electronic properties and, consequently, their efficiency in the degradation processes of organic dyes. The TiO2 nanostructures, which were prepared using the polymeric precursor method, were doped with the following theoretical concentrations of V respect to the Ti: 0.0% (pure sample), 0.2%, 0.5%, 1.0%, 2.0% and 3.0%. The characterization was carried out through X-ray diffraction (XRD), Raman scattering, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersion X-ray spectroscopy (EDX), and X-ray excited photoelectron spectroscopy (XPS) measurements. Adsorption tests (in the dark) of the methylene blue dye were carried out and where found that the increase in the incorporated V concentration promotes a significant increase in the adsorption of MB by the nanoparticles. At the same time, the increase of the V concentration promotes a decrease in the catalytic efficiency of the nanoparticles.
Palavras-chave: Nanopartículas
dopagem
vanádio.
País: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/6473
Data do documento: 2023
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais

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