Efeitos estruturais e suas influências nas propriedades fotocatalíticas se SnO2 sintetizado pelo método dos precursores poliméricos

Autor: Nascimento, Jéssica Luisa Alves do
Přispěvatelé: Alves, Mary Cristina Ferreira, Oliveira, André Luiz Menezes de, Santos, Iêda Maria Garcia dos, Brito, Deoclécio Ferreira de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB
Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)
instacron:UEPB
Popis: Submitted by Concluinte Mestrado (concluinte.mestrado@setor.uepb.edu.br) on 2021-09-28T21:22:22Z No. of bitstreams: 3 Dissertaçao final Jéssica L.A.N pdf.pdf: 1485135 bytes, checksum: d31a4ccd8d648b37a4b968473bb2b486 (MD5) Termo de confirmação.PDF: 681410 bytes, checksum: 5fdc34cfb1a9b43b215cb2e0f612bf8c (MD5) Termo de autorização de inserção.PDF: 742762 bytes, checksum: cf5696cec5198bbdc1943c7e549342a3 (MD5) Rejected by Rosalvo Andrade (rosalvo_andrade@servidor.uepb.edu.br), reason: on 2021-09-28T22:20:53Z (GMT) Submitted by Concluinte Mestrado (concluinte.mestrado@setor.uepb.edu.br) on 2021-09-28T22:41:44Z No. of bitstreams: 2 Dissertaçao final Jéssica L.A.N pdf.pdf: 1485135 bytes, checksum: d31a4ccd8d648b37a4b968473bb2b486 (MD5) Termos BDTD - Jéssica Luisa Alves do Nascimento.pdf: 1431726 bytes, checksum: 61466be613b999fe57195e02f1482ac0 (MD5) Approved for entry into archive by Rosalvo Andrade (rosalvo_andrade@servidor.uepb.edu.br) on 2021-09-28T22:43:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertaçao final Jéssica L.A.N pdf.pdf: 1485135 bytes, checksum: d31a4ccd8d648b37a4b968473bb2b486 (MD5) Termos BDTD - Jéssica Luisa Alves do Nascimento.pdf: 1431726 bytes, checksum: 61466be613b999fe57195e02f1482ac0 (MD5) Made available in DSpace on 2021-11-22T11:37:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertaçao final Jéssica L.A.N pdf.pdf: 1485135 bytes, checksum: d31a4ccd8d648b37a4b968473bb2b486 (MD5) Termos BDTD - Jéssica Luisa Alves do Nascimento.pdf: 1431726 bytes, checksum: 61466be613b999fe57195e02f1482ac0 (MD5) Previous issue date: 2021-08-27 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Tin dioxide, SnO2, in its pure and doped form have been extensively investigated and applied in several applications, such as gas sensors, photovoltaic cells, light-emitting diodes and heterogeneous photocatalysts for environmental remediation, among others. Thus, this work aimed to evaluate the influence of structural parameters the SnO2 in the discoloration and degradation process of anionic and cationic dyes. The oxide samples were obtained by the polymeric precursor method, crystallized at 700°C for different calcination times (2, 4 and 6 hours), and characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman and absorption spectroscopy in the region infrared (IR) and ultraviolet-visible (UV-vis). The photocatalytic efficiency of SnO2 was evaluated in the degradation of the cationic dye, crystal violet (CV), and anionic dye, orange G (OG), using a photochemical reactor equipped with a 30 W UVC lamp (λ = 254 nm ≈ 4.9 eV), varying the catalyst mass (0.1 to 0.5 g) and dye concentrations (5 ppm to 20 ppm). The structural results by XRD of the SnO2 samples confirmed the formation of a tetragonal crystalline phase of the rutile type mean crystallite size (DC) performed from the XRD standards of the samples showed a decrease in FWHM and an increase in DC as a function of the increase in the calcination time of the materials, indicating a greater long-range structural organization for samples treated longer. The Raman spectra of all samples confirmed the presence of vibrational modes and translational and longitudinal acoustic modes present in SnO2, it was also observed that the increase in SnO2 calcination time decreases the FWHM values in regarding to the classic modes A1g and B2g, suggesting a greater degree of symmetry in the distorted octahedra environment. Regarding the photocatalytic properties of the materials, the sample treated at 700 °C for 2 hours showed the best result with maximum efficiency of 91.27% in CV decolorization and 65.13% in OG decolorization after 6 h of exposure to UVC light. Additionally, the influence of catalyst mass and dye concentration was studied, and it was found that the best result was 0.1 g and 0.5 g of catalyst for CV and OG dyes, respectively. As for dye concentration, the increase promoted a decrease in photocatalytic efficiency, related to the difficulty of interaction of light with the catalyst due to excess dye in the reaction médium. O dióxido de estanho, SnO2, puro e dopado, tem sido amplamente investigado e utilizado em diversas aplicações, tais como: sensor de gases, célula fotovoltaicas, diodo emissores de luz, fotocatalisador heterogêneo para remediação ambiental, entre outros. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência de parâmetros estruturais do SnO2 no processo de descoloração e degradação de corantes aniônico e catiônico. As amostras de óxido foram obtidas pelo método dos precursores polimérico, cristalizadas a 700°C por diferentes tempos de calcinação (2, 4 e 6 horas), e caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopias Raman e de absorção na região do infravermelho (IV) e ultravioleta-visível (UV-vis). A eficiência fotocatalítica do SnO2 foi avaliada na degradação do corante catiônico, corantes violeta cristal (VC), e aniônico, o alaranjado G (AG), utilizando um reator fotoquímico equipado com uma lâmpada UVC 30 W (λ = 254 nm ≈ 4,9 eV), variando a massa do catalisador (0,1 a 0,5 g) e concentrações dos corantes (5 ppm a 20 ppm). Os resultados estruturais por DRX das amostras de SnO2 confirmaram a formação de fase cristalina tetragonal do tipo rutilo (grupo espacial P42/mnm). Os cálculos de largura a meia altura (FWHM) e tamanho médio de cristalito (TC) realizados a partir dos padrões de DRX das amostras mostraram uma diminuição da FWHM e aumento do TC em função do aumento do tempo de calcinação dos materiais, indicando uma maior organização estrutural a longo alcance para as amostras tratadas em maior tempo. Os espectros Raman de todas as amostras confirmaram a presença dos modos vibracionais e modos acústicos translacionais e longitudinais presentes no SnO2, também foi observado que o aumento do tempo de calcinação do SnO2 diminui os valores de FWHM em relação aos modos clássicos A1g e B2g, sugerindo maior grau de simetria no ambiente dos octaedros distorcidos. Em relação às propriedades fotocatalíticas dos materiais, a amostra tratada a 700 °C por 2 horas apresentou melhor resultado com máxima eficiência de 91,27% na descoloração do VC e 65,13% na descoloração do AG após 6 h de exposição à luz UVC. Adicionalmente, foi estudado a influência da massa de catalisador e concentração dos corantes, verificou-se que o melhor resultado foi de 0,1 g e 0,5 g de catalisador para os corantes VC e AG, respectivamente. Quanto a concentração de corante o aumento promoveu uma diminuição da eficiência fotocatalítica, o que pode está relacionado com a dificuldade de interação da luz com o catalisador devido ao excesso de corante no meio reacional.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: