Publicação: Efeito do tratamento hidrotérmico em função do pH no desempenho fotocatalítico de amostras de Nb2O5
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::FOTO-QUIMICA INORGANICA
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Nascimento, Lucas Leão
Resumo
Os impactos ambientais causados pela utilização em larga escala de combustíveis fósseis demonstram a inabilidade dos mesmos em suprir as demandas energéticas futuras de forma sustentável. Neste contexto, as fontes de energia limpas e renováveis vêm ganhando espaço tanto no âmbito científico como social, uma vez que se mostram promissoras para o suprimento energético global, assim como no combate aos impactos ambientais supracitados. Por meio da fotocatálise, é possível empregar uma fonte energética limpa e abundante, o sol, para produção de H2, um combustível limpo e com diversas aplicações. O desafio tecnológico atual nesse campo se concentra no desenvolvimento de fotocatalisadores mais eficientes. Destaca-se aqui o Nb2O5, um semicondutor que apresenta abundância em território brasileiro e que possui propriedades adequadas para aplicações fotocatalíticas. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo o estudo do efeito do tratamento hidrotérmico em variados valores de pH nas atividades fotocatalíticas de amostras de Nb2O5 com vistas à produção de H2. Nb2O5 de Grau Óptico, fornecido pela CBMM, foi tratado em vaso de pressão em pH 2, 4, 6, 8 e 10 e os materiais resultantes foram caracterizados por DRX, B.E.T. e espectroscopia Raman. As amostras tiveram sua performance fotocatalítica testada frente à fotorreforma de metanol, de forma que as amostras de Nb2O5 Grau Óptico e pH 8 foram selecionadas para serem avaliados quanto à geração de H2, empregando Pt (1% m/m) como co-catalisador. As amostras tratadas em pH 2 e pH 4 mantiveram a fase original do material de partida, uma mistura entre as fases ortorrômbica e monoclínica. As amostras tratadas em valores de pH 6 e 8 apresentaram fase cristalina pseudo-hexagonal, devido à inserção de íons OH- em suas estruturas. Análises de adsorção e dessorção de N2 revelaram aumento considerável das áreas superficiais após o tratamento, em especial para as amostras tratadas em pH 6, 8 e 10. As amostras de Nb2O5 G.O. e Nb2O5 pH 8 obtiveram bons resultados frente à foto-oxidação de metanol, com velocidade de reação de 0,29 e 0,20 mmol h-1, respectivamente. Ambas as amostras passaram pelo processo de fotodeposição de platina e foram subsequentemente testadas frente à produção de H2. Observou-se uma produção de 80 μmol em um período de 6 horas para a amostra tratada em pH 8. Os resultados encontrados apontam para uma promissora aplicabilidade do Nb2O5 tratado hidrotermicamente como um fotocatalisador para produção de H2 de forma limpa e renovável.
Abstract
Palavras-chave
Nióbio, Nb2O5, Fotocatálise, Conversão de energia, Tratamento hidrotérmico, Hidrogênio
Citação
NUNES, Paulo Henrique Horta. Efeito do tratamento hidrotérmico em função do pH no desempenho fotocatalítico de amostras de Nb2O5. 2022. 49 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Industrial) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023.
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